PENGUJIAN SENYAWA AMINA DAN NITRIL

 PENGUJIAN SENYAWA AMINA DAN NITRIL

(Makalah Kimia organik II)

Penulis:

                        Ekha Oktharia             (1313023022)

P.S                   : Pendidikan Kimia (B)

Mata Kuliah    : Kimia Organik II

 PENDIDIKAN KIMIA

PENDIDIKAN MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM

FAKULTAS KEGURUAN DAN ILMU PENDIDIKAN

UNIVERSITAS LAMPUNG

BANDARLAMPUNG

2014

  

I.                   PENDAHULUAN

1.1  Latar Belakang

Senyawa amina tersusun oleh atom C, H dan N. Gugus fungsi amina dapat diketahui dari sifat basanya, amina alfalik sederhana larut dalam air dan akan memperlihatkan perubahan warna lakmus merah, selain itu sifat basa dari amina dapat diketahui melalui yang sederhana dengan direaksikan dengan asam. Sedangkan nitril disebut juga sebagai senyawa siano. Senyawa ini mempunyai gugus fungsional tidak jenuh – CN yang tidak dapat bereaksi dengan Br₂ /CCl₄ atau dengan KMnO₄.

Perbedaan sifat kelarutan dari amina dan nitril dapat digunakan sebagai identifikasi. Amina primer, sekunder, dan tersier dari rantai alifatik mudah larut dalam HCl encer. Untuk amina aromatik dengan satu cincin mudah larut dalam larutan 10% HCl tetapi dengan kenaikan cincin seperti diarilamina dan triarilamina tidak larut dalam amina. Nitril tidak dapat larut dalam larutan HCl 10%. Hal ini disebabkan karena gugus –CN tidak cukup basa untuk membentuk garam hidroklorida.

Test karakteristik kimia yang dipakai unutk menunjukkan adanya senyawa amina yang larut dalam air dapat menggunakan larutan CuSO₄ 10%. Hasil tes ini positif bila terbebtuk warna biru atau hijau kebiru-biruan. Untuk membedakan sub kelompok amina digunakan test Hinsberg. Test ini didasarkan pada reaksi amina primer dan sekunder dengan bensensulfonil klorida membentuk bensensulfonamida yang tersubstitusi. Oleh karean itu, untuk lebih memahami penjelasan di atas makalah ini dibuat.

1.2  Tujuan

Adapun tujuan dibuatnya makalah ini adalah sebagai berikut.

1.      Mampu melakukan identifikasi terhadap senyawaan amina primer, sekunder, dan tersier.

2.      Mampu membedakan senyawa amina dan nitril berdasarkan reaksi identifikasi bagi keduanya.

II.                PEMBAHASAN

2.1  Pengertian Amina

Amina adalah senyawa organik yang mengandung atom nitrogen trivalent yang berkaitan dengan satu atau dua atau tiga atom karbon, dimana amina juga merupakan suatu senyawa yang mengandung gugusan amino (-NH2, -NHR, atau –NH2). Gugusan amino mengandung nitrogen terikat, kepada satu sampai tiga atom karbon (tetapi bukan gugusan karbonil). Apabila salah satu karbon yang terikat pada atom nitrogen adalah karbonil, senyawanya adalah amida, bukan amina.

2.2  Ciri Khas Amina

Di antara sejumlah golongan senyawa organik yang memiliki sifat basa,yang terpenting adalah amina. Di samping itu sejumlah amina memilikikeaktifan, misalnya efedrina berkhasiat sebagai peluruh dahak, meskalinayang dapat mengakibatkan seseorang berhalusinasi, dan amfetaminamempunyai efek stimulant. Kelompok senyawa alkaloid yang berasal daritumbuhan secara kimia juga merupakan bagian dari golongan basa organik amina.

2.3  Klasifikasi dan Tata Nama Amina

Terdapat tiga jenis amina sesuai dengan jumlah atom H yang dapat digantikan oleh gugus alkil, yaitu amina primer (R–NH2), amina sekunder (R2–NH), dan amina tersier (R3–N).

Tata nama trivial untuk ketiga senyawa tersebut diturunkan dari nama gugus alkilnya.

Contoh :

Penataan nama secara sistematis (IUPAC), amina primer diturunkan dari alkana dengan menambahkan kata –amino. Nomor atom karbon terkecil diberikan kepada atom karbon yang mengikat gugus –NH2.

Contoh :

2.4  Sifat-Sifat Amina

Amina primer dengan berat molekul rendah berupa gas atau cairan yang mudah menguap. Pada umumnya mempunyai bau seperti amonia. Amina sekunder dan tersier berbau seperti ikan (amis), tetapi penguapannya lebih rendah daripada amina primer.

Fenilamina murni berupa minyak tak berwarna, tetapi akibat oksidasi fenilamina sering ditemukan berwarna kekuningan. Fenilamina sedikit larut di dalam air, sedangkan amina primer yang lebih rendah larut dalam air. Beberapa sifat fisika amina ditunjukkan pada tabel berikut.

Tabel 1. Titik Didih dan Kelarutan dalam Air Senyawa Amina

Nama	Rumus Struktur	Titik Didih (°C)	Kelarutan dalam Air (g 100mL)
Metilamin Dimetilamin Trimetilamin Etilamin Benzilamin Anilin	CH3NH2 (CH3)2NH (CH3)3N CH3CH2NH2 C6H5CH2NH2 C6H5NH2	–6,3 7,5 3,0 17,0 185,0 184,0	∞ ∞ ∞ ∞ ∞ 3,7

Sifat-siat kimia dari amina adalah sebagai berikut.

Kebasaan
Seperti halnya amonia, semua amina bersifat sebagai basa lemah dan larutan amina dalam air bersifat basa
Contoh :

H
│
CH—N: + H – O- H CH3- N- H + HO
│
H

Metilamonium hidroksida.

Kb = ———————— = 4,37 × 10-4
Harga pKb untuk CH3NH2= - log Kb = 3,36

Untuk menelaah kebasaan suatu amina, sering kali digunakan acuan tetapan ionisasi konjugatnya (Ka). Untuk asam konjugat dari CH3NH2 yaitu CH3NH3+ harga tetapan ionisasi asamnya adalah :

CH3NH3+ CH3NH2 + H⁺

[CH3NH2][H⁺]
Ka = 4,37x10

[CH3NH3⁺]
Harga pKa untuk CH3NH3+ = -log Ka = 10,64
Harga pKa dan pKb untuk pasangan asam basa konjugat dinyatakan dengan persamaan: pKa + pKb =1

Reaksi Amina dngan Asam

Amina yang larut maupun yang tidak larut dalam air dapat bereaksi dengan asam dan menghasylkan garam yang larut dalam air.

Contoh :

(CH3CH2)2NH    +          HCl     →        (CH3CH2)2NH2+Cl^-

Dietilamonium klorida

2.5  Reaksi-Reaksi Amina

Reaksi Amina dengan Asam Nitrit

1.    Amina alifatik primer dengan HNO2 menghasilkanalkohol disertai pembebasan gas N2 menurut persamaan reaksi di bawah ini :

CH3-CH-NH2 + HNO2→ CH3-CH-OH + N2 + H2O
│
CH2CH3

Isopropilamina (amina 1°) isopropil alkohol (alkohol 2°).

2.    Amina alifatik/aromatik sekunder dengan HNO2 menghasilkan senyawa N-nitrosoamina yang mengandung unsur N-N=O

Contoh :
HN=O
N + HNO2 → N + H2O
CH3 CH3
N-metilanilina N-metilnitrosoanilina

3.    Amina alifatik/aromatik dengan HNO2 memberikan hasil reaksi yang ditentukkan oleh jenus amina tersier yang digunakan. Pada amina alifatik/aromatik tersier reaksinya dengan HNO2 mengakibatkan terjadinya sustitusi cincin aromatik oleh gugus –NO seperti contoh dibawah ini :

CH3CH2
N + HNO2 → N + H2O

CH3 CH3
N,N-dietilanilina p-nitroso –N,N- dimetilanilina.

4.      Amina aromatik primer jika direaksikan dengan HNO2 pada suhu 0°C menghasilkan garam diazonium

Contoh: :

NH2+HNO2+HCl N= : Cl + 2H2O

Anilina benzenadiaazonium klorida.

Reaksi Amina dengan Asam

Contoh :

CH3CH2)2NH + HCl (CH3CH2)2NH+Cl-

Dietilamonium klorida

2.6  Pembuatan Amina

Ada dua jalan umum untuk pembentukan amina yaitu reduksi dan substitusi.

Yang pertama akan dibahas adalah reaksi reduksi terlebih dahulu, adapun prosesnya adalah sebagai berikut.

Cara reduksi:

·         Pembuatan amina primer

Untuk pembuatan amina primer, reaksi terjadi dalam dua tahapan. Pada tahapan pertama, terbentuk sebuah garam – dalam hal ini, etilamonuim bromida. Garam ini sangat mirip dengan amonium bromida, kecuali bahwa salah satu atom hidrogen dalam ion amonium telah diganti oleh sebuah gugus etil.

Dengan demikian, ada kemungkinan untuk terjadinya reaksi reversibel (dapat balik) antara garam ini dengan amonia berlebih dalam campuran.

Amonia mengambil sebuah atom hidrogen dari ion etilamonium sehingga menjadikannya amina primer, yakni etilamina.

Semakin banyak amonia yang terdapat dalam campuran, semakin besar kemungkinan terjadi reaksi selanjutnya.

·         Pembuatan amina sekunder

Reaksi di atas tidak berhenti setelah amina primer terbentuk. Etilamina juga bereaksi dengan bromoetana – dalam dua tahapan yang sama seperti reaksi sebelumnya.

Pada tahap pertama, terbentuk sebuah garam – kali ini, dietilamonium bromida. Anggap garam yang terbentuk ini adalah amonium bromida dengan dua atom hidrogen yang digantikan oleh gugus-gugus etil.

Lagi-lagi terdapat kemungkinan terjadinya reaksi reversibel (dapat balik) antara garam ini dengan amonia berlebih dalam campuran tersebut, seperti diperlihatkan pada gambar berikut:

Amonia mengambil sebuah ion hidrogen dari ion dietilamonium sehingga menjadikannya amina sekunder, yakni dietilamin. Amina sekunder adalah amina yang memiliki dua gugus alkil terikat pada atom nitrogen.

·         Pembuatan amina tersier

Setelah amina sekunder terbentuk, reaksi masih belum berhenti. Dietilamina juga bereaksi dengan bromoetana – dalam dua tahapan yang sama seperti pada reaksi sebelumnya.

Pada tahapan pertama, terbentuk trietilamonium bromida.

Lagi-lagi ada kemungkinan terjadinya reaksi reversibel (dapat balik) antara garam ini dengan amonia berlebih dalam campuran tersebut, sebagaimana ditunjukkan berikut:

Amonia mengambil sebuah ion hidrogen dari ion trietilamonium sehingga menjadikannya amina tersier, yakni trietilamin. Amina tersier adalah amina yang memiliki tiga gugus alkil terikat pada nitrogen.

Reaksi substitusi dengan amina:

2.7  Penggunaan Amina Dalam Sintesis

Sintesis senyawa yang mengandung nitrogen mendapatkan perhatian khusus dari para ahli kimia organik yang berkecimpung dalam farmakologi dan ilmu pngetahuan biologis lainnya, karena banyak biomolekul yang mengandung nirogen. Sebagian besar yang digunakan untuk mensintesis senyawa nitrogen dari amina telah dibahas dalam buku lain.

Banyak reaksi amina adalah hasil serangan nukleofilik oleh elektron menyendiri dari nitrogen amina. Reaksi substitusi suatu amina dengan alkil halida adalah suatu contoh dari amina yang bertindak sebagai suatu nukleofil. Amina dapat juga digunakan sebagai nukleofil dalam reaksi substitusi asil nukleofilik. Jika derivat asam karboksilat merupakan reagensia karbonilnya, maka diperoleh amida sebagai produk. Jika reaksi karbonil berupa aldehid atau keton, produknya dalah imina (dari amina primer, RNH2) atau suatu enamina (dari suatu amina sekunder, R2NH).

(-NR3+OH-) merupakan suatu teknik sintetik lain. Eliminasi Hofmann dari amonium kuarter hidroksida, lebih berguna sebagai suatu alat analitis dari pada suatu alat sintetik, karena dihasilkan campuran alkena. (juga, suatu reaksi eliminasi alkil halida merupakan jalur yang lebih mudah menuju alkena di laboratorium). Bahkan spektroskopi nmr telah lebih bayak digunakan sebgai suatu alat bantu dalam suatu struktur dari pada eliminasi Hofmann. Di pihak lain,pengubahan suatu arilamina menjadi garam diazonium yang disusul reaksi substitusi, sangat berguna dalam sitesis organik, dan  untuk memeriksa tipe senyawa yang mudah diperoleh dari garam arildiazonium.

Enantiomer tunggal dari amina kristal lazim dijumpai dalam tumbuhan. Karena kebasaannya, beberapa amina ini dapat digunakan untuk memisahkan asm-asam karboksilat rasimik. Dua diantaranya ialah striknina (strychnine) dan brusina (brucine), keduanya dapat diisolasi dari biji bidara laut (strychnos nux-vomica; kedua senyawa itu merupakanstimulan yang bersifat racun dalam sistem syaraf pusat).

2.8  Pengertian Nitril

Nitril adalah senyawa organik yang memiliki gugus fungsi -CN. Gugus fungsi -CN disebut gugus nitril. Senyawa nitril biasanya berupa cairan tidak  berwarna dengan bau yang menyenangkan. Dalam gugus -CN, atom karbon dan atom nitrogen berikatan rangkap tiga. Siano prefix digunakan dalam tata nama kimia untuk menunjukkan adanya kelompok nitril dalam suatu molekul. Ion sianida adalah ion negatif dengan rumus  -CN.  Gugus  ± CN kadang-kadang disebut sebagai gugus sianid atau siano, senyawa yang mengandung gugus sianid disebut sianida. Senyawa yang mengandung gugus nitril sangat beracun karena dapat melepas ion CN.

Nitrilase adalah salah satu jenis enzim penghidrolisa senyawa nitril. Substrat utama dari enzim ini adalah indol-3-asetonitril dan senyawa ini kemudian akan diubah menjadi indol-3-asam asetat. Nitril (R-CN) terdapat di alam dalam jumlah yang sangat besar dalam bentuk sianoglikosida. Senyawa ini banyak digunakan sebagai pembentuk polimer dan senyawa kimia lainnya. Oleh karena itu, enzim nitrilase menjadi salah satu enzim yang banyak dikembangkan saat ini. Enzim ini dapat ditemukan pada tanaman, hewan, dan fungi. Enzim nitrilase dapat dikelompokkan menjadi 3 golongan berdasarkan spesifitas substratnya, yaitu alifatik, aromatik, dan arilaceto-nitrilase. Enzim-enzim ini tidak membutuhkan ion logam atau gugus prostetik sebagaikofaktornya. Aktivitas nitrilase dapat dianalisis dengan menggunakan high performance liquid chromatography ( HPLC) dan infrared spectroscopy (FTIR).

2.9  Tata Nama Nitril

Dalam sistem tata nama IUPAC, nitril diberi nama berdasarkan rantai induk alkananya, atom c yang terikat pada atom N juga termasuk kedalam rantai induk. Nama lkana itu diberi nama akhiran –nitril. Beberapa nitril diberi nama menurut nama trivial asam karboksilatnya dengan menggantikan imbuhan asam-oat menjadi akhiran –nitril, atau –onitril, jika huruf akhirnya tidak nerupa –o.

Contoh :

a.    Etananitril (IUPAC)

b.    Asetonitril (trivial)

c.    Benzanakarbonitril (IUPAC)

d.   Benzonitril (trivial)

2.10    Reaksi-Reaksi Nitril

Kelompok nitrile dalam senyawa organik dapat mengalami berbagai reaksi ketikatunduk pada reaktan atau kondisi tertentu. Sebuah kelompok nitril dapat dihidrolisis,dikurangi, atau dikeluarkan dari molekul sebagai ion sianida.

·         Hidrolisis

Hidrolisis nitril umumnya dianggap sebagai salah satu metode terbaik untuk persiapan asam karboksilat. Namun, reaksi katalis basa atau asam ini memilikiketerbatasan tertentu dan / atau kerugian untuk persiapan amida. Pembatasan umum adalah bahwa netralisasi akhir dari basis baik atau asam mengarah ke pembentukan garam yang luasdengan kontaminasi produk nyaman dan efek polusi. Keterbatasan tertentu adalah sebagai berikut:

ü  Reaksi katalis basa.

Studi kinetik memungkinkan perkiraan harga relatif untuk hidrasi pada setiap langkah reaksi dan, sebagai contoh khas, konstanta laju orde kedua untuk hidroksida-ion hidrolisis katalis asetonitril dan asetamida adalah 1,6 × 10^-6 dan7,4 × 10^-5 M^-1 s^-1, masing-masing. Perbandingan dari dua nilai menunjukkan bahwa langkah kedua hidrolisis untuk reaksi basa-katalis lebih cepat dari yang pertama, dan reaksi harus melanjutkan ke produk hidrasi akhir (garam karboksilat) daripada berhenti pada tahap amida. Ini berarti bahwa amida disiapkan dalam logam-bebas reaksi basa-katalis konvensional harus terkontaminasi dengan asam karboksilat dan mereka dapat diisolasi hanya hasil moderat.

ü  Reaksi katalis asam.

Penerapan solusi asam kuat membutuhkan kontrol yang cermat dari suhu dan rasio reagen untuk menghindari pembentukan polimer, yang dipromosikan oleh karakter eksotermik hidrolisis.

·         Pengurangan

Dalam pengurangan organik nitril berkurang dengan bereaksi dengan hidrogen dengan nikel katalis, sebuah amina terbentuk dalam reaksi ini. Pengurangan ke imin diikuti hidrolisis untuk aldehida berlangsung dalam sintesis aldehida Stephen.

·         Alkilasi

Nitril alkil yang cukup asam untuk membentuk carbanion, yang Alkylate berbagai elektrofil. Kunci untuk nucleophilicity biasa adalah permintaan sterik kecil unit CN dikombinasikan dengan stabilisasi induktif. Fitur-fitur ini membuat nitril ideal untuk membuat ikatan karbon-karbon baru di sterik menuntut lingkungan untuk digunakan dalam sintesis kimia obat. Perkembangan terakhir telah menunjukkan bahwa sifat dari logam kontra-ion menyebabkan koordinasi berbeda baik nitrogen nitril atau karbon nukleofilik yang berdekatan, sering dengan perbedaan yang mendalam dalam reaktivitas dan stereokimia.

2.11    Pembuatan Nitril

Berikut adalah beberapa proses yang dapat dilakukan dalam pembuatan nitril:

1.    Amoksidasi

Dalam ammonoxidation, hidrokarbon sebagian teroksidasi dengan adanya amonia. Konversi ini dilakukan dalam skala besar untuk akrilonitril:

CH ₃ CH = CH ₂ + 3/2 O ₂ + NH ₃ → NCCH = CH ₂ + 3 H ₂ O

Sebuah produk samping dari proses ini adalah asetonitril . Kebanyakan turunan dari benzonitrile serta isobutironitril disusun oleh amoksidasi.

2.    Hydrocyanation

Contoh dari hydrocyanation adalah produksi adiponitril dari 1,3-butadiena:

CH ₂ = CH-CH = CH ₂ + 2 HCN → NC (CH _{2) 4} CN

3.    Dari halida organik dan garam sianida

Seringkali untuk aplikasi khusus lagi, nitril dapat dibuat dengan berbagai metode lain. Misalnya, alkil halida menjalani substitusi nukleofilik alifatik dengan logam alkali sianida dalam sintesis nitrile Kolbe . Nitril aril disiapkan di Rosenmund-von Braun sintesis .

4.    Cyanohydrins

Para cyanohydrins adalah kelas khusus nitril yang dihasilkan dari penambahan sianida logam untuk aldehida dalam reaksi sianohidrin. Karena polaritas dari karbonil organik, reaksi ini tidak memerlukan katalis, seperti hydrocyanation alkena.

5.    Dehidrasi amida dan oximes

Nitril dapat disiapkan oleh Dehidrasi primer amida. Banyak reagen yang tersedia, kombinasi etil dichlorophosphate dan DBU hanya salah satu dari mereka dalam konversi ini benzamide ke benzonitrile:

 

Dua intermediet dalam reaksi ini adalah amida tautomer A dan fosfat aduk B.

Dalam terkait dehidrasi , sekunder amida memberikan nitril oleh von Braun degradasi amida . Dalam kasus ini, satu ikatan CN dibelah. Dehidrasi aldoximes (RCH = NOH) juga mampu nitril. Reagen Khas untuk transformasi ini arewith triethylamine / sulfur dioksida , zeolit, atau sulfuryl klorida . Pemanfaatan pendekatan ini adalah sintesis Satu-pot nitril dari aldehida dengan hidroksilamin di hadapan natrium sulfat.

dari aril asam karboksilat ( sintesis nitril Letts ).

  

2.12    Kegunaan Senyawa Nitril

Acrylonitrile merupakan salah satu produk kimia yang cukup luas pemanfaatannya bagi kebutuhan umat manusia, penggunaan acrylonitrile yang paling utama adalah untuk acrylic fibers selain itu pemanfaatan produk ini juga untuk produksi plastik seperti acrylonitrile-butadiene-styrene (ABS) and styrene acrylonitrile (SAN). Pemanfaatan ABS adalah untuk pipa dan pelengkapnya, perlengkapan otomotif dan peralatannya. Sementara SAN banyak digunakan pada peralatan dan perlengkapan rumah semacam gantungan, wadah es, dan peralatan lainnya. Fungsi lain dari acrylonitrile adalah dalam produksi nitrile rubbers dan nitrile barrier resin, dimana nitrile rubbers digunakan pada bidang keteknikkan dan proses industri karena sifatnya yang memiliki daya tahan terhadap bahan kimia, minyak, pelarut, panas dan abrasi, sedangkan nitrile barrier resin banyak digunakan pada industri makanan, kosmetik, minuman serta pengemasan bahan kimia lainnya. Penggunaaan acrylonitrile yang lain adalah untuk bahan adiponitrile yang merupakan bahan antara industri nilon dan acrylamide.

III.             KESIMPULAN

Berdasarkan pembahasan diatas maka dapat diperoleh kesimpulan sebagai berikut:

1.      Amina merupakan senyawa organik yang terpenting dalam kehidupan sehari-hari dan memiliki urutan yang paling penting dalam senyawa organic.

2.      Senyawa amina diklasifikasikan menjadi tiga, yaitu amina primer, amina sekunder, dan amina tersier.

3.      Titik didih amina tersier lebih rendah dari pada amina primer atau sekunder yang bobot melekulnya sepadan, dan titik didihnya lebih dekat ke titik didih alkana yang bobot molekulnya bersamaan.

4.      Ada dua cara umum dalam pembentukan amina, yaitu dengan cara reduksi dan sustitusi.

5.      Reaksi subtitusi dari alkil halida dengan amonia menghasilkan garam dari amin primer.

6.      Reduksi dari amida atau nitril dengan litium aluminium hidrida atau dengan gas hidrogen (hidrogenasi katalitik) menghasilkan amina.

7.      Senyawa nitril biasanya berupa cairan tidak berwarna dengan bau yang menyenangkan.

8.      Pembuatan senyawa nitril dapat dilakukan dengan cara amoksidasi, Hydrocyanation, dari halida organik dan garam sianida, Cyanohydrins, dan dehidrasi amida dan oximes.

9.      Sebuah kelompok nitril dapat dihidrolisis,dikurangi, atau dikeluarkan dari molekul sebagai ion sianida.

DAFTAR PUSTAKA

Fessenden, Ralph J. dan Fessenden, Joan S. 2006. Kimia Organik Edisi Ketiga Jilid 2. Jakarta: Erlangga.

Hard, Harold, dkk. 2003. Kimia Organik Edisi Kesebelas. Jakarta: Erlangga.

Keenan. 1984. Kimia Untuk Universita. Jakarta: Erlangga.

Lestari, S. 2004. Mengurai Susunan Periodik Unsur Kimia. Jakarta: Kawan Pustaka.