Sintesis KopoliAnetol-DVB Sulfonat HASIL DAN PEMBAHASAN

C. Sintesis KopoliAnetol-DVB Sulfonat

Kopolianetol-DVB sulfonat disintesis melalui reaksi substitusi elektrofilik dengan memasukkan gugus –SO 3 H pada cincin kopolianetol-DVB. Reaksi dilakukan dengan mereaksikan H 2 SO 4 pekat dengan katalis Ag 2 SO 4 yang ditambahkan pada larutan kopolianetol-DVB pada suhu 90 o C. Kopolianetol-DVB memiliki gugus fungsi metoksi -OCH 3 dan propenil -H 2 C-CH=CH 2 yang terikat pada cincin aromatik, kedua gugus tersebut adalah pengarah substitusi orto dan para pada substitusi berikutnya. Gugus propenil -H 2 C-CH=CH 2 memiliki kekuatan pengaruh pengarah ortopara lebih kecil daripada gugus metoksi -OCH 3 alkil OR; Sykes,1986, maka substitusi gugus SO 3 H akan menempati posisi orto terhadap gugus –OCH 3 . Tidak masuknya gugus SO 3 H selain pada posisi orto terhadap gugus –OCH 3 , karena posisi yang lain kurang reaktif dan karena adanya halangan sterik. Asam sulfat dalam larutan akan mengalami reaksi keseimbangan yang ditunjukkan pada Gambar 25. H 2 SO 4 + H 2 SO 4 SO 3 + H 3 O + + HSO 4 - Gambar 25. Reaksi kesetimbangan H 2 SO 4 Atom S pada SO 3 memiliki momen dipol positif karena kerapatan elektron ditarik ke arah atom O yang memiliki nilai keelektronegatifan 3,5 sedangkan keelektronegatifan S hanya 2,5 David, 2001, sehingga terjadi serangan elektron π dari ikatan rangkap aromatik ke elektrofil sulfur, mendorong muatan keluar dari elektronegatif O membentuk senyawa antara. Orbital–orbital yang terdelokasi pada cincin aromatis membentuk awan elektron pi π yang berinteraksi dengan elektofil sulfur, sehingga atom S pada SO 3 terikat secara kovalen pada awan elektron pi π cincin aromatis, seperti ditunjukkan pada Gambar 26. H C C H 2 HC H C OCH 3 C H CH 3 H 2 C H C C H 2 HC H C OCH 3 C H CH 3 H 2 C O 3 S H n n O S O O Ag 2 SO 4 SO 3 H Gambar 26. Reaksi antara SO 3 dengan kopoliAnetol-DVB Serangan HSO 3 - pada proton cincin aromatik dekat gugus SO 3 - membentuk ikatan C=C pada sistem aromatik. Reaksi yang terjadi ditunjukkan pada Gambar 27. H C C H 2 HC H C OCH 3 C H CH 3 H 2 C O 3 S H H C C H 2 HC H C OCH 3 C H CH 3 H 2 C O 3 S n n O S O HO O SO 3 H Ag 2 SO 4 SO 3 H H 2 SO 4 + Gambar 27. Reaksi antara HSO 4 - dengan kopolianetol-DVB yang tersubstitusi SO 3 - Protonasi basa konjugasi oleh asam sulfat menghasilkan asam sulfonik kembali dan gugus -HSO 3 telah tersubstitusi pada kopolianetol-DVB, seperti ditunjukkan pada Gambar 28. H C C H 2 HC H C OCH 3 C H CH 3 H 2 C O 3 S H C C H 2 HC H C OCH 3 C H CH 3 H 2 C HO 3 S n n O S O HO O H SO 3 H Ag 2 SO 4 SO 3 H HSO 4 + Gambar 28. Reaksi proptonasi H 2 SO 4 pada kopolianetol-DVB yang tersubstitusi SO 3 - Warna larutan berubah dengan penambahan kopolianetol-DVB pada larutan H 2 SO 4 , dari warna jernih menjadi ungu yang semakin lama menjadi semakin pekat warnanya dan terdispersi ke seluruh larutan. Hasil reaksi sintesis ini diperoleh padatan ungu tua kopolianetol-DVB sulfonat. Pendekatan struktur hasil sintesis kopolianetol-DVB sulfonat dilakukan analisis gugus fungsi dengan spektrometer IR dan diperoleh spektra seperti ditunjukkan pada Gambar 29. Bilangan Gelombang cm -1 Gambar 29. Spektra IR kopolianetol-DVB sulfonat Berdasarkan spektra IR yang diperoleh, senyawa kopolianetol-DVB sulfonanat memiliki berbagai gugus fungsi yang diperlihatkan pada Tabel 4. Tabel 4. Serapan IR KopoliAnetol-DVB dan KopoliAnetol-DVB Sulfonat No Tipe vibrasi Serapan KopoliAnetol-DVB Serapan KopoliAnetol- DVB Sulfonat 1 C-O-C asimetris aril eter 1245 1285 2 C-O-C simetris aril eter 1037 1029 3 Tekukan C-H pada bidang aromatis 1107,1145,1176,1299 1091, 1126, 1164 4 Uluran C-H metil 2835,2873,2931, 2958 2854,2923 5 Uluran C = C aromatis 1612 1461 1627 1492 6 Tekukan C-H keluar bidang Aromatis 729, 829, 650,833,898 8 C-C 1512 1542 9 =C-H - - 10 OH 3425 11 S=O simetris - 1164 12 S=O asimetris - 1384 Spektra IR kopolianetol-DVB sulfonat menunjukkan beberapa serapan baru yang tidak terdapat pada spektra IR kopolianetol-DVB. Serapan pada bilangan gelombang 1164 cm -1 dan 1384 cm -1 menunjukkan pita serapan S=O simetris dan asimetris pada gugus –SO 3 H. Spektra serapan gugus hidroksil -OH pada –SO 3 H tampak pada pita serapan 3425 cm -1 , selain itu juga terlihat serapan gugus fungsi C-O-C, C=C dan CH. Substitusi –SO 3 H pada cincin aromatis mempengaruhi energi vibrasi gugus fungsi senyawa polimer. Berdasarkan spektra IR pada Tabel 4 menunjukkan kenaikan bilangan gelombang pada serapan gugus fungsi C-O-C aromatis, uluran C=C aromatis dan ikatan C-C. Kenaikan bilangan gelombang tersebut menunjukkan kenaikan energi vibrasi karena meningkatnya kekuatan dwikutub dari gugus fungsi pada polimer. Hasil sulfonasi kopolianetol-DVB berupa padatan ungu tua dengan rendemen 9,6 bb.

D. Analisis Kurva DTA