pembuatan popop untuk digunakan pada sintilator - Digilib

PEMBUATAN
P.O.P.O.P UNTUK
DIGUNAKAN
PADA SINTILATOR
CAI RAN
Oleh:
LlEM SENG KWIE dan DEI BAN LIANG
Laboratorium Kimia Organik Institut Teknologi Bandung
dan
Pusat Reaktor Atom Bandung
PEMBUATAN P.O.P.O.P.
P.O. P.O. P. atau 1,4_di 2_(5_feniloksazolil) benzena digunakan sebagai sin.ilator netron
don dapat dibuat dengan mereaksikan fenasilamina hidrochlorida dengan tereftalil chlorida,
dimana akan terbentuk difenasil tereftalamida. Siklisasi difenasil tereftalamida dengan fosfor
oksichlorida menghasilkan P.O.P.O.P.
Baik tereftalil chlorida maupun fenasilamina tidak tersedia sehingga harus dibuat sendiri.
Tereftalil chlorida akan dibuat dari p_silena dengan mengoksidasikan p-silena tersebut men_
jadi asam tereftalat. Pada reaksi antara asam tereftalat dengan tionil chlorida akan terbentuk
tereftalil chlorida. Penasil amino dapat dibuat dengan berbagai_bagai cora yang semuanya
menggunakan asetofenon. Jika asetofenon direaksikan dengan amonium format menurut reaksi
leuckart, akan dibentuk _feniletil amina dan ini akan menghasilkan fenasil amina jika di_
reaksikan dengan t_butil hipochlorit. Dari asetofenon dapat juga dibentuk w_bromoasetafenan
yang pada reaksi dengan heksamin akan menghasilkan fenasil amina. Pada cora ketiga aseto_
fenon direaksikan dengan asam nitrit menghasilkan isonitroasetofenon yang pada reduksi dengan
stanno chlorida akan membentuk fenasil amino. Ketiga cara pembuatan ini telah/sedang di_
laksanakan untuk menentukan cara yang terbaik dan termurah.
PENGANTAR
P.O. P.O. P. atau 1.4_di [2_ (5-fenilaksazalil)
) benzena ialah salah satu komponen
atau zat terlarut sekunder,
yang dipergunakan
dalam sintilator
cairan dan berfungsi
sebagai penggeser (Shifter) panjang gelombang. Seperti biasanya sintilator cairan, ter_
diri atas tiga komponen yaitu : pelarut; zat terlarut primer dipergunakan
sebagai
zat
aktip;
zat terlcrut sekunder _ dipergunakan
untuk mempertinggi efisiensi, karena zat
ini dapat mengubah panjang gelombang foton yang dipancarkan oleh sintilator primer
kepanjang gelombang yang lebih sesuai dengan tabung pelipat ganda foton yang di_
pergunakan,
sehingga deteksi dan pengukuran dapat dilakukan dengan lebih efisien.
Biasanya P.O.P.O.P.
digunakan pada sintilator cairan dalam jumlah yang kedl,
tetapi senyawa tersebut harus benar_benar murni, karena pada umumnya detektor sinti_
lasi sangat sensitip. Selain senyawa tersebut diatas masih ada senyawa_senyawa
organik
lain, yang dapat dipergunakan
untuk sintilator cairan seperti p_terfenil;
2,5_difenil
oksazol dan senyawa_senyawa poliaril yang terbentuk dari inti_inti aromatik yang saling
34
berikatan
don mempunyai konfigurasi linier.
Sebagai pelarutnya
dapat dipergunakan
alkibenzen
(seperti toluen, ksil en);
dioksan; naftalen don jenis_jenis pelarut lain_
nyo, bergantung kepada kebutuhannya.
P.O.P.O.P.
dibuat dengan melalui ~eberapa tingkat reaksi. Pertama_tama dengan
mereaksikan
fenasilamina
hidrochlorida
dengan tereftalil
chlorida don menggunakan
piridin sebagai pelarut pada suhu refluks untuk beberapa soot, dimana akan terbentuk
N, N'-difenasil
tereftalamida.
Persamaan
reaksi:
o
0
H2
OC-CH2-N.HCI
II
hidrochlorida
o
0)
r
"
H2
CI-C-Q-C-CI
II
II
+
fenasilamina
~
0
tereftaliJ
H 0
+
0
C'4.N-CH2-CD
II~
chlorida
fenasiJamin
0 H
0
hidrochlorida
-,---
Oil
~_'\ C-CH2-N-C-oC-N-CH2-CV_"
~II
OH
II~
N, N'-difenasiJ
OH
OH
H
tereftalamida
H OH
'
~ o-C=C-N=C-Q-~=N-t=~-o
iso
_
N, N'-difenasil
tereftalamida
N, N'_difenasil tereftalamida
bertautomerisasi
dengan iso_N, N'-difenasiJ tereftalamida.
Dengan senyawa yang terakhir ini dilakukan siklisasi dengan menambahkan fosforoksi _
chlorida,
kemudian campuran direfluks selama beberapa jam. Akhirnya akan dihasilkan
P.O.P.O.P.
atau 2.4_di [2_(5-feniloksazoliJ)]
benzen.
0-,,'
OH
H
OH
OH
H OH
I'
I
~_'\ C=C-N=C-Q-C=N-C=C-o
iso
_
N, N'_difenasil
N
POCI3
tereftalamida
N
o-[]-Q-QJ-o
o
2.4_di
[2_(5_feniloksazolil)]
0
benzen
Baik tereftalil chlorida maupun fenasilamina hidrachlorida harus dibuat dulu. Tereftalil
chlorida dapat dibuat dari p-ksilen. p-ksilen dioksidasi dengan campuran Natrium di_
chromat don asam sulfat pekat menjadi asam tereftalat,
kemudian asam tereftalat dire_
aksikan dengan tianil chlorida akan menghasilkan tereftalil chlorida. Finasilamina dapot
dibuat dengan berbagai_bagai
cora yang semuanya menggunakan asetofenon :
1. melalui cora a_ feniletil amino;
2. melalui cora w_ bromoasetofenon;
3. melalui isonitrosoasetofenon.
Finasilamina yang dibuat melalui cora a -feniletilamina
telah dikerjakan, hanya hasilnya
masih kurang murni, don akan disel idiki lebih lanjut, ~ehingga mencapai tingkat kemur_
nian yang diinginkan.
Ketiga cora pembuatan fenasilamina sedang dilanjutkan don di_
selidiki,
untuk menentukan cora yang terbaik don termurah.
Detektor sintilasi baru akhir_akhir ini dipergunakan secara luas setelah perkembang_
an tabung pelipat ganda foton. Tabung tersebut agak peka don sanggup mencatat lebih
dari sejuta denyut tiap detik. Jelaslah bahwa detektor sintilasi mempunyai kelebihan_
kelebihannya dibandingkan dengan detektor_detektor
lainnya. Selain itu detektor sintilasi
35
dapat
membedakan
bermacam_macam
jenis radiasi,
mengukur enersi radiasi,
sedangkan
bcntuk don ukuronnya dapat disesuaikan derean efisiensi detektor yang di ingi nkan.
Seperti lazimnya, bahwa sintilator dapat digunakan dalam bentuk kristal atau larut_
an. Salah satu kelebihan sintilator cairan dibandingkan terhadap sintilator kristal ialah
kemungkinan memperoleh voluma besar, yang sukar dilakukan dengan kristal. Selain itu
efisiensi pencacahan
dapat dipertinggi dengan jalan melarutkan cuplikan kedalam larutan
sintilator.
Terutama untuk sumber beta lemak (seperti pada H3, C14, S35), cara ini
sangat
menguntungkan,
karena
faktor _ faktor seperti
serap sendiri dan geometris
dapat dikurangi.
Selain itu karena persentuhan langsung antara sintilator dan sumber,
maka efisiensi akan mendekati 100%. Sedangkan keburukannya pada pelarutan langsung
ini ialah :
1. tidak semua zat dapat larut dalam pelarut.
2. Kemungkinan terjadinya pemadaman (quenching),
karena sumber meresap kembali
foton yang dipancarkan oleh sintilator.
Seringkali efek pemadaman ini dapat dikurangi dengan memilih pelarut yang tepat dan
menambahkan zat lain untuk mengurangi pengaruh pemadaman.
Prosedur pembuatan
Seperti telah dijelaskan
diatas,
dalam pembuatan P.O.P.O.P.
ini, harus melalui
beberapa tingkat. Disini hanya akan diberikan prosedur pembuatan dua tingkat terakhir,
karena dianggap bahwa dua tingkat terakhir tersebut adalah yang paling penting dan
perlu diuraikan.
N,N'-difenasil tereftalamida
Kedalam larutan 12,5 gr (0,062 mol) tereftalil chlorida dalam 150 ml piridin kering
ditambahkan
perlahan-Iahan
21,5 gr (0.125 mol) fenasilamina hidrochlorida
sambil di_
aduk. Campuran ini direfluks selama 20 menit, kemudian dibiarkan sampai dingin dan
diencerkan
dengan air. Hasil yang masih kotor tersebut disaring, dikeringkan dan di_
rekristalisasi
dengan piridin. Hasilnya sebanyak 6,9 gr. N.N'_difenasii
tereftalamida.
1.4-di 2-(5-fenilaksazolil)
benzena (P.O.P.O.P)
Campuran 6.75 gr. (0.017 mol) N.N'_difenasii
tereftalamida
dengan 250 ml fosfor
oksiehlorida
direfluks selama 16 jam, kemudian fosfor oksiehlorida yang kelebihan di_
suling sebanyak
mungkin dari eampuran reaksi. Sisanya ditambahkan
periahan_lahan
kedalam air, zat padatnya disaring, dieuei dengan air, dikeringkan dan direkristalisasi
dengan piridin. Hasil akhir sebanyak 4.2 gr. P.O.P.O.P.
atau l.4-di
2_(5_feniloksa_
zolil) benzen.
Kemurnian
TITIK LELEH
Nama zat
fenasilamina
tereftalil
hidrochlorida
Chlorida
P.O.P.O.P.
Hasil pembuatan
Pustaka
179° _182.50C
179° _ 1820 C
186.6°C
dee.
80° _ 820 C
80° _ 83.5° C
2080 _215° C
205° _214°C
PENELAAHAN
Dalam sintesa P.O.P.O.P.
ada beberapa senyawa antara misalnya Ci _feniletil amina,
dan tert _ butil hipochlorit
yang sangat peka terhadap udara, eahaya,
dan terhadap
propkaret.
M~ka seharusnya pembuatan P.O.P.O.P.
dikerjakan
den3an menggunakan
36
clot_olot
yong serbo gelos don tertutup,
sehinggo sedopat mungkin tak berhubungan
dengan udara. Pula untuk menyimpan senyawa antara,
sebelum dipergunakan sebaiknya
dipergunakan
botol_botol
gelas yang berwarna,
untuk mengurangi pengaruh cahaya.
Dalam mengerjakan
pembuatan
P.O. P •O. P• tersebut,
sedapat
mungki n diusahakan
untuk memenuhi syarat-syarat
yang telah diuraikan diatas.
DAFT AR PUST AKA
1. Dr. A. AMIRUDDIN, Kimia inti Radiokimia don penggunaan Radioisotop, I.T.B.,
1965, P.P.118,
144, 146,147.
2. R. M. ACHESON,
An Introduction to the Chemistry of Heterocylic Compounds,
Interscience Publischer,
Inc., New York, 1960, PP. 270_272.
3. "Beilsteins
Handbuch der Organischen Chemie ", 4 aufl, 1 Erg_Werk., Bd., XIV,
PP.49,368.
4. "Beilsteins
Handbuch der Organischen
Chemie", 4 auff, 1 Erg_Werk., Bd., VII,
P. 671.
5. DONALD G. ATT, et 01., J. Am. Chem. Soc., 79, 5448 (1957).
H. FRIEDLANDER and J. W. KENEDY, Nuclear and Radiochemistry,
Wiley,
6.
New York, 1960, P.238.
7. F. N. HAYES, et 01., J. Am. Chem. Soc., 74 1106 (1952).
8. MARTIN D., et 01., J. Am. Chem. Soc., 82, 2282 (1960).
9. F. NEWTON NAYES, et 01., J. Am. Chem. Soc., 77,1850
(1955).
10. E. RAYALS, Advanced Organic Chemistry, 4th printing, 1959, PP. 650, 651.
11. H. M. TEETER, et. 01., Organic Synthoses, 32, 20 (1952).
12. I. VOGEL, Practical Organic Chemistry, 3rd ed, Longmans London 1961, PP. 714,
721, 567.
c.
DISKUSI
PRIJANA
Koreksi:
sintillator
P.O.PoO.P.
tidak hanya dipergunakan sebagai penggeser gelombang
cairan tetapi iuga pada sintillator padat (seperti polystyrene).
padc
37