LAPORAN PRAKTIKUM KIMIA ORGANIK SINTESIS P-NITROASETANILIDA
Dosen Pengampu :
Dr. Apt. Dian Agung Pangaribowo, M.Farm.
Disusun Oleh :
Nasywa Salsabilla P 232210101027 Azzalea khayrul Ummah 232210101028 Reda Pangukuh Bawono P 232210101031 Firyal Nabilla Maulidya 232210101032 Jessiano Adanto 232210101033
BAGIAN KIMIA FARMASI
FAKULTAS FARMASI UNIVERSITAS JEMBER 2024
A. Tujuan Praktikum
Agar mahasiswa dapat mengenal reaksi nitrasi.
B. Dasar Teori
Asetanilida sendiri merupakan turunan dari senyawa asetil amina romantis atau berasal dari amida primer, yang mana satu atom hidrogen pada anilin digantikan dengan satu gugus asetil. Bentuknya adalah padat butiran atau kristal berwarna putih yang tidak larut dalam minyak paraffin dan hanya larut dalam air dengan bantuan kloral anhidrat. Asetanilida berperan sebagai inhibitor dalam hidrogen peroksida dan digunakan untuk menstabilkan ester selulosa. Sehingga, senyawa p-nitroasetanilida merupakan senyawa yang mengandung senyawa aromatik, amida dan nitro, serta merupakan turunan senyawa asam karboksilat yang masuk dalam golongan amida sekunder (RCONHR’).
P-nitroasetanilida memiliki nama lain, yaitu N-(4-nitrofenil) asetamida, p-asetamidonitrobenzen dan N-asetil-4-nitroanilin. Bentuknya adalah kristal prisma yang berwarna kuning pucat, umumnya dugunakan sebagai zat pewarna yang menjadi bahan baku untuk mensintesis p-nitroanilina, dan banyak digunakan sebagai bahan kimia pertanian, farmasi, dan lain lain. Senyawa p-nitroasetanilida ini memiliki 2 isomer posisi, yaitu o-nitroasetanilida dan m-nitroasetanilida yang dalam padatannya suatu isomer para (p) lebih simetris dan dapat membentuk kisi kristal lebih teratur dibandingkan kedua isomer lainnya. Selain itu, kedua isomer tersebut lebih sulit terbentuk. Hal ini menyebabkan isomer para (p) lebih stabil dalam perolehannya (Rani, 2011).
P-nitroasetanilida ini terbuat dari asetanilida yang di nitrasi, yaitu pada saat asetanilida diolah dengan campuran asam nitrat dan asam sulfat, p-nitroasetanilida akan terbentuk. Di samping itu, o-nitroasetanilida juga terbentuk namun hanya sebagai produk kecil karena o-asetanilida sangat larut dalam alkohol, sehingga lebih mudah untuk mendeteksi p-nitroasetanilida melalui kristalisasi.
C. Alat dan Bahan 1. Alat
· Erlenmeyer 250 ml
· Erlenmeyer 100 ml
· Cawan petri
· Gelas ukur 10 ml
· Pompa vakum
· Corong buchner
· Gelas Filtrasi
· Kertas saring
· Melting point tester
· Pot plastik 2. Bahan
· Asetanilida
· Asam asetat glasial
· Asam sulfat pekat
· Asam nitrat pekat
· Etanol
D. Cara kerja
Dimasukkan 2 gram asetanilida ke dalam labu Erlenmeyer 100 ml
⇩
Ditambahkan ke dalam 2 ml asam asetat glasial dan 4 ml asam sulfat pekat
⇩
Didinginkan labu didalam es
⇩
Dicampur hati-hati masing-masing 1 ml asam nitrat pekat dan asam sulfat pekat kedalam labu Erlenmeyer 100 ml, kemudian didinginkan labu dalam air es
⇩
Diteteskan campuran nitrasi ini tetes demi tetes kedalam labu Erlenmeyer yang berisi asetanilida sambal diaduk dan temperature dijaga tidak lebih dari 10oC
⇩
Dikeluarkan labu apabila penetesan telah selesai dari air es dan dibiarkan selama 1 jam
⇩
Dituangkan kedalam gelas beker 250 ml yang berisi 100 ml air dan beberapa potong es
⇩
Diaduk perlahan-lahan, kristal p-Nitroasetanilida akan memisah dan dibiarkan selama 15 menit
⇩
Disaring kristal dengan corong buchner, cuci beberapa kali dengan air es, kemudian dilakukan rekristalisasi dengan etanol
⇩
Dikeringkan di oven pada temperatur 100oC
⇩
Ditimbang dan ditentukan titik leburnya E. Skema Alat
a. Erlenmeyer
Gambar 1. Erlenmeyer
Pada praktikum ini, erlenmeyer digunakan untuk wadah dan tempat mencampur bahan kimia cair. Bahan kimia yang digunakan adalah asetanilida, asam asetat glasial, dan asam sulfat pekat. Erlenmeyer memiliki bentuk mengerucut dengan
tutup dan tanpa tutup, terbuat dari gelas borosilikat.
b. Cawan
Gambar 2. Cawan
Pada praktikum ini, cawan digunakan sebagai tempat penampung selama masa pengeringan. Penggunaannya dilapisi dengan kertas saring. Cawan ini memiliki bentuk seperti mangkuk dan dilengkapi dengan cucuk.
c. Gelas Ukur
Gambar 3. Gelas ukur
Pada praktikum ini, gelas ukur digunakan untuk mengukur volume bahan kimia cair yang digunakan seperti asam asetat glasial dan asam sulfat pekat. Gelas ukur juga dilengkapi dengan skala dan cucuk untuk memudahkan proses penuangan bahan kimia cair.
d. Pompa Vakum
Gambar 4. Pompa vakum
Pada praktikum ini, pompa vakum digunakan dalam proses penyaringan.
Dengan menggunakan pompa vakum, proses penyaringan menjadi lebih cepat e. Corong Buchner
Gambar 5. Corong buchner
Pada praktikum ini, corong buchner digunakan untuk menyaring filtrat hasil sintesis dari larutannya dengan cara menyedot larutan diatas permukaan kertas saring dan dibantu dengan tekanan udara dalam pompa vakum.
f. Gelas Filtrasi
Gambar 6. Gelas filtrasi
Pada praktikum ini, gelas filtrasi digunakan sebagai penampung cairan hasil penyaringan menggunakan corong buchner. Alat ini dilengkapi dengan lubang tempat udara mengalir yang tersambung dengan pompa vakum.
g. Kertas Saring
Gambar 7. Kertas saring
Pada praktikum ini, kertas saring digunakan dalam proses penyaringan hasil sintesis yang telah dilakukan dengan harapan bahan sintesis dapat tertampung semua di atas kertas saring dan tidak ada yang terlewat.
h. Melting Point Tester
Gambar 8. Melting point tester
Melting point tester digunakan untuk menentukan titik lebur dari bahan hasil sintesis.
i. Pot Plastik
Gambar 9. Pot plastik
Pot plastik digunakan untuk menampung hasil akhir dari sintesis. Pot plastik ini dilengkapi dengan tutup sehingga apabila bahan hasil sintesis dimasukkan dalam pot ini, terhindar dari kontak langsung dengan udara luar.
j. Botol Vial
Gambar 10. Botol Vial
Botol vial digunakan untuk mencampurkan 2 ml asam asetat glasial dan 4 ml asam sulfat pekat. Ketika kedua bahan tersebut dimasukkan, botol vial harus
dimasukkan dalam rendaman air es agar suhu stabil dibawah 10°C.
F. Mekanisme Reaksi pembentukan P-Nitroasetanilida
G. Hasil Percobaan
Berdasarkan hasil percobaan praktikum P-Nitroasetanilida didapatkan rendemen akhir sebesar 41,7%. Menurut pustaka (Vogel et al 1996), rendemen yang ideal adalah 100%, jika rendemen suatu senyawa di atas 90% maka disebut excellent, jika di atas 80% disebut very good, jika di atas 70% artinya good, di atas 50% disebut fair, dan di bawah 40% artinya poor. Hal ini berarti hasil rendemen yang kelompok kami dapatkan tergolong kecil dan menunjukkan kurang maksimalnya sintesis p-nitroasetanilida yang tergolong rendah. Dengan hasil rendemen akhir yang kecil dapat dipastikan jika dalam hasil sintesis p-nitroasetanilida masih mengandung pengotor dan adanya kesalahan praktikan. Kesalahan praktikan yang mungkin terjadi adalah pada saat rekristalisasi yang kurang maksimal sehingga larutan tidak seluruhnya berubah menjadi kristal atau gumpalan, proses pemanasan, serta teknis dan bahan pembuatannya.
H. Perhitungan Rendeman
Pada perhitungan rendemen kita harus mencari terlebih dahulu jumlah mol asetanilida, asam nitrat, dan asam sulfat untuk mengetahui mol dari p-nitroastanilida.
Karena mol dari p-nitroasetanilida akan dimasukkan dalam perhitungan berat produk teoritis(p-nitroasetanilida). Setelah kita melakukan perhitungan tersebut baru kita bisa
mencari hasil perhitungan rendemen kasar dan rendemen akhirnya. Terdapat beberapa hal yang harus diketahui terlebih dahulu sebelum melakukan perhitungan yaitu : BM asetanilida : 135,16 g/mol
BM p-nitroasetanilida : 180 g/mol Massa asetanilida : 2 g
1. Perhitungan mol asetanilida Mol asetanilida = m/Mr
= 2 g/ 135,16 g/mol
= 0,015 mol
2. Perhitungan berat produk (p-nitroasetanilida) Massa p-nitroasetanilida = mol x Mr
= 0,015 mol x 180 g/mol
= 2,7 gram 3. Perhitungan rendemen kasar
(berat produk awal) - (berat cawan dan kertas saring) = hasil 43,083 gram - 38,286 gram = 4,797 gram
Jika dalam bentuk persen maka :
% Rendemen kasar = Hasil rendemen kasar / m p-nitroasetanilida . 100%
= 4,797 gram / 2,7 gram . 100%
= 177,6 % 4. Perhitungan rendemen akhir
Dalam rendemen akhir ini berat produk yang digunakan adalah berat produk yang sudah beberapa kali dimasukkan ke oven hingga mencapai selisih yang sedikit atau selisihnya tidak berarti.
= (berat produk akhir) - (berat cawan dan kertas saring) = hasil
= 39,414 gram - 38,286 gram = 1,128 gram
% Rendemen akhir = 1,128 gram / 2,7 . 100%
= 41,7 %
Hasil rendemen akhir berupa kristal putih kuning yang didapatkan dari
percobaan kelompok kami dibandingkan dengan teori atau pustaka yaitu sebesar 41,7% atau terbilang kecil dari rendemen ideal menurut teori. Menurut pustaka (Vogel, 1996), rendemen yang ideal yakni sebesar 100% dan rendemen akhir ini tegolong kecil.
I. Pembahasan
1. p-Nitroasetanilida
Senyawa p-Nitroasetanilida termasuk dalam golongan amida sekunder (RCONHR’) yang merupakan senyawa turunan asam karboksilat yang
memiliki nama lain yaitu N-(4 nitrofenil) asetamida, p-asetamidonitrobenzen, dan N-asetil-4-nitroaniline. Senyawa ini mengandung senyawa aromatik, amida, serta senyawa nitro. Senyawa organik ini dibuat dari asetanilida melalui reaksi nitrasi (Kirk dan Othmer. 1981).
Struktur p-Nitroasetanilida
p nitroacetanilida - Search Images (bing.com)
Senyawa p-Nitroasetanilida di dalam Industri digunakan sebagai bahan baku sintesis p-nitroanilina yang berfungsi sebagai zat pewarna. Senyawa p-Nitroasetanilida ini berbentuk kristal prisma berwarna kuning pucat. Jika dilihat dari dari struktur molekulnya, gugus yang terikat pada atom N (R’) mengandung inti benzena sehingga senyawa ini tergolong senyawa benzena tersubstitusi. Substituen dari senyawa ini adalah gugus NO2 (gugus nitro) dan gugus -NHCOCH3 (gugus asetilamina). Sintesis senyawa p-nitroasetanilida menghasilkan produk samping berupa isomer posisi, yakni o-nitroasetanilida (orto) dan m-nitroasetanilida (meta). Dalam keadaan padat, suatu isomer para (p) lebih stabil dalam perolehannya disebabkan lebih simetris dan dapat membentuk kristal yang lebih teratur dibandingkan kedua isomer lainnya (Fessenden,et al., 1982). Sintesis senyawa p-Nitroasetanilida berdasarkan pada perbedaan sifat kelarutan isomer yang terbentuk. Isomer orto dan meta lebih sulit terbentuk sehingga isomer para akan lebih stabil dalam perolehannya.
Isomer para bersifat tidak larut air dan akan membentuk kristal, sementara isomer orto bersifat larut air dalam keadaan yang sama sehingga perlu dilakukan pengaturan suhu yang sesuai (Indri & Windysari. 2011).
2. Fungsi Bahan yang digunakan 2.1 Asetanilida
Pada praktikum kali ini, asetanilida berfungsi sebagai bahan baku utama dalam pembentukan p - nitroasetanilida dimana gugus asetil sebagai substituen berfungsi sebagai penarik elektron sehingga akan mengarahkan posisi orto - para pada penambahan gugus nitro. Ion yang berperan sebagai elektrofil adalah ion nitronium (NO2+) yang dapat menyerang cincin benzena dari asetanilida dalam reaksi nitrasi menghasilkan p - nitroasetanilida pada akhir reaksi. Asetanilida termasuk dalam golongan amida primer yang merupakan turunan asetil amina aromatis.
2.2 Asam Asetat Glasial
Pada sintesis p-Nitroasetanilida ini asam asetat glasial digunakan sebagai pelarut polar yang digunakan saat rekristalisasi dalam pemisahan dan memurnikan senyawa organik.
2.3 Asam Sulfat Pekat
Asam sulfat pekat berupa cairan yang bersifat korosif, pada prakttikum kali ini asam sulfat pekat berfungsi sebagai reagen dengan asam nitrat. Asam sulfat ini akan membentuk NO2+ yang menyerang molekul asetanilida untuk menghasilkan molekul p-Nitroasetanilida.
2.4 Asam Nitrat
Pada percoban ini asam nitrat berfungsi sebagai reagen tambahan yang ditambahkan untuk menitrasi asetanilida.
2.5 Etanol
Etanol berfungsi sebagai pelarut dalam tahap rekristalisasi untuk memisahkan produk dengan pengotornya.
Reaksi Nitrasi melibatkan penggantian atom hidrogen (dalam senyawa oganik) dengan satu atau lebih gugus nitro (-NO2), Reaksi nitrasi salah
satunya digunakan untuk mensintesis p-Nitroasetanilida dan produk minor yaitu O-Nitroasetanilida. Dihasilkan produk para lebih dominan, dikarenakan gugus acetamido sebagai bulky group akan menyebabkan hambatan sterik pada posisi ortho, sehingga elektrofil nitronium lebih diarahkan ke posisi para.
Sintesis p-nitroasetanilida dilakukan dengan meneteskan campuran nitrasi, yaitu campuran asam nitrat dan asam sulfat, ke dalam labu erlenmeyer yang
berisi asetanilida. Agar terbentuk kristal, dimasukkan beberapa potong es ke dalam campuran tadi dan diaduk secara perlahan. Setelah itu kristal disaring dengan corong buchner dan dicuci beberapa kali dengan air es. Hal ini dilakukan untuk menghilangkan asam yang berlebih yang tersisa (Ahluwalia dan Raghav, 1997). Seperti yang telah disebutkan sebelumnya, selain terbentuk p-nitroasetanilida juga terbentuk o-nitroasetanilida. Untuk
memisahkannya, perlu dilakukan rekristalisasi. Proses rekristalisasi dilakukan dengan cara melarutkan kristal hingga tepat larut dengan pelarut. Pelarut yang digunakan untuk rekristalisasi adalah yang cukup kuat untuk melarutkan sampel saat panas, tetapi tidak dapat melarutkan terlalu banyak sampel saat dingin (Jasperse, 2021). Pada praktikum ini digunakan pelarut etanol:air (2:5).
Setelah itu, disaring dan filtrat didinginkan. Karena o-nitroasetanilida lebih larut etanol, maka kristal yang terbentuk adalah murni p-nitroasetanilida.
Rendemen teoritis adalah banyaknya suatu produk hasil dari suatu reaksi yang diperhitungkan jika suatu reaksi berjalan sempurna, sesuai dengan konsep stoikiometri. Sedangkan rendemen nyata merupakan suatu produk dari hasil reaksi yang didapat dari penelitian atau praktek. Nilai dari rendemen nyata pada percobaan biasanya lebih kecil dari rendemen teoritis. Hal ini disebabkan karena adanya kesetimbangan reaksi dan kemungkinan terjadinya lebih dari satu produk hasil reaksi. Perbandingan rendemen teoritis dengan rendemen nyata biasanya dinyatakan sebagai rendemen prosentase (%R) (Harimurti, S. dan Sri K., 2016). Berdasarkan hasil pengamatan, didapatkan hasil perhitungan bobot rendemen teoritis sebesar gram. Sedangkan bobot rendemen nyata yang didapatkan sebesar 4,797 gram untuk bobot rendemen kasar dan 1,128 gram untuk bobot rendemen akhir. Sehingga dapat
disimpulkan bahwa pada hasil percobaan didapatkan bobot atau berat rendemen lebih kecil daripada hasil perhitungan teoritis. Adapun hasil dari
%rendemen kasar dan %rendemen akhir, yaitu sebesar 177,6% dan 41,7%;
dimana diketahui bahwa rendemen yang ideal memiliki nilai 100%. Jika di atas 90% disebut excellent, jika nilai rendemen 70% disebut good, di atas 50%
disebut fair, dan di bawah 40% disebut poor (Wibowo, dkk., 2018).
J. Kesimpulan
P-Nitroasetanilida merupakan senyawa turunan asam karboksilat yang termasuk dalam golongan amida sekunder (RCONHR) yang dibuat dengan cara mereaksikan asetanilida dengan asam asetat glasial, asam sulfat pekat,dan asam nitrat pekat dimana reaksi ini disebut dengan reaksi nitrasi. Reaksi pemurniannya dilakukan dengan cara kristalisasi dan rekristalisasi.
Rendemen akhir yang dihasilkan sebesar 41,7 %dengan rendemen kasar sebesar 177,6 %.Hasil rendemen akhir berupa kristal putih kuning yang didapatkan dari hasil percobaan, kemudiandibandingkan dengan teori atau pustaka yaitu sebesar 41,7% atau terbilangcukupkecil dari rendemen ideal menurutdasarteoriyang didapat. Menurut pustaka (Vogel, 1996), rendemen yang ideal yakni sebesar 100% dan rendemen akhir ini tegolong kecil.
K. Titik Kritis
Beberapa hal yang perlu diperhatikan/titik kritis dari praktikum ini antara lain:
- Pada saat pencampuran asam asetat glasial dan asam sulfat pekat dilakukan di lemari asam.
- Suhu tidak boleh melebihi 10°C, agar energi yang dihasilkan hanya mencapai energi aktivasi produk para.
- Penambahan campuran nitrasi tetes demi tetes secara konstan agar dihasilkan produk yang diinginkan dan meminimalisir terbentuknya produk ortho.
- Pelarut yang digunakan untuk rekristalisasi adalah yang cukup kuat untuk melarutkan sampel saat panas, tetapi tidak dapat melarutkan terlalu banyak sampel saat dingin.
- Pada proses rekristalisasi, dipastikan jumlah pelarut cukup sehingga zat padat yang dilarutkan dapat terlarut semua
- Pada saat penyaringan dipastikan selang tidak berdekatan dengan jatuhnya tetesan agar tidak masuk atau tersedot.
DAFTAR PUSTAKA
Departemen Kesehatan republik Indonesia. 2020. Farmakope Indonesia Edisi VI.
Jakarta. Departemen Kesehatan Republik Indonesia
Fessenden, RJ dan Fessenden, JS. 1982. Kimia Organik jilid 2 Edisi Ketiga. Jakarta.
Erlangga
Indri, Anietta dan Widyasari, Rani. (2011). Sintesisp-nitroasetanilida. Surabaya: Universitas
Airlangga.
Sentra Kalibrasi. (2022). 40 Alat - Alat Laboratorium Kimia Lengkap dengan Gambarnya.
Available at
https://www.sentrakalibrasiindustri.com/40-alat-alat-laboratorium-kimia-lengkap-den gan-gambarnya/
Vogel, A.I., Tatchell, A.R., Furnis, B.S., Hannaford, A.J., Smith, P.W.G. 1996. Vogel's Textbook of Practical Organic Chemistry Edisi Kelima. New York: John Wiley &
Sons.
LAMPIRAN 1.
Asetanilida ditimbang sebanyak 2 gram.
4.
Campuran ditutup alumunium foil dan dimasukkan ke freezer.
2.
Asam Asetat glasial diambil sebanyak 2 ml dan Asam Sulfat
diambil sebanyak 4 ml.
5.
4 ml Asam Sulfat dimasukkan ke dalam botol vial dan ditambahkan 1
ml nitrat.
3.
2 ml Asam Asetat dituangkan ke dalam erlenmeyer yang sudah
berisi 2 gram asetanilida.
6.
Campuran Nitrat direndam di dalam ice bath.
7.
Erlenmeyer dicek berkala dan diukur suhunya, apabila suhunya
dibawah 10ºC maka bisa ditambahkan campuran nitrat.
10.
Campuran dituang air dingin 100 ml dan bongkahan es kecil ke dalam
erlenmeyer.
8.
Ditambahkan 2-3 tetes campuran nitrat. Berkala hingga campuran
nitrat habis.
11.
Campuran didiamkan selama 15 menit hingga membentuk kristal.
9.
Campuran didiamkan selama 1 jam disuhu ruang dan tetap ditutup
alumuniom foil.
12.
Etanol 50 ml dipanaskan pada suhu 15ºC hingga mendidih.
13.
Disaring menggunakan corong buchner.
16.
Dimasukkan ke dalam ice bath dan ditunggu beberapa menit hingga
terlihat kristal kristalnya.
14.
Disaring hingga habis dan pastikan tidak ada kristal yang tertinggal di
dalam beker glass.
17.
Penimbangan cawan dan kertas saring.
15.
Pemindahan kristal ke dalam beker glass dan penambahan etanol
hingga larut.
18.
Disaring kedua kalinya menggunakan kertas saring yang sudah ditimbang
tadi.
19.
Terbentuk rendemen kasar.
23.
Penimbangan Keempat.
20.
Penimbangan Pertama (berat rendemen kasar).
24.
Penimbangan Kelima.
21.
Penimbangan Kedua.
25.
Penimbangan Keenam 22.
Penimbangan Ketiga.
26.
Penimbangan Ketujuh.
27.
Penimbangan Kedelapan.
28.
Foto hasil p-nitroasetanilida.
