Laporan Praktikum KI2251 Senyawa Organik Polifungsi
Percobaan 07
BEBERAPA REAKSI TRANSFORMASI GUGUS FUNGSI PADA VANILIN
Nama : Lutvia Putri Septiane
NIM : 10513029
Kelompok : II
Tanggal Percobaan : 17 Maret 2015 Tanggal Pengumpulan : 24 Maret 2015
Asisten : Kak Vina
LABORATORIUM KIMIA FISIK PROGRAM STUDI KIMIA
FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM INSTITUT TEKNOLOGI BANDUNG
A. JUDUL PERCOBAAN
Beberapa Rekasi Transformasi Gugus Fungsi pada Vanilin B. TUJUAN PERCOBAAN
1. Mereduksi vanilin menjadi vanilil alkohol 2. Mengoksidasi vanilin mnejadi asam vanilat
3. Menhasilkan atau membuat 5-bromovanilin dari brominasi vanilin 4. Membuat vanilil asetat dengan melalui esterifikasi vanilin
5. Menentukan rendemen, titik leleh, nilai Rf, spektru, FTIR dari vanilil alkohol, asam vanilat, 5-bromovanilin dan vanilil asetat
C. DATA PENGAMATAN
A. Reduksi Vanilin Menjadi Vanilil Alkohol
Massa vanilin = 0,3846 gram
Volume NaOH = 2,5 mL
Massa NaBH4 = 0,075 gram (1,95 mmol)
Massa produk sebelum rekristalisasi = 0,23 gram
Massa produk setelah rekristalisasi = tidak diperoleh padatan Titik leleh sebelum rekristalisasi = 80 – 82 ℃
Titik leleh setelah rekristalisasi = tidak diperoleh padatan
Hasil uji KLT =
Senyawa Jarak Noda (cm) Jarak Eluen (cm)
Vanilin 1,1 3,9
Produk sebelum rekristalisasi Noda 1 0,35 3,9
Noda 2 0,9 3,9
Produk setelah rekristalisasi Noda 1 0,3 3,9
Noda 2 0,95 3,9
B. Oksidasi Vanilin Menjadi Asam Vanilat B.1 Penyiapan Perak Oksida
B.2 Pembuatan Asam Vanilat
Massa produk sebelum rekristalisasi = 0,12 gram Titik leleh sebelum rekristalisasi = 202 ℃
Massa produk sebelum rekristalisasi = 0,03 gram Titik leleh sebelum rekristalisasi = 140 ℃ Hasil uji KLT antara vanilin, produk B, dan produk C
Senyawa Jarak Noda (cm) Jarak Eluen (cm)
Vanilin 1,4 4
Produk B 0,4 4
Produk C 1,4 4
D. Esterifikasi Vanilin Menjadi Vanilil Asetat
Massa vanilin = 0,3055 gram
Volume NaOH = 5 mL
Volume anhidirida asetat = 0,8 mL (18 tetes) Massa produk sebelum rekristalisasi = tidak diperoleh padatan Massa produk setelah rekristalisasi = tidak diperoleh padatan Titik leleh sebelum rekristalisasi = tidak diperoleh padatan Titik leleh setelah rekristalisasi = tidak diperoleh padatan
Hasil uji KLT =
Senyawa Jarak Noda (cm) Jarak Eluen (cm)
Vanilin 1,05 3,95
Produk sebelum rekristalisasi 1,1 3,95
Produk setelah rekristalisasi - 3,95
Data dari kelompok lain
Massa vanilin = 0,308 gram
Volume anhidirida asetat = 1 mL
Massa produk sebelum rekristalisasi = 0,4496 gram Massa produk untuk rekristalisasi = 0,34 gram Massa produk setelah rekristalisasi = 0,009 gram
Titik leleh sebelum rekristalisasi = 74 – 78 ℃ Titik leleh setelah rekristalisasi = 77 – 78 ℃ Hasil uji KLT =
Senyawa Jarak Noda (cm) Jarak Eluen (cm)
Vanilin 1,1 4
Produk sebelum rekristalisasi 1,6 4
Produk setelah rekristalisasi 1,7 4
D. PENGOLAHAN DATA
A. Reduksi Vanilin Menjadi Vanilil Alkohol 1. Massa teoritis produk Vanilil Alkohol
Massa teoritis = 0,3846 gram x 152 gram1 mol x 11 x 154,17 grammol = 0,39 gram
2. Rendemen produk sebelum rekristalisasi
% Rendemen = massa hasil percobaanmassa teoritis x 100% % Rendemen = 0,23 gram0,39 gram x 100% = 58,97%
Untuk massa rendemen produk setelah rekristalisasi tidak diperoleh
3. Galat nilai titik leleh produk A % Galat =
¿nilai teoritis−nilai hasil percobaan∨¿
¿ ¿ ¿ x 100% % Galat = ¿113℃−80 ℃∨¿ ¿ ¿ ¿ x 100% = 29,2% % Galat = ¿113℃−82℃∨¿ ¿ ¿ ¿ x 100% = 27,43%
Jadi, galat titik leleh adalah 27,43% −¿ 29,2%
Untuk titik leleh produk setelah rekristalisasi tidak diperoleh
Rf = jarak tempuh pelarutjarak tempuh noda Rfvanilin = 1,1 cm3,9 cm = 0,282
Dengan cara perhitungan yang sama, maka diperoleh nilai Rf dari masing-masing noda
Senyawa Jarak Noda (cm) Jarak Eluen (cm) Rf
Vanilin 1,1 3,9 0,282
Produk sebelum rekristalisasi Noda 1 0,35 3,9 0,089
Noda 2 0,9 3,9 0,231
Produk setelah rekristalisasi Noda 1 0,3 3,9 0,077
Noda 2 0,95 3,9 0,243
B. Oksidasi Vanilin Menjadi Asam Vanilat 1. Massa teoritis produk asam vanilat
Massa teoritis = 0,152 gram x 152 gram1 mol x 11 x 168,15 grammol = 0,16815 gram
2. Massa produk sebelum rekristalisasi
% Rendemen = massa hasil percobaanmassa teoritis x 100% % Rendemen = 0,16815 gram0,12 gram x 100% = 71,36% 3. Nilai galat titik leleh produk B
% Galat =
¿nilaiteoritis−nilai hasil percobaan∨¿
¿ ¿ ¿ x 100% % Galat = ¿210℃−202 ℃∨¿ ¿ ¿ ¿ x 100% = 3,81% 4. Nilai Rf
Rf = jarak tempuh pelarutjarak tempuh noda Rfvanilin = 1,4 cm4 cm = 0,35 Rfproduk B = 0,4 cm4 cm = 0,1
C. Brominasi Vanilin Menjadi 5-Bromovanilin 1. Massa teoritis produk 5-bromovanilin
Massa teoritis = 0,228 gram x 152 gram1 mol x 11 x 231 grammol = 0,3465 gram
2. Massa produk sebelum rekristalisasi
% Rendemen = massa hasil percobaanmassa teoritis x 100% % Rendemen = 0,3456 gram0,03 gram x 100% = 8,68% 3. Nilai galat titik leleh produk B
% Galat =
¿nilaiteoritis−nilai hasil percobaan∨¿
¿ ¿ ¿ x 100% % Galat = ¿164℃−140℃∨¿ ¿ ¿ ¿ x 100% = 14,63% 4. Nilai Rf
Rf = jarak tempuh pelarutjarak tempuh noda Rfvanilin = 1,4 cm4 cm = 0,35 Rfproduk B = 1 , 4 cm4 cm = 0,35
D. Esterifikasi Vanilin Menjadi Vanilil Asetat 1. Massa teoritis produk asam vanilat
Massa teoritis = 0,3055 gram x 152 gram1 mol x 11 x 194 grammol = 0,3899 gram
2. Massa produk sebelum rekristalisasi
Tidak diperoleh data
3. Nilai galat titik leleh produk B
Tidak diperoleh data
4. Nilai Rf
Rf = jarak tempuh pelarutjarak tempuh noda Rfvanilin = 1,05 cm3,95 cm = 0,266
Dengan cara perhitungan yang sama, maka diperoleh nilai Rf dari masing-masing noda
Senyawa Jarak Noda (cm) Jarak Eluen (cm) Rf
Vanilin 1,05 3,95 0,266
Produk sebelum rekristalisasi 1,1 3,95 0,291
Produk setelah rekristalisasi - 3,95
-Data dari kelompok lain
1. Massa teoritis produk asam vanilat
Massa teoritis = 0,308 gram x 152 gram1 mol x 11 x 194 grammol = 0,3931 gram
2. Massa produk sebelum rekristalisasi
% Rendemen = massa hasil percobaanmassa teoritis x 100% % Rendemen = 0,4496 gram0,3931 gram x 100% = 114,37% 3. Massa produk setelah rekristalisasi
% Rendemen = massa hasil percobaanmassa teoritis x 100% % Rendemen = 0,3931 gram0,009 gram x 100% = 2,289% 4. Nilai galat titik leleh produk D sebelum rekristalisasi
% Galat =
¿nilaiteoritis−nilai hasil percobaan∨¿
¿ ¿ ¿ x 100% % Galat = ¿77℃−74 ℃∨¿ ¿ ¿ ¿ x 100% = 3,89% % Galat = ¿77℃−78 ℃∨¿ ¿ ¿ ¿ x 100% = 1,29%
Jadi, galat titik leleh adalah 1,29% −¿ 3,89%
5. Nilai galat titik leleh produk D setelah rekristalisasi % Galat =
¿nilaiteoritis−nilai hasil percobaan∨¿
¿ ¿ ¿ x 100% % Galat = ¿77℃−77 ℃∨¿ ¿ ¿ ¿ x 100% = 0%
% Galat =
¿77℃−78 ℃∨¿
¿ ¿
¿ x 100% = 1,29%
Jadi, galat titik leleh adalah 0% −¿ 1,29% 6. Nilai Rf
Rf = jarak tempuh pelarutjarak tempuh noda Rfvanilin = 1,1 cm4 cm = 0,275
Dengan cara perhitungan yang sama, maka diperoleh nilai Rf dari masing-masing noda
Senyawa Jarak Noda (cm) Jarak Eluen (cm) Rf
Vanilin 1,1 4 0,275
Produk sebelum rekristalisasi 1,6 4 0,4
Produk setelah rekristalisasi 1,7 4 0,425
E. PEMBAHASAN
Vanilin merupakan senyawa yang memiliki beberapa gugus fungsi yang reaktif, yang dapat ditransformasi menjadi gugus fungsi lainnya menghasilkan beberapa senyawa turunannya yang bermanfaat. Vanilin memiliki rumus molekul C8H8O3, dan dengan strukturnya sebagai berikut:
Dan jika dilihat dari struktur kimianya, vanilin merupakan senyawa fenol tersubsitusi gugus metoksi pada posisi orto dan gugus aldehida pada posisi para. Sehingga vanilin dikelompokkan sebagai senyawa antioksidan.
Pada percobaan ini, pertama akan dilakukan reduksi vanilin menjadi vanilil alkohol. Untuk mereduksi vanilin menjadi vanilin alkohol diperlukan NaBH4 dan NaOH. NaOH di sini berfungsi sebagai nukleofil untuk menyerang H dari gugus hidroksi pada vanilin. Kemudian, NaBH4 ini berfungsi sebagai reagen yang menghasilkan ion H- yang akan meyerang C karbonil pada gugus aldehid vanilin. Kemudain penambahan HCl berguna sebagai sumber atom H untuk membuat gugus alkohol dan kemudian akan terbentuk endapan produk. Mekanisme reaksi yang terjadi adalah:
Dari percobaan ini tidak dihasilkan produk yang diinginkan, yaitu produk vanilil alkohol. Hal ini dibuktikan dengan hasil uji titik leleh dan nilai Rf pada uji KLT. Titik leleh yang dihasilkan adalah 80 – 82 ℃ dan galatnya adalah 27,43% −¿ 29,2%. Benar-benar besar. Dan jika dilihat dari literatur, nilai 80 – 82 ℃ merupakan titik leleh yang mendekati titik leleh vanilin. Kemudian, dari hasil uji KLT dapat dilihat bahwa nilai Rf antara produk, baik yang sebelum rekristalisasi dan sesudah rekristalisasi memiliki nilai Rf yang sama. Walaupun dari hasil uji KLT terdapat noda produk yang berada di bawah, tapi kemudian naik dan ada noda samar-samar yang sejajar dengan noda vanilin. Selain dibuktikan dari uji titik leleh dan KLT, produk sejak awal terbentuknya kristal diduga merupakan vanilin, karena padatan atau kristal yang dihasilkan berwarna putih, mirip dengan vanilin. Produk yang dihasilkan juga lumayan banyak. Produk yang diinginkan tidak dibentuk dapat dikarenakan reaksi yang belum sempurna, mungkin juga pada penambahan NaBH4 yang belum sempurna, pengadukan yang terlalu kuat ataupun terlalu lemah.
Kemudian, percobaan yang dilakukan adalah mengoksidasi vanilin menjadi asam vanilat. Dalam mengoksidasi vanilin menjadi asam vanilat, vanilin direaksikan dengan endapan padatan Ag2O bebas larutan. Mekanisme reaksi yang terjadi adalah:
Pada percobaan ini Ag2O harus dibuat terlebih dahulu. Setelah terbentuk, maka direaksikan dengan vanilin dalam suasana basa. NaOH di sini berfungsi sebagai nukleofil untuk menyerang H dari gugus hidroksi pada vanilin, dan terbentuk garam. Lalu, akan terbentuk asam vanilat dan endapan Ag yang berbentuk cermin perak. Padatan asam vanilat terbentuk karena adanya penambahan HCl yang berfungsi untuk menetralkan campuran dari yang awalnya dalam keadaan basa.
Dari hasil percobaan, akhirnya diperoleh produk asam vanilat dengan rendemen yang cukup besar juga, yaitu 71,36%. Kemudian titik lelehnya adalah 202 ℃ dengan galat tidak mencapai 5%, yaitu 3,81%. Untuk nilai Rf juga memiliki perbedaan dengan nilai Rf vanilin, dari noda yang tampak juga noda asam vanilat lebih rendah daripada noda vanilin. Hal ini dapat membuktikan bahwa asam vanilat bersifat lebih polar dibandingkan dengan vanilin.
Percobaan yang ketiga adalah brominasi vanilin menjadi 5-bromovanilin. Mekanisme yang terjadi adalah:
Pada percobaan ini, vanilin direaksikan dengan air brom dengan metanol yang berfungsi sebagai pelarut. Menurut mekanisme reaksi, ikatan π pada cincin benzena akan menyerang brom melalui adisi nukleofilik. Karena gugus hidroksi (OH) merupakan gugus pengarah orto, para. Tapi, posisi para dari OH telah terisi oleh gugus aldehid pada vanilin. Oleh sebab itu Br akan teradisi pada posisi orto.
Hasil percobaan menunjukkan bahwa produk yang diinginkan, yaitu 5-bromovanilin tidak terbentuk. Hal ini dibuktikan dari uji KLT yang manghasilkan bahwa noda antara vanilin dengan produk sejajar, yang artinya nilai Rfnya sama dan mengindikasikan bahwa produk yang dihasilkan masih berupa vanilin. Tapi, pada uji titik leleh, menunjukkan nilainya mulai mendekati nilai titik leleh 5-bromovanilin, dengan galat yang dihasilkan adalah 14,63%. Tapi, dilihat dari uji KLT, produk tersebut adalah vanillin. Nilai titik lelehnya lebih tinggi dibandingkan dengan literatur titik leleh vanilin, mungkin dapat disebabkan dalam produk mash terdapat pengotor, ataupun sisa dari brom yang direaksikan. Poduk tidak terbentuk bisa disebabkan pada reaksi dengan air-brom kurang sempurna, lalu pengamatan pada saat perubahan warna brom masih belum tepat.
Yang terakhir, adalah esterifikasi vanilin menjadi vanilil asetat. Dengan mekansime reaksi adalah:
Tapi, pada percobaan ini, tidak berhasil mendapatkan produk vanilil asetat. Padatan dari campuran reaksi juga tidak terbentuk. Hal ini dapat disebabkan karena anhidrida asam asetat yang digunakn sudah terkontaminasi, yang ditandai dengan warna campuran larutan menjadi sangat orange. Jika dilihat dari uji KLT juga, campuran larutan sejajar nodanya dengan vanilin.
Dari hasil percobaan yang telah dilakukan, dapat disimpulkan bahawa produk vanilil alkohol, 5-bromovanilin, dan vanilil asetat tidak berhasil diperoleh. Yang diperoleh adalah produk asam vanilat dengan nilai rendemennnya 71,36%, nilai titik lelehnya 202 ℃ dengan galat 3,81% dan nilai Rfnya adalah 0,1 di mana asam vanilat bersifat lebih polar dibandingkan dengan vanilin.
G. DAFTAR PUSTAKA
D,A, Skoog, west, D.M Holler, F.J, Fundamentals of Analytical Chemistry, 5th edition, Saunders College Publishing , New York, 1988. Page 579-585
Mayo, D.W., Fike, R.M., Forbes, D.C., Microscale Organic Laboratory: with Multistep and Multiscape Synthesis, 5th edition, John Willey & Sons, New York, 2011.
