7/22/2019 09E01818
1/66
AMINASI ASAM AZELAT VIA REDUKSI DENGAN HIDROGEN
MEMAKAI KATALIS NIKEL
TESIS
Oleh
MAROLOP MANIHURUK077006024/KM
SEKOLAH PASCASARJANA
UNIVERSITS SUMATERA UTARA
MEDAN
2009
Marolop Manihuruk : Aminasi Asam Azelat Via Reduksi Dengan Hidrogen Memakai Katalis Nikel, 2009USU Repository 2008
7/22/2019 09E01818
2/66
AMINASI ASAM AZELAT VIA REDUKSI DENGAN HIDROGEN
MEMAKAI KATALIS NIKEL
TESIS
Diajukan Sebagai Salah Satu Syarat Untuk Memperoleh Gelar Magister Sains
dalam Program Studi Ilmu Kimia pada Sekolah Pascasarjana
Universitas Sumatera Utara
Oleh
MAROLOP MANIHURUK
077006024/KM
SEKOLAH PASCASARJANA
UNIVERSITS SUMATERA UTARA
MEDAN
2009
Marolop Manihuruk : Aminasi Asam Azelat Via Reduksi Dengan Hidrogen Memakai Katalis Nikel, 2009USU Repository 2008
7/22/2019 09E01818
3/66
Judul Tesis : AMINASI ASAM AZELAT VIA REDUKSI DENGAN
HIDROGEN MEMAKAI KATALIS NIKEL
Nama Mahasiswa : Marolop ManihurukNomor Pokok : 077006024
Program Studi : Kimia
Menyetujui
Komisi Pembimbing
( Prof. Dr. Seri Bima Sembiring, M.Sc ) ( Drs. Nimpan Bangun, M.Sc )
Ketua Anggota
Ketua Program Studi, Direktur,
(Prof. Basuki Wirjosentono,M.S., Ph.D ) ( Prof. Dr.Ir.T. Chairun Nisa B., M.Sc )
Tanggal lulus : 22 Juni 2009
Marolop Manihuruk : Aminasi Asam Azelat Via Reduksi Dengan Hidrogen Memakai Katalis Nikel, 2009USU Repository 2008
7/22/2019 09E01818
4/66
Telah diuji pada
Tanggal 22 Juni 2009
PANITIA PENGUJI TESIS
Ketua : Prof. Dr. Seri Bima Sembiring, M.Sc
Anggota : 1. Drs. Nimpan Bangun, M.Sc
2. Prof. Basuki Wirjosentono,M.S., Ph.D
3. Prof. Dr. Tonel Barus, M.Sc
4. Drs. Adil Ginting, M.Sc
Marolop Manihuruk : Aminasi Asam Azelat Via Reduksi Dengan Hidrogen Memakai Katalis Nikel, 2009USU Repository 2008
7/22/2019 09E01818
5/66
PERNYATAAN
AMINASI ASAM AZELAT VIA REDUKSI
DENGAN
HIDROGEN MEMAKAI KATALIS NIKEL
TESIS
Saya mengakui bahwa tesis ini adalah hasil kerja saya sendiri, kecuali beberapa
kutipan dan ringkasan yang masing-masing disebutkan sumbernya.
Medan, Juni 2009
MAROLOP MANIHURUK
077006024
Marolop Manihuruk : Aminasi Asam Azelat Via Reduksi Dengan Hidrogen Memakai Katalis Nikel, 2009USU Repository 2008
7/22/2019 09E01818
6/66
ABSTRAK
Reaksi aminasi asam azelat meliputi reaksi pembentukan amida,menggunakan amoniak bertekanan dengan katalis Nikel berlangsung pada 180
oC
selama 5 jam. Hasil amida ini dicampur dalam gelas pyrex bersama CaO dan Al 2O3
dipanaskan pada suhu 300oC selama 10 menit dalam vakum. Hasil padatan
diekstraksi dengan n heksan, dipindahkan ke dalam autoclave, kemudian dicampur
dengan katalis Nikel, direduksi dengan H2 pada tekanan 200 psi pada suhu 120oC
selama 15 jam. Hasil yang diperoleh berupa amina disertai sedikit senyawa nitril. Ujizat hasil dilakukan dengan spekstroskopi FT IR dan
1H NMR, data menunjukkan
perubahan asam azelat menjadi amida, amida menjadi nitril, kemudian menjadiNonana-1,9-diamina
Kata Kunci: Asam Azelat, Reduksi, Nonana-1,9-diamina
Marolop Manihuruk : Aminasi Asam Azelat Via Reduksi Dengan Hidrogen Memakai Katalis Nikel, 2009USU Repository 2008
7/22/2019 09E01818
7/66
ABSTRACT
Amination reaction of azelaic acid included with reaction of an amide
formation, in used ammonia pressure with Nickel catalysts and occurred on
temperature 180oC for 5 hours. The product of amide compound mixed in a pyrex
glass with CaO and Al2O3and heated at temperature 300oC for 10 minutes under
vacumm condition. A solid product extracted with n heksan, removed to the
autoclave, then mixed with Nickel catalyst, reducted by H2at 200 psi of pressure and
temperature 120oC for 15 hours. The product was an amine compound with a few
nitrile compound. The test method of material have been taken with FT IR and1H
NMR spectroscopy, the data showed that transformed of azelaic acid to amide
compound, amide compound to nitrile compound, then became a Nonana-1,9-diamine.
Key words : Azelaic acid, Reduction, Nonane-1,9-diamine
Marolop Manihuruk : Aminasi Asam Azelat Via Reduksi Dengan Hidrogen Memakai Katalis Nikel, 2009USU Repository 2008
7/22/2019 09E01818
8/66
KATA PENGANTAR
Puji dan syukur kehadirat Tuhan Yang Maha Esa, atas kasih setia-Nya
sehingga penulis dapat menyelesaikan penelitian dan penyusunan Tesis ini.
Terimakasih yang sebesar-besarnya kami ucapkan kepada Pemerintah Provinsi
Sumatera Utara c.q. BAPPEDA dan Pemerintah Kabupaten Dairi melalui Bupati
Dairi yang memberikan bantuan moril dan surat izin belajar sehingga meringankan
beban selama perkuliahan dan dalam penyelesaian Tesis ini.
Dengan selesainya Tesis ini perkenankanlah saya ucapkan kepada Rektor Universitas
Sumatera Utara Prof. Chairuddin P. Lubis, DMT&H, SpA(K), atas kesempatan dan
fasilitas yang diberikan kepada kami untuk menyelesaikan pendidikan program
Magister, Direktur Sekolah Pascasarjana Prof. Dr. Ir. T. Charun Nisa B., M.Sc dan
Ketua Program Studi Prof. Basuki Wirjosentono, M.S., Ph.D atas kesempatan yang
diberikan kepada kami untuk menjadi mahasiswa program Magister pada Sekolah
Pascasarjana Universitas Sumatera Utara.
Terimakasih yang tak terhingga dan penghargaan yang setinggi- tingginya saya
ucapkan kepada:
1. Bapak Prof. Dr. Seri Bima Sembiring, MSc. Selaku pembimbing utama, dan
Bapak Drs. Nimpan Bangun, MSc. Selaku anggota komisi pembimbing yang
setiap saat dengan penuh perhatian selalu memberikan bimbingan dan saran
sehingga Tesis ini dapat diselesaikan.
Marolop Manihuruk : Aminasi Asam Azelat Via Reduksi Dengan Hidrogen Memakai Katalis Nikel, 2009USU Repository 2008
7/22/2019 09E01818
9/66
2. Bapak Prof. Dr. Tonel Barus, M.Sc, Bapak Drs. Adil Ginting, MS, Bapak
Prof. Basuki Wirjosentono, M.S., Ph.D selaku penguji yang banyak
memberikan masukan dan saran untuk menyelesaikan Tesis ini.
3. Kepala Laboratorium Kimia Anorganik serta asisten laboratorium (Ariston
Hutauruk, Julianto Lumban Tobing dan Mangisi Tobing) yang telah banyak
membantu memberikan kemudahan selama penulis melakukan penelitian
hingga selesainya penelitian ini.
4. Drs. DT Padang, MM, Kepala Dinas pendidikan dan KABID DIKMEN
Kab. Dairi beserta staf yang memberikan rekomendasi kepada saya sehingga
saya dapat mengikuti test dan diterima di Magister kimia USU.
5. Teman- teman sejawat guru SMA N 2 beserta staf yang selalu memberi
dorongan sehingga dapat menyelesaikan Program Magister Studi Kimia pada
Sekolah Pascasarjana USU, atas segala bentuk bantuannya.
6. Orangtua saya ayahanda alm. I. Manihuruk dan ibunda R. br Silalahi serta
isteri tercinta S. D. Sitorus yang selalu memberi dorongan dan
memberangkatkan setiap minggu untuk mengikuti perkuliahan demikian juga
anak saya Valentina Rosa , Fery Marwit, dan Nova serta seluruh kakanda
tercinta yang dengan penuh kasih sayang memberikan dorongan yang disertai
dengan doa sehingga saya dapat menyelesaikan pendidikan ini.
Marolop Manihuruk : Aminasi Asam Azelat Via Reduksi Dengan Hidrogen Memakai Katalis Nikel, 2009USU Repository 2008
7/22/2019 09E01818
10/66
7. Teman teman angkatan 2007 Sekolah Pascasarjana USU Program Studi
Ilmu Kimia yang telah banyak memberikan bantuan moril dan dorongan
teristimewa Bapak Drs. Janji Samosir yang selalu bersama dalam perkuliahan
ataupun diluar perkuliahan.
Semoga tulisan ini memberikan manfaat bagi perkembangan ilmu
kimia dan kemajuan Ilmu Pengetahuan khususnya Kimia Anorganik.
Hormat Penulis,
MAROLOP MANIHURUK
Marolop Manihuruk : Aminasi Asam Azelat Via Reduksi Dengan Hidrogen Memakai Katalis Nikel, 2009USU Repository 2008
7/22/2019 09E01818
11/66
RIWAYAT HIDUP
Lahir di Sumbul, 24 Desember 1960 dari pasangan Alm. I. Manihuruk dan
R. br Silalahi.Anak ke 6 dari 7 bersaudara.
Pendidikan Sekolah Dasar (SD) Negeri 1 Sumbul di Kec. Sumbul (1967- 1972).
Sekolah Menengah Pertama (SMP) Negeri Sumbul di Sumbul (1973- 1975), Sekolah
Menengah Atas (SMA) Negeri 8 Medan (1976- 1979),dan melanjut ke Fakultas
Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam (FMIPA) jurusan Kimia di IKIP Medan
(1979- 1984).
Penulis memperoleh SK Pengangkatan sebagai guru PNS pada tahun 1986
dan ditempatkan di SMA Negeri Parongil dan sekarang bertugas di SMU 2
Sidikalang, bulan September 2007 melanjutkan pendidikan Program Magister di
Sekolah Pascasarjana Universitas Sumatera pada Program Studi Ilmu Kimia yang
dibiayai oleh Pemerintah Provinsi Sumatera Utara melalui BAPPEDA Sumatera
Utara.
Marolop Manihuruk : Aminasi Asam Azelat Via Reduksi Dengan Hidrogen Memakai Katalis Nikel, 2009USU Repository 2008
7/22/2019 09E01818
12/66
DAFTAR ISI
Halaman
ABSTRAK ........................................................................................................... i
ABSTRACT .......................................................................................................... ii
KATA PENGANTAR ........................................................................................ iii
RIWAYAT HIDUP ............................................................................................ vi
DAFTAR ISI........................................................................................................ vii
DAFTAR GAMBAR........................................................................................... x
DAFTAR LAMPIRAN....................................................................................... xi
BAB I. PENDAHULUAN .................................................................................. 1
1.1. Latar Belakang .................................................................................... 1
1.2. Permasalahan ....................................................................................... 4
1.3. Tujuan Penelitian ................................................................................ 4
1.4. Manfaat Penelitian .............................................................................. 5
1.5. Lokasi Penelitian................................................................................. 5
1.6. Metodologi Penelitian ......................................................................... 5
BAB II. TINJAUAN PUSTAKA ........................................................................ 6
2.1. Oksidasi Lemak.................................................................................... 6
2.2. Asam Azelat .... .................................................................................... 8
2.3. Amina................................................................................................... 9
2.3.1. Sifat Senyawa Amina................................................................. 9
2.3.2. Beberapa Reaksi Pembuatan Senyawa Amina........................... 10
2.4. Katalisis................................................................................................ 11
2.5. Logam Transisi Sebagai Katalis........................................................... 12
Marolop Manihuruk : Aminasi Asam Azelat Via Reduksi Dengan Hidrogen Memakai Katalis Nikel, 2009USU Repository 2008
7/22/2019 09E01818
13/66
BAB III. METODE PENELITIAN ................................................................... 16
3.1. Alat alat ............................................................................................. 16
3.2. Bahan bahan ...................................................................................... 17
3.3. Prosedur Penelitian............................................................................... 17
3.3.1. Pembuatan NH3anhidrat............................................................ 17
3.3.2. Pembuatan Asam Azelat ............................................................ 18
3.3.3. Reaksi Asam Azelat dengan NH3............................................ . 18
3.3.4. Pengubahan Nonana-1,9-diamida via reduksi Nonana-1,9-
dinitrile dengan H2menjadi Nonana-1,9-diamina ..................... 19
3.4. Bagan Penelitian .................................................................................. 20
3.4.1. Pembuatan NH3anhidrat............................................................ 20
3.4.2. Pembuatan Asam Azelat ............................................................ 21
3.4.3. Reaksi Asam Azelat dengan NH3 ............................................. 22
3.4.4. Pengubahan Nonana-1,9-diamida via reduksi Nonana-1,9-
dinitrile dengan H2menjadi Nonana-1,9-diamina ..................... 23
BAB IV. HASIL DAN PEMBAHASAN ........................................................... 24
4.1. Hasil Penelitian ..................................................................................... 24
4.2. Pembahasan........................................................................................... 25
4.2.1. Reaksi Asam Azelat dengan NH3............................................... 25
4.2.1.1. Spektrum FT IR Nonana-1,9-diamida dari Asam
Azelat........................................................... ......................... 25
4.2.1.2.Spektrum1H NMR Nonana-1,9-diamida dari Asam
Azelat. 29
4.2.2. Pengubahan Nonana-1,9-diamida Via Reduksi Nonana-1,9-
dinitrile dengan H2menjadi Nonana-1,9-diamina...................... 31
4.2.2.1. Spektrum FT IR Nonana-1,9-dinitrile..................... 31
4.2.2.2. Spektrum FT IR Nonana-1,9-diamina .................... 33
4.2.2.3. Spektrum1H-NMR Nonana-1,9-diamina................. . 36
Marolop Manihuruk : Aminasi Asam Azelat Via Reduksi Dengan Hidrogen Memakai Katalis Nikel, 2009USU Repository 2008
7/22/2019 09E01818
14/66
BAB 5. KESIMPULAN DAN SARAN ............................................................. 38
5.1. Kesimpulan ...................................................................................... 38
5.2. Saran................................................................................................. 38
DAFTAR PUSTAKA.......................................................................................... 39
Marolop Manihuruk : Aminasi Asam Azelat Via Reduksi Dengan Hidrogen Memakai Katalis Nikel, 2009USU Repository 2008
7/22/2019 09E01818
15/66
DAFTAR GAMBAR
Nomor Judul Halaman
1 Reaksi Katalitik H2dan C2H4pada Permukaan Logam ............ 11
4.1. Spektrum FT IR Nonana-1,9-diamida dari Asam Azelat ....... 27
4.2. Spektrum FT IR Asam Azelat ................................................ 28
4.3. Spektrum 1H NMR Nonana-1,9-diamida dari Asam Azelat .. 30
4.4. Spektrum FT IR Nonana -1,9- dinitril .................................... 32
4.5. Spektrum FT IR Nonana-1,9-diamina ................................... 35
4.6. Spektrum 1H-NMR Nonana-1,9-diamina ................................. 37
Marolop Manihuruk : Aminasi Asam Azelat Via Reduksi Dengan Hidrogen Memakai Katalis Nikel, 2009USU Repository 2008
7/22/2019 09E01818
16/66
LAMPIRAN
Nomor Judul Halaman
1. Spektrum FT IR Asam Azelat ................................................. 41
2. Spektrum FT IR Nonanadiamina / Nonamethylenediamine(SDBS) ....................................................................................... 42
3. Pembuatan metil ester dari CPO ................................................. 43
4. Metil Ester dari CPO .................................................................. 44
5. Pemurnian Asam Oleat ............................................................... 45
6. Oksidasi Asam Oleat ................................................................... 46
7. Pembuatan NH3anhidrat............................................................. 47
8. Aminasi Asam Azelat ................................................................. 48
Marolop Manihuruk : Aminasi Asam Azelat Via Reduksi Dengan Hidrogen Memakai Katalis Nikel, 2009USU Repository 2008
7/22/2019 09E01818
17/66
Marolop Manihuruk : Aminasi Asam Azelat Via Reduksi Dengan Hidrogen Memakai Katalis Nikel, 2009USU Repository 2008
BAB I
PENDAHULUAN
1.1. Latar Belakang
Kelapa sawit sebagai tanaman penghasil minyak kelapa sawit (CPO crude
palm oil) dan inti kelapa sawit (PKO Palm Kernel Oil) merupakan salah satu
primadona tanaman perkebunan yang menjadi sumber penghasil devisa non migas
bagi Indonesia. Cerahnya prospek komoditi minyak kelapa sawit dalam perdagangan
minyak nabati dunia telah mendorong pemerintah Indonesia untuk memacu
pengembangan areal perkebunan kelapa sawit (Manurung, E. G. T. 2001).
Secara umum minyak kelapa sawit kasar (CPO) sejauh ini masih berupa
komoditi yang diekspor. Karena itu, perlu usaha untuk meningkatkan nilai CPO
dengan mendayagunakan setiap komponen kimia yang terkandung, kemudian
ditransformasikan menjadi bahan kimia lain seperti asam lemak menjadi senyawa
amida, senyawa amina, dan lain lain.
Asam oleat yang diturunkan dari minyak sawit telah dilaporkan dapat
menghasilkan asam azelat dan asam pelargonat dengan cara oksidasi dengan
memakai KMnO4 encer. Reaksinya adalah sebagai berikut:
7/22/2019 09E01818
18/66
KMnO4encerH3C (CH2)7 CH CH (CH2)7 COOH H3C (CH2)7 CH C (CH2)7 COOH
OH O
H3C (CH2)7 CH C (CH2)7 COOH
OH O
[O]H3C (CH2)7 COOH
HOOC (CH2)7 COOH
+
Asam Pelargonat
Asam Azelat
Asam Oleat
(Kadesch, R.G. 1979)
Billenstein dan Blaschke (1984) telah menuliskan pengubahan langsung
asam organik menjadi senyawa amina memerlukan tekanan yang tinggi dan suhu
yang tinggi. Pada proses pembuatannya, mula mula asam lemak diubah menjadi
senyawa nitril, selanjutnya senyawa nitril tersebut dihidrogenasi menjadi senyawa
amina. Disamping dari senyawa nitril pada reaksi kesetimbangan juga terbentuk
senyawa amida seperti reaksi di bawah ini.
RC Nkatalis Ni atau Co
120 - 180 oC,
20 - 100 bar
RCH2NH2+ 2 H2
RCO2H +NH3 RC N + H2O280-360 oC
ZnO, Al2O3,Mn atau Co
RCO2H +NH3 RCOONH4 RCONH2RC N + H2O
H2O
Berbagai senyawa amina primer telah diketahui banyak manfaatnya dalam
kehidupan, misalnya senyawa diamina rantai panjang mempunyai potensi untuk
membuat poliamida dengan asam karboksilat yang lain. Kegunaan dari senyawa
poliamida dipakai sebagai bahan pembuat resin dan membran asphaltik (Uffner, E.
6
7/22/2019 09E01818
19/66
W., 1982), dan dapat digunakan sebagai bahan dasar tekstil seperti nilon 9,9 ( Reck,
R. A. 1985).
Beberapa penelitian tentang pembentukan senyawa amina telah dilaksanakan
di Laboratorium Kimia Anorganik diantaranya:
Reaksi aminasi telah dibuat dengan mereaksikan heksadekanol dengan amoniak cair
yang berlangsung pada suhu 180oC dengan menggunakan katalis Ni yang
menghasilkan senyawa amina sebanyak 86% (Joanivia, 2007).
Reaksinya digambarkan sebagai berikut :
H3C (CH2)15 OH + NH3
Katalis Nikel
n-HeksanaH3C (CH2)15 NH2 H2O+
Palmitil alkohol Palmitil amina
Ariston (2008) telah melakukan reaksi aminasi terhadap asam dekanoat
dengan amoniak cair yang diikuti dengan hidrogenasi bertekanan 200 psi pada suhu
200oC selama 18 jam menggunakan katalis logam nikel dalam pelarut n heksan
kering menghasilkan 16, 33% dekilamina dengan hasil samping 63,67% dekanal
seperti reaksi di bawah ini.
R C
O
OH
+ H2 + NH3Ni
R CH2 NH2 + R C
O
Hminor major
7
7/22/2019 09E01818
20/66
Hasil amina sangat sedikit karena itu perlu dicari jalan lain untuk menaikkan
hasil, Billenstein dan Blaschke mencoba mencampurkan minyak dengan amoniak
bersama sama ZnO, Al2O3dan Mn untuk mengkatalisis. Reaksi dehidrasi dalam hal
ini akan digunakan katalis dehidrogenasi campuran Ni, Al2O3dan CaO.
Penelitian pengubahan asam azelat menjadi diamina akan melalui sederetan
proses reaksi yaitu: Amidasi, dehidrasi menjadi nitril menggunakan CaO dan reaksi
hidrogenasi menghasilkan senyawa amina.
Untuk menguji tahapan reaksi ini dipergunakan spectrum FT IR dan1H
NMR.
1.2. Permasalahan
Permasalahan yang terjadi adalah apakah pada reaksi asam azelat dengan
amoniak dengan diikuti gas hidrogen dan katalis nikel dapat menghasilkan Nonana-
1,9-diamina
1.3. Tujuan Penelitian
Untuk mensintesis senyawa Nonana-1,9-diamina dari asam azelat dengan
reaksi aminasi menggunakan campuran NH3dan H2 dengan katalis logam nikel.
8
7/22/2019 09E01818
21/66
1.4.Manfaat Penelitian
1. Hasil penelitian ini diharapkan berguna untuk mengembangkan teknologi
pembuatan senyawa senyawa amina dan amida.
2. Senyawa amina yang diperoleh diharapkan dapat digunakan menjadi bahan
pembuatan polimer.
1.5. Lokasi Penelitian
Penelitian ini dilakukan di laboratorium kimia anorganik FMIPA USU Medan
dan analisa FT-IR dilakukan di laboratorium analisa Bea dan Cukai, Belawan serta
1H-
NMR produk dilakukan di laboratorium kimia organik FMIPA UGM
Yogyakarta.
1.6. Metodologi Penelitian
Penelitian ini meliputi beberapa tahap:
1. Metil oleat dioksidasi menjadi asam pelargonat dan asam azelat
2. Karakterisasi asam azelat dengan uji titik lebur dan FT IR
3. Reaksi aminasi asam azelat
4. Karakterisasi produk reaksi dengan spektroskopi FT-IR dan 1H NMR.
9
7/22/2019 09E01818
22/66
10
BAB II
TINJAUAN PUSTAKA
2.1. Oksidasi Lemak
Bahan kimia yang dapat mempercepat oksidasi atau sebagai bahan
pengoksidasi adalah : 1) Peroksida, 2) ozon, 3) kalium permanganat, 4) asam
perasetat dan perbenzoat, 5) logam dan 6) enzim oksidasi.
Kalium Permanganat
Oksidasi asam lemak tidak jenuh oleh KMnO4, hasilnya bervariasi tergantung
dari kondisi pada waktu reaksi berlangsung.
1. Asam oleat dalam larutan alkali dingin (ice cold) akan teroksidasi dengan cepat
oleh larutan permanganat encer, sehingga menghasilkan asam dihidroksi stearat.
CH3(CH2)7 CH CH(CH2)7COOHOn
CH3(CH2)7 CH CH(CH2)7COOH
OH OH
H2O
Asam linoleat (2 ikatan rangkap) dan asam linolenat (3 ikatan rangkap) berturut
turut akan menghasilkan asam tetra hidroksi dan heksa hidroksi, tapi dalam jumlah
yang lebih kecil.
2. Proses oksidasi asam hidroksi yang terkontrol akan menghasilkan asam
ketohidroksi stearat dan diketostearat dan akhirnya dengan proses pemecahan
rantai molekul akan membentuk asam kaprilat, oksalat dan suberat.
7/22/2019 09E01818
23/66
3. Serbuk KMnO4 yang dididihkan dalam larutan aseton akan memutuskan rantai
karbon pada ikatan rangkap, dengan menghasilkan asam. Dalam reaksi ini
dihasilkan sejumlah kecil hasil antara yang merupakan persenyawaan asam lemak
yang telah diadisi oleh oksigen pada ikatan rangkap:
CH3(CH2)7 CH CH(CH2)7COOH CH3(CH2)7COOH + HOOC(CH2)7COOH
asam azelatasam nonoat
(Ketaren, S. 1986).
Garti dan Avni (1981) telah melaporkan bahwa oksidasi terhadap asam lemak
tidak jenuh dengan berbagai agen pengoksidasi seperti kalium permanganat, kalium
dikromat, asam kromat dan natrium hipoklorit. Oksidasi terhadap asam oleat dalam
emulsi minyak dalam air pada suasan netral menghasilkan pembentukan dihidroksi,
ketohidroksi, dan asam diketo bersama dengan asam azelat dan asam pelargonat.
Reaksi kalium permanganat dalam suasana basa dengan asam risinoleat juga
telah dilaporkan oleh Hill dan McEwen (1943) yang menghasilkan sekitar 34% yield
dari asam azelat. Disamping itu, dengan menggunakan natrium hipoklorit sebagai
agen pengoksidasi dari asam oleat dam sistem emulsi yang terdiri dari natrium
hipoklorit, agen pengaktif permukaan (surface active agents), dan ruthenium
klorida sebagai katalis bisa mencapai konversi yang lebih tinggi dan mengurangi
waktu reaksi jika dibandingkan dengan sistem tak teremulsi (nonemulsified system)
atau heterogen (Zaldman, B. dkk. 1988).
16
7/22/2019 09E01818
24/66
2.2. Asam Azelat
Asam azelat dengan nama umumnya yaitu asam nonanadioat, dengan rumus
molekul HOOC(CH2)7COOH, ditemukan dalam asam oleat yang berbau tengik,
mentega dan beberapa hasil alam yang mengandung asam lemak berantai panjang.
Bau tengik yang terjadi kemungkinan berasal dari pemutusan ikatan rangkap dari
asam lemak tidak jenuh.
Asam azelat berbentuk kristal jarum atau berbentuk daun dengan titik lebur
106.5oC. Senyawa ini dapat menguap pada 287
oC/100 mm dan pada 225
oC/10 mm.
Pada tekanan normal dapat menguap secara parsial di atas 360oC bersama campuran
dari produk yang mengandung azelat anhidrat yang terdekomposisi parsial.
Disamping itu tidak ikut menguap pada proses penguapan (non volatile) dan
kelarutannya dalam air hanya 0,2 % pada 15oC dan 2,2 % pada 65
oC tetapi larut
dengan baik pada 100oC.
Kegunaan dari asam azelat telah banyak dipatenkan dan secara komersil
sudah diaplikasikan ke dalam tiga area yakni:
a) Pada pembuatan senyawa diester dan poliester yang dipakai sebagai pemlastis
dari polivinil clorida.
b) Senyawa diester sebagai pelumas mesin mekanik.
c) Senyawa intermediet dari polimer dalam pembuatan poliamida, poliester dan
lapisan poliuretan, fiber, bahan perekat dan resin (Kadesch, R.G. 1979).
17
7/22/2019 09E01818
25/66
2.3. Amina
Senyawa amina merupakan turunan dari ammoniak ( NH3 ). Jika satu atau
lebih atom H dari ammoniak diganti dengan gugus alkil, maka terbentuk senyawa
amina primer, sekunder dan tersier, tergantung pada jumlah atom H yang digantikan
oleh gugus alkil tersebut (Streitwieser, A. dan Clayton. 1985). Contohnya :
NH3 RNH2
Ammonia Amina primer
R2NH R3N
Amina sekunder Amina tersier
2.3.1. Sifat Senyawa Amina
Titik lebur, titik didih dan densitas dari beberapa senyawa amina sederhana
meningkat bersama dengan bertambahnya berat molekul sebagai konsekuensi dari
interaksi intermolekular yang lebih besar. Sama seperti alkohol, senyawa amina yang
lebih sederhana menunjukkan adanya pengaruh ikatan hidrogen. Nitrogen kurang
elektonegatif dibandingkan dengan oksigen, ikatan hidrogen pada N H
N kurang
kuat dibanding dengan ikatan O H.
O. Oleh karena itu,amina primer memiliki
titik didih yang berbeda antara senyawa alkana dan alkohol berdasarkan berat
molekul, sama seperti ammoniak, dengan b.p. 30 oC, yang merupakan intermediet
antara methane, dengan b.p. 161oC, dan air , dengan b.p. 100
oC (Streitwieser, A.;
Clayton., 1985 ). Di bawah ini diberikan tabel mengenai titik didih dan titik lebur dari
beberapa senyawa amina asam lemak ( Reck, R. A. 1985 ). Senyawa amina mampu
18
7/22/2019 09E01818
26/66
membentuk ikatan hidrogen dengan air. Akibatnya, amina dengan berat molekul
rendah, yaitu kurang dari 6 atom karbon mudah larut dalam air. Selain itu amina juga
larut dalam pelarut kurang polar seperti eter, alkohol, benzene, dan sebagainya.
(Morrison, R. T. dan Boyd, R. N. 1992).
Amina yang memiliki berat molekul rendah memiliki bau tajam yang hampir
mirip dengan ammoniak. Amina dengan berat molekul tinggi memiliki bau seperti
ikan yang membusuk ( Ouellete, R.J. 1994 ).
2.3.2. Beberapa Reaksi Pembuatan Senyawa Amina
1. Reduksi senyawa nitro
Senyawa nitro dapat direduksi menghasilkan senyawa amina primer. Metode
ini secara umum berlangsung melalui reaksi hidrogenasi katalitik atau dengan
menggunakan agen pereduksi secara kimia dalam larutan asam.
CH3
NO2
CH(CH3)2
H2/Ni
Tekanan
CH3
NH2
CH(CH3)2
2. Reduksi senyawa nitril
Senyawa nitril direduksi dengan hidrogen menggunakan katalis seperti
lithium aluminium hidrida dalam pelarut eter menghasilkan senyawa amina. Contoh
reaksi sebagai berikut:
RC R CH2 NH2N
nitril amina
H2/katalis
atau LiAlH4
19
7/22/2019 09E01818
27/66
3. Reduksi senyawa amida
Senyawa amida direfluks dalam pelarut eter dengan lithium aluminium
hidrida menghasilkan senyawa amina. Reduksi terjadi pada ikatan gugus C=O
menjadi CH2.
R CH2 NH2
amina
R C
O
NH2
LiAlH4
amida
2.4. Katalisis
Proses katalisis heterogen sedikitnya dapat melalui empat tahap :
1. adsorpsi reaktan pada permukaan katalis,
2. aktifasi penyerapan reaktan,
3. reaksi reaktan yang terserap, dan
4. difusi produk dari permukaan katalis ke fase gas atau cair
H H + C C
H
H
H
H adsorpsi
permukaanH H C
C
H
H
H
H
Partikel logam Partikel logam
Partikel logam Partikel logam
Partikel logam
C CH H
H
H
H
H
aktivasi
H H C C
H
H
H
H
permukaan
C CH H
H
H
H
H
reaksidesorpsi
permukaan
Gambar 1 Reaksi Katalitik H2dan C2H4pada Permukaan Logam
20
7/22/2019 09E01818
28/66
Keterangan gambar :
Reaksi : C2H4 + H2 C2H6
Kedua molekul diadsorpsi oleh gaya tarik yang lemah. Aktivasi berlangsung ketika
elektron elektron yang terikat pada molekul tertata ulang untuk membentuk ikatan
dengan atom atom logam. Kelanjutan reaksi dari aktivasi atom, molekul molekul
C2H6 yang teradsorbsi lemah akan melepaskan diri dari permukaan ( Holtzclaw dan
Robinson, 1988 ).
2.5. Logam Transisi Sebagai Katalis
Unsur unsur transisi adalah unsur logam yang memiliki kulit elektron d
danfyang tidak penuh dalam keadaan netral atau kation. Unsur transisi terdiri atas 56
udari 103 unsur. Logam logam transisi diklasifikasikan dalam blok d, yang terdiri
dari unsur 3ddari Sc sampai Cu, 4ddari Y ke Ag, dan 5ddari Hf sampai Au, dan
blok f, yang terdiri dari unsur lantanoid dari La sampai Lu dan aktinoid dari Ac
sampai Lr. Kimia unsur blok ddan blokfsangat berbeda.
Logam transisi yang mengkatalisis reaksi kimia merupakan dasar yang
sangat penting dalam proses industri, seperti reaksi hidrogenasi, reaksi karbonilasi
dan reaksi polimerisasi bertekanan rendah untuk etilen dan propena. Semua proses
proses ini berjalan secara heterogen, dimana suatu bahan yang padat digunakan
sebagai katalis (Cotton, F. A., Wilkinson, G., Murillo, C.A., Bochmann, M. 2004).
21
7/22/2019 09E01818
29/66
Unsur unsur transisi mempunyai sifat sifat tertentu, yaitu:
1. Semuanya adalah logam
2. Hampir keseluruhan dari unsur transisi ini bersifat keras, kuat, titik
lelehnya tinggi, titik didihnya tinggi serta menghantarkan panas dan listrik
yang baik
3. Unsur unsur ini dapat membentuk campuran satu dengan yang lain dan
dengan unsur unsur yang mirip logam
4. Banyak diantaranya cukup elektropositif sehingga dapat larut dalam asam
mineral, walaupun hanya beberapa diantaranya bersifat mulia, yaitu
mempunyai potensial elektroda yang rendah sehingga tidak terpengaruh
oleh asam yang sederhana
5. Ada beberapa pengecualian yaitu unsur unsur ini mempuyai valensi
yang beragam dan ion ion serta senyawanya berwarna pada satu tingkat
oksidasi.
6. Karena kulit yang terisi sebagian, unsur unsur ini membentuk paling
sedikit beberapa senyawaan paramagnetik ( Cotton dan Wilkinson, 1989 ).
Pada beberapa kasus, logam logam transisi yang memiliki berbagai valensi
dapat membentuk suatu senyawa intermediet yang tidak stabil. Pada kasus lain,
logam logam transisi memberikan reaksi permukaan yang sesuai. Banyak logam
logam unsur transisi dan senyawaannya memiliki sifat katalitik.
22
7/22/2019 09E01818
30/66
Beberapa kegunaan logam transisi adalah sebagai berikut:
Ni Raney nikel, pada proses reduksi, seperti pembuatan
heksametilendiamin, pembuatan H2 dari NH3,
mereduksi antraquinon menjadi antraquinol pada H2O2.
Kompleks Ni pada sintesis Reppe (polimerisasi, alkena, seperti
menghasilkan benzen atau siklooktatetraena)
Pd digunakan untuk reaksi hidrogenasi
PdCl2 pada proses Wacker untuk mengubah etilena menjadi
metanol
Cu digunakan pada proses langsung untuk pembuatan
(CH3)2SiCl2
CuCl2 pada proses Deacon untuk membuat Cl2dari HCl (Lee,
J. D. 1994).
Salah satu kegunaan yang penting dari unsur unsur transisi dalam reaksi
katalitik adalah untuk mengatomisasi molekul molekul diatomik dan menyalurkan
atom atom tersebut pada reaktan yang lain dan reaksi intermediet. Gas H2, O2, N2
dan CO adalah molekul diatomik yang penting. Kekuatan ikatan H, O, N dan C pada
permukaan logam logam transisi memberikan gaya dorong termodinamik untuk
atomisasi dan juga untuk pelepasan atom dalam reaksi dengan molekul molekul
yang lain. Permukaan logam juga memiliki sifat sifat yang unik lainnya yang dapat
mengkatalisis serangkaian reaksi reaksi kompleks yang dimulai dengan disosiasi
23
7/22/2019 09E01818
31/66
adsorpsi yang diikuti dengan penataan ulang kompleks melalui formasi dan
pemutusan ikatan, yang terakhir proses adsorpsi dari produk ( Hegedus, dkk. 1987 ).
24
7/22/2019 09E01818
32/66
25
BAB III
METODE PENELITIAN
Dalam melakukan penelitian ini digunakan alat alat dan bahan bahan
kimia antara lain adalah :
3.1. Alat alat
Nama Alat Ukuran Merek
1. Neraca Analitik digital - Mettler PM 20002. Hotplate Stirrer - PMC seri 5013. Gelas Erlenmeyer 100 mL pyrex4. Pengatur Suhu - -5. Pengaduk magnet - -6. Autoclave stainless steel 100 mL Duragauge
7 Termometer 0 200oC Fisher
8. Labu leher tiga 1 L Pyrex
9. Labu 250 mL Pyrex10. Labu 50 mL Pyrex
11. Corong pisah - Pyrex
12. Pendingin Liebig 24/29 Quickfit
13. Pompa Vakum - Welch Duo-Seal14. Pipa U - Pyrex
15. Trap - Pyrex16. Pengukur titik lebur - GallenKamp
7/22/2019 09E01818
33/66
3.2. Bahan bahan
Nama Bahan Merek1. Asam Oleat -
2. Katalis nikel Sigma aldrich
3. Metanol p.a. EMerck
4. Aseton p.a. EMerck5. n heksan p.a. EMerck
6. Nitrogen cair PT. Aneka Gas7. Na2SO4anhidrat p.a. EMerck
8. NH4OH 25% p.a. EMerck
9. Etanol p.a. EMerck
10. Gas H2 PT. Aneka Gas
11. KMnO4 p.a EMerck12. Al2O3 p.a EMerck
13. CaO p.a EMerck
3.3.Prosedur Penelitian
3.3.1. Pembuatan NH3anhidratKe dalam sebuah labu 250 mL dimasukkan 70 mL NH4OH (NH325 %) lalu
labu tersebut dihubungkan dengan pipa U yang telah berisi Na2SO4 anhidrat.
Selanjutnya, pipa U dihubungkan dengan sebuah autoclave (100 mL) yang telah
didinginkan dengan nitrogen cair (titik beku; - 210,0oC) . Rangkaian dihubungkan
sedemikian rupa sehingga tidak terjadi kebocoran pada rangkaian. Lalu labu berisi
NH4OH (NH325 %) dipanaskan pada suhu 50 60oC sehingga gas NH3 (titik beku;
-77,73oC) yang terbentuk mengalir melewati tabung U dan menuju ke autoclave.
Uap air yang ikut menguap akan diikat oleh Na2SO4 anhidrat yang terdapat pada
tabung U sedangkan gas NH3 yang terbentuk dialirkan ke dalam tabung autoclave
yang telah didinginkan tadi sehingga didapatkan NH3padat. Pemanasan dihentikan
24
7/22/2019 09E01818
34/66
apabila tidak terbentuk lagi gelembung gas. Tabung autoclave dihubungkan kembali
dengan alat regulatornya secara cepat. Selanjutnya rangkaian autoclave didiamkan
pada suhu kamar selama 15 jam. Kemudian tekanan gas NH3yang terbentuk dicatat
sebanyak 350 psi (Proses pembuatan NH3anhidrat dapat dilihat pada Lampiran 8)
3.3.2. Pembuatan Asam AzelatDilarutkan KMnO4 (27,21 g; 0,18 mol) dengan 300 mL akuades. Dilarutkan
juga KOH pellet (8,7 g; 0,18 mol) dengan 200 mL akuades, lalu ditambahkan 60 mL
asam oleat ( 69%; 0,18 mol ) dalam gelas beaker 5 L diikuti dengan meneteskan
larutan KMnO4dan dipanaskan suhu 70 80oC selama 3 jam sambil diaduk dengan
sendok kayu sampai homogen sehingga terbentuk garam alkali asam lemak.
Campuran disaring dalam keadaan panas, kemudian filtrat dihidrolisa dengan HCl 5
N hingga pH 3 lalu diuapkan sampai setengah volume awal, didinginkan. Terbentuk
dua lapisan, lapisan bawah dipisahkan lalu diekstraksi dengan dietil eter, lalu
diuapkan, endapannya dikeringkan, ditimbang, dan diukur titik leburnya.
3.3.3. Reaksi Asam Azelat dengan NH3
Ke dalam tabung autoclave yang telah berisi asam azelat (0,016 mol; 3 g),
katalis nikel 0,321 g dan 20 mL n heksan kering didinginkan dengan nitrogen cair
dalam labu dewar, lalu dialirkan gas NH3. Campuran reaksi didiamkan terlebih
dahulu selama 15 jam pada suhu kamar dicatat tekanan gas NH3 yang terbentuk
sebanyak 350 psi. Tekanan gas amoniak diatur sebesar 150 psi lalu dipanaskan pada
25
7/22/2019 09E01818
35/66
suhu 180oC selama 5 jam sambil diaduk dengan pengaduk magnet. Reaksi dihentikan
lalu dicatat tekanan gas yang sisa pada suhu kamar yaitu sebesar 90 psi. Campuran
reaksi ditambahkan aseton kering lalu disaring, selanjutnya diuapkan pelarutnya,
endapannya divakum hingga kering lalu ditimbang sebanyak 2.106 g. Produk reaksi
yang diperoleh dianalisis dengan spektroskopi FT IR dan1H - NMR.
3.3.4. Pengubahan Nonana-1,9-diamida via reduksi Nonana-1,9-dinitrile dengan
H2menjadi Nonana-1,9-diamina
Ke dalam labu schlenck 250 mL dimasukkan 2,106 g Nonanadiamida lalu
ditambahkan 0,25 g CaO dan 0,25 g Al2O3. Salah satu ujung labu dihubungkan
dengan selang ayang tersambung ke mesin vakum sedangkan lubang yang lain
ditutup dengan stopper gelas yang sudah dioles dengan silicon greeze. Campuran
selanjutnya dipanaskan dengan api bunsen sambil di vakum selama 10 menit.
Kemudian pemanasan dihentikan sambil didinginkan pada suhu kamar. Hasil
pemanasan ditambahkan 100 mL n heksan kering lalu diekstraksi. Fraksi n-heksan
kemudian dimasukkan ke dalam tabung autoclave bersama dengan 0,252 g katalis
Nikel lalu dialirkan 200 psi gas hidrogen, kemudian dipanaskan pada suhu 120oC
sambil diaduk dengan pengaduk magnet selama 15 jam. Setelah reaksi dihentikan lalu
campuran reaksi disaring. Filtrat diuapkan lalu endapannya divakum sampai kering.
Sedangkan Endapan diekstraksi dengan dietileter kering. Filtrat diuapkan lalu
endapannya divakum sampai kering. Produk akhir reaksi masing masing
dikarakterisasi dengan spektroskopi FT IR dan1H - NMR.
26
7/22/2019 09E01818
36/66
3.4. Bagan Penelitian
3.4.1. Pembuatan NH3anhidrat
NH4OH 25%
Dipanaskan
Dialirkan melalui pipa U
Tabung Autoclave
Didinginkan dengan nitrogen cair
Hasil
Diukur tekanan
27
7/22/2019 09E01818
37/66
3.4.2. Pembuatan Asam Azelat
KMnO4 KOH
AkuadesAkuades
asam oleat
Larutan KMnO4dimasukkan campuran asam oleat dan KOH
Dihidrolisa dengan HCl 5N hingga pH = 3
Disaring dalam keadaan panas.
Diuapkan 1/2volume awal
Didinginkan
Diuapkan pelarutnya
Produk
diukur titik lebur
Campuran reaksi
dua lapisan
Lapisan Bawah Lapisan Atas
Dietil Eter
Dikeringkan dan ditimbang
28
7/22/2019 09E01818
38/66
3.4.3. Reaksi Asam Azelat dengan NH3
Asam Azelat
n - Heksan kering
Diaduk pada suhu 180 oC selama 15 jam
dengan kecepatan 700 rpm
Campuran Reaksi
Filtrat Residu
Serbuk Nikel
Disaring
Diuapkan pelarut
Hasil
Divakum
Analisis FT-IR
dan 1H-NMR
Didinginkan dalam nitrogen cair
Gas NH3
Aseton
29
7/22/2019 09E01818
39/66
3.4.4. Pengubahan Nonana-1,9-diamida via reduksi Nonana-1,9-dinitrile dengan
H2menjadi Nonana-1,9-diamina
Nonanadiamida
CaO
Al2O3Dipanaskan dengan api bunsensambil divakum selama 10 menit
Didinginkan pada suhu kamar
n-heksan kering
Endapan Filtrat
Dimasukkan ke dalam tabung autoclave
Katalis Nikel
Dipanaskan pada 120 oC selama 15 jam
Gas H2200 psi
Campuran
Disaring
Filtrat Endapan
Dietileter kering
Endapan
Diuapkan Pelarutnya
Hasil
Karakterisasi dengan spektroskopi
FT-IRdan 1H - NMR
Divakum sampai kering
Ditimbang
30
7/22/2019 09E01818
40/66
31
BAB IV
HASIL DAN PEMBAHASAN
4.1. Hasil Penelitian
Reaksi aminasi asam azelat dilakukan dalam autoclave dilakukan melalui dua
tahap, yakni:
I. Reaksi Asam Azelat dengan NH3
Reaksi antara asam azelat (3 g; 0,016 mol) dengan amoniak anhidrat (150 psi;
0,042 mol) menggunakan katalis nikel pada suhu 180oC menghasilkan
Nonana-1,9-diamida 70,2 % (2,106 g; 0,011 mol)
II. Pengubahan Nonana-1,9-diamida via reduksi Nonana-1,9-dinitrile dengan H2
menjadi Nonana-1,9-diamina.
Pemanasan senyawa Nonana-1,9-diamida (2,106 g; 0,011 mol) bersama
dengan CaO (0,25g) dan Al2O3 (0,25 g) pada suhu 280 300oC
menghasilkan senyawa Nonana-1,9-dinitril yang selanjutnya direduksi dengan
menggunakan molekul gas hidrogen yang dikatalisis oleh logam nikel
menghasilkan senyawa Nonana-1,9-diamina sebanyak 14,24% (0,3 g; 0,0018
mol).
7/22/2019 09E01818
41/66
4.2. Pembahasan
4.2.1. Reaksi Asam Azelat dengan NH3
Reaksi antara asam azelat (m.p.= 106oC) dengan NH3anhidrat pada suhu
180oC selama 5 jam menghasilkan senyawa Nonana-1,9-diamida. Reaksinya sebagai
berikut:
HOOC (CH2)7 COOH
Asam Azelat
NH3 Katalis Nikel
H2NOC (CH2)7 CONH2
Nonana-1,9-diamida180oC
+ H2O
Spektrum FT IR dari produk reaksi diuraikan berikut ini.
4.2.1.1. Spektrum FT IR Nonana-1,9-diamida dari Asam Azelat
Spektrum FT IR dari Produk Nonana-1,9-diamida (Gambar 4.1)
menunjukkan pita serapan pada bilangan gelombang 3392,54 cm-1
; 3192,22 cm-1
;
1645,96 cm
-1
; 1470,64 cm
-1
; 1421,27 cm
-1
dan 720,67 cm
-1
. Dari spectrum di atas
bahwa pita serapan pada bilangan gelombang 3392,54 cm-1
dan 3192,22 cm-1
merupakan uluran N H asimetrik dan simetrik dari amida primer. Adanya serapan
pada bilangan gelombang 1645,96 cm-1
menunjukkan uluran gugus C=O. sedangkan
uluran C- N asimetrik dan simetrik pada bilangan gelombang 1470,64 cm-1
dan
1421,27 cm-1
. Pita serapan pada bilangan gelombang 720,67 cm-1
merupakan vibrasi
rocking dari gugus CH2 rantai panjang (Pavia, 1979; Silverstein, 1986). Dapat
dijelaskan bahwa spektrum FT IR senyawa Nonanadiamida menunjukkan
perbedaan yang nyata dengan spektrum FT IR dari asam azelat (Gambar 4.2),
39
7/22/2019 09E01818
42/66
dimana tidak terdapat pita serapan pada bilangan gelombang 3392,54 cm-1
dan
3192,22 cm
-1
.
Spektrum FT IR dari asam azelat (Gambar 4.2) mirip dengan spektrum
FT IR yang diperoleh dari SDBS (Spectral Data Base System)(dapat dilihat pada
Lampiran 1).
40
7/22/2019 09E01818
43/66
41
G
ambar4.1.SpektrumFTIRN
onana-1,9-diamidadariAsamA
zelat
7/22/2019 09E01818
44/66
42
Gambar4.2.Spekt
rumFTIRAsamAzelat
7/22/2019 09E01818
45/66
4.2.1.2. Spektrum1H NMR Nonana-1,9-diamida dari Asam Azelat
Spektrum
1
H NMR (Gambar 4.3) dalam pelarut DMSO-d6 menunjukkan 4
kelompok sinyal pergeseran kimia, yaitu = 4,5 ppm; = 2,3ppm; = 1,4ppm
dan = 0,9 ppm. Pergeseran kimia pada = 0,9 ppm menunjukkan adanya proton
dari gugus (-CH2-)3, proton gugus (CH2-)betapada pergeseran kimia = 1,4ppm,
proton CH2dekat gugus NH2pada pergeseran kimia = 2,3ppm, sedangkan proton
dari NH2 pada pergeseran kimia = 4,9 ppm (Biemann, 1983; Pavia, 1979;
Silverstein, 1986).
43
7/22/2019 09E01818
46/66
44
7/22/2019 09E01818
47/66
45
Gambar4.3.Spektrum
1HNMR
Nonana-1,9-diamidadariAsam
Azelat
7/22/2019 09E01818
48/66
4.2.2. Pengubahan Nonana-1,9-diamida Via Reduksi Nonana-1,9-dinitrile
dengan H2menjadi Nonana-1,9-diamina
Pemanasan dari Nonana-1,9-diamida dengan memakai oksida logam CaO dan
Al2O3sebagai pengikat air pada suhu 280 300oC selama 10 menit diharapkan dapat
menghasilkan Nonana-1,9-dinitril, dimana senyawa ini jika direduksi dengan
memakai molekul gas H2pada suhu 120oC selama 15 jam menghasilkan Nonana-,19-
diamina. Reaksi sebagai berikut:
H2NOC (CH2)7 CONH2
Nonana-1,9-diamida
280 - 300 oC
CaO dan Al2O3
C (CH2)7 CN N
C (CH2)7 CN N
Nonana-,9-dinitril
Katalis Ni
120oC
CH2 (CH2)7 CH2H2N NH2
Nonana-1,9-dinitril Nonana-1,9-diamina
- 2 H2O
+8 H2
Spektrum FT IR produk Nonana-1,9-dinitril dan Nonana-1,9-diamina dari tiap
tahap reaksi dapat diuraikan berikut ini.
4.2.2.1 Spektrum FT IR Nonana-1,9-dinitrile
Spektrum FT IR (Gambar 4.4) menunjukkan pita serapan pada bilangan
gelombang 2916,31 cm-1
; 2849, 42 cm-1
; 2327,98 cm-1
; 1740,68 cm-1
dan 1728,35
cm-1
. Dari spektrum ini terlihat bahwa pita serapan pada bilangan gelombang 2916,31
cm-1
dan 2849, 42 cm-1
merupakan vibrasi uluran C-H alifatik. Uluran
C N
pada 2327,98 cm-1
. Sedangkan vibrasi regangan dari gugus C=N terlihat pada
bilangan gelombang 1740,68 cm-1
dan 1728,35 cm-1
(Pavia, 1979; Silverstein, 1986).
46
7/22/2019 09E01818
49/66
47
Gambar4.4.SpektrumFTIRNonana-1,9-dinitril
7/22/2019 09E01818
50/66
4.2.2.2. Spektrum FT IR Nonana-1,9-diamina
Spektrum FT- IR (Gambar 4.5) menunjukkan pita serapan pada bilangan
gelombang 3390,78 cm-1
; 1651,87 cm-1
; 1536,91 cm-1
dan 626,57 cm-1
. Pada
spektrum ini terlihat bahwa daerah pada bilangan gelombang 3390,78 cm-1
merupakan vibrasi uluran N H dari gugus -NH2. Getaran tekuk amina (gunting) N
H amina primer teramati pada spektrum 1651,87 cm-1
dan 1536,91 cm-1
. Sedangkan
kibasan dari N H (cuplikan murni) terlihat pada bilangan gelombang 626,57 cm-1
yang menunjukkan serapan lebar menengah sampai kuat pada kisaran antara 909 cm-1
656 cm-1
( Silverstein, 1986).
Spektrum FTIR dari Nonana-1,9-diamina (Gambar 4.4) mirip dengan
spektrum FTIR yang diperoleh dari SDBS (Spectral Data Base System) (dapat
dilihat pada Lampiran 2).
Reaksi katalisis ini sudah jelas mekanismenya dari masing masing tahap
perlakuan untuk membuat suatu senyawa amina. Pada proses reaksi yang telah
dilakukan oleh Ariston (2008) diperoleh suatu senyawa aldehid dari reduksi asam
lemak selanjutnya alkohol dengan amoniak dikatalisis oleh nikel menghasilkan
senyawa amina. Jenis dari reaksi aminasi alkohol dengan amoniak dikatalisis oleh
nikel menghasilkan senyawa amina telah dilaporkan oleh Joanivia (2007), selain itu
Billenstein dan Blaschke (1984) menggambarkan reaksi pembentukan senyawa amina
dari asam lemak dapat terjadi melalui senyawa nitril sebagai hasil reaksi asam lemak
dengan amoniak. Dalam hal ini reaksi asam azelat dengan amoniak membentuk
Nonana-1,9-diamida, kemudian Nonana-1,9-diamida mengalami dehidrasi menjadi
48
7/22/2019 09E01818
51/66
Nonana-1,9-dinitril, selanjutnya Nonana-1,9-dinitril bereaksi dengan H2
menghasilkan Nonana-1,9-diamina.
Kemungkinan juga reaksi asam azelat dengan amoniak membentuk garam
ammonium dalam kesetimbangan seperti bagan berikut.
49
7/22/2019 09E01818
52/66
50
Gambar4.5.SpektrumFTIRNonana-1,9-diamina
7/22/2019 09E01818
53/66
Melalui diagram ini diperoleh suatu gambaran dari tiap reaksi aminasi
asam azelat dan kemungkinan lain dari proses reaksi aminasi asam azelat dapat
dijelaskan.
H2
H2O
NH3
Hidrogenasi
H2O
H2
NH32 H2O
2 H2
H2
NH3berlebih
C
O
HO(CH2)7 C
OH
O
C
O
H (CH2)7 C H
O
CH2HO (CH2)7 CH2OH
C
O
H2N(CH2)7 C
NH2
O
C
O
NH2
(CH2)7 C
NH2
O
CH2H2N (CH2)7 CH2 NH2
CN (CH2)7 C N
4.2.2.3. Spektrum1H NMR Nonana-1,9-diamina
Spektrum1H NMR (Gambar 4.6) dalam pelarut CDCl3 menunjukkan 5
kelompok sinyal pergeseran kimia, yaitu = 3,4 ppm; = 2,2 ppm; = 1,6 ppm;
= 1,3 ppm dan = 0,9 ppm. Pergeseran kimia pada = 0,9 ppm menunjukkan
adanya proton (CH2-)3, proton (CH2-)alfapada pergeseran kimia = 2,2 ppm, pada
pergeseran kimia = 1,6 ppm merupakan proton dari (-CH2-)beta, pergeseran kimia
pada = 1,3 ppm merupakan proton (CH2-)gamma, sedangkan pergeseran kimia dari
gugus NH2(amina primer) pada = 3,4 ppm.
51
7/22/2019 09E01818
54/66
52
Gambar4.6.Spek
trum
1H-NMR
Nonana-1,9-diamina
7/22/2019 09E01818
55/66
BAB V
KESIMPULAN DAN SARAN
5.1. Kesimpulan
Reaksi asam azelat dengan amoniak dapat menghasilkan garam ammonium
dan setelah mengalami dehidrasi terjadi senyawa dinitril dan kemudian direduksi
dengan hidrogen menjadi senyawa diamina
5.2. Saran
Sebaiknya ada lagi penelitian berikutnya untuk mengembangkan proses reaksi
aminasi.
53
7/22/2019 09E01818
56/66
54
DAFTAR PUSTAKA
Billenstein, S. dan Blaschke, G. 1984. Industrial Production of Fatty Amines and
Their Derivatives.J. Am. Oil Chem. Soc.
Cotton, F.A. dan Wilkinson, G., Murillo, C.A., Bochman, M. 2004. Advanced
Inorganic Chemistry.Sixth Edition. New York: John Wiley and Sons, Inc.
Garti, N., dan E. Avni. 1981. Permanganat Oxidation of Oleic Acid Using Emulsion
Technology. J. Am. Oil Chem. Soc. 58: 840-841.
Hegedus, L.L., et al. 1987. Catalytic Design. New York: John Wiley and Sons.
Hill, J. W., dan W. L. McEwen. 1943.Azelaic Acid. Org. Syn., Coll. 2: 5 55.
Holtzclaw, H. F. dan Robinson, W. R. 1988. College Chemistry With Qualitative
Analysis.Eight Edition. USA: D.C. Heath and Company.
Hutauruk A, 2008. Sintesis Dekilamina dari Asam Dekanoat dengan Menggunkan
Katalis Nikel.Skripsi. Medan: Departemen Kimia FMIPA - USU
Joanivia. 2007. Sintesis Senyawa Amina dari Heksadekanol dengan Menggunakan
Katalis Nikel.iSkripsi. Medan: Depeartemen Kimia FMIPA USU
Kadesch, R.G. 1979. Fat Based Dibasic Acids. Winchester: J. Am. Oil
ChemistrySoc. Vol. 56
Ketaren, S. 1986. Pengantar Teknologi Minyak dan Lemak Pangan. Cetakan
Pertama. Jakarta: UI-Press
Lee, J.D. 1994. Consice Inorganic Chemistry 4th
edition. London: Chapman and Hall.
Manurung, E. G. T. 2001. Analisis Valuasi Ekonomi Investasi Perkebunan KelapaSawit di Indonesia. Laporan teknis.
McMurry, J. 1992. Organic Chemistry.3rdedition.California: Brooks/Cole PublishingCompany.
7/22/2019 09E01818
57/66
2
Morrison, R. T. dan Boyd, R. N. 1992. Organic Chemistry. Sixth Edition. New
York: Prentice Hall Inc.
Ouellette, R.J. 1994. Organic Chemistry.USA: McMillan Publishing Company.
Saito, T., Hayamizu, K., Yanagisawa, M., Wasada, N., Somena, K., Kimigasa, S.,Tanab, K., and Tamura, T. Integrated Spectral Data Base System for
Organic Compounds. Diakses April 2008 dari
http://www.aist.go.jp/RIODB/SDBS
Streitwieser, A. dan Clayton.1985.Introduction to OrganicChemistry.Third Edition.
New York: Macmillan Publishing Company.
Reck, R.A. 1985.Industrial Uses of Palm, Palm Kernel and Coconut Oils: NitrogenFerivatives. Oleochemicals in the Plastics Industry. Chicago: JAOCS. Cvol.
62(2): 355 364.
Uffner, W.E. 1982. Polyamide as a Primer for Use with Asphaltic Membrane. US
Patents 4,362,586.
Vogels, A. I. 1989. Textbook of Practical Chemistry.5th
edition. England: Pearson
Prentice Hall.
Zaldman, B., S.Y. Kesllev, and N. Garti.1988. Double Bond Oxidation of
Unsaturated Fatty Acids.Ibid. 66: 611-615.
http://www.aist.go.jp/RIODB/SDBShttp://www.aist.go.jp/RIODB/SDBS7/22/2019 09E01818
58/66
3
Lampiran 1. Spektrum FT IR Asam Azelat
(SDBS)
7/22/2019 09E01818
59/66
4
Lampiran 2. Spektrum FT IR Nonanadiamina /Nonamethylenediamine
(SDBS).
7/22/2019 09E01818
60/66
5
Lampiran 3. Pembuatan metil ester dari CPO
7/22/2019 09E01818
61/66
6
Lampiran 4. Metil Ester dari CPO
7/22/2019 09E01818
62/66
7
Lampiran 5. Pemurnian Asam Oleat
7/22/2019 09E01818
63/66
8
Lampiran 6. Oksidasi Asam Oleat
7/22/2019 09E01818
64/66
9
Lampiran 7. Pembuatan NH3anhidrat
7/22/2019 09E01818
65/66
10
Lampiran 8. Aminasi Asam Azelat
7/22/2019 09E01818
66/66
11