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