150317-Laporan Praktikum KI2251-Sintesis Senyawa Turunan Indol

(1)

Laporan Praktikum KI2251 Senyawa Organik Polifungsi

Percobaan 06

SENYAWA HETEROSIKLIK: Sintesis Senyawa Turunan Indol

Nama : Lutvia Putri Septiane

NIM : 10513029

Kelompok : II

Tanggal Percobaan : 10 Maret 2015 Tanggal Pengumpulan : 17 Maret 2015

Asisten : Kak Astri

Kak

LABORATORIUM KIMIA ORGANIK PROGRAM STUDI KIMIA

FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM INSTITUT TEKNOLOGI BANDUNG

(2)

I. JUDUL PERCOBAAN

Senyawa Heterosiklik: Sintesis Senyawa Turunan Indol II. TUJUAN PERCOBAAN

1. Mensintesis senyawa turunan 2-fenilindol, yaitu asetofenon fenilhidrazin dan fenilindol

2. Mensintesis senyawa turunan 1,2,3,4-tetrahidrokarbazol

3. Menentukan rendemen, titik leleh, nilai Rf, FTIR dan NMR dari produk sintesis senyawa turunan 2-fenilindol dan senyawa turunan 1,2,3,4-tetrahidrokarbazol

4. Membandingkan 2 metode sintesis senyawa turunan 2-fenilindol, yaitu dengan menggunakan siklisasi dengan ZnCl2 anhidrat dan dengan siklisasi menggunakan

asam sulfat pekat

III.DATA PENGAMATAN

1. Sintesis Senyawa Turunan 2-Fenilindol Hasil KLT =

Untuk yang Cara II

Jarak tempuh pelarut = 3,9 cm

Jarak tempuh noda fenilhidrazin= 1,8 cm

Jarak tempuh noda asetofenon hidrazon = 2,9 cm Jarak tempuh noda fenilindol = 3 cm

Untuk yang Cara II

Jarak tempuh pelarut = 3,75 cm

Jarak tempuh noda asetofenon hidrazon = 2,7 cm Jarak tempuh noda fenilindol = 2,6 cm

1. Tahap I Sintesis Asetofenon Fenilhidrazon  Massa sebelum rekristalisasi = 1,66 gram  Massa setelah rekristalisasi = 0,81 gram

 Titik leleh setelah rekristalisasi = 98 ℃ – 100 ℃ 2. Sintesis 2-Fenilindol

(i) Cara I: Siklisasi dengan ZnCl2 Anhidrat  Massa produk = 0,3 gram

 Titik leleh = 101 ℃ – 102 ℃

(ii) Cara II: Siklisasi dengan Asam Sulfat Pekat  Massa produk = 0,6032 gram

 Titik leleh = 87 ℃ – 88 ℃

2. Sintesis Senyawa Turunan 1,2,3,4-Tetrahidrokarbazol  Massa sebelum rekristalisasi = 0,55762 gram

 Massa sesudah rekristalisasi = 0,1141 gram  Titik leleh Cara II= 68 ℃

(3)

 Titik leleh Cara I = 62 ℃ – 64 ℃  Hasil KLT=

Jarak tempuh pelarut = 4 cm

Jarak tempuh noda asetofenon hidrazon = 2,7 cm Jarak tempuh noda 1,2,3,4-tetrahidrokarbazol = 3 cm 3. Uji Kelarutan

Senyawa Kelarutan

Air HCl encer H2SO4

2-fenilindol Tidak larut Sedikit larut Larut 1,2,3,4-tetrahidrokarbazol Tidak larut Sedikit larut Larut

IV. PENGOLAHAN DATA

A. Sintesis Senyawa Turunan 2-Fenilindol

1. Tahap I Sintesis Asetofenon Fenilhidrazon  Diketahui bahwa:

nasetofenon = nfenilhidrazin = nasetofenon fenilhidrazon = 0,014 mol

 Sehingga diperoleh massa teoritis nasetofenon fenilhidrazon adalah

masetofenon fenilhidrazon = nasetofenon fenilhidrazon x Mrasetofenon fenilhidrazon

masetofenon fenilhidrazon = 0,014 mol x 198

gram mol masetofenon fenilhidrazon = 2,772 gram

 Maka %Rendemen produk asetofenon fenilhidrazon sebelum rekristalisasi adalah

% Rendemen = massa hasil percobaan_{massa teoritis}

x 100%

% Rendemen = _2,7721,66gram_gram

x 100%

% Rendemen = 59,88%

(4)

% Rendemen = massa hasil percobaan_{massa teoritis}

x 100%

% Rendemen = 29,221%

 % Galat titik leleh % Galat =

¿nilaiteoritis−nilai hasil percobaan∨¿ ¿ ¿ ¿

x 100%

% Galat = ¿106℃−98℃∨¿ ¿ ¿ ¿

x 100% = 7,55%

% Galat = ¿106℃−100℃∨¿ ¿ ¿ ¿

x 100% = 5,66%

Jadi, galat titik leleh adalah 5,66% −¿ 7,55% 2. Sintesis 2-Fenilindol

(i) Cara I: Siklisasi dengan ZnCl2 Anhidrat  Massa asetofenon fenilhidrazon = 0,5 gram

Massa ZnCl2 = 0,1751

 Menghitung mol asetofenon fenilhidrazon dan ZnCl2

- nasetofenon fenilhidrazin = 0,5gram 198gram mol = 2,525 x 10 -3_mol - nZnC l2 = 0,1751gram 136,29gram mol

= 1,2847 x 10

-3_{mol (menjadi reaksi}

pembatas)

 Sehingga diketahui bahwa

n2-fenilindol = nZnC l2 = 1,2847 x 10-3 mol

 Dapat diperoleh massa teoritisnya adalah m2-fenilindol= n2-fenilindol x Mr

m2-fenilindol= 1,2847 x 10-3 mol x 193

gram mol m2-fenilindol= 0,24795 gram

 Maka %Rendemen produk 2-fenilindol adalah % Rendemen = massa hasil percobaan_{massa teoritis}

x 100%

(5)

x 100%

% Rendemen = 120,9%

 % Galat titik leleh % Galat =

x 100%

% Galat = ¿96℃−101℃∨¿ ¿ ¿ ¿

x 100% = 5,2%

% Galat = ¿96℃−102℃∨¿ ¿ ¿ ¿

x 100% = 6,25%

Jadi, galat titik leleh adalah 5,2% −¿

6,25%

(ii) Cara II: Siklisasi dengan Asam Sulfat Pekat

 Massa asetofenon fenilhidrazon = 1,008 gram  Menghitung mol asetofenon fenilhidrazon

nasetofenon fenilhidrazon =

1,008gram 198gram

mol =5,091 x 10

-3_{mol (menjadi reaksi}

pembatas)



VH2SO4 pekat = 1 mL

m_H₂_SO₄ _{pekat = 1 mL x 1,84} gram

mL

= 1,84 gram

 nasam sulfat pekat =

1,84gram 98gram

mol

= 0,0188 gram

n2-fenilindol = nasetofenon fenilhidrazon = 5,091 x 10-3 mol

 Dapat diperoleh massa teoritisnya adalah m2-fenilindol= n2-fenilindol x Mr

m2-fenilindol= 5,091 x 10-3 mol x 193

gram mol m2-fenilindol= 0,98254 gram

 Maka %Rendemen produk 2-fenilindol adalah % Rendemen = massa hasil percobaan_{massa teoritis}

x 100%

(6)

% Rendemen = 6.139%  % Galat titik leleh

% Galat =

x 100%

% Galat = ¿96℃−87℃∨¿ ¿ ¿ ¿

x 100% = 9,37%

% Galat = ¿96℃−88℃∨¿ ¿ ¿ ¿

x 100% = 8,33%

Jadi, galat titik leleh adalah 8,33% −¿

9,37%

B. Sintesis Senyawa Turunan 1,2,3,4-Tetrahidrokarbazol

 Diketahui bahwa

n1,2,3,4-tetrahidrokarbazol = nsikloheksanon

n1,2,3,4-tetrahidrokarbazol = 0,025 mol

 Sehingga diperoleh massa teoritis

m1,2,3,4-tetrahidrokarbazol = n1,2,3,4-tetrahidrokarbazol x Mr1,2,3,4-tetrahidrokarbazol

n1,2,3,4-tetrahidrokarbazol = 0,025 mol x 171,24

gram mol masetofenon fenilhidrazon = 4,281 gram

 Maka %Rendemen produk sebelum rekristalisasi adalah % Rendemen = massa hasil percobaan_{massa teoritis}

x 100%

% Rendemen = 0,55762_4,281_gramgram

x 100%

% Rendemen = 13,025%

 Maka %Rendemen produk setelah rekristalisasi adalah % Rendemen = massa hasil percobaan_{massa teoritis}

x 100%

% Rendemen = 0,1141_4,281_gramgram

x 100%

% Rendemen = 2,665%

C. Hasil Uji KLT

Dengan persamaan Rf = _{jarak tempuh pelarut}jarak tempuh noda

, maka dapat diperoleh nilai Rf

1. Sintesis Senyawa Turunan 2-Fenilindol

(7)

Rffenilhidrazin = 1,8cm 3,9cm

= 0,4615

Rfasetofenon fenilhidrazon = 2,9cm 3,9cm

= 0,7435

Rf2-fenilindol = 3cm 3,9cm

= 0,7692

(iii) Menggunakan Cara II: Siklisasi dengan Asam Sulfat Pekat

Rffenilhidrazin = 1,2cm 3,75cm

= 0,32

Rfasetofenon fenilhidrazon = 2,7cm 3,75cm

= 0,72

Rf2-fenilindol = 2,6cm 3,75cm

= 0,693

2. Sintesis Senyawa Turunan 1,2,3,4-Tetrahidrokarbazol Rffenilhidrazin = 1,2cm 4cm

= 0,3

Rfasetofenon fenilhidrazon = 2,7cm 4cm

= 0,675

Rf2-fenilindol = 3cm 4cm

= 0,75

V. PEMBAHASAN

Pada percobaan ini dilakukan sintesis senyawa-senyawa turunan indol, yaitu asetofenon fenilhidrazin dan 1,2,3,4-tetrahidrokarbazol. Keduanya melalui dua tahapan. Pada tahapan kedua, senyawa turunan indol yang akan disintesis dengan memilih salah satu cara dari dua cara yang ada, yaitu dengan siklisasi dengan ZnCl2 dan siklisasi menggunakan asam

sulfat pekat.

Pada sintesis turunan 2-fenilindol, maka dilakukan tahap pertama terlebih dahulu, yaitu pembentukan asetofenon fenilhidrazon. Pada saat asetofenon ditambahkan dengan fenilhidrazon, maka diperlukan asam asetat glacial dalam pelarut etanol. Hal ini dapat menyebabkan terjadinya protonasi pada oksigen karbonil dan akan terlepas sebagai gugus H2O. Sebagai pelarut, etanol dibutuhkan untuk membantu dan memudahkan gugus H2O

lepas, karena sifat etanol yang polar. Untuk berlangsungnya reaksi, maka campuran dipanaskan untuk memberika energi pada pembentukan rangkap C – N yang akan menggantikan gugus karbonil yang sebelumnya. Lalu setelah reaksi selesai, yaitu pada saat tidak ada lagi padatan, atau padatan yang ada sebelumnya terlarut seluruhnya, maka dilakukan pendinginan pada campuran larutan. Pendinginan dalam penangas es ini berfungsi

(8)

untuk memperkecil kelarutan produk di dalam etanol, serta untuk membuat kristal produk asetofenon fenilhidrazon terbentuk. Apabila Kristal belum mulai terbentuk, maka dinding labu atau gelas kimia yang digunakan digosok perlahan dengan menggunakan batang pengaduk kaca. Hal ini bertujuan untuk menginisiasi terbentuknya kristal. Lalu, kristal yang telah terbentuk perlu direkristalisasi lagi dengan menggunakan etanol panas. Hal ini bertujuan untuk menghilangkan pengotor-pengotor yang mungkin masih terdapat dalam kristal, jadi dengan kata lain, rekristalisasi bertujuan untuk membuat kristal semakin murni. Mekanisme reaksi pembentukan asetofenon fenilhidrazon dari sikloheksanon fenilhidrazin adalah sebagai berikut:

Selanjutnya, dari kristal asetofenon fenilhidrazon terbentuk, maka kristal direaksikan dengan asam yang lebih kuat jika dibandingkan dengan asam asetat glasial, yaitu asam sulfat pekat dan ZnCl2. Ketika suatu senyawa fenilhidrazon direaksikan dengan suatu asam,

nitrogen yang berikatan rangkap dengan karbon bertindak sebagai nukleofil yang akan menyerang proton pada karbon beta. Lalu akan terjadi penataan ulang pada ikatan rangkap, yaitu yang awalnya ikatan rangkap berada pada nitrogen dan karbon, kini ikatan rangkap menjadi berada pada C – C. Dan ketika karbon menjadi rangkap, maka karbon akan menjadi nukleofil yang akan menyerang benzene. Lalu terjadi penataan ulang lagi, menjadikan nitrogen yang satunya rangkap dengan benzene dan akan menjadikan nitrogen yang satunya lagi berikatan rangkap dengan benzene. Ikatan rangkap ini akan menyerang kembali karbon yang sebelumnya rangkap dan terbentuklah aminoasetal.

Aminoasetal apabila dipanaskan akan lebih stabil dan mudah untuk melepaskan NH3(g). Karena lepasnya NH3(g) itulah maka akan terbentuk senyawa turunan indol. Untuk

memperoleh senyawa turunan indol yang lebih murni, maka indol ditambahkan air. Ketika ditambahkan air, indol yang merupakan senyawa yang bersifat basa sangat lemah, tidak mampu untuk bereaksi asam-basa dengan air sehingga indol tidak akan larut. Oleh karena itu,

(9)

kristal indol akan terbentuk ketika dimasukkan air ke dalam larutan. Ketika kristal indol ini tidak terlarut, keadaan asam yang sangat polar akan menyebabkan air larut dan kristal indol akan terpisah. Penambahan air berguna untuk memisahkan senyawa-senyawa asam yang ditambahkan sehingga dapat diperoleh murni produk kristal 2-fenilindolnya saja.

Berikut ini mekanisme pembentukan 2-fenilindol dari siklisasi asetofenon fenilhidrazon dengan ZnCl2:

Sedangkan mekanisme pembentukan 2-fenilindol dari siklisasi asetofenon fenilhidrazon dengan asam sulfat pekat:

Mekanisme yang terjadi pada pembentukan senyawa turunan 1,2,3,4-tetrahidrokarbazol sama dengan mekanisme pembentukan 2-fenilhindol. Mekanisme yang terjadi dalam pembentukan 1,2,3,4-tetrahidrokarbazol dari siklisasi asetofenon fenilhidrazon dengan ZnCl2:

(10)

Dan Mekanisme yang terjadi dalam pembentukan 1,2,3,4-tetrahidrokarbazol dari siklisasi asetofenon fenilhidrazon dengan asam sulfat pekat adalah:

Dari hasil yang diperoleh, rendemen yang diperoleh masih jauh dari nilai literatur, hal ini juga mungkin karena reaksi terjadi kurang sempurna. Kemudian titik leleh yang diperoleh memiliki galat yang cukup besar dari nilai literatur. Hal ini menunjukkan bahwa produk yang diperoleh merupakan produk yang belum murni, masih terdapat pengotor-pengotor. Hal ini juga dibuktikan dari hasil uji KLT yang menunjukkan bahwa tidak diperoleh senyawa turunan indol dan 1,2,3,4-tetrahidrokarbazol yang murni karena nilai Rf pada produk menunjukkan nilai yang sama dengan reaktan, yang mengindikasikan bahwa produk yang diperoleh belum murni. Kemudian dilakukan uji kelarutan dengan menggunakan air, HCl encer dan H2SO4.

Senyawa indol akan larut pada H2SO4¸sedikit larut dalam HCl encer dan tidak larut dalam air.

Hal ini dikarenakan indol merupakan bas lemah yang hanya bereaksi dengan asam kuat saja untuk membentuk garam

VI. KESIMPULAN

Dari hasil percobaan yang telah dilakukan maka dapat disimpulkan bahwa:

1. Rendemen 2-fenilindol dengan menggunakan siklisasi dengan ZnCl2 adalah

120,9%, dan dengan menggunakan siklisasi dengan asam sulfat pekat adalah 6.139% serta rendemen 1,2,3,4-tetrahidrokarbazol adalah 2,665%

2. Dari hasil uji titik leleh, dan juga uji KLT dapat diindikasikan bahwa senyawa turunan indol yang diperoleh belum murni