Sintesis Amida dari Asam Organik Alami dengan Amina Alami (Jamaran Kaban)
SINTESIS AMIDA DARI ASAM ORGANIK ALAMI DENGAN AMINA ALAMI Jamaran Kaban Jurusan Kimia FMIPA Universitas Sumatera Utara Jl. Bioteknologi No. 1 Kampus USU Medan 20155 Abstrak Senyawa N-Stearoil glutamida dapat dihasilkan dari asam stearat (asam organik alami) dan asam glutamat (asam amino alami) melalui amidasi turunan asam stearat yakni stearoil klorida dengan asam glutamat. Amidasi stearoil klorida dengan asam glutamat menghasilkan senyawa N-stearoil glutamida dengan rendemen sebesar 77, 13 % dan titik lebur 135 – 136 0C. Hasil analisis produk N-stearoil glutamida didukung oleh data spektroskopi FT-IR dan 1H-NMR serta mempunyai harga HLB 3,39. Kata Kunci: Sintesis, Amida, Amina alami
77
Jurnal Sains Kimia Vol 9, No.2, 2005: 77-81
PENDAHULUAN Turunan senyawa alpha asam amino sebagai amida maupun poliamida dengan berbagai asam lemak dapat dimanfaatkan sebagai bahan antimikroba dan surfaktan. Turunan asam lemak dengan asam amino tersebut telah banyak dikembangkan sebagai antimikroba yang memberikan efek yang positif dan efektif terhadap jenis mikroba seperti Escherichia coli, Staphylococcus aureus, Pseudomonas, aeruginosa, Microccus luteus, Bacillus cerceus, dan candida albicans (Sivasamy, A, et al., 2001). Beberapa peneliti terdahulu telah melakukan amidasi langsung melalui pemanasan antara asam karbosilat dengan senyawa amin yaitu reaksi antara asam azelat dengan urea menghasilkan senyawa amida yang berguna sebagai surfaktan (Budijanto, 2002) dan reaksi antara dodekilamania dengan asam ß-hidroksi pelargonat yang merupakan turunan asam azelat menghasilkan dodekil ß-hidroksi pelargonamida yang berguna sebagai zat anti penuaan dan anti keriput dalam industri kosmetika (Silsia, D, 2000). Asam stearat merupakan asam lemak yang banyak dijumpai dalam miyak nabati dan hewani. Asam stearat tersebut di Sumatera-Utara telah diproduksi dari minyak sawit melalui hidrogenasi asam oleat seperti dilakukan oleh PT. SOCI (Weni., H, 1997). Asam glutamat merupakan senyawa asam alpha amino yang sumbernya banyak diperoleh dari protein kedelai melalui hdrolisis enzimatik yang selanjutnya difermentasikan (Fox, B.A, et al., 1983). Dalam hal ini peneliti mengembangkan sintesis N-stearoil glutamida dari bahan dasar asam glutamat yang merupakan asam amino alami mengandung 2 gugus karboksilat 78
dan satu gugus amino dengan asam stearat yang merupakan asam organik alami. BAHAN DAN METODA Bahan Asam stearat diperoleh dari PT.Sinar Mas Oleochemical Industry (SOCI), posfor triklorida, chloroform, asam glutamat, natrium hidrooksida, asam sulfat, petroleum benzine dan ethanol diperoleh dari E’merk Pembuatan Stearoil Klorida. Sebanyak 0, 025 mol (7,11 gr) asam stearat dimasukkan kedalam labu alas bulat 250 ml yang dilengkapi dengan magnetik stirrer, dilarutkan dengan 20 ml chloroform kemudian melalui corong penetes ditambahkan sebanyak 0,03 mol (2,63 ml) PCl3. Selanjutnya dilakukan refluks pada suhu 60-70 oC selama 3 jam lalu dilakukan penyaringan dan filtrat hasil saringan ditambah 0,03 mol (4,41 gr) asam glutamat dalam campuran air dan aceton (pada pH 12 dengan NaOH) lalu diaduk pada suhu 0 0C selama 25 menit. Setelah pengadukan berikutnya selama 30 menit, campuran diasamkan dengan asam sulfat untuk membentuk kristal NStearoil glutamida. Selanjutnya dicuci dengan petroleum benzine, kristal yang diperoleh dilakukan rekristalisasi menggunakan campuran etanol / petroleum benzine. Selanjutnya dikeringkan dalam desikator, dan hasil tersebut ditentukan titik leburnya, harga HLB dengan metode titrasi dan analisis spektroskopi FT-IR beserta 1H-NMR. Penentuan Harga HLB dengan Metode Titrasi. a) Penentuan Bilangan Penyabunan. Sebanyak 5,0 gr N-Stearoil Glutamida dimasukkan kedalam gelas Erlenmeyer kemudian ditambahkan 50 ml KOH 0,5 N,
Sintesis Amida dari Asam Organik Alami dengan Amina Alami (Jamaran Kaban)
selanjutnya di didihkan sampai NSteroil Glutamida larut. Setelah didinginkan, dititrasi dengan HCl 0,5 N dengan menggunakan indikator phenolptalein hingga warna merah hilang. Kemudian dicatat volume HCl 0,5 N yang digunakan.
b) Penentuan Bilangan Asam. Sebanyak 10 gr N-Steroil Glutamida dimasukkan kedalam Erlenmeyer kemudian ditambahkan 50 ml alkohol 95%. Selanjutnya dipanaskan selama 10 menit sambil diaduk. Setelah didinginkan dititrasi dengan KOH 0,0463 N menggunakan indicator phenolphthalein sampai terbentuk warna merah jambu, lalu dicatat volume KOH 0,0634 N yang di gunakan. Untuk menentukan harga HLB digunakan rumus sebagai berikut: HLB = 20 (1 - P/A) P = Bilangan Penyabunan A = Bilangan Asam HASIL DAN PEMBAHASAN Hasil Senyawa N-stearoil glutamida yang diperoleh dari reaksi antara 0,025 mol (7,56 ml) stearoil klorida dengan 0,03 mol (4,41 gr) asam glutamat diperoleh rendemen sebesar 77,13 % (7,96 gr) dengan titik lebur 135 – 136 o C dan H
3
C
(C H
A sam
H
3
C
2
)16
O
+
O H
P C l3
(C H
2
)16
C l
S te a ro il K lo rid a
Diskusi Amidasi N-stearoil klorida dengan asam glutamat dapat menghasilkan Nstearoil glutamida berdasarkan prinsip Hard Soft Acid Base (HSAB). H+ dari NH2 merupakan asam keras (Hard Acid) yang mudah bereaksi dengan Cl- dari stearoil klorida yang merupakan basa keras (Hard Base) dan NH- dari asam glutamat merupakan basa lunak (Soft Base) yang mudah mudah bereaksi dengan gugus asil R-C+ =O yang merupakan asam lunak. Reaksi yang terjadi ialah:
H
S te a ra t
O
harga HLB sebesar 3,39. Hasil analisis spektroskopi FT-IR dari dari N-stearoil glutamida memberikan spektrum dengan puncak serapan kimia pada daerah bilangan gelombang 3415, 2918, 2848, 1701, 1471, 463, 1186, 1055, dan 719 cm-1 (lampiran 1) sedangkan 1 analisis spektroskopi H-NMR memberikan spektrum sebanyak 4 lingkungan proton pada daerah pergeseran kimia ( δ ) 0,9 ppm; 1,3 ppm; 1,8 ppm dan 2,3 ppm (lampiran 2). Dari Penentuan Bilangan Penyabunan (P) dan Bilangan asam (A) dengan menggunakan metode titrasi diperoleh harga P dan A untuk stearoil glutamida sebesar 11,22 dan 13,24. Dengan menggunakan rumus diatas diperoleh harga HLB sebesar 3,39. Selanjutnya dengan menngunakan tabel skala keseimbangan hidrofil lifofil maka senyawa N-stearoil glutamida dapat digunakan sebagai pengemulsi W/O.
3
C
(C H
2
)16
O
+
C l
H
3
P O
3
S te a r o il K lo rid a
O +
H O
A sam
H
O N H
O H 2
G lu ta m a t
3
C
(C H H O
2
)16
O N H
O H
+
H C l
O O N - S te a ro il G lu ta m id a
79
Jurnal Sains Kimia Vol 9, No.2, 2005: 77-81
Gambar
adanya serapan pada daerah bilangan gelombang 1471-1463 cm-1 menunjukkan adanya vibrasi bending dari –C-H sp3 dan serapan pada daerah bilangan gelombang 719 cm-1 menunjukkan adanya vibrasi bending dari CH2, sedangkan serapan pada daerah bilangan gelombang 1701 dan 1055 cm-1 menunjukkan vibrasi dari gugus C=O amida dan vibrasi strching dari gugus C-N. Terbentuknmya senyawa N-stearoil glutamida ini ditandai dengan meunculnya gugus N-H pada bilangan gelombang 3753 cm-1 dan gugus karbonil (C=O) amida pada bilangan gelombang 1701 cm-1. Analisis spekktroskopi 1H NMR (lampiran 2) memberikan spektrum dengan lingkungan proton pada pergeseran kimia (δ) 0,9 ppm menunjukkan 3 buah proton pada CH3 dan pada daerah pergeseran kimia 1,3 ppm menunjukkan 30 buah proton pada –(CH2)15-. Pada daerah pergeseran kimia 1,8 ppm menunjukkan 4 buah proton masing-masing 2 proton pada gugus – CH2 yang terikat pada gugus karbonil dan 2 buah proton pada gugus –CH2 yang terikat pada posisi dari gugus karbosilat pada asam glutamat. Sedangkan pergeseran kimia pada 2,3 ppm menunjukkan 3 buah proton yang terikat pada posisi β dari gugus karbosilat dari asam glutamat seperti yang digambarkan pada struktur berikut :
1. Spektrum FT-IR N-Stearoil Glutamida dari Reaksi antara Stearoil Klorida dengan Asam Glutamat
Senyawa N-stearoil glutamida dimurnikan dari campuran pelarut petroleum benzine: etanol (1:1 v/v). Kristal yang diperoleh dianalisis dengan spektroskopi FT-IR (lampiran 1) memberikan serapan pada daerah bilangan gelombang 3415 cm-1 menunjukkan adanya gugus O-H. Hal ini didukung oleh adanya vibrasi bending pada daerah bilangan -1 gelombang 1616 cm untuk gugus N-H, bilangan gelombang pada daerah 29182848 cm-1 adalah merupakan vibrasi streching pada –(CH2)16 yang didukung 1 ,3
p p m O
H 0 ,9
3
C
( C H
3
1 5
2
1 ,8
p p m H
C H
O C
80
)
C H
O
2
C N
p p m
H O
C H C H 2 ,3
2
p p m
C O
H
Sintesis Amida dari Asam Organik Alami dengan Amina Alami (Jamaran Kaban)
Tidak munculnya puncak proton dari gugus N-H karena terjadi coupling antara hidrogen dengan oksigen dari karbonil sehingga membentuk jembatan hidrogen, sedangkan tidak terdapatnya puncak proton dari gugus karbosilat karena pergeseran kimia 11-12 ppm sedangkan spektrum hanya menunjukkan pergeseran kimia sampai 10 ppm
2. Rendemen yang dipoeroleh bessarnya 77,13 % 3. Senyawa N-stearoil glutamida yang diperoleh berdasarkan ppenentuan harga HLB dapat digunakan sebagai bahan pengemulsi W/O Saran Disarankan untuk melakukan amidasi terhadap asam alpha amino lainnya sekaligus melakukan uji aktivitasnya sebagai anti mikroba. DAFTAR PUSTAKA
Gambar
2.
Spektrum Glutamida
1H-NMR
N-Stearoil
Tidak munculnya puncak proton dari gugus N-H karena terjadi coupling antara hidrogen dengan oksigen dari karbonil sehingga membentuk jembatan hidrogen, sedangkan tidak terdapatnya puncak proton dari gugus karbosilat karena pergeseran kimia 11-12 ppm sedangkan spektrum hanya menunjukkan pergeseran kimia sampai 10 ppm
Budijanto, (2002),” Sintesis Senyawa Surfaktan 1,9-Dilaktosil Nonanadiamin Melalui Reaksi Amidasi Antara asam Laktat Dengan 1,9- Nonanadiamin Yang Diturunkan dari Asam Oleat”, Program Pasca Sarjana USU, Medan. Fox, B.A., Allan G. Cameron (1983), “Foof Science: a chemical approach “, 4th Ed., Hodder and Stoughton, London. Gabriel, R, (1984), Selective Amidation of Fatty Methyl Esters with N(2Aminoethyl) - Ethenolamine under Base Catalysis. Silsia, D, (2000) “Sintesis Dedokil - Pelargonamida Melalui Reaksi Amidasi Dodekilamina dengan asam -Hidroksi Pelargonat yang Diturunkan dari asam Risinoleat”. Sivasamy, A.M.Krishnaveni, and P.G. Rao (2001), “Preparation, Characterization, and Surface and Biological Properties of N Stearoyl Amino Acids” J.Am.Oil.Chem.Soc, 78 (9). Weni, H., (1997), “Laporan Kerja Praktek PT SOCI”, Jurusan Kimia, Program D3 Kimia Analis, FMIPA USU, Medan.
KESIMPULAN DAN SARAN Kesimpulan 1. Senyawa N-stearoil glutamida dapat dihasilkan melalui amidasi stearoil klorida dengan asam glutamat. 81
