PERCOBAAN IV SINTESIS FENIL BENZOAT I. Tujuan Mengenal sintesis senyawa ester fenil benzoat melalui reaksi SchottenBaumann. II. Tinjauan Pustaka Menurut Tim Dosen Kimia Organik Sintesis (2014) bahwa fenil benzoat dapat disintesis dari reaksi antara benzoil klorida dan fenol . Kondisi reaksi dilakukan dalam suasana basa biasanya menggunakan NaOH . Reaksi tersebut bisa dikenal dengan reaksi Schotten – Bowmann . Hasil reaksi akan bersifat basa dan dapat diraksikan dengan asam untuk mengendapkan garamnya . Reaksi sintesis fenil benzoat : C6H5COCl (Benzoil klorida)
+
C6H5OH (fenol)
→ C6H5COOC6H5 + HCl (-NaCl) (fenil benzoat)
Banyak senyawa fenol yang dapat memberikan kristalin turunan benzoil dengan benzoil klorida, dengan adanya natrium hidroksida (metode SchottenBaumann). Reaksi Schotten-Baumann adalah metode untuk mensintesis amida dari amina dan asam klorida. Kadang-kadang nama untuk reaksi ini juga digunakan untuk menunjukkan reaksi antara asam klorida dan alkohol untuk membentuk ester. Reaksi pertama kali dijelaskan pada tahun 1883 oleh ahli kimia Jerman Carl Eugen Baumann dan Schotten (Tim Kimia Organik, 2014). Reaksi Schotten-Baumann merupakan reaksi organik yang digunakan untuk mengkonversi asil halida atau anhidrida ke amida jika direaksikan dengan amina dan basa, atau ester jika direaksikan dengan alkohol dan basa. Reaksi dengan amina dimulai dengan nitrogen menyerang karbon karbonil dari asil halida yang menata kembali untuk menendang keluar halida. Deprotonasi dengan dasar
kemudian memberikan produk akhir amida. Reaksi dengan alkohol akan terjadi dengan cara yang sama (Tim Kimia Organik, 2014). Reaksi esterifikasi adalah suatu reaksi antara asam karboksilat dan alkohol membentuk ester. Turunan asam karboksilat membentuk ester asam karboksilat. Ester asam karboksilat ialah suatu senyawa yang mengandung gugus -CO2 R dengan R dapat berupa alkil maupun aril. Esterifikasi dikatalisis asam dan bersifat dapat balik. ster diturunkan dari asam karboksilat. Sebuah asam karboksilat mengandung gugus -COOH, dan pada sebuah ester hidrogen di gugus ini digantikan oleh sebuah gugus hidrokarbon dari beberapa jenis. Disini kita hanya akan melihat kasus-kasus dimana hidrogen pada gugus -COOH digantikan oleh sebuah gugus alkil, meskipun tidak jauh beda jika diganti dengan sebuah gugus aril (yang berdasarkan pada sebuah cincin benzen) (Fessenden dan Fessenden, 1982). Penambahan basa diperlukan untuk menyerap ini proton asam, atau reaksi tidak akan dilanjutkan. Seringkali, larutan basa ditambahkan secara perlahan ke dalam campuran reaksi. Nama "Schotten-Baumann kondisi reaksi" sering digunakan untuk menunjukkan penggunaan sistem pelarut dua fase, yang terdiri dari air dan pelarut organik. Dasar dalam fasa air menetralkan asam, yang dihasilkan dalam reaksi, sedangkan bahan awal dan produk tetap dalam fase organik, sering diklorometana atau dietil eter. Memiliki dasar dalam fase terpisah mencegah reaktan amina dari yang terprotonasi, yang sebaliknya akan dapat bereaksi sebagai nukleofil. Reaksi Schotten-Baumann atau kondisi reaksi yang banyak digunakan saat ini dalam kimia organik. Contoh : sintesis N-vanillyl non anamide, juga dikenal sebagai capsaicin sintetis sintesis benzamide dari benzoil klorida dan phenethylamine asilasi benzylamine dengan asetil klorida (anhidrida asetat merupakan alternatif) di Fischer peptida sintesis (Hermann Emil Fischer, 1903) asam klorida α-kloro dikondensasikan dengan ester dari asam amino. Ester ini kemudian dihidrolisis dan asam dikonversi ke asam klorida yang memungkinkan perpanjangan rantai peptida oleh unit lain. Di tahap akhir atom
klorida digantikan oleh gugus amino menyelesaikan sintesis peptida (Anonim, 2014). Dalam larutan asam, oksigen karbonil dari suatu ester dapat diprotonkan. Kemudian karbon yang bermuatan positif parsial, dapat diserang oleh nukleofil lemah seperti air. Dalam suatu larutan basa, karbon karbonil suatu ester dapat diserang oleh suatu nukleofil yang baik tanpa protonasi sebelumnya. Esterifikasi asam karboksilat dengan suatu alkohol merupakan reaksi reversible. Bila asam karboksilat diesterkan, digunakan alkohol berlebih. Untuk membuat reaksi kebalikannya – yakni hidrolisis berkataliskan asam dari ester menjadi asam karboksilat – digunakan ar berlebih. Kelebihan air akan menggeser kesetimbangan ke arah sisi asam karboksilat. Hidrolisis suatu ester dalam basa atau penyabunan (saponifikasi) merupakan suatu reaksi takreversibel. Karena reaksi berlangsung dalam suasana basa, hasil penyabunan adalah garam karboksilat. Asam bebas akan diperoleh jika larutan itu diasamkan. Perhatikan bahwa OH- merupakan pereaksi bukan katalis dalam reaksi ini. Pertukaran bagian alkohol dari suatu ester dapat dicapai dalam larutan asam atau basa oleh suatu reaksi reversibel antara ester dan alkohol. Reaksi transesterifikasi ini beranalogi langsung dengan hidrolisis dalam asam atau basa (Fessenden dan Fessenden, 1982). Fenol merupakan senyawa dengan gugus OH yang terikat langsung pada cincin aromatic. Senyawa fenol banyak terdapat di alam dan merupakan intermediet bagi industri untuk berbagai macam produk seperti adhesive dan antiseptic. Fenol sendiri dapat dipakai sebagai disinfektan dan diperoleh dari tar – batubara. Alkohol dan fenol dapat diubah menjadi eter dan ester, namun keduanya mempunyai sifat yang berbeda. Fenol (paling sederhan) merupakan cairan atau padatan yang meleleh pada temperature rendah. Karena adanya ikatan hydrogen, senyawa fenol mempunyai titik didih yang tinggi (182 oC) dan itik leleh sebesar 43 o
C. Fenol larut dalam air (9 g per 100 g air), tetapi sebagian besar turunan fenol
tidak laruta dalam air (Riswiyanto, 2002).
Benzoil klorida, juga dikenal sebagi benzenakarbonil klorida, adalah cairan tak berwarna dan berkabut C6H5COCl dengan bau yang menusuk. Senyawa ini digunakan sebagai bahan kimia antara dalam pembuatan zat warna, parfum, peroksida, obat-obatan, dan resin. Ia juga digunakan dalam bidang fotografi dan digunakan dalam proses pembuatan tanin sintetik. Ia sebelumnya digunakan sebagai gas iritan dalam peperangan. Benzoil klorida merupakan asil klorida. Ia beraksi dengan alkohol dan amina, menghasilkan ester dan amida terkait. Ia menjalani asilasi Friedel-Crafts dengan arena, menghasilkan benzofenon terkait. Ia juga beraksi dengan air, menghasilkan asam klorida dan asam benzoat (Anonim, 2014).
III. Alat dan Bahan
3.1. Alat Adapun alat-alat yang digunakan pada percobaan ini antara lain erlenmeyer 125 ml, gelas ukur 100 ml dan 15 ml, batang pengaduk, gelas kimia 100 ml, neraca analitik, corong kaca, corong buhner, lemari asam, gelas arloji, desikator, hotplate, pipet tetes, botol semprot, kaca arloji, melting point.
3.2. Bahan Adapun bahan yang digunakan pada percobaan ini antara lain NaOH 10%, fenol, benzoil klorida, etanol 95%, kertas saring, aquades, aluminium foil.
IV. Prosedur Kerja Melarutkan 2,5 g fenol dalam 37,5 ml larutan NaOH 10% pada erlenmeyer 200 ml. Menambahkan 4,5 ml benzoil klorida ke dalam erlenmeyer dan menutupnya dengan aluminium foil. Kemudian mengocok larutan selama 20 menit sampai diperoleh padatan. Menyaring ester padat yang terbentuk dan membuatnya menjadi serpihan kecil, kemudian mencucinya dengan air dan selanjutnya mengeringkan dengan baik. Merekristalisasi crude ester dengan etanol 95%, menggunakan sejumlah larutan panas. Menyaring endapan dengan penyaring buhner sampai didapatkan kristal fenil benzoat berwarna dengan titik leleh 690 C dan rendemen 4 g.
V. Hasil Pengamatan
Berat gelas arloji + kertas saring (a)
= 24,050 gram
Berat kristal + berat arloji + berat kertas saring (b) = 27,786 gram Berat kristal
= b-a = (27,786 – 24,050) gram = 3,736 gram
Titik leleh : 68oC – 76OC
VI. Mekanisme Reaksi
VII. Pembahasan
Fenil benzoat adalah senyawa organik bubuk putih yang termasuk dalam kategori yang luas bahan kimia yang dikenal sebagai ester. Fenil benzoat digunakan terutama sebagai bagian dari produksi poliester dengan berbagai macam aplikasi. Salah satu penggunaan yang mengambil keuntungan dari sifat listrik dari fenil benzoat adalah pengembangan layar kristal cair. Fenil benzoat dianggap sebagai bahan awal yang sangat baik untuk produksi komponen optik, terutama lensa berkualitas tinggi untuk masih dan kamera film. Fenil benzoat terbentuk dalam reaksi antara fenol, natrium hidroksida sebagai katalis dan benzoil klorida. Percobaan ini bertujuan untuk mengenal sintesis ester fenil benzoat melalui reaksi Schotten-Baumann. Reaksi SchottenBaumann adalah reaksi organik yang digunakan untuk mengkonversi asil halida atau anhidrida ke amida jika bereaksi dengan amina dan basa, atau ester jika direaksikan dengan alkohol dan basa. Pada percobaan kali ini dilakukan sintesis senyawa ester fenil benzoat dari bahan awal fenol dan benzoil klorida dengan katalis NaOH. Pada perlakuan pertama yaitu melarutkan fenol dalam larutan NaOH 10%. Penambahan NaOH bertujuan untuk mengkatalisis reaksi yang terjadi sehingga fenol berubah menjadi ion fenoksida yang reaktif, yang dapat mengaktifkan fenol dengan mengeliminasi atom H+ oleh gugus hidroksil dari NaOH karena pada fenol, gugus hidroksilnya terikat langsung pada cincin benzena yang menyebabkan atom H mudah lepas dari fenol, hal ini juga yang menyebabkan kenapa senyawa fenol bersifat asam. Reaksi pada tahap ini yaitu ion hidroksida dari NaOH yang bersifat nukleofilik mengambil proton dari fenol sehingga membentuk ion fenoksida dan air. Setelah itu dilakukan penambahan benzoil klorida sebanyak 4,5 ml. Kemudian dilakukan pengocokan selama 20 menit yang bertujuan untuk mempercepat reaksi akibat tumbukan yang terjadi antara molekul benzoil
klorida dan ion alkoksida. Ion fenoksida yang telah terbentuk pada reaksi sebelumnya direaksikan dengan benzoil klorida, karena ion fenoksida dapat bereaksi lebih cepat dengan benzoil klorida dibanding fenol sehingga padatan fenil benzoat dapat terbentuk. Penambahan benzoil klorida bertujuan sebagai reagen dapat bereaksi dengan senyawa natrium fenoksida yang telah terbentuk sebelumnya melalui atom oksigen karbonil pada benzoil klorida bersifat lebih elektronegatif maka cenderung untuk menarik elektron sehingga terbentuk karbokation yang akan diserang oleh atom oksigen pada natrium fenoksida yang akan membentuk produk antara yang bersifat tidak stabil. Senyawa antara yang terbentuk ini akan membentuk ikatan antara atom natrium dan klorida sehingga akan terbentuk garam natrium klorida yang akan dieliminasi selanjutnya.. Kemudian endapan yang diperoleh dari reaksi fenol dan benzoil klorida dengan katalis basa NaOH dilakukan penyaringan dengan alat penyaring vakum yakni corong buchner. Penyaringan dengan alat bertujuan untuk mempercepat waktu penyaringan dan endapannya lebih mudah mengering bila dibandingkan dengan menggunakan alat penyaringan biasa seperti corong kaca. Prinsip dari penyaringan vakum evaporator ini yaitu meminimalisir suatu tekanan di dalam sistem sehingga tekanan di luar sistem menjadi lebih besar, hal ini yang membuat proses penyaringan manjadi lebih cepat. Setelah itu dilakukan pencucian dengan menggunakan akuadest yang bertujuan untuk menghilangkan sifat alkalinitas dari kristal yang diperoleh karena masih mengandung garam NaCl. Sehingga garam NaCl dapat ikut teremilinasi bersama air. Pencucian dilakukan dengan cara penyaringan menggunakan corong kaca sehingga sehingga garam NaCl dapat langsung tereliminasi bersama air. Setelah itu dilakukan pengeringan dengan baik, agar air yang masih terkandung di dalam fenil benzoat dapat menguap, pengeringan
ini dibantu dengan alat desikator agar dapat mempercepat proses penghilangan molekul air. Endapan yang diperoleh selanjutnya direkristalisasi dengan etanol panas. Menurut Anonim (2014) rekristalisasi adalah proses pengulangan kristal agar diperoleh zat murni atau kristal yang lebih murni. Senyawa organik berbentuk kristal yang diperoleh dari suatu reaksi biasanya tidak murni. Mereka masih terkontaminasi oleh sejumlah senyawa yang terjadi selama reaksi. Oleh karena itu perlu dilakukan pengkristalan kembali dengan mengurangi kadar pengotor. Rekristalisasi didasarkan pada perbedaan kelarutan senyawa dalam suatu pelarut tunggal atau campuran. Pada dasarnya proses rekristalisasi adalah melarutkan senyawa yang dimurnikan ke dalam pelarut yang sesuai pada atau dekat titik didihnya. Rekristalisasi dilakukan dengan menggunakan pelarut etanol 95% dalam kondisi panas disini dikarenakan senyawa fenil benzoat bersifat non polar sedangkan etanol bersifat semi polar sehingga diperlukan suhu tinggi untuk mempercepat reaksi pelarutan, etanol juga digunakan karena etanol bersifat volatil sehingga mudah menguap pada suhu ruang yang diharapkan pengotornya juga ikut menguap. Selanjutnya kristal fenil benzoat yang diperoleh disaring menggunakan corong buchner dan dikeringkan kembali dalam desikator, dimana silika gel yang terdapat dalam desikator tersebut akan menyerap air yang masih terikut dalam kristal sehingga akan didapatkan berat konstan dari kristal tersebut. Adapun berat kristal yang diperoleh setelah dikonstankan yaitu 3,736 gram. Hasil yang diperoleh ini telah mendekati literatur yang ada, menurut Tim Dosen Kimia Organik Sintesis
(2014) berat rendemen kristal fenil benzoat dari
percobaan yang dilakukan adalah 8 gram, tetapi karena percobaannya dilakukan secara setengah prosedur maka rendemennya sebesar 4 gram. Perbedaan tersebut disebabkan oleh pengerjaan prosedur yang kurang analis oleh praktikan.
Langkah akhir pada percobaan ini yaitu melakukan uji titik leleh dari kristal fenil benzoat dengan menggunakan alat melting point. Prinsip kerja dari alat ini yaitu bahan yang dimasukkan pada tempatnya, kemudian dipanaskan dan tingkat kelelehan dapat diketahui, pipa kapiler akan menghisap sampel, kemudian pipa tersebut dibekukan setelah itu dimasukkan ke dalam wadah sampel di bagian atasalat. Dilihat melalui lensa saat bahan meleleh. Tekan HOLD makan akan muncu suhu pada layar display. Sehingga diperoleh titik leleh fenil benzoat yaitu antara 68oC – 76OC. Hasil ini telah mendekati litetatur yang ada, menurut Tim Dosen Kimia Organik Sintesis (2014) titik leleh kristal fenil benzoat yaitu 69oC.
VIII. Kesimpulan dan Saran 8.1. Kesimpulan Berdasarkan hasil percobaan sintesis dibenzalaseton dapat disimpulkan bahwa : 1.
Fenil benzoat adalah senyawa organik bubuk putih yang termasuk dalam kategori yang luas bahan kimia yang dikenal sebagai ester.
2.
Fenil benzoat dapat disintesis dengan mereaksikan fenol dan benzoil klorida dengan menggunakan katalis basa yaitu NaOH, sintesis ini didasarkan pada reaksi Schotten-Baumann.
3.
Berat kristal yang diperoleh setelah rekristalisasi yaitu 3,736 gram, dengan titik leleh 68oC – 76OC.
8.2. Saran Untuk
percobaan
selanjutkan
proses
rekristalisasi
dapat
dilakukan secara maksimal sehingga dapat memperoleh rendemen kristal yang sesuai dengan literatur.
DAFTAR PUSTAKA
Anonim. 2014. Fenil Benzoat. http://blogspot.com/2012/02/Sintesis - fenil - benzoat. (Diakses pada tanggal 20 Maret 2014). Anonim. 2014. Benzoil Klorida. http://www.wikipedia.com. (Diakses pada tanggal 20 Maret 2014). Fessenden dan Fessenden. 1986. Kimia Organik Jilid 2. Erlangga. Jakarta. Riswiyanto. 2002. Kimia Organik. Erlangga. Jakarta. Tim Dosen Kimia Organik Sintesis. 2014. Penuntun Praktikum Kimia Organik Sintesis. FMIPA UNTAD. Palu. Tim Kimia Organik. 2014. Praktikum Sintesis Kimia Organik. Departemen Kimia FMIPA UI. Depok.
LEMBAR ASISTENSI
Nama
: Faradisa Anindita
No.Stambuk : G 301 11 020 Kelompok
: I (Satu)
Asisten
: Sayu Nila Widayanti
No.
Hari/Tanggal
Perbaikan
Paraf
Laporan Praktikum Kimia Organik Sintesis Percobaan IV SINTESIS FENIL BENZOAT
Nama
: Faradisa Anindita
Stambuk
: G 301 11 020
Kelompok
: I (Satu)
Asisten
: Sayu Nila Widayanti
LABORATORIUM KIMIA ORGANIK JURUSAN KIMIA FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM UNIVERSITAS TADULAKO PALU 2014
