Paraf Asisten
LAPORAN PRAKTIKUM SINTESIS SENYAWA ORGANIK Judul
: Sintesis Asam Asetil Salisilat
Tujuan Percobaan
: Mempelajari Reaksi Asetilasi Asam Salisilat Menjadi Aspirin
Pendahuluan
Asam salisilat adalah asam bifungsional yang mengandung dua gugus yaitu – OH OH dan – COOH COOH
sehingga asam salisilat dapat mengalami dua jenis reaksi yang berbeda. Anhidrida
asam karboksilat dibentuk lewat kondensasi dua molekul asam karboksilat. Anhidrida asam yang terkenal hanya satu yaitu anhidrida asetat yang dibuat melalui reaksi asam asetat dengan ketene (CH2=C=O) pada suhu tinggi (700 oC). Asam dikarboksilat berbeda dengan asam monokarboksilat karena mudah sekali diubah menjadi anhidrida yaitu cukup dengan pemanasan sederhana. Reaksinya sedikit lebih pelan dibandingkan khlorida asam menghasilkan asam karboksilat. Senyawa yang mengandung gugus asetil sering dibuat dari anhidrida asetat, karena murah, mudah pengendaliannya dan mudah menguap (Harun, 1990). Aspirin atau asam asetil salisilat merupakan senyawa derivatif dari asam salisilat. Asam asetil salisilat juga mempunyai sinonim nama yaitu asetosal. Aspirin berupa kristal berbentuk seperti jarum. Kristal asam asetil salisilat umumnya tidak berwarna sampai berwarna putih. Asam ini stabil dengan kondisi udara kering namun terdegradasi perlahan jika terkena uap air menjadi asam asetat dan asam salisilat. Asam asetil salisilat merupakan analgesik antipiretik dan anti-inflamasi yang sering digunakan sebagai obat bebas. Asam salisilat sangat iritatif, sehingga hanya digunakan sebagai obat luar. Derivatnya yang dapat dipakai secara sistemik adalah ester salisilat dari asam organik dengan substitusi pada gugus hidroksil, misalnya asetosal (Ganiswarna, 1995). Aspirin tersedia dalam bentuk tablet 100 mg untuk anak dan tablet 500 mg untuk dewasa. Metil salisilat (minyak wintergreen) hanya digunakan sebagai obat luar dalam bentuk salep atau linimen dan dimaksudkan sebagai counter iritant bagi kulit. Asam salisilat yang berbentuk bubuk digunakan sebagai keratolitik dengan dosis tergantung dari penyakit yang akan diobati. Aspirin memilik keguanaan untuk meringankan rasa sakit, terutama sakit kepala, sakit gigi dan nyerti otot serta menurunkan demam (Ganiswarna, 1995). Aspirin diperoleh dengan proses asetilasi terhadap asam salisilat dengan katalisator H2SO4 pekat. Asetilasi adalah terjadinya pergantian atom H pada gugus -OH dan asam
salisilat dengan gugus asetil dari asam asetil anhidrat. Asam salisilat adalah desalat phenol, maka reaksinya adalah asetilasi destilat phenol. Asetilasi ini tidak melibatkan ikatan C-O yang kuat dari phenol, tetapi tergantung pada pemakaian dan pemisahan ikatan -OH. Proses asetilasi biasanya rendemen rendah jika memakai asam karboksilat. Hasil yang diperoleh akan lebih baik, jika digunakan suatu derivat yang lebih reaktif menghasilkan ester asetat. Nama lain aspirin adalah metil ester asetanol karena diperoleh dari esterifikasi asam salisilat sehingga merupakan asam asetat dan fenilsalisilat (Vogel, 1990). Asam salisilat dicampur dengan asetat anhidrida menyebabkan reaksi kimia yang mengubah gugus alkanol dari asam salisilat menjadi gugus asetil (R-OH
R-OCOCH3).
Asam sulfat dengan jumlah kecil umumnya digunakan sebagai katalis. Asam sulfat berfungsi sebagai donor proton sehingga ikatan pada asetat anhidrida lebih mudah terbuka lalu bergabung dengan asam salisilat yang kehilangan hidrogen. Ion SO 42- kembali mengikat proton H+ yang berlebih setelah proses pengikatan selesai. Asam salisilat berperan sebagai alkohol karena mempunyai gugus – OH, sedangkan asam asetat anhidrat berperan sebagai anhidrida asam. Ester yang terbentuk adalah asam asetil salisilat (aspirin). Gugus asetil berasal dari anhidrida asam sedangkan hasil samping dari reaksi ini adalah asam asetat. Hasil samping akan terhidrasi membentuk anhidrida asam asetat. Anhidrida asam asetat akan kembali bereaksi dengan asam salisilat membentuk aspirin. Reaksi akan berhenti setelah asam salisilat habis karena adanya asam sulfat pekat (Horizon, 2011). Sintesis aspirin merupakan suatu proses reaksi esterifikasi. Esterifikasi merupakan suatu reaksi antara asam karboksilat dengan alkohol membentuk suatu ester. Ester merupakan turunan asam karboksilat yang gugus – OH dari karboksilnya diganti dengan gugus – OR dari alkohol. Esterifikasi yang menggunakan katalis asam merupakan reaksi yang reversible. Anhidrida asam ialah turunan dari asam dengan mengambil air dari dua gugus karboksil dan menghubungkan fragmen-fragmennya. Esterifikasi atau pembentukan ester terjadi jika asam karboksilat dipanaskan bersama alkohol primer atau sekunder dengan sedikit asam mineral sebagai
katalis.
Produksi
ester
secara
industri
dilakukan
dengan
mereaksikan anhidrida asam dengan alkohol (Fessenden, 1986). Aspirin adalah salisilat ester yang dapat disintesis dengan menggunakan asam asetat yang memiliki gugus COOH dan asam salisilat yang memiliki gugus OH. Pembuatan aspirin tidak akan menghasilkan produk yang baik apabila suasananya berair, dikarenakan asam asetil salisilat yang terbentuk akan terhidrolisa menjadi asam salisilat berair (Horizon, 2011).
Mekanisme Reaksi
Mekanisme reaksi sintesis yang mungkin terjadi dalam percobaan ini adalah: +
.. O
OH
O
+ H3C
O
H - HSO 4
HSO 4
-
+
H3C
CH3
O
O
CH3
COOH H
COOH OH
OH
+
O
O
+
OH O
CH3
..
+ H3C
O
COOH H O
+
CH3
CH3
OH O
CH3
OH O
O
O
CH3
+
O
CH3
O
H
COOH
H
COOH
OH
+
CH3
O
COOH O
CH3
CH3 +
CH3
O
+
O H3C OH
OH
O
COOH
COOH O
CH3
OH
+
+
HSO 4
-
O
CH3
+
H 2SO 4
O
Alat
Alat yang digunakan dalam praktikum sintesis asam asetil salisilat adalah labu leher tiga 250 mL, set alat refluks, termometer, corong buchner, pipet tetes, pengaduk, beaker glass, erlenmeyer 250 mL, cawan petri, gelas ukur 100 mL, batu didih, kertas sarin g, pompa vakum, melting point tester . Bahan
Bahan yang digunakan dalam praktikum sintesis asam asetil salisilat adalah asam salisilat kering (hasil hidrolisis ester pada minyak gondopuro), asam asetat anhidrida, asam sulfat pekat, akuades, alkohol 96%, besi(III) klorida.
Prosedur Kerja
- Skema kerja 1.5 gram Asam Salisilat - Dimasukkan ke dalam labu alas bulat 250 mL dan ditambahkan 2 mL asam asetat anhidrida - Ditambahkan 1 tetes asam sulfat pekat dan digojog hingga terjadi pencampuran sempurna - Dipanaskan labu pada penangas air suhu ± 50-60 oC sambil diaduk selama ±15 menit - Dinginkan labu sambil tetap diaduk dan ditambahkan 150 ml air dingin - Disaring menggunakan penyaring buchner dengan bantuan pompa vakum lalu dicuci kristal dengan air dingin hingga tidak bereaksi asam l agi - Dilakukan rekristalisasi asam asetil salisilat dengan pelarut yang merupakan campuran 4.5 mL alkohol dan 10.5 mL aquades - Ditambahkan sedikit demi sedikit campuran alkohol-air yang panas kepada kristal asam asetil salisilat hingga tepat larut, kemudian disaring segera menggunakan corong buchner panas dan didinginkan filtratnya hingga diperoleh kristal berbentuk jarum - Disaring kristal menggunakan corong Buchner. - Diambil sedikit kristal dan dilakukan test dengan pereaksi besi(III) klorida - Dikeringkan kristal asam asetil salisilat yang diperoleh, ditimbang dan ditentukan titik lelehnya Hasil
- Prosedur kerja Masukkan 10 gram asam salisilat dan 15 gram (14 ml) asam asetat anhidrida ke dalam labu alas bulat 250 ml. Tambahkan 10 tetes asam sulfat pekat dan gojog hingga terjadi pencampuran sempurna. Panaskan labu pada penangas air suhu ± 50-60 oC sambil diaduk selama ±15 menit. Selanjutnya, labu didinginkan sambil diaduk dan ditambahkan 150 ml air dingin. Saring menggunakan corong Buchner dengan bantuan pompa vakum. Cuci kristal yang terbentuk dengan air dingin hingga tidak bereaksi asam lagi. Lakukan rekristalisasi asam asetil salisilat dengan pelarut yang merupakan campuran 30 ml alkohol 96% dan 75 ml aquades. Tambahkan sedikit demi sedikit campuran alkohol-air
yang panas pada kristal asam asetil salisilat hingga tepat larut, kemudian saring dengan menggunakan kertas saring pada corong dan dinginkan filtratnya hingga diperoleh kristal berbentuk jarum. Saring kristal menggunakan corong Buchner. Ambil sedikit kristal dan lakukan test menggunakan pereaksi besi(III) klorida. Lalu, keringkan kristal asam asetil salisilat yang diperoleh, timbang dan tentukan titik lelehnya. Waktu yang dibutuhkan Perlakuan
Waktu
Preparasi alat dan bahan
5 menit
Mencampurkan asam salisilat dan asam asetat
5 menit
anhidrida ke dalam labu alas bulat Menambahkan asam sulfat pekat dan gojog
5 menit
hingga terjadi pencampuran sempurna. Memanaskan labu pada suhu ± 50-60 oC
15 menit
Mendinginkan labu dan ditambahkan 150 ml
10 menit
air dingin. Penyaringan menggunakan corong Buchner
15 menit
dan pencucian kristal yang terbentuk dengan air dingin rekristalisasi dengan pelarut campuran alkohol
20 menit
dan aquades penyaringan
dengan
corong
buchner
dan
15 menit
Test dengan pereaksi besi(III) klorida dan
15 menit
pendinginan filtrat
pengeringan kristal. Uji titik leleh
10 menit Total
115 menit
Data dan Perhitungan a. Data Bahan
Perlakuan
1.5 asam salisilat + 2 mL asam asetat anhidrat
Dimasukkan kedalam labu leher 3 dan + 1 tetes H 2SO4
Campuran asam salisilat+asam asetat
Diaduk, dipanaskan ± 15 menit pada suhu 50-60 0C
Hasil Sebelum ditambah, salisilat belum larut Setelah ditambah, salisilat mulai larut
asam asam
Asam salisilat larut dan warnalarutan coklat
anhidrat+ H2SO4 Diaduk dan ditambahkan 21.5 mL air dingin Disaring menggunakan corong Buchner dan dicuci dengan air dingin Rekristalisasi dengan menggunakan campuran (4.5 mL alkohol+10.5 mL aquades) panas yang ditambahkan sedikit
Larutan coklat keunguan Larutan + endapan putih keruh
endapan putih keruh
Kristal putih
Disaring, dioven dan ditimbang
Kristal putih
Uji dengan FeCl3
Kristal putih
Uji titik leleh
keunguan Larutan menjadi putih keruh dan ada endapan putih keruh endapan putih keruh
Terbentuk Kristal putih
Terbentuk serbuk Kristal kering dengan massa 0.321 gram Berubah warna menjadi ungu 153-1590C
b. Perhitungan
Massa asam salisilat : 1,5 g Mr asam salisilat : 138,12 g n asam salisilat :
=
,5 , /
= 0,01
Volume asam asetat anhidrida : 2 mL Massa jenis : 1,045 g/mL m=ρxv
= 2 mL x 1,045 g/mL = 2,09 g Mr asam asetat anhidrida : 102,09 g/mol n asam asetat anhidrida :
=
,9 ,9 /
= 0,02
Persamaan Reaksi OCOCH 3
OH
+
+
(CH 3CO) 2O
CH3COOH
COOH
COOH
0,01 mol
0,02 mol
0,01 mol
0,01 mol
0,01 mol
0,01 mol
-
0,01mol
0,01 mol
0,01 mol
Aspirin yang didapat (teoritis) : 0,01 mol Mr aspirin : 180 g/mol m aspirin (teoritis) : n x Mr = 0,01 mol x 180 g/mol = 1,8 g Perhitungan %rendemen
% =
% =
0,321 1,8
100%
% = 17,83 % Hasil Perlakuan
Penambahan 1.5 gram asam salisilat + 2 mL asam asetat + 1 tetes asam sulfat
Proses refluk
Hasil refluks
Keterangan
Hasil refluk + 21.5 ml air dingin
Penyaringan dengan corong Buchner dan dicuci dengan air dingin
Hasil rekristalisasi dengan (4.5 mL alkohol + 10.5 mL akuades) panas
Penyaringan hasil rekristalisasi
Hasil setelah pengeringan dengan oven
Uji dengan FeCl3
Uji titik leleh
Pembahasan Hasil
Praktikum ini membahas tentang sintesis aspirin dari asam salisilat menggunakan metode refluks. Aspirin atau asam asetil salisilat merupakan senyawa turunan dari asam salisilat. Aspirin dapat disintesis dari asam salisilat dan asam asetat anhidrat dengan dibantu asam sulfat pekat melalui reaksi asetilasi dan dapat diperoleh juga melalui reaksi erterifikasi. Asetilasi merupakan proses terjadinya pergantian H pada gugus
– OH
dan asam salisilat
dengan gugus asetil dari asam asetil anhidrat. Asetilasi ini tidak melibatkan ikatan C-O yang kuat dari fenol, tetapi tergantung pada pemakaian dan pemisahan ikatan – OH. Langkah pertama yaitu mereaksikan 1.5 gram asam salisilat dengan 2 mL asam asetat anhidrida sehingga terjadi subtitusi gugus hidroksi (-OH) pada asam salisilat dengan gugus asetil (OCOCH3) pada anhidra asetat dan kemudian ditambahkan dengan 1 tetes asam sulfat
pekat. Campuran tersebut direaksikan di dalam labu leher tiga pada set alat refluks. Refluks adalah teknik yang melibatkan kondensasi uap. Prinsip dari metode refluks adalah pelarut volatil yang digunakan akan menguap pada suhu tinggi, namun akan didinginkan dengan kondensor sehingga pelarut yang tadinya dalam bentuk uap akan mengembun pada kondensor dan turun lagi ke dalam wadah reaksi sehingga pelarut akan tetap ada selama reaksi berlangsung. Reaksi pembentukan aspirin ini membutuhkan energi berupa panas, campuran dipanaskan dengan suhu antara 50 oC sampai 60oC. Fenomena yang terjadi yaitu asam salisilat mulanya kurang larut, namun setelah beberapa menit asam salisilat larut dalam asam asetat anhidrat dan asam sulfat pekat. Asetat anhidrida berfungsi untuk mencegah adanya air, karena air akan mengakibatkan kristal aspirin akan terurai kembali menjadi asam salisilat. Asetat anhidrat digunakan sebagai pelarut dalam percobaan ini karena asetat anhidrat mempunyai titik didih yang rendah selama pemanasan. Dalam prinsip Le-Chatelier, adanya kelebihan asetat anhidrat dalam persamaan kesetimbangan akan menuju ke arah pembentukan produk. Air tidak digunakan sebagai pelarut pada percobaan ini karena air mungkin menghidrolisis pembentukan aspirin yang akan diuraikan menjadi asam salisilat dan asam asetat. Penambahan H2SO4 berfungsi sebagai katalis dan untuk menghidrasi. Setelah pemanasan dilakukan larutan menjadi berwarna coklat keunguan, seharusnya larutan tetap tidak berwarna, hal ini dapat terjadi karena suhu yang melebihi 60 oC dan kemungkinan masih ada asam salisilat yang belum larut sehingga pada pemanasan yang melebihi 60 o C yang terjadi larutan menjadi sedikit hangus karena ada padatan asam salisilat yang terbakar didasar labu alas bulat. Kurang larutnya asam salisilat dapat dikarenakan kurangnya pengadukan yang dilakukan.
Mekanisme reaksi yang terjadi dalam proses
pencampuran yaitu: O O
O
O
O
O
+
H
OSO4
H 3C
O
O
H
CH3
CH3
OH
C
+
CH3
O
O
C
C
OH H
O
C
H CH3
O
O
O
+ OSO3H
++
C
H
C
O
CH3
+ H2SO4 Asam Asetil Salisilat
O
Mekanisme yang terjadi yaitu anhidrida asetat menyerang H + sehingga mengalami resonansi, kemudian anhidrida menyerang gugus fenol dari asam salisilat H+ yang terlepas dari – OH dan berikatan dengan atom O. Anhidrida asam asetat terputus menjadi asam asetat dan asam asetilsalisilat (aspirin) yang kemudian H+ akan lepas dari aspirin. Larutan hasil refluks kemudian ditambahkan 21.5 mL air dingin. Hasilnya larutan berubah warna menjadi putih keruh dan terdapat endapan berwarna putih keruh. Penambahan air dingin berfungsi untuk mempercepat proses rekristalisasi dan akan menghasilkan endapan aspirin. Pendinginan dalam hal ini akan menyebabkan molekul-molekul aspirin bergerak lebih lambat dan membentuk endapan melalui proses nukleasi dan pertumbuhan partikel. Mekanisme yang terjadi yaitu anhidrida asetat menyerang H + sehingga mengalami resonansi, kemudian anhidrida menyerang gugus fenol dari asam salisilat H+ yang terlepas dari – OH dan berikatan dengan atom O. Anhidrida asam asetat terputus menjadi asam asetat dan asam asetilsalisilat (aspirin) yang kemudian H+ akan lepas dari aspirin. Endapan yang terbentuk kemudian disaring menggunakan corong Buchner untuk memisahkan pelarut dari endapan yang dihasilkan. Metode rekristalisasi digunakan untuk pemurnian asam asetilsalisilat dari zat-zat lain dalam
campurannya.
Rekristalisasi
adalah
pemurnian
suatu
zat
padat
dari
campuran/pengotornya dengan cara mengkristalkan kembali zat tersebut setelah dilarutkan dalam pelarut yang cocok. Prinsip rekristalisasi adalah perbedaan kelarutan antara zat yang akan dimurnikan dengan kelarutan zat pencampur/pencemarnya. Larutan yang terjadi dipisahkan satu sama lain, kemudian larutan zat yang diinginkan dikristalkan dengan cara menjenuhkannya. Sedangkan Prinsip dari kristalisasi adalah bahwa senyawa padat akan mudah terlarut dalam pelarut panas bila dibandingkan pada pelarut yang lebih dingin. Jika suatu larutan senyawa tersebut dijenuhkan dalam keadaan panas dan kemudian didinginkan,senyawa
terlarut
akan
berkurang
kelarutannya
dan
mulai
mengendap,
membentuk kristal yang murni dan bebas dari pengotor. Endapan yang diperoleh kemudian dimurnikan dengan proses rekristalisasi menggunakan campuran 4.5 mL alkohol dan 10.5 mL aquades panas yang ditambahkan sedikt demi sedikit. Dari proses tersebut terbentuklah endapan Kristal berwarna putih yang kemudian disaring dan dikeringkan dalam oven. Setelah kering dihitung massa kristal berbentuk jarum yang dihasilkan dan kristal yang diperoleh sebanyak 0.321 gram. Rendemen yang didapat sebesar 17,83 %. Untuk memastikan apakah kristal yang dihasilkan merupakan asam asetil salisilat maka dilakukan uji dengan FeCl 3 dan uji titik leleh. Besi klorida digunakan untuk penentuan
pemurnian suatu zat. Warna ungu yang terbentuk menunjukkan adanya asam salisilat. Warna ungu yang dihasilkan oleh asam salisilat terjadi karena asam salisilat adalah senyawa yang mengandung fenol, maka fenol dari asam salisilat akan bereaksi dengan FeCl 3 membentuk senyawa kompleks berwarna ungu. Dari literatur dapat dilihat bahwa asam salisilat mempunyai gugus fenol. Atom oksigen dari gugus asam karboksilat dan gugus hidroksil pada asam salisilat dapat membentuk sebuah kompleks dengan ion
. Dalam aspirin,
gugus hidroksil diganti dengan ester selama proses esterifikasi dan substitusi nukleofilik yang mana mencegah pembentukan kompleks. Ini akan menghasilkan larutan berwarna kuning. Jadi jika hasil yang diperoleh berwarna kuning maka dapat dikatakan itu adalah aspirin. Reaksi uji kualitatif dengan menggunakan besi klorida menghasilkan warna ungu yang menunjukkan reaksi kompleks antara besi klorida dengan asam salisilat:
Hal ini menunjukkan bahwa dalam kristal terdapat asam salisilat yang belum bereaksi membentuk aspirin. uji yang kedua yaitu uji titik leleh. Berdasarkan literatur titik leleh asam salisilat adalah 159 C, dari hasil percobaan diperoleh titik leleh asam salisilat 153-159 C.
Dari hasil yang didapat ini tergolong sesuai bahwa hasil yang didapatkan adalah asam salisilat bukan aspirin. Sedangkan titik leleh aspirin berdasarkan literatur adalah 136 oC. Aspirin belum terbentuk dari percobaan ini dikarenakan kurangnya pengadukan saat proses refluks yang menyebabkan reaksi pembentukan aspirin tidak berhasil dan seharusnya suhu dijaga antar 50-60oC namun karena kelalaian suhu melebihi suhu tersebut akibatnya jika terlalu tinggi maka aspirin akan terhidrolisis menjadi asam asetat. Kesimpulan
Kesimpulan dari praktikum yang telah dilakukan a dalah 1. Sintesis aspirin dapat dilakukan dengan penambahan asam salisilat dengan asam asetat anhidrat dengan reaksi asetilasi. Massa kristal yang didapat 0.321 gram dengan rendemen 17,83 %. 2. Adanya senyawa aspirin dapat diidentifikasi dengan uji besi(III) klorida yang akan menghasilkan warna kuning. uji dari kristal yang didapat berwarna ungu yang
menandakan kristal adalah asam salisilat bukan aspirin. 3. Range titik leleh dari kristal yang didapat 153-159 C. Titik leleh asam salisilat 159 C
dan titik leleh aspirin 136 oC. jadi kristal yang didapat adalah asam salisilat itu sendiri. Referensi
Fessenden. 1986. Kimia Organik Jilid 2 Edisi 3. Penerbit Erlangga: Jakarta. Ganiswara, S. 1995. Farmakologi dan Terapi. Gaya baru. Jakarta. Harun. 1990. Obat Sintetik Edisi V . Institut tehknologi Bandung Press: Bandung. Horizon. 2011. Penuntun Praktikum Kimia Organik II . Jambi: Universitas Jambi. Vogel. 1990. Analisis Anorganik Kualitatif Makro dan Semimikro. Jakarta: Kalman Media Pusaka. Saran
Sebaiknya praktikan lebih teliti dan hati-hati, serta lebih efisien dalam melaksanakan praktikum agar tidak memakan banyak waktu sehingga memperlancar jalannya praktikum. Nama Praktikan
Dewi Adriana Putri (121810301053)
