4.1 Sintesis Senyawa 4-Alil-6-(Dimetilamino)Metil-2-Metoksi Fenol
Sintesis senyawa 4-alil-6-(dimetilamino)metil-2-metoksi fenol diperoleh melaui reaksi Mannich dari eugenol dengan formaldehid dan dimetilamin. Senyawa 4-alil-6-(dimetilamino)metil-2-metoksi fenol yang diperoleh berupa cairan berwarna coklat kehitaman sebanyak 5,35 gram (88,3%).
Eugenol yang digunakan dalam penelitian ini adalah eugenol p.a E’Merck dengan tingkat kemurnian 97%. Hasil analisis spektroskopi FT-IR dari senyawa eugenol komersilmemberikan spektrum dengan puncak-puncak vibrasi pada daerah bilangan gelombang 3518,16 cm-1 ; 2908,65 cm-1 ; 2839,22 cm-1 ; 1604,77 cm-1 ; 1512,19 cm-1 ; 1435,04 cm-1 ; 1365,60 cm-1 ; 1265,30 cm-1 ; 918,12 cm-1. Hasil analisis spektroskopi FT-IR dari senyawa eugenol komersil (Gambar 4.1.) adalah sebagai berikut :
Gambar 4.1. Spektrum FT-IR senyawa eugenol komersil
Spektrum yang ditunjukkan dari data FT-IR eugenol menunjukkan adanya serapan pada bilangan gelombang 3518,16 cm-1menunjukkan vibrasi O-H. Pita serapan pada daerah bilangan gelombang 2908,65 cm-1 dan 2839,22 cm
-1menunjukkan rentangan C-H dari alkil yang diperkuat adanya pita pada 1435,04 cm
-1untuk gugus metilen (―CH2―) dan pada 1365,60 cm-1 untuk gugus metil (―CH3) serta C=C aromatis ditunjukkan pada bilangan gelombang 1604,77 cm-1 dan 1512,19 cm-1. Gugus vinil ditunjukkan pada 918,12 cm-1. Pita pada 1265,30 cm-1 menunjukkan rentangan C-O-C dari eter.
Data spektroskopi FT-IR senyawa 4-alil-6-(dimetilamino)metil-2-metoksi fenol memberikan spektrum dengan puncak-puncak vibrasi pada daerah bilangan gelombang 3417,86 cm-1 ; 3070,68 cm-1 ; 2947,23 cm-1 ; 1604,77 cm-1 ; 1458,18 cm-1
; 1234,44 cm-1 ; 1026,13 cm-1. Hasil analisis spektroskopi FT-IR dari senyawa 4-alil-6-(dimetilamino)metil-2-metoksi fenol (Gambar 4.2.) adalah sebagai berikut :
Gambar 4.2. Spektrum FT-IR 4-alil-6-(dimetilamino)metil-2-metoksi fenol Spektrum yang ditunjukkan dari data FT-IR memberi dukungan bahwa senyawa 4-alil-6-(dimetilamino)metil-2-metoksi fenol yang terbentuk memiliki ikatan C-N yang berasal dari gugus dimetilaminometil dengan munculnya vibrasi ulur C-N pada bilangan gelombang 1234,44 cm-1.Puncak serapan pada bilangan gelombang 3417,86 cm-1 menunjukkan vibrasi O-H. Pita serapan pada daerah panjang gelombang 2947,23 cm-1 dan 2908,65 cm-1 menunjukkan rentangan C-H dari alkil yang diperkuat adanya pita pada 1458,18 cm-1 untuk gugus metilen (―CH2―) dan pada 2785,21 cm-1 untuk gugus metil (―CH3) serta C=C aromatis ditunjukkan pada bilangan gelombang 1604,77 cm-1. Gugus vinil ditunjukkan pada 1026,13 cm-1. Pita pada 1149,57 cm-1 menunjukkan rentangan C-O-C dari eter.
OH
Senyawa 4-alil-6-(dimetilamino)metil-2-metoksi fenol diperoleh dari eugenol melalui reaksi Mannich, dimana eugenol direaksikan dengan ion iminium yang sebelumnya dibentuk melalui reaksi antara formaldehid dengan dimetilamin. Pada reaksi Mannich dari eugenol, hidrogen aktif dari eugenol digantikan oleh gugus dimetilaminometil. Reaksi Mannich ini dilakukan pada kondisi refluks pada suhu 78°C selama 90 menit menggunakan pelarut etanol. Hasil dari reaksi eugenol, formaldehid, dan dimetlamin menghasilkan senyawa turunan eugenol 4-alil-6-(dimetilamino)metil-2-metoksi fenol. Mekanisme reaksi Mannich eugenol digambarkan sebagai berikut :
N
C N
Gambar 4.3. Reaksi sintesis senyawa 4-alil-6-(dimetilamino)metil-2-metoksi fenol Hasil analisa dengan GC-MS terhadap senyawa 4-alil-6-(dimetilamnino)metil-2-metoksi fenol yang diperoleh dari hasil sintesis menunjukkan puncak waktu retensi 29,650 menit dengan kemurnian sebesar 85,65%.
Kromatogram massa senyawa hasil sintesis dengan GC-MS (Gambar 4.4.) ditunjukkan sebagai berikut :
Gambar 4.4. Kromatogram senyawa 4-alil-6-(dimetilamino)metil-2-metoksi fenol Spektrum senyawa 4-alil-6-(dimetilamino)metil-2-metoksi fenol hasil sintesis yang diperoleh ditunjukkan pada (Gambar 4.5.)
Gambar 4.5. Spektrum Massa 4-alil-6-(dimetilamino)metil-2-metoksi fenol
Puncak dengan waktu retensi 39,650 menit merupakan senyawa dengan rumus molekul C13H19NO2 dengan massa molekul relatif sebesar 221 g/mol. Data spektrum menunjukkan puncak ion molekul pada m/e 221 diikuti puncak-puncak fragmentasi pada m/e 204, 190, 176, 161, 147, 133, 117, 107, 91, 77, 58, 44, 39, dan 28, dimana nilai ini sesuai dengan berat molekul relatif (Mr) dari senyawa 4-alil-6-(dimetilamino)metil-2-metoksi fenol yang disintesis.
Pola fragmentasi dapat dilihat pada (Gambar 4.6.)
Gambar 4.6. Pola fragmentasi dari senyawa
Berdasarkan hasil analisa GC-MS, disamping produk hasil sintesis terdapat senyawa lain yang merupakan pengotor dan senyawa hasil reaksi samping.
Senyawa dengan waktu retensi 30,142 menit adalah senyawa p-alilanisol sebesar 2,70%. Senyawa dengan waktu retensi 48,212 menit adalah senyawa 2-etil-2-(p-tolil)malonamida sebesar 10,75%. Munculnya senyawa p-alilanisol dan 2-etil-2-(p-tolil)malonamida diduga berasal dari bahan baku eugenol yang digunakan, dimana eugenol tidak bereaksi secara sempurna.
4.2 Sintesis Senyawa 6-[(N-Iodo-N-Metil-N-Metil-N-Metilamino)Metil]-4-Alil-2-Metoksi Fenol
Sintesis senyawa 6-((N-iodo-N-metil-N-metil-N-metilamino)metil)-4-alil-2-metoksi fenol diperoleh melalui reaksi antara senyawa 4-alil-6-(dimetilamino)metil-2-metoksi fenol dengan metil iodida dalam pelarut etanol. Senyawa 6-((N-iodo-N-metil-N-metil-N-metilamino)metil)-4-alil-2-metoksi fenol yang diperoleh berupa padatan berwarna kuning sebanyak 5,83 gram (80,5%).
Data spektroskopi FT-IR senyawa 6-[(N-iodo-N-metil-N-metil-N-metilamino)metil]-4-alil-2-metoksi fenol memberikan spektrum dengan puncak-puncak vibrasi pada daerah bilangan gelombang 3433,29 cm-1 ; 3008,95 cm-1 ; 2924,09 cm-1 ; 1635,64 cm-1 ; 1481,33 cm-1 ; 1396,46 cm-1 ; 1288,45 cm-1; 1087,85 cm-1 ; 948,98 cm-1 ; 455,20 cm-1. Hasil analisis spektroskopi FT-IR dari senyawa 6-[(N-iodo-N-metil-N-metil-N-metilamino)metil]-4-alil-2-metoksi fenol (Gambar 4.7.) adalah sebagai berikut :
Gambar 4.7. Spektrum FT-IR senyawa 6-[(N-iodo-N-metil-N-metil-N metilamino)metil]-4-alil-2-metoksi fenol
Spektrum yang ditunjukkan dari data FT-IR memberikan dukungan bahwa senyawa 6-[(N-iodo-N-metil-N-metil-N-metilamino)metil)]-4-alil-2-metoksi fenol yang terbentuk memiliki ikatan +N(CH3)3 ditunjukkan pada bilangan gelombang 1481,33 cm-1dan telah hilangnya serapan C-N, dimana bilangan gelombang 1481,33 cm-1 ini merupakan ciri khas dari garam ammonium kuartener (Zhang, 2018).
Puncak serapan pada bilangan gelombang 3433,29 cm-1 menunjukkan vibrasi O-H, kemudian puncak serapan pada bilangan gelombang 2924,09 cm-1 menunjukkan rentangan C-H dari alkil yang diperkuat adanya pita pada 1396,46 cm-1 untuk gugus metilen (―CH2―) dan pada 1288,45 cm-1 untuk gugus metil (―CH3) serta C=C aromatis ditunjukkan pada bilangan gelombang 1635,64 cm-1. Pita pada 1087,85 cm-1 menunjukkan rentangan C-O-C dari eter. Gugus vinil ditunjukkan pada 948,98 cm-1. Pita pada bilangan gelombang 455,20 cm-1 menunjukkan vibrasi dari I-.
Pembuatan senyawa 6-[(N-iodo-N-metil-N-metil-N-metilamino)metil]-4-alil-2-metoksi fenol dilakukan melalui reaksi metilasi menggunakan metil iodida dalam pelarut etanol. Reaksi antara senyawa 4-alil-6-(dimetilamino)metil-2-metoksi fenol dengan metil iodida dapat digolongkan dalam reaksi pembentukan garam amonium kuartener, dimana senyawa 4-alil-6-(dimetilamino)metil-2-metoksi fenol merupakan
OH
senyawa amina tersier yang dapat bereaksi lanjut untuk membentuk garam amonium kuartener.
Dalam penelitian ini reaksi antara senyawa 4-alil-6-(dimetilamino)metil-2-metoksi fenol dengan metil iodida dilakukan dalam wadah tertutup karena sifat dari metil iodida yang mudah menguap. Hasil reaksi berupa padatan dimana saat reaksi berlangsung akan mengendap secara perlahan dalam wadah reaksi, campuran reaksi yang didiamkan selama semalam dan didinginkan bertujuan untuk memaksimalkamn hasil reaksi yang diperoleh. Hasil reaksi yang diperoleh berupa padatan sehingga memungkinkan untuk dilakukan pemurnian melalui proses rekristalisasi. Adapun reaksi pembuatan senyawa 6-[(N-iodo-N-metil-N-metil-N-metilamino)metil]-4-alil-2-metoksi fenol (Gambar 4.8.) dapat ditulis sebagai berikut :
Gambar 4.8. Reaksi sintesis senyawa 6-[(N-iodo-N-metil-N-metil-N-metilamino]metil-4-alil-2-metoksi fenol
Untuk menganalisa struktur dari senyawa 6-((N-iodo-N-metil-N-metil-N-metilamino)metil)-4-alil-2-metoksi fenol (Gambar 4.9.) maka spektrum tersebut didukung oleh hasil analisa spektroskopi 1H-NMR yang ditunjukkan dalam gambar berikut (Gambar 4.9.) :
Gambar 4.9. Spektrum 1H-NMR senyawa 6-((N-iodo-N-metil-N-metil-N-metilamino)metil)-4-alil-2-metoksi fenol
Hasil analisa spektroskopi 1H-NMR senyawa 6-((N-iodo-N-metil-N-metil-N-metilamino)metil)-4-alil-2-metoksi fenol diperoleh sebanyak 9 lingkungan proton yang ditunjukkan dalam tabel sebagai berikut (Tabel 4.1.) :
OH
-Gambar 4.10. Senyawa 6-((N-iodo-N-metil-N-metil-N-metilamino)metil)-4-alil-2-metoksi fenol
Tabel 4.1. Data spektrum 1H-NMR senyawa 6-((N-iodo-N-metil-N-metil-N-metilamino)metil)-4-alil-2-metoksi fenol
Gugus Pergeseran Kimia (ppm)
Signal Jumlah proton
a OH - - 1H
Dari hasil interpretasi spektrum resonansi magnetik inti proton (1H-NMR) senyawa hasil sintesis dengan menggunakan pelarut D2O dapat dilihat bahwa telah terbentuknya amina kuartener pada pergeseran kimia δ = 3,1 ppm yang menunjukkan
O
proton-proton pada +N-(CH3)3 dengan puncak singlet dan pergeseran kimia pada δ = 4,4 ppm menunjukkan proton-proton pada CH2 yang berikatan dengan aromatik dan nitrogen dengan puncak singlet (Ran et al, 2012). Pergeseran kimia untuk proton-proton OH tidak terlihat, hal ini disebabkan karena adanya interaksi antara deuteriumoksida dengan OH dimana atom hidrogen akan dilepaskan. Ion negatif yang terbentuk akan bereaksi dengan molekul D2O sehingga gugus OH menjadi gugus OD, dimana atom deuterium tidak memberikan sinyal pada daerah pengukuran spektrum. Pergeseran kimia pada δ = 4,4 ppm untuk proton-proton CH2 yang berikatan dengan nitrogen dan aromatik beresonansi ke arah lebih downfield dibandingkan dengan pergeseran kimia pada δ = 3,2 ppm yang menunjukkan proton-proton pada CH2 yang berikatan dengan aromatik dan atom karbon, hal ini dikarenakan karbon tersebut berikatan pada atom yang bersifat elektronegatif yang akan menarik kerapatan elektron dan menjauhi proton sehingga proton ini tidak terlindungi serta proton rantai samping cukup dekat dengan cincin aromatik yang memberikan pengaruh kecil terhadap gejala deshielding dari elektron-elektron π sehingga serapan terjadi disekitar downfield. Pergeseran kimia pada daerah δ = 6,768 ppm dan δ = 6,772 ppm menunjukkan proton-proton pada benzen yang beresonansi ke arah downfield, hal ini dikarenakan hidrogen aromatik yang melekat pada karbon memiliki hibridisasi sp2dimana karbon sp2 mengikat elektron lebih kuat yang mengakibatkan kurang terlindunginya inti hidrogen. Pergeseran kimia pada daerah δ
= 5,9 ppm menunjukkan proton-proton pada -CH= dan pergeseran kimia pada daerah δ = 5,0 ppm menunjukkan proton-proton pada =CH2 yang beresonansi ke arah downfield, hal ini dikarenakan hidrogen vinilik memiliki hibridisasi sp2 yang akan meningkatkan karakter orbital s sehingga lebih elektronegatif (Silverstein, 1981).
4.3 Sintesis Senyawa 4-alil-6-(MetoksiMetil)-2-Metoksi Fenol
Sintesis senyawa 4-alil-6-(metoksimetil)-2-metoksi fenol diperoleh melalui reaksi antara natrium metoksida dengan senyawa 6-[(N-iodo-N-metil-N-metil-N-metilamino]metil-4-alil-2-metoksi fenol dalam kondisi refluks. Senyawa 4-alil-6-(metoksimetil)-2-metoksi fenol yang diperoleh berupa cairan berwarna kuning sebanyak 0,86 gram (41,34%).
Data spektroskopi FT-IR senyawa 4-alil-6-(metoksimetil)-2-metoksi fenol memberikan spektrum dengan puncak-puncak vibrasi pada daerah bilangan gelombang 3379,29 cm-1 ; 3078,39 cm-1 ; 2924,09 cm-1 ; 2854,65 cm-1; 1604,77 cm-1; 1435,04 cm-1; 1365,60 cm-1; 1296,16 cm-1 ; 1087,85 cm-1 ; 918,12 cm-1; 848,68 cm-1. Hasil analisis spektroskopi FT-IR dari senyawa 4-alil-6-(metoksimetil)-2-metoksi fenol (Gambar 4.11.) adalah sebagai berikut :
Gambar 4.11. Spektrum FT-IR senyawa 4-alil-6-(metoksimetil)-2-metoksi fenol Hasil analisis spektrofotometri FT-IR dari senyawa 4-alil-6-(metoksimetil)-2-metoksi fenol hasil sintesis menunjukkan vibrasi O-H pada bilangan gelombang 3379,29 cm-1. Pita serapan pada daerah bilangan gelombang 2924,09 cm-1 dan 2854,65 cm-1 menunjukkan rentangan C-H dari alkil.. Pita serapan pada bilangan gelombang 1604,77 cm-1 untuk C=C aromatis. Pita pada bilangan gelombang 1435,04 cm-1 menunjukkan gugus metilen (―CH2―) dan bilangan gelombang 1365,60 cm-1 untuk gugus metil (―CH3). Puncak serapan pada bilangan gelombang 1087,85 cm-1 menunjukkan vibrasi ulur asimetrik C-O-C eter. Puncak serapan pada bilangan gelombang 848,68 cm-1 menunjukkan vibrasi ulur simetrik C-O-C eter dan bilangan gelombang 1496,76 cm-1 menunjukkan vibrasi ulur dari (-CH2-). Puncak serapan pada bilangan gelombang 918,12 cm-1menunjukkan gugus vinil.
Pembuatan senyawa 4-alil-6-(metoksimetil)-2-metoksi fenol dilakukan melalui reaksi substitusi nukleofilik antara ion metoksi dari netrium metoksida dengan gugus amonium kuartener dari senyawa 6-[(N-iodo-N-metil-N-metil-N-metilamino]metil-4-alil-2-metoksi fenol dalam kondisi refluks. Reaksi substitusi ini akan menghasilkan produk utama senyawa 4-alil-6-(metoksimetil)-2-metoksi fenol dengan hasil samping berupa trimetilamin dan garam natrium iodida. Reaksi pembuatan senyawa 4-alil-6-(metoksimetil)-2-metoksi fenol (Gambar 4.12) dapat dituliskan sebagai berikut :
N CH3
CH3 CH3
+ NaI
Gambar 4.12. Reaksi pembentukan 4-alil-6-(metoksimetil)-2-metoksi fenol Berikut merupakan perbandingan spektrum FT-IR dari tiga senyawa hasil sintesis yaitu 4-alil-6-(dimetilamino)metil-2-metoksi fenol, 6-[(N-iodo-N-metil-Nmetil-N-metilamino)metil)]-4-alil-2-metoksi fenol, dan 4-alil-6-(metoksimetil)-2-metoksi fenol :
Gambar 4.13. Perbandingan spektrum FT-IR dari tiga senyawa hasil sintesis Perbandingan spektrum FT-IR dari tiga senyawa hasil sintesis menunjukkan munculnya vibrasi ulur C-N tersier pada bilangan gelombang 1242,16 cm-1 untuk senyawa 4-alil-6-(metiletanoat)-2-metoksi fenol. Pada senyawa 6-((N-iodo-N-metil-N-metil-N-metilamino)metil)-4-alil-2-metoksi fenol menunjukkan terbentuknya puncak serapan +N(CH3)3 pada bilangan gelombang 1481,33 cm-1 dan telah hilangnya serapan C-N tersier. Pada senyawa 4-alil-6-(metoksimetil)-2-metoksi fenol menunjukkan bilangan gelombang 848,68 cm-1 menunjukkan vibrasi ulur simetrik C-O-C dan telah hilangnya serapan +N(CH3)3.
Untuk menganalisa struktur dari senyawa 4-alil-6-(metoksimetil)-2-metoksi fenol (Gambar 4.15.) maka spektrum tersebut didukung oleh hasil analisa spektroskopi 1H-NMR yang ditunjukkan dalam gambar berikut (Gambar 4.14.):
C-N
+N-(CH3)3
Gambar 4.14. Spektrum 1H-NMR senyawa 4-alil-6-(metoksimetil)-2-metoksi fenol Hasil analisa spektroskopi 1H-NMR senyawa 6-((N-iodo-N-metil-N-metil-N-metilamino)metil)-4-alil-2-metoksi fenol diperoleh sebanyak 9 lingkungan proton yang ditunjukkan dalam tabel sebagai berikut (Tabel 4.2.) :
Gambar 4.15. Senyawa 4-alil-6(metoksimetil)-2-metoksi fenol
Tabel 4.2. Data spektrum 1H-NMR senyawa 4-alil-6-(metoksimetil)-2-metoksi fenol
Gugus Pergeseran Kimia (ppm)
Signal Jumlah proton
a OH - - 1H
Dari hasil interpretasi spektrum resonansi magnetik inti proton (1H-NMR) senyawa hasil sintesis dengan menggunakan pelarut CDCl3, pergeseran kimia untuk
+N-(CH3)3 sudah tidak muncul, pergeseran kimia pada δ = 4,7 ppm menunjukkan proton-proton pada O-CH2 dengan puncak singlet dan pergeseran kimia pada δ = 2,0 ppm menunjukkan proton-proton pada H3C-O dengan puncak singlet. Pergeseran kimia untuk proton-proton OH tidak terlihat, hal ini disebabkan karena sifat OH yang bebas sehingga posisi sinyal dari OH dapat bervariasi. Pergeseran kimia pada daerah δ = 6,6858 ppm dan δ = 6,6544 ppm menunjukkan proton-proton pada benzen dengan puncak singlet yang beresonansi ke arah downfield, hal ini dikarenakan
O
hidrogen aromatik yang melekat pada karbon memiliki hibridisasi sp2 dimana karbon sp2 mengikat elektron lebih kuat yang mengakibatkan kurang terlindunginya inti hidrogen.Pergeseran kimia pada daerah δ = 5,9 ppm menunjukkan proton-proton pada -CH= dan pergeseran kimia pada daerah δ = 5,0 ppm menunjukkan proton-proton pada =CH2 yang beresonansi ke arah downfield, hal ini dikarenakan hidrogen vinilik memiliki hibridisasi sp2 yang akan meningkatkan karakter orbital s sehingga lebih elektronegatif (Silverstein, 1981).
BAB 5