## APLIKASI TRIFENILFOSFIN DALAM DEMETILASI SENYAVVA N- METILPIRIDINIUM IODIDA
Bambang Cahyono, Ismiyarta, Alyxia Stellata A. N Laboratorium Kimia Organik, Jurusan Kimia MIPA UNDIP, Kampus tcmbalang Scmarang 50275
Abstrak :
Trifenilfosfin (PPh3) adalah nukleofil lunak dengan potensi tinggi dalam reaksi demetilasi garam amonium siklis. Reaksi demetilasi telah dilakukan terhadap garam amonium hetcro- siklik aromatik, N-metilpiridinium iodida dengan menambahkan PPhj. Reaksi berlangsung dalam pelarut asetonitril pada temperatur 82 °C. Kromatografi lapis tipis (TLC) digunakan untuk mengontrol jalannya reaksi, hasilnya menunjukkan bahwa PPhj berperan dalam reaksi demetilasi. Penentuan waktu reaksi dilakukan dengan optimasi waktu reaksi. Hasil analisis menggunakan spektrofotometer UV-Vis menunjukkan bahwa N-metilpiridinium iodida dapat terdemetiiasi setelah reaksi berlangsung selama 6 jam dengan transformasi 98 %.
Kata kunci: Trifenilfosfin, rcaksi dcmetilasi, N-meilpiridinium iodida
Abstract :
Aplication of Triphenylphosphine in demethylation of N-methylpyridinium iodide
Triphenilphosphin (PPhj) is a highly potential soft nucleophyle on demethylation of cyclic ammonium salt. Research on demethylation has been conducted to aromatic heterocyclic ammonium compound, N-methylpyridinium iodide, by adding PPhj. Jhe reaction was carri¬ ed out by refluxing N-methylpyridinium iodide salt in acetonitrile at 82 "C. Thin layer chromatography (TLC) was used for controlling the reaction, the result of which showed that PPhj took a part in demethylation. Determination reaction time was done through optimation. Based on the resulting analysis by using spectrophotometer UV-Vis, it was known N-methylpyridinium iodide was demethylated at six hours of reaction with 98 % that transformation.
Ke\words: Triphenilphosphin, demcthylation, N-methylpyridinium iodide

## PENDAHULUAN
Reaksi demetilasi dipandang sebagai metode yang efektif dalam tahapan sin- tesisr'' dan transformasi senyawa-senya- wa amina121, untuk memperoleh berbagai turunan senyawa amina yang lebih
potensial. Sebagai contoh, sintesis amina tersier dapat dilakukan mclalui intermediet ilida1'1 dapat diaplikasikan secara general untuk sintesis amina tersier terfungsionalisasi,
112
No. Artikel : 47/1999 (Kimia Organik)
H. Cahyono, Ismiyarto, A. St ell at a, Trifenitfosfin Pembetitukan amina
tersier mela/ui
intermediet ilida: trimetilanilinium asetat (XI) pada suhu 60-80°C dengan rendemcn diatas 90%. Reaksi dilakukan dalam pelarut aprotik dengan konstanta dielektnkum tinggi. Pada reaksi seperti ini, makanisme diusulkan ClbE V, - s'" ---- CH3 — \ cn/' CH2F. <vn>
(IV) berlangsung irreversibel, sehingga tidak akan terjadi reaksi lanjutan antara metil asetat (XII) dengan amina (XIII) yang terbentuk.
2 n-BuLi (•IC4H10) M.iX) Nu
CH CH3 ClbE /\ X i CH2E V CH2" 2E-X Li’ (-L.X) C\\/ C H p /[f\ O'04 [r\ / 4 Okc/ (0)-N-Ol — * (VI) (V) Metode ini kelihatan sangat baik dikem- bangkan mengingat senyawa awal, yakni
merupakan senyawa yang mudali didapatkan dengan harga yang murah. Dalam reaksi teTsebut, reaksi demetilasi spesifik, yakni pengubahan senyawa (VI) menjadi senyawa (VII), merupakan salah satu tahap reaksi penting yang akan menentukan keberhasilan sintesis secara keseluruhan.
Reaksi penghilangan gugus metil dari ammonium pertama kali dilaporkan oleh Meyer dan Lecco pada tahun !875(J|. Garam dietildimetilamonium klorida (Vlll) dapat di-demetilasi dengan anion klorida, yang berfungsi sebagai nukeofil internal.
(»> (XI)
Qi) tetrameti lajnonium (IV) Bagaimanapun, demetilasi dengan menggunakan metode nukleofil internal
semacam ini dilaporkan akan mengha- silkan reaksi samping
P-eliminasi151.
Sebagai contoh, reaksi garam N-N- dimetilpiperidini-um hidroksida pada 140°C menghasilkan 18% produk demetilasi dan 82% produk eliminasi. Untuk mengatasi reaksi-reaksi samping tersebut, penemuan dan penerapan "soft” nukleofil yang efektif merupakan obyek menarik dalam penelitian-penelitian berikutny. Ion azida'6', tiolat11'6’ dan
difenilfosfida17'
merupakan contoh nukleofil ionik yang telah diterapkan dalam reaksi demetilasi. Litium difenilfosfida dapat dilakukan secara spesifik dengan hasil kuantitatifdalam
demetilasi garam amonium kuatemer, baik aromatik maupun alifatik.
Bagaimanapun, aplikasi senyawa ini pada garam-garam ammonium yang terfungsionalisasi sangat tidak khemoselektif. Nukleofil netral, trifenilfosfin (PPlij), yang telah berhasil
Q2H5 Qibv /at, Cl *• XUh \ N — CHjH- CH3C / QIl/ C2ll5 (vnj) (X) (IX) Beberapa metode demetilasi garam amo¬ nium kuatemer terus dikembangkan. Wilson141 pada tahun 1968 melakukan reaksi demetilasi terhadap garam N,N,N-
113
Nu. Artikel : 47/1999 (Kimia Organik)
Jl Cahyono, Ismiyarto, A. Stellate, Trifenilfosfin
diterapkan pada garam-garam amonium yang reaktif, seperti anilinium1*1 dan piridinium*91 diduga, nantinya dapat
merupakan nukleofil yang potensial.
Berg, Gallo dan Metzger1'"1, menggunakan PPh3 untuk memperkecil teijadinya
reaksi (3-eliminasi pada demetilasi garam piridinium dimetilformamida (DMF). Selain itu PPh, juga telah digunakan pada garam ammonium yang kurang reaktif, piperi- dinium, dalam pelarut DMF dan aseto- nitril1"1.
Reaksi ammonium kuatemer tergantung pada beberapa faktor, yaitu sifat nukleofil (Nu:) dan sifat garam112'1'11. Sifat garam yang berperan dalam reaksi dekuartemi- sasi ini dipengaruhi oleh keadaan gugus pergi (L) dan struktur bagian alkil yang diserang nukleofil (E) dari garam ammo¬ nium kuatemer
Penelitian sebelumnya1"1 menunjukkan bahwa penambahan PPh3 pada demeti¬ lasi garam N,N-dimetiIpiperidinium klo- rida dapat berfungsi sebagai agen peme- rangkap metil klorida yang dihasilkan, sehingga kesetimbangan reaksi akan ber- geser ke kanan. Pada penelitian ini akan dilakukan demetilasi garam N-metilpiri-
dinium iodida menggunakan nukleofil
lunak PPh3 dalam pelarut asetotril <CH3CN).

## BAHAN DAN METODE
Penelitian ini menggunakan satu set alat refkluks untuk melangsungkan reaksi,
pemanas yang dilengkapi pengaduk magnet, plat TLC dan Spektrofotometer UV-Vis untuk menguji produk garam hasil sintesis, lampu ultraviolet merk Speclroline dengan spesifikasi gelom- bang panjang (365 nm) dan gelombang pendek (254 nm) sebagai penampak no- da pada plat TLC, serta alat penentu titik leleb merk Fischer-John. Sedangkan ba- han yang digunakan adalah piridin p.a sebagai material start, dengan agen meti- lasi yang digunakan metil iodida p.a, pe¬ larut yang dipakai adalah dietileter p.a dan asetonitril. Etanol absolut diguna¬ kan untuk mencuci kristal garam. Tri¬ fenilfosfin ditambahkan dalam reaksi de¬ metilasi garam N-metilpiridinium iodida.
SintesisN-Metilpiridinium lodida"41 Sebanyak 8 gram (0,1 mol) piridin dila- rutkan dalam 20 mL dietileter p.a, kemu- dian ditambahkan J 4,29 gram (0,1 mol) metil iodida. Kemudian larutan diaduk selama 20 jam dan disaring. Residu yang terkumpul dicuci dengan etanol. Kristal mumi yang diperoleh ditentukan titik le- lehnya dan dianalisis dengan spektro¬ fotometer UV-Vis.
Demetilasi Garam N-Metilpiridini-um iodida Menggunakan PPh.t Sebanyak 0,22 gram (0,001 mol) garam N-metilpiridinium iodida dilarutkan da¬ lam 22,5 mL asetonitril, kemudian di¬ tambahkan 0,25 gram (0,001 mol) PPhj. Larutan direfluks selama 20 jam pada temperatur 82°C. Untuk mengontrol ja-
lannya reaksi, produk dianalisis dengan TLC setiap 3 jam. Produk akhir dianali¬
sis dengan spektrofotometer UV-Vis. di dalam pelarut dekuatemerisasi garam (E)\J Nut 114 No. Artikel : 47/1999 (Kimia Organik)
/£ Cahyono, hnuyarto, A. Siellata, Trifenilfosfin
Penentuan Waktu Optimum Reaksi
Demetilasi Garam N—Metiipiridinium lodida Menggunakan PPh3 Sebanyak 0,22 gram (0,001 mol) garam N-metilpiridinium iodida dilarutkan da- lam 50 mL asetonitril, kemudian ditam- bahkan 0,26 gram (0,001 mol) PPh3. Larutan direfluks selama 20 jam, pada temperatur 82°C. Setiap waktu 1, 2, 3, 6, 9, 12, 15, 18 jam reaksi, dilakukan ana- Iisis dengan spektrofotometer UV-Vis.
da merupakan gugus pergi yang baik. Untuk mempermudah pemisahan garam yang terbentuk digunakan pelarut dietil- eter pada temperatur 27°C, karena garam N-metilpiridinium iodida tidak larut da- lam pelarut ini. Krista! yang terbentuk dicuci dengan etanol absolut sampai di- peroleh kristal putih dengan titik leleh 115°C dan rendemen produk sebesar 91,6. Produk dianalisis dengan spektro¬ fotometer UV-Vis dan didapatkan pun-
cak serapan dari garam N-metilpiridini¬ um iodida pada X.nMX= 327,2 nm dan 362 nm.

## HASIL DAN PEMBAHASAN
Penelitian ini dilakukan atas dasar keter- tarikan pada laporan1' yang menyatakan bahwa PPh3 dapat berperan sebagai nu- kleofil ekstemal dalam reaksi demetilasi garam amonium kuartemer. Akan tetapi dari penelitian yang telah dilaporkan, reaksi demetilasi menggunakan PPh3 pa¬ da garam ammonium heterosiklik, baik aromatik maupun non aromatik, berlang- sung pada suhu yang tinggi (minimal l50oC)110111. Oleh karena itu, penelitian mengenai aplikasi PPh3 dalam reaksi de¬ metilasi garam amonium kuatemer dila¬ kukan secara sistematik. Pada penelitian ini dipelajari reaksi demetilasi garam ammonium heterosiklik aromatik dengan memperhatikan fungsi penambaltan PPh3. Sebagai model senyawa digunakan garam N-metilpiridinium iodida. Namun garam tersebut tidak tersedia di pasaran. sehingga harus disintesis terlebih dahulu dari bahan dasar piridin.
Untuk mensintesis garam N-metilpiridi¬ nium iodida (XV) dilakukan mctilasi ter- hadap piridin (XIII) menggunakan agen metilasi metil iodida (XIV). Reaksi akan berlangsung dengan mudah karena iodi-
Q- T - :•» »C, i - 30 jaw OH $1 (XIV) r CIlj 91 ,6 *o (xv, (XIII,
Reaksi demetilasi dilakukan dengan cara merefluks garam N-metilpiridinium iodi¬ da dan trifenilfosfin (XVI) dalam pelarut asetonitril pada suhu 82"C selama 20 jam.
0? • Or O' T-PCf aojmt W»*CJV' 5 (XVII) IXVtll) (XV) <xvi)
Untuk mengontrol jalannya reaksi dila¬ kukan analisa menggunakan kromato- grafi lapis tipis (TLC), setiap 3 jam seka- li, karena baik PPh3 maupun piridin se¬ bagai produk hasil reaksi akan menam- pakkan noda bila plat TLC disinari 1am- pu UV dengan panjang gelombang pen- dek 254 nm. Eluen yang digunakan ada-
Iah metanol, sebab dalam metanol harga
115
No. Artikel : 47/1999 (Kimia Organik)
Rf piridin dan PPh, mempunyai perbe- daan yang cukup besar (0,9 dan 0,6).
Dari analisis produk setelah 9 jam re- aksi dengan menggunakan TLC, dipe- roleh nilai Rt- = 0,975 yang mengiden- tifikasikan bahwa garam N-metilpiridini- um iodida telah terdemetilasi. Selain itu, produk hasil reaksi setelah pemanasan selama 20 jam juga dianalisa mengguna¬ kan spektrofotometer UV-Vis. Hasil analisis produk reaksi menunjukkan serapan maksimum pada = 327,2 nm dan 347,9 nm yang merupakan serapan dari garam fosfonium iodida. Akan tetapi dari analisis produk meng¬ gunakan TLC, didapatkan noda pada harga R, sebesar 0, 7-0,8 yang menunjuk¬ kan masih adanya PPh, sisa. Ini menan- dakan reaksi belum berlangsung sempuma.
Penelitian ini masih memerlukan pe- nyempumaan karena hasil analisa de¬ ngan menggunakan TLC tersebut belum dapat menunjukkan apakah reaksi deme- tilasi berlangsung dengan sempuma, se- hingga diperoleh metode yang efisien.
Untuk itu penelitian dilanjutkan dengan melakukan analisis spektrofotometer UV /Vis pada produk hasil reaksi setiap wak- tu tertentu. Analisis produk dilakukan setiap 1, 2, 3, 6, 9, 12, 15 dan 18 jam reaksi. Dengan menggunakan persamaan Lambert-Beer dapat dihimng jumlah mol PPh, selama reaksi berlangsung dan da¬ pat dikonversikan menjadi persen trans- formasi reaksi demetilasi. Hasil analisis menunjukkan bahwa waktu optimum re¬ aksi demetilasi pada 6 jam dengan per¬ sen transformasi 98%.
120 a 100 80 \
3 60 - S 40 j S 20! 0 0 3 6 9 12 15 18 21 Waktu rcaksi (jam) L_
j
Gambar 1. Persen transformasi reaksi demctilasi
Hasil dari penelitian ini menunjukkan belum dapat menunjukkan pcranan trife- nilfosfin dalam reaksi demetilasi, karena tidak dapat diketahui apakah senyawa mi berperan sebagai nukleofil atau agen pe- merangkap metil iodida produk reaksi dengan menggeser kcsetimbangan ke ka- nan. Namun dibandingkan dengan hasil penelitian sebelumnya,(l4) dapat diketa¬ hui bahwa reaksi demetilasi garam N-me tilpiridinium iodida dapat berlangsung lebih cepat dengan persen transformasi yang lebih besar dengan adanya PPhj.

## KESIMPULAN
Penelitian berhasil mengungkapkan bah¬ wa reaksi demetilasi garam N-metilpiri- dinium iodida berlangsung dalam pelarut asetonitril pada suhu 82°C pada saat re¬ aksi sudah berlangsung selama 6 jam dengan transformasi 98%. Aplikasi
PPh» diusulkan pula akan mempcrcepat
reaksi demetilasi. Bagaimanapun, hingga sekarang belum dapat diketahui mekanisme penyerangan PPh, dalam men-demetilasi yang garam
diaplikasikan pada penelitian ini.
116
No. Artikel : 47/1999 (Kimia Organik)

## Ucapan Terima Kasih
Penelitian ini merupakan bagian dari Proyek Penelitian dasar (DP4M - Dikti)
“Regioselektivitas dan Ring Strain Ef¬ fect Reaksi Demetilasi”. Ucapan terimakasih disampaikan kepada Drs.
WH Rahmanto, M.Si atas saran dan masukannya 7. Plenat, F., Cahyono, B., Cristau, H. J.,
C. R. Acad. Set. Paris , 1995, 320, II b, 539.
Ho T-L, Synth. Commun., 1973, 3, 99
Kutney, J. P ., Greenhouse, R , Synth.
Comm., 5, 1 19.
Berg, U., Gallo, R., Metzger, J., J.
Org. Chem., 1976, 41 (15), 2621-
2624.
Cahyono, B., Indriyani, Y„ Sumardjo,
D., Kimia dan Pembangunan, 2000, 8
(1), 1.
March, J., Advanced Organic Chemistry: Reaction. Mechanism and
Structure, 4th edition, John Willey &
Sons, New York, 1992, pp. 348-350.
Cahyono, B., Takarina, N. D„ Junta/ Kimia Sains dan Aplikast, 1999, 2 (2),
8.
9 10.

## DAFTAR PUSTAKA
Plenat, F., Cahyono, B., Bayssade, S., Cristau, H. J., J. Chim. Org, Ecole Polythechnique, Palaiseau, 1995, 320
(A-28), 539.
Manoharan, T. S., Madyastha, K. M,.
Singh B., Bhatnagar, S. P , Weis, U.,
Synthesis, 1983, 10 (4), 859.
Meyer, V., Lecco, M., Chem. Per.,
1875, 8, 223.
Wilson, N. D. V., Joule, J. A., Tetahedron, 1968, 24, 5793-5797.
Archer, D. A., Booth, H., J. Chem. Soc., 1963, 41 (6), 332.
Hunig, S., Baron, W., Chem. Per., 1957, 90, 395-403.
II.
1.
12. 2. 13.
3.
38.
4. Baker, D A., Engel, R., Organic-
Chemistry, West Pub. Coinp., New York, 1992, pp. 734-776.
Suradi, A., Cahyono, B , lsmiyarta, Seminar Prasarjana, 6 Oktober 2000,
Jurusan Kimia Fakultas M1PA, Undip,
Semarang
14. 5. 15. 6. 117
No. Artikel : 47/1999 (Kimia Organik)