Pembuatan Senyawa 2-Hidroksi-4-(Beta-Hidroksi Etoksi)-Benzofenon

Jurnal Sains Kimia Vol 8, No.2, 2004: 56-61
PEMBUATAN SENYAWA 2-HIDROKSI-4-(BETA-HIDROKSI ETOKSI)-BENZOFENON

Neng Sri Suharty Jurusan Kimia FMIPA
Universitas Negeri Solo

Abstract
The sintesised result of 2-hydroxy-4-(beta-hydroxy-ethoxy)-benzophenone (HHBP) was a yellowish needle crystal with melting point 90-91oC and the yield was 90%. Elemental analysis of HHBP was found the C content was 69.77% and the H content was 5.43%. The identification of structure HHBP was carried out by using spectrometer UV, FTIR, proton and carbon-13 NMR. The λ maximal of HHBP was 287 nm. Analysis FTIR spectrum showed the appearance new free hydroxyl absorption. Analysis proton NMR was showing the disappearance of proton hydroxyl which was dyrectly bound onto aromatic, in addition, was found 4 new protons of methylenic group which was influenced by oxygen. Analysis of carbon-13 NMR was found two new secondary carbons of methylenic group, influencing by oxygen. From the above analysis can be suggested that the changing structure of DHBP to be HHBP can be identified by an absence of proton hydroxyl aromatic of DHBP and replacing by hydroxy ethoxy group of HHBP.
Keywords: benzofenon, methylenic group, bound onto

PENDAHULUAN
Senyawa 2-hidroksi-4-(beta-hidroksietoksi)-benzofenon (HHBP) dapat dibuat dari senyawa awal 2,4-dihidroksi benzofenon (DHBP). Kedua senyawa tersebut berdasarkan pada struktur benzofenon. Senyawa yang berdasarkan pada struktur benzofenon dikenal sebagai senyawa penyerap uv (uv absorber) (Rabek, 1990 dan Suharty, 1993). Kemampuan daya serap benzofenon terhadap sinar uv didasarkan dari reaksi kimia tautomeri dikarenakan adanya gugus hidroksil dan karbonil yang beresonansi membentuk keto dan enol bila menyerap energi dari luar (seperti terlihat pada Gambar 1). Senyawa HHBP adalah merupakan bentuk antara dari antioksidan reaktif benzofenon [2-hidroksi-4-(beta akrilat-etoksi)-benzofenon, HAEB].
Seperti diketahui antioksidan reaktif belakangan ini sangat intensif dilakukan

penelitian untuk memperbaiki cara

pemakaian antioksidan di dalam polimer

matrik (Al-Malaika, 1993). Penggunaan

antioksidan

reaktif

mampu

mempertahankan keberadaan antioksidan

di dalam matrik polimer dan mencegah

terlepas keluar yang dapat mencemari

lingkungannya (Munteanu, 1987).

Keberadaan antioksidan di dalam polimer

yang dapat berfungsi untuk meningkatkan

kualitas polimer tersebut. dapat dibuat dari

senyawa awal (DHBP) (Robjohn, 1963

dan Suharty, 1993).

Pada penelitian ini dilakukan

transformasi struktur dari 2,4-dihidroksi

benzofenon (DHBP) dengan mensubstitu-

sikan gugus etoksi terhadap proton gugus

hidroksil yang tidak terstabilkan tautomeri

menjadi

2-hidroksi-4-(beta-hidroksi-

etoksi)-benzofenon (HHBP). Dasar reaksi

pembuatan HHBP adalah reaksi

pembentukan eter, yang merubah gugus

hidroksi aromatik menjadi eter yang

56

Pembuatan senyawa 2-hidroksi-4-(beta-hidroksi etoksi)-benzofenon (Neng Sri Suharty)

mengandung gugus hidroksil alipatik (US Patent, 1963; Finair, 1967 dan Fessenden, 1981).

H OO C
bentuk keto + hv

+ hv - panas
H .O O C.

H OO C
bentuk enol

BAHAN DAN METODA Bahan

berlebihan dan di diamkan bermalam. Setelah dicuci dengan air, larutan kemudian diaduk dengan pengaduk mekanik kembali sampai terbentuk padatan putih. Padatan putih yang terbentuk disaring dan dikeringkan kemudian direkristalisasi dengan metanolpetroleum eter (1:10) dan menghasilkan kristal jarum berwarna kekuningkuningan.
Hasil sintesa tersebut kemudian diidentifikasi baik secara fisik maupun sedara fisikokimia, antara lain: 1) penentuan analisis unsur dari senyawa hasil sintesa; 2) penentuan titik leleh; 3) pengukuran rendemen produk; 4)
pengukuran λ maksimal dengan spektrometer UV/visibel; 5) analisis spektrum FTIR; dan 6) analisis spektrum NMR proton dan karbon-13.

Bahan-bahan

kimia

yang

dipergunakan didalam pembuatan

senyawa HHBP dilaboratorium adalah

sebagai berikut : senyawa 2,4-di-hidroksi

benzo-fenon (DHBP), NaOH, gas

nitrogen, etilen klorohidrin, metanol,

petrolium eter, DCM, KBr dan CDCl3.

Metoda

Pembuatan senyawa 2-hidroksi-4(beta-hidroksi-etoksi)-benzofenon (HHBP) dengan mempergunakan labu alas bulat berleher tiga kapasitas 500 ml yang dilengkapi dengan pendingin, termometer, pengaduk mekanik dan dibawah kondisi gas nitrogen. Kedalam labu alas bulat tersebut dimasukkan 0,1 mol 2,4-di-hidroksi benzofenon (DHBP) tambahkan 40 ml larutan yang mengandung 4 gram NaOH, kemudian diaduk dengan pengaduk mekanik pada suhu kamar selama 1 jam. Setelah penambahan 1,5 mol etilen klorohidrin, campuran larutan tersebut direfluk secara kontinu selama 5 jam, kemudian hasil refluk tersebut ditambahkan air dingin

HASIL DAN PEMBAHASAN

Hasil sintesa HHBP berupa kristal jarum kekuning-kuningan dengan rendemen 70%, yang mempunyai titik leleh 90-91oC. Hasil uji analisis unsur diperoleh sebagai berikut: 1) unsur karbon 69,29% sedang bila diperhitungkan secara teoritis 69,77%; 2) unsur hidrogen 5,17% sedangkan perhitungan secara teoritis 5,43%, lihat Tabel 1.

HO O C
HHBP
HO O C
DHBP

+ NaOH OH

HO O

C

+ ClCH2CH2OH OCH2CH2OH

Analisis spektroskopi UV dilakukan dalam pelarut DCM, yang memberikan 4 serapan pada λ (nm): 287,0; 218,0; 242,0; 330,0 dengan intensitas serapan masingmasing: 1,775; 1,709; 1,428; 1,389 dan diperoleh λ maksimum 287 nm.

57

ONa

Jurnal Sains Kimia Vol 8, No.2, 2004: 56-61
Tabel 1. Analisis unsur dan puncak serapan utama dalam FTIR senyawa HHBP dalam KBr pelet.

No. Unsur
1C 2H

Analisis C dan H
% ditemukan
69,29 5,17

% teoritis
69,77 5,43

Tabel 2. Perbandingan analisis spektrum serapan utama FTIR senyawa DHBP dan HHBP pengukuran dalam KBr pelet.

Serapan utama DHBP cm-1 Identifikasi gugus fungsi

2934

hidroksil terikat (broad)

1636-1596 ikatan rangkap aromatik

Serapan utama HHBP cm-1 Identifikasi gugus fungsi

3463 1636-1596

hidroksil bebas ikatan rangkap aromatik

Analisis spektroskopi IR dilakukan dalam KBr pelet dari senyawa HHBP hasil sintesa diperoleh puncak serapan pada bilangan gelombang, ν (cm-1): 3483; 1636-1596, seperti terlihat dalam Tabel 2. Dibandingkan puncak serapan senyawa asal (DHBP) pada bilangan gelombang, ν (cm-1): 2934 (broad); 1636 –1596. Dari perbandingan kedua serapan diatas terlihat bahwa baik serapan gugus karbonil maupun 2 buah gugus hidroksil dari 2,4 hidroksi benzofenon tidak muncul, hal ini disebabkan gugus karbonil dan hidroksil pada no.2 berada dalam bentuk tautomeri nya (seperti terlihat pada Gambar 1), selain itu posisi para gugus hidroksil no.4 yang terikat langsung inti aromatik merupakan gugus pengaktif inti aromatik maka tidak berfungsi sebagai gugus hidroksil bebas. Sedangkan senyawa hasil sintesa HHBP memberikan, 1) serapan selain ikatan rangkap aromatik pada ν (cm-1): 1636-1596, juga adanya 2) serapan gugus hidroksil bebas baru terbentuk yang

tidak terikat langsung pada inti aromatik pada ν : 3483 cm-1 (Silverstein, 1963; William, 1973 dan Kemp, 1975).
Dari hasil analisis diatas menunjukkan adanya gugus hidroksi bebas yang dipastikan dari gugus beta hidroksi etoksi hasil substitusi etilen klorohidrin terhadap gugus hidroksil karbon no 4 inti aromatik dari senyawa awal 2,4-di-hidroksi benzofenon. Gugus hidroksil yang berikatan hidrogen senyawa awal hilang dan digantikan gugus hidroksil dari beta hidroksi etoksi (Silverstein, 1963 dan Kemp, 1975)
Analisis NMR proton yang dilakukan dalam larutan CDCl3 memberikan serapan pada daerah, δ (ppm): 7,41-7,60; 6,466,47; 12,84; 6,37-6,40; 4,00-4,09; 3,923,95 dan 2,72 dengan masing-masing intensitas (%): 193,3; 30,1; 32,5; 35,5; 62,7; 64,0 dan 40,0 seperti yang terlihat dalam Tabel 3.

58

Pembuatan senyawa 2-hidroksi-4-(beta-hidroksi etoksi)-benzofenon (Neng Sri Suharty)

Tabel 3. Analisis spektrum NMR proton larutan HHBP dalam CDCl3.

H
1H

5
H OH O
C

6
H

8 9 10
O CH2 CH2 OH

H No 1) 2) 3) 6)
4 5 7 8 9 10

δ (ppm)

H
2

7,41-7,60

HH
34 Jumlah puncak
m’plet

H
7 Intensitas, %
193,3

6,46-6,47 12,84
6,37-6,40 4,00-4,09 3,92-3,95
2,72

2 1 2 3 3 1

30,1 32,5 35,5 62,7 64,0 40,0

Total proton 1 2 2 1
1 1 1 2 2 1

Serapan pada δ: 7,41-7,60 ppm dengan intensitas 193,3% diartikan adanya 6 proton inti aromatik yang terikat masing-masing pada 6 karbon aromatik tersier. Serapan pada δ: 6,466,47 dan 6,37-6,40 ppm dengan intensitas masing-masing 31,1% dan 35,5% diartikan masing-masing adanya 1 proton dari karbon tertier inti aromatik. Serapan pada δ: 12,84 ppm dengan intensitas 32,5 % diartikan adanya 1 proton gugus hidroksi karbon no.2 inti aromatik benzofenon. Serapan pada δ: 4,00-4,09 ppm dengan intensitas 62,7% diartikan adanya dua proton metilen alipatik yang dipengaruhi unsur oksigen dari gugus etoksi. Serapan pada δ: 3,92-3,95 ppm dengan intensitas 64,0% diartikan adanya 2 proton metilen alipatik yang dipengaruhi oleh gugus hidroksil. Serapan pada δ: 2,72 ppm dengan intensitas 40,0% diartikan adanya proton hidroksi alipatik dari gugus beta hidroksi etoksi (Silverstein, 1963 dan William, 1973) .
Dari spektrum NMR proton diatas didapatkan hasil analisis bahwa pada senyawa baru: hilangnya proton hidroksi yang terikat langsung pada inti

aromatik, dan munculnya proton dari

hidroksi alipatik, juga 2 proton metilen

alipatik yang berikatan dengan oksigen

dari gugus etoksi dan 2 proton metilen

alipatik yang juga berikatan dengan

gugus hidroksil. Hal ini juga

sependapat dengan hasil analisis

spektrum FTIR pada pembahasan

sebelumnya.

Analisis NMR C13 yang dilakukan

dalam larutan CDCl3 memberikan

serapan pada daerah, δ (ppm):

(+)101,76; (+)128,77; (+)128,23; (-

)113,29; (-) 166,07; (-) 138,06; (-)

200,00; (+)107,46; (+) 135,29; (-)

131,47; (-) 165,20; (-) 69,57 dan (-)

60,89 dengan masing-masing intensitas

(%): 4,8; 12,1; 11,6; 1,4; 2,4; 1,3; 1,2;

5,3; 6,5; 6,1; 1,8; 6,3 dan 6,6 seperti

terlihat dalam Table 4. Tanda (+)

didepan

daerah

serapan

mengindikasikan puncak serapan

mengarah keatas dari jenis serapan C

primer dan tertier, sedangkan tanda (-)

mengindikasikan puncak serapan

mengarah kebawah dari jenis serapan C

sekunder dan kuarterner (Kemp. 1973

dan William, 1973).

59

Tabel 4. Analisis spektrum NMR Karbon-13 larutan HHBP dalam CDCl3.

Jurnal Sains Kimia Vol 8, No.2, 2004: 56-61

H No
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
\
H No
11 12 13

OH
O 79

1

46
C

12 13
O CH2 CH2 OH

5 11

23

8 10

δ (ppm)
101,76 128,77 128,23 113,29 166,07 138,06 200,00 107,46 135,29 131,47

(+) / (-)
(+) (+) (+) (-) (-) (-) (-) (+) (+) (+)

Intensitas,%
4,8 12,1 11,6 1,4 2,4 1,3 1,2 5,3 6,5 6,1

δ (ppm)
165,20 69,57 60,89

(+) / (-)
(-) (-) (-)

Intensitas,%
1,8 6,3 6,6

Total proton 1 2 2 1 1 1 1 1 1 1
Total proton 1 1 1

Dari data Tabel 4 di atas ada 6 daerah serapan yang bertanda (+) dan ada 7 jenis daerah serapan yang bertanda (-). Serapan pada (+) 101,76; (+) 128,77; (+) 128,23 ppm dengan masing-masing intensitas 04,8; 12,1; 11,6 % menunjukkan masingmasing adanya 1; 2 dan 2 karbon aromatik tertier inti aromatik I yang tidak mengandung gugus etoksi. Serapan pada (-) 113,29 dan (-) 138,06 ppm dengan intensitas 1,4 dan 1,3% masing-masing merupakan serapan 1 karbon kuarterner inti aromatik I dan II yang berikatan langsung dengan karbon karbonil penghubung kedua cincin aromatik tersebut. Serapan pada (-) 166,07 ppm dengan intensitas 2,4% merupakan serapan karbon kuarterner dari gugus karbonil yang mengikat dua inti aromatik yang berbeda. Serapan pada (-) 200,00 ppm dengan intensitas 1,2% merupakan serapan karbon kuarterner inti aromatik II yang mengikat gugus hidroksil. Serapan (+) 107,46; (+) 131,47 dan (+) 135,29 ppm dengan intensitas 5,3%; 6,1% dan 6,5% masing-masing merupakan karbon tertier inti aromatik II. Serapan pada (-) 165,20
60

dengan intensitas 1,8% merupakan karbon kuaterner inti aromatik II yang mengikat gugus alkoksi. Serapan pada (-) 69,57 ppm dengan intensitas 6,3% merupakan karbon sekunder gugus metilen yang dipengaruhi unsur oksigen dari ikatannya dengan gugus etoksi, sehingga mengalami pergeseran. Serapan pada (-) 60,89 ppm dengan intensitas 6,6% merupakan karbon sekunder metilen yang mengalami pergeseran dikarenakan adanya pengaruh unsur elektronegatif oksigen yang diikat dalam bentuk gugus hidroksil (William, 1973 dan Sander, 1987).
Dari spektrum NMR C13 diperoleh dua jenis karbon baru dengan timbulnya serapan karbon sekunder metilen yang berikatan langsung dengan oksigen etoksi dan karbon sekunder metilen lainnya yang juga mengikat gugus hidroksil; kedua atom karbon adalah dari gugus beta hidroksi etoksi dari hasil reaksi sintesa HHBP yang dilakukan.

Pembuatan senyawa 2-hidroksi-4-(beta-hidroksi etoksi)-benzofenon (Neng Sri Suharty)

KESIMPULAN

Dari hasil diskusi diatas maka senyawa

hasil sintesa HHBP dapat disimpulkan

sebagai berikut. Senyawa HHBP hasil

sintesa dengan rendemen 70%, merupakan

suatu kristal jarum kekuning-kuningan

yang mempunyai titik leleh 90-91oC.

Analisis spektroskopi UV larutan HHBP

dalam DCM menunjukkan λ maksimal 287

nm. Analisis spektroskopi FTIR senyawa

HHBP dalam KBr pelet menunjukkan

adanya serapan dari vibrasi gugus baru

hidroksi bebas alipatik Analisis

spektroskopi NMR proton menunjukkan

hilangnya proton gugus hidroksil yang

terikat langsung dengan inti aromatik dan

munculnya serapan 4 proton dari dua

gugus metilen yang dipengaruhi unsur

elektronegatif

oksigen.

Analisis

spektroskopi

NMR

karbon-13

menunjukkan munculnya dua karbon

sekunder metilen alipatik yang dipengaruhi

unsur oksigen.

DAFTAR PUSTAKA
Al-Malaika, S., Scott, G., and Wirjosentono, B., 1993, Polymer Degradation Stability, 40, Elsevier Science Ltd., Northern Ireland, p.233
Fessenden, R.J., and Fessenden, J.S., 1981, Organic Chemistry, Willard Grant Press, Massachusetts, USA.
Finair, I.L., 1967, Organic Chemistry, Vol.I, 5th Edition, ELBS and Longmans, Green & Co Ltd.
Kemp, W., 1975, Organic Spectroscopy, The Macmillan Press Ltd., London.
Munteanu, D., 1987, in Development in Polymer Stabilisation-8 (Ed.G. Scott), Ch.5, Applied Science Publishers, London.
Robjohn, N., 1963, Organic Synthesis, John Wiley & Sons. Inc., New York.
Sanders, J.M.K., and Hunter, B.K, 1987, Modern NMR Spectroscopy, Chapter 1&9, Oxford University Press, Oxford.
Silverstein, R.M., Bassler,C.G., and Marill,T.C., 1963, Spectrometric Identification of Organic Compounds, John Wiley & Sons., New York.
Suharty, N.S., 1993, Reactive Processing of Polyolefins Using Antioxidant Systems, Disertasi PhD, Chem.Eng. & App.Chem., Aston University, Birmingham, United Kingdom.
U.S.Patent, 1963, 3, 116, 305, December 31. William, D.H. and Fleming, O., 1973,
Spectroscopic Methods in Organic Chemistry, Mc Graw Hill, London.

61