SINTESIS ALKOHOL DENGAN REAGEN GRIGNARD

SINTESIS ALKOHOL DENGAN REAGEN GRIGNARD Pramukti Nawar Ra’idah

10512025-K-01-Kelompok II pramukti_nawarraidah@yahoo.co.id

Abstrak

Sintesis alkohol telah dilakukan dengan mereaksikan keton dengan preagen grignard. Senyawa keton yang digunakan adalah benzofenon yang direaksikan dengan logam magnesium, bromobenzen dan eter. Alkohol yang dihasilkan merupakan alkohol tersier karena pereaksi yang digunakan adalah senyawa keton. Reagen grignard berperan sebagai sumber karbanion sehingga akan bertindak sebagai nukleofil dan akan mengalami reaksi adisi nukleofilik pada karbon karbonil yang bersifat parsial positif. Reagen grignard dibuat terlebih dahulu dengan mereaksikan logam magesium dengan bromobenzen. Apabila reagen grignard direkasikan denga senyawa keton atau karboksilat akan menghasilkan senyawa alkohol tersier. Trifenil metanol disintesis dengan mereaksikan reagen grigrard dengan benzofenon. Produk samping utama pada reaksi grignard adalah bifenil dan benzen.

Untuk menghilangkan produk samping ini dilakukan ekstraksi. Produk yang dihasilkan adalah senyawa dengan titk leleh 60

⁰

C dengan massa produk 0,8 g.

Kata Kunci: Benzofenon, Magnesium, Bromobenzen ,Trifenilmetanol, Reagen Grignard Abstract

Alcohol synthesys have been done by ketone reaction with grignard agent. Ketone that using in this synthesis is benzophenone, benzophenon react with magnesium turnings, bromobenzene, and anyidrous diethilether. Alcohol product result from experiment is tertiary alcohol, because grignard agent react with ketone. Grignard agent is source of carbanion, and a nucleophile that can react by nucleophylic adition with carbonyl that have postive charge. First, grigrard agent have prepared by react magnesium turnings with bromobenzene, and then react with benzophenone become triphenil methanol. Triphenil methanol is a tertiary alcohol. If grignard agent react with carboxyilic acid the product will become tertiary alcohol. Impurities primer in this reaction are biphenil and benzene.

Reduce impuritis by extraction. Product that result in experiment have melting point 60

⁰

C and rendemen 0,8 g.

Keywords: Benzophenone, Magnesium, Bromobenzene ,Trifenilmethanol, Grignard Reageent

1. PENDAHULUAN

Reaksi Grignard ditemukan pertamakali oleh peraih Nobel di tahun 1912 Victor Grignard dalam pekerjaanya pembentukan ikatan karbon- karbon berupa alkohol melalui reaksi anatara alkil halida dengan karbon karbonil.[1]

Mereaksikan reagen grignard dengan karbonil merupakan metode yang efektif untuk menghasilkan alkohol sekunder dan alkohol tersier[2]. Selain itu, alkohol dapat tereduksi membentuk alkena atau menjadi gugus fungsi lain.

Mereaksikan reagen grignard dengan karbonil merupakan reaksi penting untuk membentuk ikatan karbon-karbon (C-C).

Apabila suatu alkil, benzil, atau halida aromatik direkasikan dengan logam magnesium menggunakan pelarut anhidrat (seperti dietil eter, atau tetrahidrofuran) akan menghasilkan reagen grignard. Reagen ini merupakan reagen organometal, kombinasi dari logam dengan

molekul organik[3]. Reaksi antara logam magnesium dan alkil halida akan membentuk ikatan karbon logam.Reaksi organometal yang terjadi merupaka reaksi adisi oksidatif[4].

Reaksi antara reagen grignard dengan keton

akan mengasilkan alkohol tersier. Reaksi ini

merupakan reaksi adisi nukleofilik. Reagen

grignard akan terprotonasi menjadi basa yang akan

menyerang atom C pada karbon karbonil yang

bermuatan parsial positif. Produk samping utama

dalam percobaan ini adlah bifenil. Bifenil

merupakan produk dari reaksi antara fenil

magnesium bromida dengan bromobenzen yang

belum bereaksi. Cara yang paling efektif untuk

mengurangi produk samping ini adalah dengan

menambahkan bromobenzen secara perlahan dan

sedikit demi sedikit. Produk samping mudah

dihilangkan karena lebih mudah larut dalam pelarut

hidrokarbon dibandingkan dengan trifenilmetanol.

Untuk menghilangkan produk samping ini dilakukan ekstraksi.

2. METODE PERCOBAAN

Bahan

Bahan yang diperlukan dalam percobaan ini adalah, logam magnesium, bromobenzen, eter anhidrat, benzofenon, larutan HCl 0,1 M, CaCl

2

anhidrat , kloroform, NaCl jenuh , dan petroleum eter.

Peralatan

Alat –alat yang digunakan dalam percobaan ini adalah, sonikator, tabung reaksi, penjepit tabung, gelas ukur, pipet tetes, gelas kimia, labu erlenmeyer 50 mL, batang pengaduk kaca dan corong pisah.

Prosedur

a. Preparasi reagen Grignard :

Menambahkan 0,01 mol (0,25 g) magnesium turnings ke dalam tabung reaksi A. Menambahkan 0,01 mol bromobenzen atau 1,05 mL dan 3,1 mL eter anhidrat ke dalam tabung reaksi B.

Mengaduk larutan bromobenzen dan eter dalamtabung B dan ukur ketinggian volume larutan B, kemudian beri tanda pada tabung reaksi A pada ketinggian yang sama dengan tabung reaksi B. Memipet larutan bromobenzen dalam eter secukupnya ke dalam tabung reaksi A sampai menutupi sebagian permukaan magnesium. Kemudian tempatkan ke dalam alat sonikator yang berisi air.

Melakukan di lemari asam dan mengarahkan mulut tabung ke tempat yang kosong. Ketika cairan dalam tabung A berubah warna menjadi kelabu atau putih, tabung reaksi A diangkat dan akanmendidih dengan segera, apabila belum mendidih diletakkan kembali di alat sonikator. Ketika campuran sudah mulai mendidih,mengangkat tabung reaksi dan menambahkan 0,5 mL eter, kemudian menambahkan larutan bromobenzen sedikit-demi sedikit, apabilalarutan bromobenzen telah habis tambahkan 0,5 mL eter, dan masukkan kembali ke alat sonikator selama 5 menit. Setelah selesai disonikasi ambil larutan dari tabung A dan tempatkan ke labu erlenmeyer 50 mL kemudian tempatkan dalam penangas es.

Mengeringkan magnesium yang tersisa kemudian ditimbang.

b. Sintesi trifenil alkohol

Melakukan percobaan di lemari asam.

Menimbang 0,01 mol (1,822 g) benzofenon kemudian dilarutkan dalam eter hingga larut sempurn dan simpan dalam tabung reaksi C dalam penangas es.

Menambahkan larutan benzofenon ke dalam reagen grignard, dan menambahkan beberapa tetes HCl 0,1 M. Campuran diaduk dengan batang pengaduk, sambil menambahkan HCl sampai terlihat dua fasa yang jelas. memindahkan isi campuran dalam erlenmeyer ke dalam corong pisah 125 mL, kemudian diambil fasa organik dan keringkan dengan CaCl2 anhidrat . saring campuran ke dalam labu erlenmeyer 50 mL yang bersih dan kering.

Menguapkan pelarutkan dan didinginkan dalam penangas es hingga terbentuk kristal putih, keringkan dan timbang kemudian ukur sprektrum inframerahnya.

Melarutkan sedikit kristal produk dengan pelarut kloroform dan totolkan ke pelat KLT dengan eluen etil asetat/n-heksan 3:7.

3. HASIL DAN PEMBAHASAN Hasil

Tabel 1. Rendemen Produk

Produk Massa

(g)

Titik Leleh (

⁰

C) Mg tunnings 0,22 g -

Reagen grignard - -

trifenilmetanol 0,8 60 Tabel 2. Kromatografi Lapis Tipis

Senyawa Rf

Trifenilmetanol 0,838 Bromobenzen 0,946 Benzofenon 0,784 Perhitungan

63,4 %

Pembahasan

Pada percobaan ini telah berhasil dilakukan sintesis trifenilmetanol. Untuk mengasilkan trifenil metanol dilakuakn dua tahap yaitu preparasi reagen grignard, dan sintesis trifenil metanol dengan meraksikan reagen grignard dengan benzofenon.

Reagen utama yang digunakan dalam reaksi ini

adalah logam magnesium, bromobenzen, dietil eter,

dan benzofenon. Logam magnesium yang

digunakan adalah magnesium turning yaitu

magnesium yang telah dihancurkan. Untuk

mengasilkan reagen grignard, logam magnesium

direaksikan bromobenzen dengan pelarut ditileter.

R-MgBr mudah terbentuk dari rekais redoks antara alkil halida dengan logam magnesium dalam eter anhidrat. Logam magnesium turning memiliki lapisan oksida pada bagian luar yang akan menghalangi reaksi dengan bromobenzen. Untuk menggores lapisan oksida tersebut, ditambahkan dietil eter, sehingga reaksi akan lebih cepat berlangsung dan terbentuk organologam.

Reaksi antara logam magnesium turning dengan bromobenzen merupakan reaksi radikal.

Dengan mekanisme reaksi sebagai berikut

Pada tahap pertama atom Mg membentuk radikal yang berikatan dengan Br melepaskan alkil radikal (benzen radikal), kemudian benzen radikal berikatan MgBr membentuk reagen grignard.

Atom magnesium memiliki kapasitas menerima dua pasangan elektron dari molekul pendonor elektron yang akan mebentuk empat ikatan koordinasi, dan tersolvasi oleh dua pasangan elektron bebas dari eter. Eter merupakan senyawa yang sangat mudah terbakar, oleh karena itu pengerjaan reaksi ini harus dilakukan di lemari asam dan terhindar dari percikan api.

Reagen grignard dapat dilihat sebagai senyawa ionik yang terdiri dari karbanion R-, ion Mg

²⁺

, dan ion Br

^-

. Karbanion R

^-

sangat reaktif dan berfungsi sebagai basa kuat yang bertindak sebagai nukleofil. Basa akan berikatan dengan semua proton yang lebih asam yang biasa ada pada senyawa alkana atau alkena. Reagen grignard sangat mudah beraksi dengan air, alkohol, amin, tiol dan senyawa lain membentuk alkena[5]. Oleh karena itu dalam preparasi reagen grignard peralatan yang digunakaan harus bebas dari air, apabila terdapat air dalam tabung reaksi, akan menyebabkan produk yang diinginkan tidak terbentuk, dan reaksi tidak akan terjadi. Reaksi yang berlangsung ditandakan oleh terbentuknya campuran yang keruh dan terdapat gelembung- gelembung gas. Reaksi ini merupakan reaksi eksoterm.

Percobaan ini dilakukan dalam lemari asam dengan alat sonikator yang berisi air. Alat sonikator di set setiap 320 detik. Proses pembuatan reagen grignard memerlukan waktu sekitar 1 jam. Saat

reaksi berlangsung, terdapat gelembung-gelembung pada sekitar logam magnesium. Pelarut eter semakin lama semakin berkurang, apabila eter telah berkurang eter ditambahkan kembali. Semakin lama, pelarut eter semakin cepat berkurang, dan akan dihasilkan campuran yang keruh berwarna putih. Adakalanya larutan keruh kecoklatan.

Setelah campuran menjadi keruh, ditambahkan benzofenon secara bertahap.

Penambahan bromobenzen ke dalam logam magnesium harus dilakukan sedikit demi sedikit, apabila penambahan terlalu banyak produk yang dihasilkan bukanlah reagen grignard melainkan bifenil. Bifenil terbentuk dari kompetisi antara benzen radikal dengan reagen grignard. Fenil radikal dapat menerima elektron dari karbanion atau dapat bereaksi dengan fenil radikal lain membentuk bifenil. Reaksi pembentukan bifenil mengikuti mekanisme reaksi berikut

Reaksi pembentukan bifenil merupakan reaksi coupling Wurtz. Terbentuknya produk samping ini menyebabkan rendemen reagen grignard sedikit sehingga produk trifenil metanol yang dihasilkan pun sedikit.

Reagen grignard apabila berikatan dengan senyawa aldehid atau keton akan membentuk alkohol. Senyawa trifenil metanol disintesis dengan mereaksikan reagen grignard dengan benzofenon.

Benzofenon merupaka senyawa keton yang mengikat dua fenil pada karbonkarbonil. Berikut merupakan hasil H-NMR dari benzofenon. Dari skema H-NMR yang ada, dapat diketahui bahwa terdapat tiga sinyal dengan sinyal yang memiliki

Gambar 1. NMR-H Benzofenon

dua puncak dan sinyal yang memiliki tiga

puncak. Dan dapat diketahui bahwa struktur

benzofenon adalah

Sintesis trifenil metanol dari benzofenon dengan pereagen grignard harus terbebas dari air.

Apabila terdapat air dalam reaksi , akan dihasilkan produk samping yaitu benzena hasil reaksi antara Ph-MgBr dengan air. Benzen merupakan protonasi dari karbanion. Karbanion merupakan spesi basa, apabila terdapat air dalam tabung yang digunakan untuk reaksi, air akan ikut berakasi dengan campuran tersebut. Akibatnya karbanion akan terprotonasi membentuk benzen. Oleh karena itu penambahan benzofenon ke dalam reagen grignard harus dilakukan dalam tabung reaksi yang bersih dan kering, selain itu secara sedikit-demi sedikit.

Mekanisme reaksi total adalah sebegai berikut:

Kedalam regen grignard ditambahkan HCl, fungsinya adalah memprotonasi fenil sehingga mejadi Ph

^-

. Ph

^–

akan menyerang karbon-karbonil dan atom O akan mengambil H+ dari HCl dan akan terbentuk trifenil metanol. Ekstraksi dilakukan untuk memisahkan fasa eter dengan fasa air denga larutan Jenuh NaCl. Ekstraksi bertujuan untuk menghilangkan produk samping karena produk samping cenderung lebih suka dalam fasa air dibanding trimetilmetanol. Lapisan organik kemudian di tambahkan CaCl

2

untuk menghilangkan air yang masih tersisa. Campuran disaring dan diuapkan untuk menguapkan pelarut eter. Kemudian didinginkan dalam penangas es dan ditambahkan petroleum eter dan endapan putih pun terbentuk. Untuk mengetahui produk yang dihasilkan, dilakukan KLT (Kromatografi lapis

tipis) senyawa produk, benzofenon, dan bromobenzen. Apabila diperoleh nilai Rf yang berbeda, itu artinya produk yang dihasilkan adalah produk hasil sintesis, bukan benzofenon atau bromobenzen.

Berdasarkan percobaan yang dilakuakan didapat massa produk sebesar 0,8 gram dengan titik leleh 60

⁰

C. Titik leleh ini jau berbeda dengan titik leleh trifenil metanol yaitu 164

⁰

C dan memiliki galat titik leleh sebesar 63%. Akan tetapi jika dibandingkan dengan titikleleh bifenil, terdapat kedekatan titik leleh bifenil yaitu 69

⁰

C, sehingga kemungkinan produk yang dihasilkan adalah Bifenil.

Nilai rendemen produk yang dihasilkan cukup kecil. Hal ini disebabkan oleh beberapa faktor, diantaranya terbentuk produk samping yang lebih.

Selain itu penambahan benzofenon dan bromobenzen dalam larutan dilakukan tidak secara bertahap. Fktor lain yang menyebabkan rendemen produk adalah terdapatnya air pada setiap tabung yang

Titik leleh merupakan karakter setiap senyawa.

Setiap senyawa memiliki nilai titik leleh yang berbeda oleh karena itu, karakterisasi senyawa biasa dilakukan dengan uji nilai titik leleh.

Karakterisasi kedua yang dilakukan adalah dengan menentukan nilai Rf senyawa. Nilai Rf yang didapat dari KLT untuk trifenil metanol , Benzofenon, Bromobenzen berturut-turut adalah 0,838 ; 0,784 ; dan 0,946.

Nilai Rf trifenilmetanol lebih tinggi daripada nilai Rf benzofenon tetapi lebih kecil dari Rf bromobenzen. Pelat KLT berisi silika, silika merupakan fasa diam yang polar. Semakin besar nilai Rf itu artinya senyawa tersebut lebih menyukai fasa diam sehingga akan tertahan lama dalam kertas. Berdasarkan nilai Rf yang dihasilkan dapat diketahuin bahwa senyawa benzofenon lebih polar selanjutnya disusul oleh trifenilmetanol kemudian bromobenzen.

Untuk mendapatkan kristal yang lebih murni dilakukan rekristalisai campuran dengan etanol yang telah dipanaskan . Pada pengujian titik leleh, kristal harus dalam keadaan benar-benar kering.

Adanya kristal yang masih padat akan merusak rendemen sehingga akan didat nilai titik leleh yang tidak presisi. Apabila kristal tidak dalam keadaan kering, nilai titik leleh dapat dibawah atau diatas titikleleh referensi.

Berdasarkan nilai Rf yang dihasilkan dapat disimpulkan bahwa produk yang dihasilkan bukanlah benzofenon, atau bromobenzen. Artinya semua reagen yang digunakan telah bereaksi.

4. KESIMPULAN

Berdasarkan percobaan yang telah dilakukan,

dapat ditarikkesimpulan sebagai berikut :

1) produk trifenil metanol yang dihasilkan adalah 0,8 g dengan Titik elehnya adalah 60

⁰

C, dan Rf yang dihasilkan dari percobaan kromatografi lapis tipis adalah 0,803.

2) Berdasarkan data karakteristika yang diperoleh, diketahui produk yang dihasilkan bukanlah trifenilmetanol, melainkan bifenil.

3) Bifenil terbentuk akibat adanya air dalam tabung reaksi yang beraksi dengan benzen.

UCAPAN TERIMA KASIH

Puji dan syukur pertama kali penulis ucapkan kepada Allah SWT yang karena kehendakNya lah laporan praktikum ini dapat selesai tepat pada waktunya. Selanjutnya kepada kedua orang tua yang senantiasa memberikan motivasi yang tak ternilai harganya kepada penulis. Dan juga kepada pemimpin praktikum Dr. Deana Wahyuningrum yang telah banyak membantu selama percobaan praktikum serta memberikan format template laporan yang memudahkan dalam pembuatan laporan ini. Kepada asisten praktikum yang tak bisa disebutkan satu per satu. Begitu banyak bantuan yang mereka berikan, semoga dibalaskan lebih baik oleh-Nya. Dan tidak lupa kepada seluruh keluarga kimia ITB 2012 terutama kelompok 2 yang telah bekerjasama dengan baik saat praktikum, atas semua bantuan yang telah diberikan. Baik selama praktikum maupun dalam pembuatan laporan ini

DAFTAR PANDUAN

[1] Pater Volhard and Neil Score.2011.Organic Chemistry-Structure and Funtion.Freeman Company:New York

[2] McMurry,John. 2008. Organic Chemistry 7th Editions.Graphic World Inc:United State of America

[3] Kenneth L. Williamson.(1999) Macroscale and Microscale Organic Experimentst hird edition. Boston

[4] http://www.bc.edu /schools/cas/chemistry /undergrad/org/spring/Grignard.pdf [5] http://www.scs.illinois.edu/denmark/

presentations/2004/gm-2004-08_31.pdf

[6] http://chemistry.mercer.edu/orgchem

/Grignards12.pdf