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 Bandungdan

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 netrondon dapat dibuat dengan mereaksikan fenasilamina hidrochlorida dengan tereftalil chlorida,dimana akan terbentuk difenasil tereftalamida. Siklisasi difenasil tereftalamida dengan fosforoksichlorida 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 terbentuktereftalil chlorida. Penasil amino dapat dibuat dengan berbagai_bagai cora yang semuanyamenggunakan asetofenon. Jika asetofenon direaksikan dengan amonium format menurut reaksileuckart, akan dibentuk _feniletil amina dan ini akan menghasilkan fenasil amina jika di_reaksikan dengan t_butil hipochlorit. Dari asetofenon dapat juga dibentuk w_bromoasetafenanyang pada reaksi dengan heksamin akan menghasilkan fenasil amina. Pada cora ketiga aseto_fenon direaksikan dengan asam nitrit menghasilkan isonitroasetofenon yang pada reduksi denganstanno 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 komponenatau zat terlarut sekunder, yang dipergunakan dalam sintilator cairan dan berfungsisebagai penggeser (Shifter) panjang gelombang. Seperti biasanya sintilator cairan, ter_diri atas tiga komponen yaitu : pelarut; zat terlarut primer dipergunakan sebagai zataktip; zat terlcrut sekunder _ dipergunakan untuk mempertinggi efisiensi, karena zatini dapat mengubah panjang gelombang foton yang dipancarkan oleh sintilator primerkepanjang 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 organiklain, yang dapat dipergunakan untuk sintilator cairan seperti p_terfenil; 2,5_difeniloksazol dan senyawa_senyawa poliaril yang terbentuk dari inti_inti aromatik yang saling

34

berikatan don mempunyai konfigurasi linier. Sebagai pelarutnya dapat dipergunakanalkibenzen (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 denganmereaksikan fenasilamina hidrochlorida dengan tereftalil chlorida don menggunakanpiridin sebagai pelarut pada suhu refluks untuk beberapa soot, dimana akan terbentukN, N'-difenasil tereftalamida.

Persamaan reaksi:

o H2 0 0 H2 0

II II II II~OC-CH2-N.HCI + CI-C-Q-C-CI + C'4.N-CH2-CDfenasilamina hidrochlorida tereftaliJ chlorida fenasiJamin hidrochlorida

o H 0 0 H 0

Oil ~II II~ '~_'\ C-CH2-N-C-oC-N-CH2-CV_"-,---N, N'-difenasiJ tereftalamida

OH H OH OH H OH

" ~ o-C=C-N=C-Q-~=N-t=~-oiso _ N, N'-difenasil tereftalamida

0)

r ~

POCI3

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 dihasilkanP.O.P.O.P. atau 2.4_di [2_(5-feniloksazoliJ)] benzen.

OH H OH OH H OH0-,,' I' I~_'\ C=C-N=C-Q-C=N-C=C-oiso _ N, N'_difenasil tereftalamida

N N

o-[]-Q-QJ-oo 0

2.4_di [2_(5_feniloksazolil)] benzen

Baik tereftalil chlorida maupun fenasilamina hidrachlorida harus dibuat dulu. Tereftalilchlorida 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 dapotdibuat 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 hasilnyamasih 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 lebihdari 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 ituefisiensi pencacahan dapat dipertinggi dengan jalan melarutkan cuplikan kedalam larutansintilator. Terutama untuk sumber beta lemak (seperti pada H3, C14, S35), cara inisangat menguntungkan, karena faktor _ faktor seperti serap sendiri dan geometrisdapat dikurangi. Selain itu karena persentuhan langsung antara sintilator dan sumber,maka efisiensi akan mendekati 100%. Sedangkan keburukannya pada pelarutan langsungini 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 danmenambahkan zat lain untuk mengurangi pengaruh pemadaman.

Prosedur pembuatanSeperti 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 danperlu diuraikan.

N,N'-difenasil tereftalamidaKedalam 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 dandiencerkan 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 fosforoksiehlorida direfluks selama 16 jam, kemudian fosfor oksiehlorida yang kelebihan di_suling sebanyak mungkin dari eampuran reaksi. Sisanya ditambahkan periahan_lahankedalam air, zat padatnya disaring, dieuei dengan air, dikeringkan dan direkristalisasidengan piridin. Hasil akhir sebanyak 4.2 gr. P.O.P.O.P. atau l.4-di 2_(5_feniloksa_zolil) benzen.

KemurnianTITIK LELEH

Nama zat

fenasilamina hidrochlorida

tereftalil Chlorida

P.O.P.O.P.

PENELAAHAN

Hasil pembuatan

179° _182.50C179° _ 1820 C

80° _ 820 C

80° _ 83.5° C

2080 _215° C205° _214°C

Pustaka

186.6°C dee.

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 terhadappropkaret. M~ka seharusnya pembuatan P.O.P.O.P. dikerjakan den3an menggunakan

36

clot_olot yong serbo gelos don tertutup, sehinggo sedopat mungkin tak berhubungandengan udara. Pula untuk menyimpan senyawa antara, sebelum dipergunakan sebaiknyadipergunakan botol_botol gelas yang berwarna, untuk mengurangi pengaruh cahaya.Dalam mengerjakan pembuatan P.O. P•O. P• tersebut, sedapat mungki n diusahakanuntuk 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).6. c. H. FRIEDLANDER and J. W. KENEDY, Nuclear and Radiochemistry, Wiley,

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.

DISKUSI

PRIJANA

Koreksi: P.O.PoO.P. tidak hanya dipergunakan sebagai penggeser gelombang padcsintillator cairan tetapi iuga pada sintillator padat (seperti polystyrene).

37