reaksi demetilasi piperonal dengan asam bromida

Pengaruh Gugus Nitro
Majalah Farmasi Airlangga, Vol.8 No.1, April 2010
15
Pengaruh Gugus Nitro dengan Posisi Para (p) pada Sintesis N-(4-Nitrobenzoil)tiourea
Suzana, Tutuk Budiati
Fakultas Farmasi Universitas Airlangga
The aim of this research is to determine the influence of nitro group on synthesis N-(4nitrobenzoyl)thiourea with acylation reaction. The influence of nitro group can be detected by
comparing result of synthesis N-benzoylthiourea and N-(4-nitrobenzoyl)thiourea. Nitro group had
influenced to C=O reactivity through inductive effect. The compound of N-benzoylthiourea is
yellowish needle crystal (35,77%) while N-(4-nitrobenzoyl)thiourea is yellow amorf crystal
(16,63%). Synthesis N-benzoylthiourea produced more than N-(4-nitrobenzoyl)thiourea, so it can
be concluded that nitro group with p position decrease the reactivity of C=O acyl halide derivate
in synthesis N-(4-nitrobenzoyl)thiourea with acylation reaction.
Keywords : Nitro group, p position, N-(4-nitrobenzoyl)thiourea.
PENDAHULUAN
Suatu amida diperoleh dengan mereaksikan asil
halida dengan amina. Reaksi antara asil halida
dengan amina merupakan reaksi substitusi
nukleofilik. Asil halida merupakan turunan asam
karboksilat yang paling mudah bereaksi karena ion
halida merupakan gugus pergi yang baik.
Kereaktifan senyawa karbonil terhadap substitusi
pada atom C karbonil dapat disebabkan oleh
kebasaan gugus perginya. Selain dipengaruhi oleh
kebasaan gugus perginya, kereaktifan senyawa
karbonil terhadap substitusi juga dipengaruhi oleh
struktur asil halidanya, terutama oleh atom karbon
yang bermuatan positif dari asil halidanya. Adanya
gugus penarik elektron atau pendorong elektron
akan mempengaruhi terbentuknya atom karbon dari
karbonil yang bermuatan positif. Pada asil halida ,
dengan adanya gugus penarik elektron maka akan
menyebabkan asil halida lebih sulit membentuk
atom C karbonil yang bermuatan positif sehingga
menurunkan kereaktifan asil halida terhadap
serangan nukleofil, sedangkan gugus pendorong
elektron akan memudahkan asil halida untuk
membentuk atom C karbonil yang bermuatan positif
sehingga meningkatkan kereaktifan dari asil halida
terhadap serangan nukleofil.(Bahl , 1985; Fessenden
1982; Finar,1971; Mc Murry, 2001)
Hasil penelitian Suzana dkk (2004), tentang NBenzoiltiourea menunjukkan adanya aktivitas
sebagai penekan sistem syaraf pusat. Senyawa hasil
sintesis
N-(4-nitrobenzoil)tiourea
diduga
mempunyai khasiat yang sama karena mempunyai
gugus farmakofor yang sama dengan Nbenzoiltiourea.(Siswandono,1998)
Pada penelitian ini dilakukan sintesis N-(4nitrobenzoil)tiourea dan senyawa N-benzoiltiourea.
Dilakukan modifikasi struktur dengan penambahan
gugus nitro pada asil halida. Gugus nitro bersifat
sebagai penarik elektron. Sintesis dilakukan dalam
pelarut organik toluen dengan pemanasan pada suhu
85 – 90 oC.(Xu, 2003; Thakar,2005)
Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui
pengaruh gugus nitro dengan posisi para (p) pada
sintesis senyawa N-(4-nitrobenzoil)tiourea dari
tiourea
dan
4-nitrobenzoilklorida
dengan
membandingkan pada sintesis N-benzoiltiourea dari
tiourea dan benzoilklorida. Sebagai parameter
digunakan prosentase hasil reaksi dan reaksi
dilakukan pada kondisi yang sama.
O
C
N
H
C
S
NH2
NO2
Gambar 1. Senyawa N-(4-Nitrobenzoil)tiourea
BAHAN DAN METODE
Bahan.
Bahan kimia yang digunakan dalam penelitian
ini kecuali dinyatakan lain adalah p.a : tiourea (E
Merck),
benzoilklorida
(E
Merck),
4nitrobenzoilklorida (E Merck), Na 2 HCO 3 (E
Merck), toluen, etanol, aseton (redestilasi),
kloroform (E Merck).
Tri Widiandani
Majalah Farmasi Airlangga, Vol.8 No.1, April 2010
Uji Kemurnian N-benzoiltiourea dan N-(4-nitro
benzoil)tiourea
Hasil uji kromatografi lapis tipis (KLT) Nbenzoiltiourea dan N-(4-nitrobenzoil)tiourea dengan
beberapa fase gerak dapat dilihat pada tabel 1 dan
2..
Tabel 1. Hasil uji kromatografi lapis tipis senyawa
N-benzoiltiourea, fase diam silika gel 60 GF
254 dan penampak noda lampu UV.
Harga Rf
Fase gerak
Kloroform : 0,22
etanol
(9:1)
n-Heksana : 0,20
etil asetat
(5:2)
Kloroform: 0,20
aseton:
etanol
(11:3:1)
N-benzoiltiourea
BAHAN DAN METODE
Sintesis Senyawa N-Benzoiltiourea
Dimasukkan 3,8 g (0,05 mol) tiourea ke dalam
labu alas bulat, dicampur dengan 30 ml toluene
sampai terbentuk suspensi. Ditambahkan 2,75 ml
benzoilklorida (0,025 mol) dalam 20 ml toluen
sedikit demi sedikit melalui corong pisah. Selama
penetesan
campuran
diaduk
menggunakan
pengaduk magnetik. Setelah benzoilklorida habis
diteteskan, kemudian dipanaskan dengan pendingin
balik selama 3 jam pada suhu 85 – 90 oC sambil
terus diaduk agar reaksi berjalan sempurna.
Hasil reaksi ditambahkan larutan natrium
bikarbonat sedikit demi sedikit sambil diaduk
sampai tidak berbuih. Kristal dipisahkan dengan
corong Buchner, dicuci dengan air dan
direkristalisasi dengan pelarut etanol. Hasil reaksi
diuji KLT, titik lebur dilanjutkan dengan
identifikasi dengan spekrofotometer UV-Vis,
spekrofotometer FT-IR, Spektrometer 1H-NMR dan
GC-MS.(Xu, 2003; Thakar,2005) Sintesis Senyawa
N-(4-Nitrobenzoil)tiourea Dimasukkan 3,8 g (0,05
mol) tiourea ke dalam labu alas bulat, dicampur
dengan 30 ml toluene sampai terbentuk suspensi.
Ditambahkan 4,66 g 4-nitrobenzoilklorida (0,025
mol) dalam 20 ml toluen sedikit demi sedikit
melalui corong pisah. Selama penetesan campuran
diaduk menggunakan pengaduk magnetik. Setelah
4-nitrobenzoilklorida habis, campuran dipanaskan
dengan pendingin balik selama 3 jam pada suhu 85
– 90 oC sambil terus diaduk agar reaksi berjalan
sempurna.
Hasil reaksi ditambahkan larutan natrium
bikarbonat sedikit demi sedikit sambil diaduk
sampai tidak berbuih. Kristal dipisahkan dengan
corong Buchner, dicuci dengan air dan
direkristalisasi dengan pelarut etanol. Hasil reaksi
diuji KLT, titik lebur dilanjutkan dengan
identifikasi dengan spekrofotometer UV-Vis,
spekrofotometer FT-IR, Spektrometer 1H-NMR dan
GC-MS. .(Xu, 2003; Thakar,2005)
HASIL DAN PEMBAHASAN
Sintesis
N-Benzoiltiourea
dan
N-(4Nitrobenzoil)tiourea
Hasil sintesis N-benzoiltiourea berupa kristal
bentuk jarum berwarna kuning dan berbau sulfur
dengan prosentase hasil sintesis rata-rata sebesar
35,77%. Sedangkan N-(4-nitro benzoil)tiourea
berupa kristal amorf berwarna kuning dan berbau
aromatis dengan prosentase hasil sintesis rata-rata
16,63%.
Asam benzoat
Alat.
Alat gelas yang digunakan dalam laboratorium
sintesis, pemanas listrik, pengaduk magnetic,
spektrofotometer Diode Array UV-Vis HP 8452,
Spektrofotometer Shimadzu Jasco FT-IR 5300,
Spektrometer 1H-NMR Hitachi FT-NMR R-1900,
Electrothermal Melting Point Apparatus, GC-MS
HP5890 Series II.
Tiourea
16
Jumlah
noda
0,60
0,80
1
Ungu
0,60
0,71
1
Ungu
0,68
0,83
1
Ungu
Warna
Hasil uji titik lebur N-benzoiltiourea dengan alat
electrothermal melting point didapatkan hasil titik
lebur
170 – 172oC sedangkan N-(4nitrobenzoil)tiourea hasil titik lebur 216-218 oC,
jarak lebur 1-2oC menunjukkan senyawa tersebut
murni. (Harwood, 1989; Singh,1980). Senyawa Nbenzoiltiourea disintesis dengan cara mereaksikan
benzoilklorida dan tiourea pada suhu 85-90 oC
selama 3 jam dalam pelarut toluen. Hasil sintesis
Studi Perbandingan Stabilitas
Majalah Farmasi Airlangga, Vol.8 No.1, April 2010
berupa kristal jarum kuning
prosentase hasil rata-rata 35,77%.
muda
dengan
Tabel 2. Hasil uji kromatografi lapis tipis senyawa
N-(4-nitrobenzoil)tiourea, fase diam silika
gel 60 GF 254 dan penampak noda lampu
UV.
Kloroform :
etanol (9:1)
n-Heksana :
etil asetat
(5:2)
Kloroform:a
seton:etanol
(11:3:1)
0,20
0,20
0,29
N-(4-nitro- benzoil)
tiourea
N-nitro benzoilklorida
Fase gerak
Tiourea
Harga Rf
Jumlah
noda
hasil
sintesis
Warna
0,43
0,85
0,20
0,80
0,71
1
Ungu
0,72
1
Ungu
0,43
0,86
0,83
1
Ungu
Hasil uji kemurnian dengan uji kromatografi
lapis tipis dengan berbagai eluen menunjukkan satu
noda. Hasil uji titik lebur memberikan hasil rata-rata
o
171-172
C.
Sedangkan
senyawa
N-(4nitrobenzoil)tiourea
disintesis
dengan
cara
mereaksikan 4-Nitrobenzoilklorida dan tiourea pada
suhu 85-90 oC selama 3 jam dalam pelarut toluen.
Hasil sintesis berupa kristal amorf kuning dengan
prosentase hasil rata-rata 16,63%. Hasil uji
kemurnian dengan uji kromatografi lapis tipis
(KLT) dengan berbagai eluen menunjukkan satu
noda sehingga dapat disimpulkan senyawa murni
secara KLT (Gritter,1991). Hasil uji titik lebur
memberikan hasil rata-rata 216-218 oC.
Identifikasi struktur N-benzoiltiourea dan N-(4nitrobenzoil)tiourea
dilakukan
dengan
menggunakan
spektrofotometer
UV-Vis,
1
Inframerah,
spektroskopi
H-NMR
dan
spektroskopi massa (MS).
Dari spektrum UV-Vis diketahui senyawa hasil
sintesis N-benzoiltiourea memberikan serapan pada
dua panjang gelombang maksimum pada 235,6 nm
dan 281 nm. Sedangkan pada senyawa awal tiourea
17
hanya memberikan serapan pada satu panjang
gelombang maksimum yaitu 235 nm. Senyawa
hasil
sintesis
N-(4-nitrobenzoil)tiourea
menunjukkan serapan pada satu panjang gelombang
maksimum yaitu 257 nm. Hal ini menunjukkan
senyawa hasil sintesis berbeda dengan senyawa
awal.
Tabel 3. Karakteristik spektra UV-Vis, Inframerah ,
1
H-NMR dan MS N-benzoiltiourea
Spektrum UV-Vis : 235,6 dan 281

maks (nm)
Dalam pelarut etanol
Spektrum
3308 dan 3225 (-NH 2 ),
Inframerah : 
(cm
3159 (-NH-), 1682 (-C=O
1
)
amida), 1604 dan 700-750
Dalam pellet KBr
(-C=C- cincin aromatik),
Spektrum 1H-NMR : 7,40-7,91
multiplet
,
 (ppm)
integrasi 5 ( C 6 H 5 -), 9,20
Dalam
pelarut singlet, integrasi 1 ( -NH 2 ),
10,00 singlet, integrasi 1 (CDCl 3
NH-).
Spektrum
massa 77 (C 6 H 6 )+, 105 (C 6 H 5 (m/e)
CO)+,
121
(C 6 H 5 CONH 2 )+
Identifikasi dengan spektroskopi inframerah
senyawa hasil sintesis N-benzoiltiourea nampak
adanya puncak pita tajam pada 3308cm-1 dan
3225cm-1 menunjukkan gugus -NH 2 ulur, hal ini
1
didukung dari data spektroskopi
H-NMR
menunjukkan adanya pergeseran kimia pada 9,20
ppm puncak singlet dengan perbandingan integrasi
1 berasal dari 1 atom H dari gugus –NH 2 . Puncak
pita pada daerah 3159 cm-1 pada spektrum
inframerah menunjukkan gugus –NH- , hal ini
didukung dari data spektrum 1H-NMR yang
memperlihatkan puncak singlet lebar pada
pergeseran kimia 10,00 ppm dengan perbandingan
integrasi 1 berasal dari 1 atom H gugus –NH-. Pita
tajam yang khas gugus karbonil dari amida pada
spektrum inframerah terlihat pada 1682 cm-1.
Adanya pita pada 1604 cm-1 pada spektrum
inframerah menunjukkan gugus -C=C- (ulur) cincin
aromatik, sedangkan –C=C- (tekuk) cincin aromatik
monosubstitusi terlihat di daerah 700-750 cm-1. Hal
1
ini didukung dari data spektrum
H-NMR
memperlihatkan adanya puncak multiplet pada
pergeseran kimia 7,40-7,91 ppm dengan
perbandingan integrasi 5 berasal dari 5 atom H dari
cincin aromatik monosubstitusi. Dari spektrum
18
Majalah Farmasi Airlangga, Vol.8 No.1, April 2010
massa tidak nampak adanya ion molekul senyawa
N-benzoiltiourea karena senyawa tersebut bersifat
tidak stabil sehingga terpecah menjadi fragmen ion
yang lebih kecil. Nampak fragmen-fragmen (C 6 H 5 CONH 2 )+ menghasilkan m/e=121, (C 6 H 5 -CO)+
dengan
m/e=105
dan
fragmen
(C 6 H 6 )+
menghasilkan m/e=77. Fragmen
(C 6 H 5 -CO)+
dengan m/e=105 merupakan fragmentasi yang
sering muncul pada suatu aril amida dengan
lepasnya gugus amina yang terikat pada atom C
karbonil (Silverstain,1981; Kemp,1975). Dari hasil
analisis spektra di atas disimpulkan bahwa senyawa
hasil sintesis adalah N-benzoiltiourea.
Tabel 4. Karakteristik spektra UV-Vis, Inframerah ,
1
H-NMR dan MS N-(4-Nitrobenzoil)tiourea
Spektrum UV-Vis :

maks (nm)
dalam pelarut etanol
Spektrum
Inframerah : 
(cm 1
)
dalam pellet KBr
Spektrum 1H-NMR
: (ppm)
dalam
pelarut
CDCl 3
Spektrum
massa
(m/e)
257
3391 dan 3267 (-NH 2 ),
3161 (-NH-), 1691 (-C=O
amida), 1597 dan 800-850
(-C=C- cincin aromatik),
8,04 duplet , integrasi 2
dan 8,38 duplet integrasi 2
(NO 2 -C 6 H 4 -).
150 (NO 2 -C 6 H 4 -CO)+, 166
(NO 2 -C 6 H 4 -CONH 2 )+
Hasil
identifikasi
dengan
spektroskopi
inframerah
senyawa
hasil
sintesis
N-(4nitrobenzoil)tiourea nampak adanya puncak pita
tajam pada 3391cm-1 dan 3267cm-1 menunjukkan
gugus -NH 2 ulur. Puncak pita pada daerah 3161 cm1
pada spektrum inframerah menunjukkan gugus –
NH- , hal ini didukung dari data spektrum 1H-NMR
yang memperlihatkan pergeseran kimia pada 10,00
ppm dengan perbandingan integrasi 1 berasal dari 1
atom H gugus –NH- ulur. Pita tajam yang khas
gugus karbonil dari amida pada spektrum
inframerah terlihat pada 1691 cm-1. Adanya pita
pada 1597 cm-1 pada spektrum inframerah
menunjukkan gugus –C=C- (ulur) cincin aromatik,
sedangkan
–C=C- (tekuk) cincin aromatik monosubstitusi
terlihat di daerah 800-850 cm-1. Hal ini didukung
1
dari data spektrum
H-NMR memperlihatkan
adanya puncak doublet pada pergeseran kimia 8,04
Tri Widiandani
ppm dengan tetapan kopling 8,82 Hz dengan
perbandingan integrasi 2 berasal dari 2 atom H dari
cincin aromatik disubstitusi yang terletak lebih jauh
dari substituen penarik elektron dan puncak doublet
pada pergeseran kimia 8,38 ppm dengan tetapan
kopling 8,82 Hz dengan perbandingan integrasi 2
berasal dari 2 atom H dari cincin aromatik
disubstitusi yang terletak lebih dekat dari substituen
penarik elektron. Pergeseran kimia
yang
menunujukkan gugus -NH 2 dan –NH- tidak nampak
karena pelarut yang digunakan CDCl 3 dan diketahui
senyawa N-(4-nitrobenzoil)tiourea sukar larut dalam
pelarut tersebut sehingga konsentrasinya terlalu
kecil. Dari spektrum massa juga tidak nampak
adanya
ion
molekul
senyawa
N-(4nitrobenzoil)tiourea karena senyawa tersebut
bersifat tidak stabil sehingga terpecah menjadi
fragmen ion yang lebih kecil. Nampak fragmenfragmen
(NO 2 -C 6 H 5 -CONH 2 )+ menghasilkan
m/e=166, dan fragmen (NO 2 -C 6 H 5 -CO)+ dengan
m/e=150 (Silverstain,1981; Kemp,1975). Dari hasil
analisis spektra di atas disimpulkan bahwa senyawa
hasil sintesis adalah N-(4-nitrobenzoil)tiourea.
Dari hasil sintesis N-benzoil tiourea didapat
prosentase hasil 35,77% sedangkan
N-(4-nitrobenzoil)tiourea
sebesar
16,63%.
Prosen hasil N-(4-nitrobenzoil)tiourea lebih kecil
karena adanya gugus nitro pada posisi para (p) yang
dapat mempengaruhi kereaktifan atom C karbonil
yang bereaksi dengan amina karena adanya efek
induktif. Efek induktif ini menyebabkan atom C di
sebelah atom C karbonil menjadi bermuatan positif
sehingga atom C karbonil yang bermuatan positif
lebih sulit terbentuk akibat adanya muatan positif
yang berdekatan, sehingga 4-nitrobenzoilklorida
lebih sulit untuk diserang oleh nukleofil (tiourea)
(Mc Murry, 2001). Hal ini berakibat menurunnya
prosentase hasil reaksi pada sintesis N-(4nitrobenzoil)tiourea.
Kesimpulan. Pada kondisi yang sama, sintesis
N-benzoiltiourea memberikan prosentase hasil
(35,77%) yang lebih besar daripada prosentase
hasil N-(4-Nitrobenzoil)tiourea
(16,63%). Substituen nitro pada posisi para (p)
menyebabkan sukar terbentuk C karbonil
bermuatan positif sehingga reaksi pembentukan
senyawa N-(4-Nitrobenzoil)tiourea
lebih kecil daripada N-benzoiltiourea.
Studi Perbandingan Stabilitas
DAFTAR PUSTAKA
Bahl, Bs, Arun Bahl., 1985, Advanced Organic
Chemistry, New Delhi: Chad and Co.Ltd; pp.
541-567.
Fessenden, JR., Fessenden ,JS., 1982. Kimia
Organik, Jilid 2, Edisi 3, Jakarta: Erlangga,
hal. 151.
Finar Il., 1971. Organic Chemistry The
Fundamental Principles, Volume 1, 5th Ed.,
The English Language Book Society and
Longman Group Ltd., London, pp. 464-465.
Gritter, Rj., Bobbit ,JM., Schwarting AE.,1991,
Pengantar Kromatografi, Edisi 2, Bandung,
Penerbit ITB, hal.160-179.
Harwood, Laurence M., Moody, Christopher S.,
1989, Experimental Organic Chemistry,
Principles and Practice, London: Blaccwell
Scientific Publication, pp.121-124.
Kemp, William, 1975, Organic Spectroscopy, The
Mac Millan Press Ltd.,England, pp 45-53, 56,
58-61.
Mc Murry, Jm., 2001, Organic Chemistry, 5th
Edition, Pacific Grove, Broke Cole
Publishing Company, California, p. 850.
Silverstain, RM., Bassler, GC.,Morril, TC.,1981,
Spectrometric Identification of Organic
Compound, 4th Edition, John Willey and Sons
Inc., New York, pp.95-135, 181-213, 305329.
Majalah Farmasi Airlangga, Vol.8 No.1, April 2010
19
Singh, PR., Gupta, DS., Bajpay, KS., 1980,
Experimental Organic Chemistry, 1st Edition,
Tata Mc Graw-Hill Publishing Company
Limited, New Delhi, pp.10-13.
Siawandono, Soemadi dan Notowidjojo MS., 1998,
Sintesis Senyawa Baru Turunan Asil dan
Benzoil-N-Urea untuk Optimasi Aktivitas
Penekan Sistem Saraf Pusat, Laporan Riset
Unggulan Terpadu VI (1) , Universitas
Airlangga, Surabaya: Airlangga University
Press, Surabaya, hal.3-22.
Suzana, Budiati T., Ekowati J., 2004, Sintesis
Senyawa Benzoiltiourea dan Uji aktivitas
sebagai Penekan Sistem Saraf Pusat pada
Mencit (Mus Musculus), Laporan Penelitian
Dosen Muda, Lembaga Penelitian Universitas
Airlangga, Surabaya, hal. 11, 18-20, 22.
Thakar, K.M., Pagdhar, D.J., Chovitia, P.T., Joshi,
H.S., 2005. Synthesis of Thiourea Derivat
Bearing the Benzo(b)thiophene Nucleus as
Potential Antimicrobial agents. J. Serb.
Chem. Soc., Vol.70 (6), pp.807-815.
Xu, W., Qiang, X., Li,Z., Huang, Q., Chen,G., 2003.
Synthesis and insecticidal activity of new
substituented
N-aryl-N’-benzoylthiourea
compounds. Journal of Flourine Chemistry.,
Vol.121, pp.51-54.