MAKALAH AMINASI diajukan untuk memenuhi salah satu tugas Mata Kuliah Satuan Proses 2
Disusun oleh :
RIKA MUSTIKA
131411024
SAHARA TULAINI
131411025
SHOFIYA WARDAH N
131411026
KELAS
2A - TK
PROGRAM STUDI DIPLOMA III TEKNIK KIMIA JURUSAN TEKNIK KIMIA POLITEKNIK NEGERI BANDUNG 2014
BAB I PENDAHULUAN 1.1 Pengertian Aminasi Aminasi adalah reaksi pembentukan amina (turunan amoniak) dimana 1 atom H atau lebih diganti dengan gugus alkil (R), aril, hidroatil atau heterosiklik. Amina adalah suatu senyawa yang mengandung gugus amino (-NH2, -NHR, -NR2). Gugus amino mengandung nitrogen yang terikat pada satu sampai tiga atom karbon (tetapi bukan gugus karbonil) dan sejumlah atom hidrogen. Apabila salah satu karbon yang terikat pada atom nitrogen adalah karbon karbonil, senyawanya adalah amida, bukan amina. (Fessenden, 1997) Amina digolongkan menjadi amina primer (RNH2), sekunder (R2NH), atau tersier (R3N), tergantung pada jumlah atom karbon yang terikat pada atom nitrogen (bukan pada atom karbon, seperti pada alkohol). (Fessenden, 1997) 1. Amina Primer (satu atom C terikat pada atom N) :
2. Amina Sekunder (dua atom C terikat pada atom N) :
3. Amina Tersier (tiga atom C terikat pada atom N)
Gambar 1. Penggolongan Amina (Zulfikar, 2007)
Amina merupakan turunan organik dari ammonia dimana satu atau lebih atom hidrogen pada nitrogen telah tergantikan oleh gugus alkil atau aril. Karena itu amina memiliki sifat mirip dengan ammonia seperti alkohol dan eter terhadap air. Seperti alkohol, amina bisa diklasifikasikan sebagai primer, sekunder dan tersier. Meski demikian dasar dari pengkategoriannya berbeda dari alkohol. Alkohol diklasifikasikan dengan jumlah gugus non hidrogen yang terikat pada karbon yang mengandung hidroksil., namun amina diklasifikasikan dengan jumlah gugus nonhidrogen yang terikat langsung pada atom nitrogen (Stoker, 1991) Senyawa amina memiliki kegunaan yang luas dalam kehidupan yaitu dapat berguna sebagai pencegah korosif, bakterisida, fungisida, bahan pemflotasi (flotating agent) dan pengemulsi (Billenstein,1984). Amina juga sangat penting dalam biokimia. Misalnya, serotonin, suatu senyawa yang didapat dalam system susunan saraf, mengirimkan impuls saraf dan mengerutkan pembuluh darah. Histamin adalah senyawa yang bertanggung jawab terhadap alergi.
1.2 Tata Nama Amina Amina alifatik sederhana biasanya diberi nama dengan menulis substituen alkil atau aril dan menambahkan akhiran –amina. Bagian dari nama amina digabung dalam satu kata. (Fessenden, 1997) Aril amina diberi nama sebagai turunan dari amin aromatik asal, seperti anilin. Substituen pada nitrogen diberi nama dengan awalan didahului oleh N- untuk memperlihatkan substituen terikat pada nitrogen, tidak pada cincin (awalan Ndipakai dalam beberapa nama alkil amina).
Amina heterosikalik, dengan nitrogen di dalam cincin, mempunyai nama sendiri. Beberapa contoh berikut :
Jika tidak mungkin memberi senyawa sebagai alkil amina atau aril amina, digunakan awalan amino- untuk gugusan amino menunjukkan tempat asalnya dengan angka, bila perlu. (Fessenden, 1997)
1.3 Sifat Fisika dan Kimia Amina Alkilamina berbobot molekul rendah adalah gas atau cair pada suhu kamar. Didan trietilamin serta amina primer yang memiliki tiga sampai sepuluh atom karbon adalah cairan, amina yang lebih kecil jumlah atom karbonnya adalah gas. Amina dengan jumlah atom karbon dibawah enam biasanya larut dalam air akibat adanya interaksi ikatan hidrogen. Meskipun nitrogen tidak seelektronegatif oksigen namun mampu mempolarisasi ikatan N-H sehingga terbentuk gaya dipoldipol yang kuat antara molekulnya. Amine tersier tidak memiliki atom hidrogen karena itu tidak terjadi ikatan hidrogen antara air dengannya atau dengan amin tersier lainnya. konsekuensinya titik didihnya lebih rendah dibanding amina primer atau sekunder. Salah satu sifat yang paling dikenal dari amina berbobot molekul rendah adalah aromanya yang tidak sedap. Amina volatile ini menguap secara cepat dan terciup seperti campuran ammonia dan ikan busuk. Kebanyakan bahan yang membusuk terutama organ yang mengandung protein tinggi menghasilkan amina. Bagian dari aroma tumbuhan yang mati, rumah penyimpanan daging, dan bagian pengolahan limbah semuanya adalah amina (Stoker, 1991).
Titik lebur, titik didih dan densitas dari beberapa senyawa amina sederhana meningkat bersama dengan bertambahnya berat molekul sebagai konsekuensi dari interaksi intermolekular yang lebih besar. Sama seperti alkohol, senyawa amina yang lebih sederhana menunjukkan pengaruh ikatan hIdrogen. Nitrogen kurang elektonegatif dibandingkan dengan oksigen, ikatan hidrogen pada N-H kurang kuat dibanding dengan ikatan O-H. Oleh karena itu, amina primer memiliki titik didih ditengah-tengah antara senyawa alkana dan alkohol.
Tabel Titik Lebur Amina Primer Jenuh (R-NH2)
1.4 Aminating Agents Agen aminasi (aminating agents) yang biasa digunakan adalah NH3 gas atau cair, NH3 dalam air (NH4OH) atau dalam pelarut organik, senyawa yang mengandung amonia seperti (NH4)2SO4, ammonium karbonat, urea, dan lain-lain.
1.5 Penggunaan Senyawa Amina dan Turunannya Senyawa amina memiliki kegunaan yang luas dalam kehidupan yaitu dapat berguna sebagai pencegah korosif, bakterisida, fungisida, bahan pemflotasi (flotating agents) dan pengemulsi. (Billenstein,1984) Empat amin yang relative sederhana sangat penting dalam fungsi tubuh manusia. Mereka adalah sekresi kelenjar adrenal epinefrin (adrenalin), norepinefrin (non adrenalin), dopamine dan serotonin.
Senyawa-senyawa tersebut berfungsi sebagai neurotransmitter (pembawa pesan kimiawi) antara sel-sel saraf. Epinefrin, norepinefrin dan dopamine juga dikenal sebagai katekolamin yang merupakan turunan dari katekol (odihidroksibenzen). Berikut ini beberapa kegunaan senyawa amina dan turunannya : 1. Amina sebagai pelembut pakaian 2. Amina sebagai anti iritasi pada shampo 3. Amina sebagai pelumas 4. Amina sebagai obat parasit leishmania
BAB II PROSES AMINASI DAN APLIKASI INDUSTRI 2.1 Proses Aminasi Proses pembentukan amina dapat dilakukan dengan dua macam cara, yaitu: 1. Aminasi secara reduksi : yaitu proses pembuatan amina berdasarkan reaksi reduksi. 2. Amonolisis : yaitu proses pembuatan amina dari reaksi dengan amonia.
2.1.1
Aminasi Secara Reduksi Aminasi secara reduksi adalah proses pembentukan amina dengan mereduksi senyawa nitrogen lain. Zat yang dapat direduksi adalah senyawa-senyawa yang telah mengandung atom N, yaitu: a. Senyawa nitro (R-NO2) b. Senyawa nitroso (R-NO) c. Senyawa hidroksilamin (R-NH-OH) d. Senyawa hidraso (R-NH-NH-R) e. Senyawa azoxybenzena (R-NH-NO-R) f. Senyawa nitril (R-CºN), azida, amida (RCO-NH2) Zat-zat pereduksi adalah : a. Logam dan asam Logam yang digunakan adalah : Fe, Zn, Sn, Al sebagai sumber elektron. Asam yang digunakan adalah : HCl, H2SO4 sebagai sumber ion H+. HNO3 jarang digunakan arena mempunyai sifat sebagai oksidator kuat. b. Logam dan basa Logamnya adalah : Fe, Zn, Sn, Al. Basa-nya adalah NaOH, KOH c. Sulfida Untuk mereduksi sebagian senyawa polinitro aromatik menjadi nitro amina dan mereduksi aminoantraquinon menjadi antraquinon. d. Sulfit (Na-sulfit dan bisulfit) e. Hidrogen (H2) dengan katalis Penggunaan hidrogen sebagai reduktor, biasanya dengan katalisator.
Reduksi dengan hidrogen disebut hidrogenasi. f. Elektrolisa Ion hidrogen dihasilkan dari elektrolisa. Hidrogen inilah yang kemudian melakukan reduksi. g. Na-hidrosulfit h. Metal hidrida i. Natrium dan Na-alkoholat
Pereduksi tersebut di atas memiliki kekuatan mereduksi yang berbeda. Yang paling banyak digunakan adalah logam dan asam. Dengan memilih reduktor yang sesuai dan mengatur kondisi operasi, maka reduksi dapat dihentikan tidak sampai hasil akhir. Pengaruh kekuatan zat pereduksi tersebut dapat dilihat pada hasil reduksi nitrobenzena sebagai berikut :
Reduksi dari amida atau nitril dengan lithium alumunium hidrida atau gas hidrogen (hidrogenasi katalitik) menghasilkan amina. Dengan amida, amin primer, sekunder, atau tersier bisa diperoleh tergantung pada
jumlah substitusi pada amida nitrogen. Dengan nitril, hanya amina primer dari tipe RCH2NH2 yang dapat diperoleh, sebab atom karbon yang terikat ke atom nitrogen hanya mempunyai satu substituent saja (R) dalam nitril.
2.1.2
Amonolisis RX + NH3 RNH2 + HX ; dimana X dapat berupa : halogen, NO2, SO3H dan lain-lain. Ada dua macam reaksi amonolisa yaitu : Amonolisa
: memasukkan NH3 ke dalam senyawa
Hidroamonolisa
: memasukkan NH3 dan H2 dalam senyawa
Cara masuknya NH3 dalam senyawa : 1. Substitusi a. Alkana RCH3 + NH3
RCN
RCH2NH2
Untuk memperoleh RNH2 suhu harus tinggi dan katalisator kuat. b. Substitusi halogen RCH2X + NH3
RCH2NH2 + HX
c. Substitusi sulfat atau sulfat RSO3H + NH3
RNH2 + H2SO3
d. Konversi senyawa karbonil : Hidroamonolisis Memasukkan NH3 serta H2 ke dalam senyawa. RCOOH + NH3 + H2
RCH2NH2 + H2O
RCHO + NH3 + H2
RCH2NH2 + H2O
RCOOR NH3 + H2
RCONH2 + H2O
e. Alkohol RCH2OH + NH3 2. Adisi
RCH2NH2 + H2O
Faktor-faktor yang mempenaruhi amonolisis : 1. Kelarutan 2. Pengadukan 3. Efek derivat halogen 4. Efek gugus nitro 5. Suhu 6. Konsentrasi NH3
2.1.3
Penggunaan Katalis dalam Reaksi Aminasi a. Amonolisis senyawa halogen dengan katalis logam : Cu, As, Ag, CuO dan garam-garam Cu b. Katalisator dehidrasi : alumina, silika gel, aluminium fosfat dalam gel alumina, Ni, Co dan lain-lain. c. Katalisator hidrogenasi berupa logam campuran (alloy) d. Katalisator hidroamonolisis : logam Ni, Co, Cu, Ni-A, dll
2.1.4
Mekanisme Reaksi
2.2 Aplikasi Industri 2.2.1
Proses Pembuatan Anilin Aminasi Chlorobenzen Pada proses aminasi chlorobenzen menggunakan zat pereaksi amoniak cair, dalam fasa cair dengan katalis Tembaga Oxide dipanaskan akan menghasilkan 85 - 90 % anilin. Sedangkan katalis yang aktif untuk reaksi ini adalah Tembaga Khlorid yang terbentuk dari hasil reaksi samping ammonium khlorid dengan Tembaga Oxide. Mula - mula amoniak cair dimasukkan ke dalam mixer dan pada saat bersamaan chlorobenzen dimasukkan pula, tekanan di dalam mixer adalah 200 atm. Dari mixer campuran chlorobenzen dengan amoniak dilewatkan ke preheater kemudian masuk ke reaktor dengan suhu reaksi 235 °C dan tekanan 200 atm. Pada reaksi ini ammonia cair yang digunakan adalah berlebihan. Dengan menggunakan katalis tertentu, reaksi yang terjadi adalah sebagai berikut : C6H5Cl + 2 NH3 C6H5NH2+ NH4Cl Pada proses aminasi chlorobenzen, hasil yang diperoleh berupa nitro anilin dengan yield yang dihasilkan adalah 96%. (Groggins, 1958)
2.2.2
Proses Pembuatan Amphetamine Amphetamine atau amphetamine juga dikenal sebagai alpha-methylphenethylamine, phenyl-isopropylamine, beta-phenyl-isopropylamine dan Benzedrine adalah stimulan yang biasa digunakan untuk mengobati Attention-deficit hyperactivity disorder (ADHD) pada remaja dan anakanak. Selain itu, juga digunakan untuk pengobatan simptomatis dari traumatic brain injury dan gejala mengantuk karena narcopelsy serta chronic fatigue syndrome. Pada awalnya, senyawa ini dikenal dapat digunakan untuk mengurangi nafsu makan dan untuk kontrol berat badan. Saat ini, obat tersebut ilegal untuk diedarkan. Amphetamine merupakan cairan tak berwarna dengan bau amina dan mudah larut dalam air (1:50) serta larut dalam alkohol. Bentuk basa mudah menguap pada suhu kamar dan telah digunakan sebagai inhalant, tetapi
secara komersial tidak lagi tersedia di US. Amphetamine sulfate merupakan serbuk kristal putih dan tidak berbau serta sedikit berasa pahit. Amphetamine sulfate memiliki kelarutan tinggi dalam air (1:9) dan sedikit larut dalam alkohol (sekitar 1:500). Struktur Kimia Amphetamine (1phenylpropan-2-amine). Senyawa amina dapat disintesis dalam satu tahap dengan mereaksikan keton atau aldehid dengan amonia atau suatu amina dalam sejumlah agen pereduksi. Proses ini dinamakan reaksi aminasi reduktif. Reduktif aminasi ini terjadi melalui penyerangan gugus karbonil oleh amina dan menghasilkan imina melalui reaksi adisi nukleofilik. Langkah pertama adalah adisi nukleofilik pada gugus karbonil yang diikuti dengan transfer proton. Produk yang dihasilkan pada langkah pertama ini adalah hemiaminal atau sering disebut carbinolamine. Bentuk ini biasanya tidak stabil dan tidak dapat diisolasi. Reaksi yang kedua adalah eliminasi air dari hemiaminal sehingga terbentuklah senyawa imina. Kemudian bentuk imina ini direduksi dengan agen pereduksi seperti gas hidrogen dan palladium (H2/Pd), gas hidrogen dan platina (H2/Pt), Natrium borohidrid (NaBH4) atau dengan lithium aluminium hidrida (LiAlH4) untuk membentuk senyawa amina. Bahan baku yang digunakan dalam pembuatan amphetamine secara aminasi reduktif adalah benzyl methyl keton. Senyawa benzyl methyl keton yang digunakan adalah phenil-2-propanone (P2P). Saat ini, P2P merupakan bahan kimia yang peredarannya sangat dibatasi karena kekhawatiran penyalahgunaan bahan ini sebagai starting material untuk pembuatan amphetamine. Selain reaksi aminasi reduktif, juga dikenal reaksi lain untuk pembuatan amphetamine. Salah satu upaya sintesis amphetamine adalah dengan cara aminasi reduktif
tekanan
tinggi
terhadap
1-phenil-2-propanone
dengan
menggunakan Raney Nickel. Prosedur pembuatan secara laboratorium adalah sebagai berikut :
1. Satu mol atau kurang lebih 134,2 gram phenyl-2-propanone dilarutkan ke dalam 500 ml methanol yang telah dijenuhkan dengan ammonia pada suhu 10oC (sekitar 94 gram atau 5,5 mol). 2. Setelah penambahan Raney nickel dari 30 gram alloy, dilakukan hidrogenasi dalam autoclave yang dilengkapi dengan shaker atau pengaduk. Hidrogenasi ini dijalankan pada suhu 90oC dan tekanan 100 atm. Setelah pengambilan hidrogen telah berhenti, tekanan diturunkan. 3. Kemudian dilakukan penyaringan terhadap katalis dan dilakukan destilasi untuk penghilangan pelar tekanan. Residu diasamkan dengan 20% HCl hingga pH 3. 4. Pengotor non-basic (asam) diekstraksi dengan eter. Ekstrak eter ini dibuang. Sedangkan larutan berair (fase air) dibasakan dengan larutan NaOH 40% dan diekstraksi dengan eter. 5. Ekstrak eter (berisi amphetamine base) dikeringkan dari tapak-tapak air dengan melewatkannya pada KOH. 6. Pelarut eter diuapkan dan produk didestilasi untuk mendapatkan produk yang lebih murni (yield 90%) dengan b.p 92oC. 7. Amphetamine lebih baik disimpan dalam bentuk hidroklorida. Untuk mendapatkan bentuk hidroklorida, amphetamine base dilarutkan dengan pendinginan dalam alkohol jenuh HCl dalam jumlah berlebih. Dilakukan presipitasi dengan eter absolut untuk mendapatkan racemic DL amphetamine hydrochloride, mp 1520C.
BAB III KESIMPULAN Aminasi adalah reaksi pembentukan amina (turunan amoniak) dimana 1 atom H atau lebih diganti dengan gugus alkil (R), aril, hidroatil atau heterosiklik. Amina merupakan turunan organik dari ammonia dimana satu atau lebih atom hidrogen pada nitrogen telah tergantikan oleh gugus alkil atau aril. Karena itu amina memiliki sifat mirip dengan ammonia seperti alkohol dan eter terhadap air. Senyawa amina memiliki kegunaan yang luas dalam kehidupan yaitu dapat berguna sebagai pencegah korosif, bakterisida, fungisida, bahan pemflotasi (flotating agent) dan pengemulsi (Billenstein,1984). Selain itu, amina juga dapat digunakan sebagai pelembut pakaian, anti iritasi pada shampoo, pelumas, dan obat parasit leishmania Agen aminasi (aminating agents) yang biasa digunakan adalah NH3 gas atau cair, NH3 dalam air (NH4OH) atau dalam pelarut organik, senyawa yang mengandung amonia seperti (NH4)2SO4, ammonium karbonat, urea, dan lain-lain. Proses pembuatan amina sendiri dapat dilakukan dengan dua cara, yaitu reduksi dari senyawa nitrogen lain dan amonolisis. Masing-masing proses akan menghasilkan produk yang berbeda tergantung pada aminating agent yang digunakan. Di industri, proses aminasi biasa digunakan untuk menghasilkan produk aninlin dan amphetamine.
DAFTAR PUSTAKA Anonim.nd.”Aminasi
dalam
Proses
Industri”.
http://hmtkupnyogya.files.
wordpress.com/ 2012/02/9-aminasi.pdf diunduh pada tanggal 30 November 2014 pukul 15.07 WIB. Anonim.nd. “Makalah Pembuatan Anilin Melalui Proses Reduksi Nitrobenzene”. https://www.academia.edu/7883700/MAKALAH_PEMBUATAN_ANILIN_ME LAUI_PROSES_REDUKSI_NITROBENZENE_Diajukan_Untuk_Memenuhi_T ugas_Mata_Kuliah_Proses_Industri_Kimia_Organik diunduh pada tanggal 30 November 2014 pukul 15.24 WIB. Fessenden & Fessenden, Sukmariah dkk (ed).1997.”Dasar-dasar Kimia Organik”. Jakarta : Binarupa Aksara. Gullit.2011.”Makalah
Penelitian
repository.usu.ac.id/bitstream/
Universitas
Sumatera
123456789/29033/4/Chapter%20II.pdf
Utara”. diunduh
pada tanggal 1 Desember 2014 pukul 00.02 WIB. Syafri.2014. “Tugas Proses Industri Kimia”. https://www.scribd.com/doc/199227581/ AMINASI diunduh pada tanggal 30 November 2014 pukul 15.17 WIB.
