PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

PLAGIAT PLAGIAT MERUPAKAN MERUPAKAN TINDAKAN TINDAKAN TIDAK TIDAK TERPUJI TERPUJI

SINTESIS NITRODAVINIL ((E)-4-ASETIL-1-((5-NITROFURAN-2IL)METILEN) SEMIKARBAZIDA) DARI NITROFURAZON DAN ANHIDRIDA ASAM ASETAT

SKRIPSI Diajukan untuk Memenuhi Salah Satu Syarat Memperoleh Gelar Sarjana Farmasi (S. Farm.) Program Studi Ilmu Farmasi

Oleh : David Christiansen NIM : 058114016

FAKULTAS FARMASI UNIVERSITAS SANATA DHARMA YOGYAKARTA 2009


SINTESIS NITRODAVINIL ((E)-4-ASETIL-1-((5-NITROFURAN-2IL)METILEN) SEMIKARBAZIDA) DARI NITROFURAZON DAN ANHIDRIDA ASAM ASETAT

SKRIPSI Diajukan untuk Memenuhi Salah Satu Syarat Memperoleh Gelar Sarjana Farmasi (S. Farm.) Program Studi Ilmu Farmasi

Oleh : David Christiansen NIM : 058114016

FAKULTAS FARMASI UNIVERSITAS SANATA DHARMA YOGYAKARTA 2009 ii


Skripsi SINTESIS NITRODAVINIL ((E)-4-ASETIL-1-((5-NITROFURAN-2IL)METILEN) SEMIKARBAZIDA) DARI NITROFURAZON DAN ANHIDRIDA ASAM ASETAT

Yang diajukan oleh David Christiansen NIM : 058114016

Telah disetujui oleh

Pembimbing

Lucia Wiwid Wijayanti, M. Si. Tanggal iii


Pengesahan Skripsi Berjudul SINTESIS NITRODAVINIL ((E)-4-ASETIL-1-((5-NITROFURAN-2IL)METILEN) SEMIKARBAZIDA) DARI NITROFURAZON DAN ANHIDRIDA ASAM ASETAT Oleh : David Christiansen NIM : 058114016 Dipertahankan di hadapan Panitia Penguji Skripsi Fakultas Farmasi Universitas Sanata Dharma Pada tanggal : 31 Juli 2009

Mengetahui Fakultas Farmasi Universitas Sanata Dharma Dekan

Rita Suhadi, M. Si. Pembimbing : Lucia Wiwid Wijiyanti, M. Si. Tanda tangan

Panitia Penguji : Lucia Wiwid Wijiyanti, M. Si.

…………………….

Dra. M.M. Yetty Tjandrawati, M.Si.

…………………….

Jeffry Julianus, M. Si

.…………………….

iv


“Jika aku dapat meminta agar hidupku mudah dilalui dan sempurna, itu merupakan godaan menggiurkan Namun aku akan terpaksa menolak, karena dengan begitu aku tidak dapat lagi menarik pelajaran dari kehidupan” (Allyson Jones)

Puji syukur kepada Tuhan Yesus Kristus Atas kekuatan dan penyertaan dalam setiap langkahku

Kupersembahkan untuk Papa-mama, adik-adik, serta keluarga besarku Atas semua motivasi, doa, dan cinta kasih yang tak ternilai dalam setiap suka maupun dukaku

Almamaterku Dimana aku menimba ilmu dan pengetahuan

v


vi


PERNYATAAN KEASLIAN KARYA

Saya menyatakan dengan sesungguhnya bahwa skripsi yang saya tulis ini tidak memuat karya atau bagian karya orang lain, kecuali yang telah disebutkan dalam kutipan dan daftar pustaka, sebagaimana karya ilmiah

Yogyakarta, 29 Juli 2009 Penulis,

David Christiansen

vii


INTISARI Senyawa nitrodavinil diharapkan merupakan agen antibakteri nitroheterosiklik yang efektif terhadap bakteri Gram positif dan Gram negatif. Subtituen metilen hidrazin karboksamida pada posisi C2 dan gugus amida menyebabkan aktivitas antibakterinya meningkat dibandingkan dengan nitrofurazon. Tujuan dari penelitian ini adalah untuk mengetahui bahwa dari prosedur penelitian yang dilakukan dihasilkan senyawa nitrodavinil. Analisis hasil dilakukan secara kualitatif dengan organoleptis, penentuan titik lebur, uji kromatografi lapis tipis, dan elusidasi struktur dengan spektroskopi inframerah. Senyawa yang dihasilkan dari penelitian ini berupa serbuk halus berwarna coklat tua dan tidak berbau, memiliki titik lebur 230-233°C, dan memiliki harga Rf yang berbeda dengan Rf nitrofurazon (Rf produk = 0,14; Rf nitrofurazon = 0,55). Hasil elusidasi struktur dengan spektroskopi inframerah menunjukkan bahwa senyawa hasil sintesis memiliki gugus-gugus fungsional yang sama dengan nitrodavinil. Dari hasil analisis tersebut dapat disimpulkan bahwa nitrodavinil dapat disintesis dengan starting material nitrofurazon dan anhidrida asam asetat dalam larutan natrium hidroksida 5%. Kata kunci : nitrodavinil, nitrofurazon, sintesis

viii


ABSTRACT Nitrodavinyl is expected as nitroheterocyclic antibiotic, active against a number of Gram-negative and Gram positive-bacteria. The methylene hydrazine carboxamide group in C2 position of the furan ring and amide increases it’s activity. This research was aimed to know whether the synthesis pathway produces nitrodavinyl. The result was analyzed by qualitative test using organoleptic test, melting point determination, thin layer chromatography separation, and structure elucidation using infrared spectroscopy (IR). The result of this study was dark brown powder and odorless, with melting point 230-233°C and possessing different Rf value from nitrofurazon’s Rf value (Rf product = 0,14; Rf nitrofurazon = 0,55). Structure’s elucidation with IR spectroscopy showed that the product’s functional groups was identically with nitrodavinyl’s. Whole complete results concluded that nitrodavinyl could be synthetized using nitrofurazon and acetic anhydride in solution sodium hydroxide 5%. Keywords : nitrodavinyl, nitrofurazone, synthesis

ix


PRAKATA Puji syukur kepada Tuhan Yang Maha Esa atas berkat dan karunia-Nya penulis dapat menyelesaikan skripsi yang berjudul “Sintesis Nitrodavinil ((E)-4Asetil-1-((5-Nitrofuran-2-il)Metilen)Semikarbazida)

dari

Nitrofurazon

dan

Anhidrida Asam Asetat” sebagai salah satu syarat untuk mencapai gelar sarjana pada Fakultas Farmasi Universitas Sanata Dharma Yogyakarta. Dalam penulisan skripsi ini, penulis mendapatkan bantuan dari banyak pihak, Pada kesempatan ini penulis ingin menyampaikan penghargaan dan ucapan terima kasih kepada : 1. Rita Suhadi, M.Si., Apt., selaku Dekan Fakultas Farmasi Universitas Sanata Dharma Yogyakarta 2. Lucia Wiwid Wijayanti, M. Si. selaku dosen pembimbing atas bimbingan, bantuan, dukungan, masukkan serta kesabarannya, baik selama penelitian maupun penyusunan skripsi ini. 3. Dra. M.M. Yetty Tjandrawati, M.Si. selaku penguji atas segala masukan, kritik, dan sarannya. 4. Jeffry Julianus, M. Si. selaku penguji atas segala masukan, kritik, dan sarannya. 5. Yohanes Dwiatmaka, M. Si. selaku Kepala Laboratorium Farmasi atas bantuannya sehingga penulis dapat bekerja di laboratorium dengan lancar. 6. Mas Parlan, Mas Kunto, dan Mas Bimo atas bantuannya selama peneliti bekerja di laboratorium Kimia Organik, Kimia Analisis, dan Kimia Analisis Instrumen. 7. Fian dan Yoyok rekan seperjuangan dalam penelitian dan penyusunan skripsi ini.

x


8. Nixon, Iwan, Ius, Adit, Mas Sigit, Mas Dimas, Mas Enggar, Mas Ari, Mas Ragil, Mas Akri, Ko Arif dan Mas Wisnu sebagai teman satu kos untuk bantuan dan dukungannya. 9. Lulu dan Nia, yang telah memberikan dukungan, motivasi, dan kebersamaan selama penelitian ini. 10. Boris, dan Probo atas bantuan dan dukungan selama penelitian ini. 11. Teman sepermainan (Henny, Mia, Dewi, Widia, Linna, Ermin, Happy, Adrian, Erlin, Sinta, Inus, Hadian, Imel, Berto, Made, dan Agung) atas dukungan kalian. 12. Eka atas peminjaman printer sehingga membantu penulis dalam menyelesaikan skripsi ini. 13. Pram, Verdi, Prima, Ana, Vica, Vivi, dan Taju (KKN Cepoko) untuk sebuah keluarga baru dan hari-hari menyenangkan selama KKN. 14. Teman-teman angkatan 2006 (Handayani, Vita, Marisa, dan Henny) atas kebersamaannya selama di Laboratorium. 15. Teman-teman yang tergabung dalam UKKA atas kebersamaan, hiburan dan canda tawanya. 16. Teman-teman angkatan 2005 lain yang telah banyak membantu dan memotivasi. 17. Teman-teman Angkatan 2006, 2007, dan 2008 yang telah banyak membantu, memberi dukungan serta motivasi. 18. Mas Dwi, Mas Narto, Pak Mukmin, Mas Tri, Mas Ottok, seluruh staf kebersihan dan karyawan untuk semua bantuan yang diberikan pada penulis. 19. Segenap rekan dan pihak-pihak yang membantu namun tidak dapat disebutkan satu persatu. xi


Akhir kata penulis menyadari bahwa karya penulisan skripsi ini jauh dari sempurna mengingat keterbatasan kemampuan dan pengalaman yang dimiliki. Oleh karena itu, saran dan kritik yang sifatnya membangun sangat diperlukan oleh penulis demi kesempurnaan skripsi ini. Semoga skripsi ini dapat memberikan sumbangsih yang bermanfaat pada perkembangan ilmu pengetahuan.

Yogyakarta 10 Juli 2009

Penulis

xii


DAFTAR ISI HALAMAN JUDUL.................................................................................................... ii HALAMAN PERSETUJUAN PEMBIMBING ......................................................... iii HALAMAN PENGESAHAN..................................................................................... iv HALAMAN PERSEMBAHAN .................................................................................. v PERNYATAAN KEASLIAN KARYA .................................................................... vii INTISARI.................................................................................................................. viii ABSTRACT .................................................................................................................. ix PRAKATA ................................................................................................................... x DAFTAR ISI ............................................................................................................. xiii DAFTAR TABEL ..................................................................................................... xvi DAFTAR GAMBAR ............................................................................................... xvii BAB I PENDAHULUAN ............................................................................................ 1 A. Latar Belakang Masalah ................................................................................. 1 1. Permasalahan ........................................................................................... 3 2. Keaslian Penelitian .................................................................................. 3 3. Manfaat Penelitian ................................................................................... 4 B. Tujuan Penelitian ............................................................................................ 4 BAB II PENELAAHAN PUSTAKA ........................................................................... 5 A. Metode Schotten-Baumann ............................................................................. 5 B. Substitusi Nukleofilik Asil .............................................................................. 6 C. Nitrofurazon .................................................................................................... 9 xiii


D. Kereaktifan Turunan Asam Karboksilat ......................................................... 9 E. Anhidrida Asam Karboksilat ........................................................................ 11 F. Elusidasi Struktur .......................................................................................... 11 Inframerah (IR) ............................................................................................. 12 G. Landasan Teori.............................................................................................. 17 H. Hipotesis ....................................................................................................... 18 BAB III METODE PENELITIAN ............................................................................ 19 A. Jenis dan Rancangan Penelitian .................................................................... 19 B. Definisi Operasional ..................................................................................... 19 C. Alat Dan Bahan Penelitian ............................................................................ 19 1. Alat penelitian ........................................................................................ 19 2. Bahan penelitian .................................................................................... 20 D. Tatacara Penelitian ........................................................................................ 20 1. Sintesis 5-nitro-2-furfural diasetat ......................................................... 20 2. Sintesis nitrofurazon .............................................................................. 21 3. Sintesis Nitrodavinil .............................................................................. 21 4. Uji pendahuluan ..................................................................................... 22 5. Elusidasi struktur. .................................................................................. 22 E. Analisis hasil ................................................................................................. 22 BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN ................................................................... 24 A. Sintesis Nitrodavinil...................................................................................... 24 B. Uji Pendahuluan ............................................................................................ 25 1. Organoleptis ........................................................................................... 25 xiv


2. Uji Titik Lebur ....................................................................................... 26 3. Uji Kromatografi Lapis Tipis ................................................................ 27 C. Elusidasi Struktur .......................................................................................... 30 Spektroskopi inframerah (IR) ....................................................................... 30 D. Perhitungan Rendemen ................................................................................. 33 BAB V KESIMPULAN DAN SARAN ..................................................................... 35 A. Kesimpulan ................................................................................................... 35 B. Saran ............................................................................................................. 35 DAFTAR PUSTAKA ................................................................................................ 36 LAMPIRAN ............................................................................................................... 38 BIOGRAFI PENULIS ............................................................................................... 43

xv


DAFTAR TABEL Tabel I. Korelasi antara gugus fungsi dengan frekuensi ............................................ 16 Tabel II. Perbandingan organoleptis senyawa hasil sintesis dengan nitrofurazon ..... 26 Tabel III. Perbandingan titik lebur senyawa hasil sintesis dengan nitrofurazon........ 27 Tabel IV. Data faktor retensi dan warna hasil pemisahan dengan KLT .................... 29 Tabel V. Perbandingan interpretasi spektrum senyawa hasil sintesis dan nitrofurazon ............................................................................................... 33

xvi


DAFTAR GAMBAR

Gambar 1. Struktur senyawa asam P-aminosalisilat dan Benzamidosalisilat ............. 2 Gambar 2. Mekanisme reaksi substitusi nukleofilik asil antara amina primer dengan asetil klorida .............................................................................................. 5 Gambar 3. Mekanisme reaksi hidrolisis turunan asam karboksilat dalam suasana basa .............................................................................................. 8 Gambar 4. Mekanisme reaksi hidrolisis turunan asam karboksilat dalam suasana asam ............................................................................................. 8 Gambar 5. Urutan kereaktifan turunan asam karboksilat............................................ 9 Gambar 6. Reaksi anhidrida asam............................................................................. 11 Gambar 7. Reaksi hidrolisis anhidrida asam ............................................................. 11 Gambar 8. Penomoran atom nitrogen pada nitrofurazon .......................................... 17 Gambar 9. Mekanisme reaksi substitusi nukleofilik asil antara nitrofurazon dengan anhidrida asam asetat dalam larutan natrium hidroksida 5% .................. 18 Gambar 10. Reaksi sintesis nitrodavinil dari nitrofurazon dan anhidrida asam asetat dalam suasana basa NaOH .................................................................... 25 Gambar 11. Kristal senyawa hasil sintesis ................................................................ 26 Gambar 12. Ikatan hidrogen silika dengan nitrofurazon (a) dan silika dengan senyawa hasil sintesis (b) ...................................................................... 28 Gambar 13. Hasil pemeriksaan dengan KLT ............................................................ 29 Gambar 14. Spektrum inframerah senyawa nitrofurazon ......................................... 30

xvii


Gambar 15. Interaksi hidrogen intramolekul antara atom O dan H pada nitrofurazon ........................................................................................... 31 Gambar 16. Spektrum inframerah senyawa hasil sintesis ......................................... 32 Gambar 17. Pembentukan asam asetat dan natrium asetat ....................................... 34

xviii


BAB I PENDAHULUAN

A. Latar Belakang Masalah Resistensi mikroorganisme terhadap obat-obat antibakteri yang digunakan dapat menggagalkan terapi dengan obat-obat antibakteri tersebut. Banyak penelitian yang menunjukkan semakin banyaknya mikroorganisme yang resisten terhadap obatobat antibakteri seperti sulfonamid (Jawetz, 1996). Maka dengan adanya penemuan obat-obat antibakteri baru yang mempunyai daya kerja yang lebih baik tersebut dapat digunakan untuk mengatasi masalah resistensi ini. Upaya penemuan obat baru ini dapat dilakukan dengan cara mensintesis suatu senyawa obat baru atau dapat dilakukan dengan cara memodifikasi struktur senyawa antibakteri yang sudah ada dan diharapkan memiliki khasiat yang lebih baik dibandingkan dengan senyawa asalnya. Senyawa nitroheterosiklik, misalnya seperti nitrofuran, nitrotiazol, dan nitroimidazol, merupakan agen kemoterapetik yang efektif untuk pengobatan schistosomiasis, amebiasis, dan trichomoniasis pada manusia dan hewan (Grunberg cit. Wang et al., 1975). Obat-obat turunan nitrofuran telah banyak digunakan untuk menangani penyakit yang disebabkan oleh bakteri dan protozoa. Turunan dari 2-nitrofuran telah diketahui mempunyai aktivitas bakteriostatik dan bakteriosida (Lednicer dan Mitscher, 1975). Walaupun mekanisme aksi senyawa golongan 2-nitrofuran ini masih belum diketahui secara pasti, namun diduga bahwa mekanisme aksinya adalah 1

2


penghambatan kerja enzim sintesis DNA karena teroksidasi oleh gugus nitro. Adanya modifikasi struktur 5-nitrofuran pada posisi 2 dapat meningkatkan efektivitas serta aktivitas antibakteri secara luar biasa (Powers, 1975). Nitrofurazon merupakan obat turunan nitrofuran yang memiliki spektrum yang luas baik untuk bakteri gram positif dan gram negatif (Tehrani, Zarghi, dan Fathali, 2003). Dalam penelitian ini akan dilakukan modifikasi struktur nitrofurazon menjadi

senyawa

nitrodavinil

((E)-4-asetil-1-((5-nitrofuran-2-il)metilen)

semikarbazida dengan menggunakan starting material nitrofurazon yang direaksikan dengan anhidrida asam asetat. Substitusi nukleofilik asil terhadap nitrofurazon berarti menambahkan gugus asil ke dalam struktur nitrofurazon. Dengan adanya penambahan gugus asil tersebut diperkirakan dapat meningkatkan aktivitas antibakterinya. Sebagai contoh, menurut (Ebel, 1992) benzamidosalisilat mempunyai kerja tuberkulostatik yang lebih tinggi daripada asam p-aminosalisilat, bahkan kadang-kadang bekerja bakterisid. Modifikasi asam p-aminosalisilat menjadi benzamidosalisilat dilakukan dengan cara menambahkan gugus asil pada atom nitrogen di ujung pada struktur asam paminosalisilat sehingga dapat meningkatkan aktivitas antibakterinya. CO O R

CO O H OH

NH 2

OH

HN O

A SA M P-A M IN O SA LISILA T

BEN ZAM ID O SA LISILA T

Gambar 1. Struktur senyawa asam P-aminosalisilat dan Benzamidosalisilat

3


Berdasarkan nilai C logP-nya, nitrofurazon memiliki C logP sebesar 0,204 sedangkan nilai C logP dari nitrodavinil sebesar 0,728, sehingga aktivitas antibakteri nitrodavinil pun akan lebih baik dari nitrofurazon. Hal ini disebabkan lipofilisitas dari nitrodavinil lebih besar dibandingkan nitrofurazon. Mester, Hikichi, Hansz, dan Blumenfeld, (1990) menyatakan bahwa aktivitas obat turunan 5-nitrofuran meningkat seiring dengan peningkatan lipofilisitasnya. Lipofilisitas ini berkaitan dengan interaksi hidrofobik yang lebih baik terhadap reseptor enzim. Sintesis senyawa nitrodavinil ini memiliki tantangan sendiri oleh karena senyawa nitrodavinil merupakan senyawa baru yang proses sintesisnya belum pernah dilakukan.

1. Permasalahan Dari latar belakang di atas, masalah yang muncul dapat dirumuskan sebagai berikut : Apakah senyawa nitrodavinil dapat disintesis dari starting material nitrofurazon dan anhidrida asam asetat?

2. Keaslian Penelitian Sejauh pengamatan peneliti, penelitian tentang sintesis nitrodavinil belum pernah dilakukan.

4


3. Manfaat Penelitian Penelitian ini dapat bermanfaat sebagai berikut: a. Manfaat metodologis. Penelitian ini diharapkan dapat menjadi salah satu metode alternatif untuk menghasilkan senyawa nitrodavinil. b. Manfaat praktis. Penelitian ini diharapkan dapat memberikan data ilmiah tentang modifikasi struktur nitrofurazon sebagai senyawa antibakteri sehingga didapatkan senyawa nitrodavinil.

B. Tujuan Penelitian Penelitian ini bertujuan untuk membuktikan nitrodavinil dapat disintesis dari nitrofurazon dan anhidrida asam asetat dalam larutan natrium hidroksida 5%.


BAB II PENELAAHAN PUSTAKA

A. Metode Schotten-Baumann Metode Schotten-Baumann merupakan metode sederhana dari asilasi amina menjadi amida secara kuantitatif. Pada cara ini, campuran dari amina, larutan basa (NaOH atau Na2CO3), dan asil halida berlebihan diaduk atau dikocok bersama-sama. Reaksinya sebagai berikut: RNH2 + CH3COCl + NaOH

RNHCOCH3 + NaCl + H2O

Pasangan elektron menyendiri pada atom nitrogen merupakan kunci dalam pembentukan amida melalui asilasi amina. Reaksi ini berlangsung melalui serangan nukleofilik dari amina primer atau sekunder pada gugus karbonil dari asil klorida, yang selanjutnya diikuti oleh pelepasan

dan proton.

Mekanisme reaksinya seperti terlihat pada persamaan reaksi dibawah ini: H

H

CH3

CH3

H

CH3

N

C

-C l R

N

C

H

Cl

O

R

N

C

H

Cl

R

O

O

H

- H

O R

H N

C

CH3

N -a lk ila s e ta m id a

Gambar 2. Mekanisme reaksi substitusi nukleofilik asil antara amina primer dengan asetil klorida

(Carey cit. Pangesti, 2002)

5

6


B. Substitusi Nukleofilik Asil Asam karboksilat dan turunannya memiliki gugus karbonil. Gugus inilah yang berperan dalam kebanyakan reaksi dari senyawa-senyawa tersebut. Dengan adanya gugus ini di dalam suatu molekul dapat menentukan sifat reaktifitas yang khas dari senyawa tersebut. Dalam hal ini ada 2 fungsi gugus karbonil, yaitu: memberikan sisi terhadap penyerangan nukleofil dan menaikkan keasaman atom hidrogen pada atom karbon alpha (Finar cit. Jung, 1973). Elektronegatifan yang lebih besar dari oksigen karbonil dibandingkan karbon karbonil menyebabkan gugus karbonil menjadi polar. Hal ini menyebabkan karbon karbonil mengemban positif parsial dan memudahkannya untuk diserang oleh nukleofil. Bila suatu nukleofil menyerang gugus karbonil dari turunan asam karboksilat, ikatan π karbon-oksigen pecah. Hasil pemecahan ini menghasilkan intermediate tetrahedral. Tetrahedral berasal dari suatu kenyataan bahwa karbon trigonal (sp2) dalam reaktan telah berubah menjadi karbon tetrahedral (sp3) pada keadaan intermediate. Intermediate tetrahendral dibentuk bila suatu nukleofil menyerang karbon karbonil dari suatu turunan asam karboksilat. Basa lemah akan lebih mudah untuk dieliminasi karena merupakan gugus pergi yang lebih baik. Ini disebabkan basa lemah tidak memberikan elektronnya sebaik yang dilakukan oleh basa kuat, dengan demikian ikatan yang dibentuk dengan karbon karbonil akan lebih lemah sehingga mudah dipecahkan. Yang dinamakan reaksi substitusi nukleofil asil karena substituen (gugus pergi) yang terikat pada gugus asil dalam reaktan telah digantikan oleh suatu

7


nukleofil. Dapat dibuat pernyataan sebagai berikut: bahwa suatu turunan asam karboksilat akan menjalani reaksi substitusi nukleofil asil asalkan nukleofil yang menyerang merupakan basa yang lebih kuat dibandingkan substituent yang terikat pada gugus asil dalam reaktan (Bruice, 1998). Asam karboksilat dan turunannya akan bereaksi melalui mekanisme substitusi nukleofilik asil, yaitu substitusi suatu nukleofilik pada gugus karbon asil, yaitu RCO-. Dalam hal ini, gugus –OH, -Cl, -OOCR, -NH2, dan -OR dari asam karboksilat dan turunan asam karboksilat akan disubstitusikan oleh suatu nukleofil. Faktor sterik dan elektrik menyebabkan karbon karbonil (gugus karbonil) lebih mudah diserang nukleofil, selain itu juga ada faktor yang menyebabkan senyawa asil lebih mudah diserang oleh nukleofil karena kemampuan atom oksigen untuk membawa elektron bahkan mengembangkan muatan negatif yang diterima dan keadaan transisi yang relatif tidak terpengaruh perubahannya dari bentuk trigonal (reaktan) ke bentuk intermediate tetrahedral. Substitusi nukleofilik asil berlangsung melalui dua tahap, yaitu dengan pembentukan intermediate tetrahedral dan tergantung kebasaan gugus pergi, tetapi tahap pertama yang lebih penting. Pembentukan intermediate dipengaruhi oleh faktor-faktor seperti adanya gugus penarik elektron, stabilitas muatan negatif yang terjadi, dan terhalanginya oleh kehadiran gugus-gugus besar. Adanya kehadiran asam (H+) akan memprotonasi oksigen karbonil. Protonasi ini akan meningkatkan sifat positif atom karbon karbonil sehingga mempermudah serangan nukleofil terhadapnya (Morisson dan Boyd cit. Jung, 1976).

8


Substitusi nukleofilik asil dapat berlangsung melalui katalis basa. Basanya akan mengubah nukleofil lemah HY menjadi Y- yang lebih kuat, misalnya HCN + basa Æ -CN, atau basanya sendiri (OH-) dapat bertindak sebagai reagen nukleofilik kuat. Di samping itu, asam sanggup mengaktifkan atom karbon karbonil terhadap serangan nukleofil, secara serentak dapat pula mengurangi konsentrasi nukleofil yang berhasil guna, misalnya –CN + HA Æ HCN + A-, RNH2 + HA Æ RNH3+ + A(Sykes, 1986). Maka dapat dimengerti bahwa turunan asam karbosilat akan dihidrolisis lebih cepat dalam suasana alkalis atau asam daripada dalam suasana netral. Pada suasana alkalis terdapat ion hidroksida yang akan bertindak sebagai suatu nukleofil kuat sedangkan dalam suasana asam terdapat ion hidrogen/proton yang akan menyerang oksigen karbonil sehingga membuat molekul tersebut lebih mudah diserang oleh suatu nukleofil yang lemah sekalipun seperti air. Reaksi hidrolisis turunan asam karboksilat dalam suasana alkalis: O

O R

C

R

C

O O H

R

+

C

W

O H

W

O H

W

- O H R C O O

+

H

2

O

Gambar 3. Mekanisme reaksi hidrolisis turunan asam karboksilat dalam suasana basa

Reaksi hidrolisis turunan asam karboksilat dalam suasana asam: OH

O R

OH

O

+H

C

R

C

W W

R

H 20

C W

OH 2

R

C

+ HW + H OH

Gambar 4. Mekanisme reaksi hidrolisis turunan asam karboksilat dalam suasana asam

(Morisson dan Boyd cit. Jung, 1976)

9


C. Nitrofurazon Golongan nitrofuran adalah senyawaan nitrofuraldehid sintetik yang bersifat sangat bakterisidal dalam keadaan in vitro bagi banyak kuman Gram-positif dan Gram-negatif. Sebagian besar nitrofuran tidak dapat dilarutkan dalam air. Beberapa senyawaan (misalnya nitrofuraldehid semikarbazon) efektif sebagai obat antikuman secara lokal dan digunakan dalam pembalutan luka serta hampir tidak mengalami penyerapan (Jawetz dan Adelberg, 1996). Nitrofurazon sangat sulit larut dalam air (1 : 4200), sulit larut dalam alkohol (1: 590), propilen glikol (1 : 350). Larut dalam larutan basa dengan warna oranye tua (anonim, 1989).

D. Kereaktifan Turunan Asam Karboksilat Kereaktifan turunan asam karboksilat tergantung atas kebasaan relatif gugus pergi yang terikat pada gugus asil. Gugus pergi yang merupakan basa lemah adalah turunan asam karboksilat yang lebih reaktif. Kebasaan relatif dari gugus pergi dapat dituliskan sebagai berikut: Cl- < -OOCR < -OR < -OH < -NH2 Dengan mengetahui kebasaan relatif dari gugus perginya, maka dapat diurutkan kereaktifan relatif dari turunan asam karboksilat, yaitu: O R

C

O Cl

asil klorida

>

R

C

O O

C

anhidrida

O R

>

R

C

ester

O OR'

R C OH > > asam karboksilat

kereaktifan meningkat Gambar 5. Urutan kereaktifan turunan asam karboksilat

O R

C

amida

NH2

10


Suatu basa lemah membuat senyawa karbonil kurang stabil sehingga lebih reaktif. Ini disebabkan basa lemah tidak dapat memberikan elektronnya sebaik yang dilakukan oleh basa kuat. Ini dapat dijelaskan dengan melihat struktur resonansi di bawah ini:

R

O

O

C

C Y

R

Y

Suatu turunan asam karboksilat dapat diubah menjadi turunan asam karbokasilat lain yang kurang reaktif. Ini dapat terjadi apabila nukleofil yang akan menyerang karbon karbonil dari turunan asam karboksilat merupakan basa yang lebih kuat dibandingkan gugus pergi yang terikat pada gugus asil dari turunan asam karbokasilat tersebut (Bruice, 1998). Turunan asam karboksilat yang lebih reaktif akan lebih mudah menjalani substitusi nukleofilik asil. Hal ini disebabkan gugus perginya merupakan basa yang lebih lemah dibandingkan turunan asam karboksilat yang kurang reaktif. Dari hasil percobaan diperoleh bahwa asil klorida dan anhidrida karboksilat adalah sangat reaktif terhadap air, ester kurang reaktif, dan amida sangat tidak reaktif. Perbedaan kereaktifan ini sangat besar, sebagai contoh, asetil klorida bereaksi cepat dengan air dan membebaskan banyak panas. Asetat anhidrida bereaksi lambat dengan air pada temperatur kamar (Mudarewan cit. Jung, 2001).

11


E. Anhidrida Asam Karboksilat Seperti halida asam, anhidrida asam lebih reaktif daripada asam karboksilat dan dapat digunakan untuk mensintesis keton, ester atau amida. Anhidrida asam bereaksi dengan nukleofil yang sama seperti yang bereaksi dengan klorida asam; namun laju reaksinya lebih rendah. (sebagai gugus pergi suatu ion karboksilat tidaklah sebagus ion halida). O

RC

O

O O

CR

+

Nu

adisi

RC

O O

O eliminasi

CR

R

CR + RC

Nu

O

Nu

zat antara

Gambar 6. Reaksi anhidrida asam

Anhidrida bereaksi dengan air untuk menghasilkan asam karboksilat. Laju reaksi, seperti laju hidrolisis klorida asam, tergantung pada kelarutan anhidrida dalam air. O

O

RC

OCR s u a tu a n h id rid a

O

C H 3C

+

R C O 2H

H 2O

R 1C O 2H

a s a m -a sa m k a rb o k s ila t

O OCCH3

+

O

+

2 C H 3C O H

H 2O

Gambar 7. Reaksi hidrolisis anhidrida asam

(Fessenden dan Fessenden, 1986b)

F. Elusidasi Struktur Elusidasi struktur suatu molekul organik dapat menggunakan spektroskopi. Dalam hal ini dapat digunakan spektroskopi ultra violet (UV), spektroskopi infra

12


merah (IR), spektroskopi resonansi magnet inti (RMI proton dan karbon), dan spektroskopi massa. Dalam hal ini, spektrum UV menguji susunan sistem kromofor dari suatu zat. Spektrum IR dapat memberikan informasi tentang gugus-gugus fungsional yang penting. Berdasarkan spektrum RMI, dapat diketahui penyusunan atom-atom hidrogen dan akhirnya spektrum massa tidak hanya membantu menentukan berat molekul di samping perhitungan rumus molekul saja, tetapi juga petunjuk bagi gugus-gugus fungsional dan penyelidikan kerangka molekul. Dengan demikian

penggunaan

keempat

metode

spektroskopi

dengan

referensi

menyempurnakan pemantapan struktur molekul (Samhoedi cit. Jung, 2001). Inframerah (IR) Inti-inti atom yang terikat oleh ikatan kovalen mengalami getaran (vibrasi) atau osilasi (oscillation), dengan cara serupa seperti dua bola yang terikat oleh suatu pegas. Bila molekul menyerap radiasi inframerah, energi yang diserap akan menaikan amplitude getaran atom atom yang terikat itu. Jadi molekul ini berada dalam keadaan vibrasi tereksitasi (excited vibration state; energi yang diserap ini akan dibuang dalam bentuk panas bila molekul itu kembali ke keadaan dasar) (Fessenden dan Fessenden, 1986a). Keadaan vibrasi dari ikatan terjadi pada keadaan tetap, atau terkuantitas, tingkat-tingkat energi. Panjang gelombang absorbsi oleh suatu tipe ikatan bergantung pada macam getaran dari ikatan tersebut (Fessenden dan Fessenden, 1986a). Setiap jenis ikatan kimia mempunyai frekuensi vibrasi yang berbeda. Jenis ikatan yang sama juga mempunyai frekuensi yang berbeda bila diikat oleh senyawa yang

13


berlainan. Dengan demikian tidak ada molekul yang berbeda strukturnya yang mempunyai pola serapan inframerah yang sama (Fatah, 1998). Energi dari kebanyakan vibrasi molekuler akan mengacu pada daerah inframerah pada spektrum elektromagnetik. Vibrasi molekuler bisa dideteksi dan diukur pada spektrum inframerah. Posisi dari suatu gelombang serapan pada spektrum dapat diekspresikan dalam mikron (μm) atau yang lebih sering dijumpai dalam bentuk resiprokal dari panjang gelombang (cm-1). Daerah spektrum inframerah berada pada 4000 cm-1 pada akhir frekuensi tinggi dan 625 cm-1 pada akhir frekuensi rendah (Williams dan Fleming cit. Baswara, 2008) Daerah antara 1400-4000 cm-1, bagian kiri spektrum inframerah, merupakan daerah yang khusus berguna untuk identifikasi gugus-gugus fungsional. Daerah ini menunjukkan absorbsi yang disebabkan oleh modus uluran atau rentangan. Daerah di kanan 1400 cm-1 seringkali sangat rumit karena bank modus rentangan maupun modus tekukan mengabsorbsi di situ. Dalam daerah ini biasanya korelasi antara pita dan suatu gugus fungsional spesifik tak dapat ditarik dengan cermat, namun tiap senyawa organik mempunyai serapan yang unik di sini. Oleh karena itu, bagian spektrum ini disebut daerah sidik jari (fingerprint region). Meskipun bagian kiri spektrum nampaknya sama untuk senyawa-senyawa yang mirip, daerah sidikan haruslah pula cocok antara dua spektrum, agar dapat disimpulkan bahwa kedua senyawa itu sama (Fessenden dan Fessenden, 1986). Suatu ikatan dalam sebuah molekul dapat mengalami berbagai macam osilasi; oleh karena itu suatu ikatan tertentu dapat menyerap energi pada lebih dari satu panjang gelombang. Misalnya,suatu ikatan O-H menyerap energi pada kira-kira

14


3330cm-1 (3,0 μm); energi pada panjang gelombang ini dapat menyebabkan kenaikan vibrasi ulur (stretching vibration) ikatan O-H itu. Suatu ikatan O-H itu juga menyerap energi pada kira-kira 1250cm-1 (8,0 μm); energi pada panjang gelombang ini menyebabkan kenaikan vibrasi tekuk (bending vibration) (Fessenden dan Fessenden, 1986a). Disamping vibrasi pokok , frekuensi lain dapat dihasilkan oleh modulasi dari vibrasi pokok. Pita-pita overtone (harmoni) muncul pada kelipatan setengah dari vibrasi pokok, sehingga serapan-serapan kuat masing-masing pada 800cm-1 dan 1750 cm-1 juga akan menimbulakan serapan-serapan lemah masing masing pada 1600 cm-1 dan 3500 cm-1 (Sastrohamidjojo, 1991). Serapan-serapan pada spektra IR dapat memberikan informasi mengenai O

gugus-gugus suatu senyawa. Gugus ester ( R

C

OR'

) dapat memberikan serapan

pada gugus C=O pada 1735 cm-1 dimana gugus yang terkonjugasi dengan atom O dan R’ akan memberikan pergeseran serapan ke arah kiri sedangkan gugus C-O akan memberikan 2 serapan atau lebih, satu lebih kuat dari pada yang lainnya, pada rentang 1300-1000 cm-1. Regangan C-H memberikan serapan sekitar 3000 cm-1. Jika gugus tersebut mempunyai sifat aromatik maka absorpsi CH berada di sebelah kiri 3000 cm-1). Gugus nitro biasanya memberikan serapan yang kuat pada 1600-1500 cm-1 dan 1390-1300 cm-1. Gugus furan yang tersubstitusi pada posisi 2 memberikan serapan 100-1072 yang kurang kuat (middle weak) (Pavia,1995). Molekul yang tersusun dari banyak atom mempunyai sangat banyak frekuensi vibrasi. Setiap ragam vibrasi yang berbeda mungkin dapat memberikan

15


pita serapan yang berbeda. Sejumlah vibrasi yang mempunyai frekuensi sama maka pita-pita serapannya akan saling tumpang tindih (Sastrohamidjojo, 2007). Korelasi antara vibrasi beberapa gugus fungsi dan frekuensi (bilangan gelombang) ditunjukkan pada tabel I.

16


Tabel I. Korelasi antara gugus fungsi dengan frekuensi Jenis vibrasi C-H ulur (stretch) -CH3 (bending) -CH2 (bending) Alkena (stretch) (keluar bidang) Aromatik (stretch) (keluar bidang) Alkuna (stretch) Aldehid C=C Alkena Aromatik C≡C Alkuna C=O Aldehid Keton Asam karboksilat Ester Amida Anhidrida Klorida asam C-O Alkohol, eter, ester asam Karboksilat, anhidrida O-H Alkohol, fenol Bebas Ikatan –H Asam karboksilat

Frekuensi (cm-1) 3000 – 2850 1450 – 1375 1465 3100 – 3000 1000 – 650 3150 – 3050 900 – 690 ± 3300 2900 – 2800 2800 – 2700 1680 – 1600 1600 – 1475 2250 – 2100 1740 – 1720 1725 – 1705 1725 – 1700 1750 – 1730 1670 – 1640 1810 – 1760 1800 1300 – 1000

Intensitas tajam sedang sedang sedang tajam tajam tajam tajam lemah lemah sedang-lemah sedang-lemah tajam tajam tajam tajam tajam tajam tajam tajam tajam

3650 – 3600 3500 – 3200 3400 – 2400

sedang sedang sedang

N-H Amida primer & sekunder dan amina (stretch) 3500 – 3100 (bending) 1640 – 1550 C-H Amina 1350 – 1000 C=N Imina dan oksim 1690 – 1640 C≡N Nitril 2260 – 2240 X=C=Y Allena, keten, isosianat, 2270 – 1450 Isotiosianat 1550 & 1350 NO2 Nitro S=O Sulfon, sulfonilklorida 1375 – 1300 Sulfat, sulfonamida 1200 – 1140 C-X Florida 1400 – 1000 Klorida 800 – 600 Bromida, iodida 667

sedang sedang-tajam sedang-tajam lemah-tajam sedang lemah-tajam tajam tajam tajam tajam tajam

17


G. Landasan Teori Sintesis nitrodavinil berdasarkan reaksi substitusi nukleofilik asil (SNA). Dalam hal ini, yang bertindak sebagai nukleofil adalah nitrofurazon. Kemampuan sebagai nukleofil disebabkan karena nitrofurazon memiliki lone pair electrons pada atom nitrogennya. Lone pair electrons ini dapat menyerang atom karbon karbonil yang bermuatan positif dari gugus asil untuk membentuk ikatan sigma baru. Gugus asil yang digunakan berasal dari anhidrida asam asetat. Anhidrida asam asetat lebih dipilih daripada asetil klorida karena asetil klorida sangat reaktif dibandingkan dengan anhidrida asam asetat selain itu asetil klorida cepat bereaksi dan membebaskan banyak panas sehingga dalam penanganan reaksinya akan lebih sulit. Dalam reaksi sintesis nitrodavinil, yang bertindak sebagai nukleofil adalah atom nitrogen no. 3, dan bukan atom nitrogen no. 2. Hal ini disebabkan karena atom nitrogen no. 3 pada struktur nitrofurazon kurang tersubstitusi dibandingkan dengan atom nitrogen no. 2 sehingga tidak mengalami resonansi. Substitusi pada atom nitrogen no. 2 menyebabkan elektron pada atom nitrogen no. 2 lebih mudah digunakan untuk beresonansi dengan gugus karbonilnya.

O2N

O

H N

H C

N

1

NH2 C O

2

3

Nitofurazon

Gambar 8. Penomoran atom nitrogen pada nitrofurazon

18


Dari struktur nitrofurazon yang mempunyai pasangan elektron bebas pada atom nitrogen no. 3 maka dapat disintesis suatu senyawa baru yaitu nitrodavinil dengan cara mereaksikan nitrofurazon dengan anhidrida asam asetat dalam pelarut natrium hidroksida 5%. Mekanisme reaksi pembentukan nitrodavinil adalah sebagai berikut: O

O O2 N

O

O

C H

N

C N H

O2 N

+

N

O

C N H

NH

O

O

O

N N H

NH

O

-H

+

C

O

O O2 N

C H

N

C N H

O

N H

nitrodavinil

H

CH3COO

O

H

anhidrida asam asetat

O C H

C H

O

NH2

nitrofurazon

O2N

O

O

O

+ Na

CH3COONa

Gambar 9. Mekanisme reaksi substitusi nukleofilik asil antara nitrofurazon dengan anhidrida asam asetat dalam larutan natrium hidroksida 5%

H. Hipotesis Nitrodavinil ((E)-4-asetil-1-((5-nitrofuran-2-il)metilen)semikarbazida dapat disintesis dari nitrofurazon dan anhidrida asam asetat dalam suasana basa yaitu dalam larutan NaOH 5%.


BAB III METODE PENELITIAN

A. Jenis dan Rancangan Penelitian Penelitian ini termasuk jenis penelitian non eksperimental dengan rancangan deskriptif. Jenis penelitian non eksperimental karena tidak dilakukan perlakuan terhadap subyek uji. Rancangan penelitian deskriptif karena hanya memaparkan fenomena yang terjadi.

B. Definisi Operasional 1.

Starting material: merupakan senyawa yang digunakan dalam sintesis yang merupakan senyawa awal, dalam hal penelitian ini adalah nitrofurazon dan anhidrida asam asetat.

2.

Molekul target: merupakan senyawa yang diharapkan terbentuk pada penelitian yaitu nitrodavinil.

C. Alat Dan Bahan Penelitian 1.

Alat penelitian Seperangkat alat gelas yang lazim untuk kegiatan sintesis, penangas es,

penangas mantel, dropple plate, pompa vakum, corong Buchner, labu hisap, pengaduk magnetik, waterbath, pendingin Alihn, neraca analitik, seperangkat alat untuk sistem KLT, seperangkat instrumen untuk analisis dan identifikasi yaitu:

19

20


seperangkat instrument untuk elusidasi yaitu: IR (Prestige-21 Shimadzu), dan pH meter/indikator pH universal (Merck®).

2.

Bahan penelitian Bahan yang digunakan dalam penelitian ini adalah furfural (Merck, GR for

synthesis), asam nitrat (Simac, extra pure), asam sulfat (Merck, p.a.), asam asetat anhidrida (AnalaR, analytical grade), asam p-Toluensulfonat (Merck, for synthesis), semikarbazida HCl (Merck, for synthesis), etanol (Brataco, teknis), natrium hidroksida (Brataco, teknis), kloroform (Brataco, teknis), metanol (Brataco, teknis), eter (Brataco, teknis), dimetil formamida (Merck, p.a.), aseton (Brataco, teknis), kloroform (Merck, p.a.), metanol (Merck, p.a.), aquades (laboratorium Kimia Organik USD, teknis), silika gel G (Merck), dan kertas saring (laboratorium Kimia Organik USD).

D. Tatacara Penelitian 1.

Sintesis 5-nitro-2-furfural diasetat Campuran asam nitrat pekat (4,3 ml) dan asam sulfat pekat (0,3 ml)

ditambahkan bertetes-tetes pada 45 ml asam asetat anhidrida pada suhu -5oC sampai 5oC. Ke dalam larutan ini ditambahkan furfural sebanyak 5,2 ml, dalam kondisi yang sama. Campuran diaduk dalam pendingin es selama 1 jam. Kemudian ditambahkan 40 ml air pada suhu 10o-15oC. Selanjutnya ditambahkan larutan NaOH 25% hingga pH mencapai 3,5-4,5 pada suhu 15°-25°C. Campuran kemudian dipanaskan pada suhu 50°-55°C selama 1 jam. Untuk isolasi produk, campuran didinginkan pada suhu

21


10°-15°C sambil dilakukan pengadukan konstan. Endapan yang terbentuk dicuci dengan air dingin dan direkristalisasi dengan etanol.

2.

Sintesis nitrofurazon Sebanyak 3,91 mmol (0,95 g) 5-nitro-2-furfural diasetat dicampur dengan

etanol-air (7:9) ditambahkan asam p-toluensulfonat 25% sebanyak 2 tetes hingga pH 3-4 kemudian dipanaskan pada 70°C selama 20 menit. Semikarbazida HCl 8,52 mmol (0,62 g) dilarutkan dalam 3 ml aquades, kemudian ditambahkan dan reaksi dilanjutkan selama 40 menit. Endapan hasil sintesis dicuci dengan aquades, kemudian dicuci dengan alkohol panas. Suspensi disaring dengan corong Buchner panas, kemudian endapan yang tersaring dikeringkan. Endapan tersebut dicuci dengan eter hingga eter hasil cuciannya berwarna jernih dan selanjutnya dikeringkan serta ditimbang.

3.

Sintesis Nitrodavinil Sebanyak 0,594 gram (3 mmol) nitrofurazon dimasukkan ke dalam labu alas

bulat, kemudian ditambahkan NaOH 5% hingga tepat larut. Campuran larutan kemudian ditambahkan asetat anhidrida secara berlebih sebanyak 2ml. Setelah itu aduk kuat sampai terbentuk kristal selama 1,5 jam. Dibiarkan sampai reaksi sempurna. Kristal hasil sintesis dalam labu alas bulat disaring dengan corong Buchner. Kristal dicuci dengan aquades hingga netral. Lalu dielusidasi dengan menggunakan spektroskopi IR.

22


4.

Uji pendahuluan

a.

Uji organoleptis. Senyawa hasil sintesis diamati bentuk, warna, bau dan rasa.

b.

Uji Titik Lebur. Sedikit serbuk hasil sintesis diisikan kedalam tabung kapiler kemudian dimasukan pada thermophan. Kristal diamati dan dicatat suhu pada saat pertama hingga semua kristal melebur dengan kenaikan suhu 0,50C tiap menit.

c.

Uji Kromatografi Lapis Tipis. Uji kromatografi lapis tipis dilakukan dengan sistem fase diam silika gel G dan dengan fase gerak kloroform, metanol, ammonia (60:26:4). Senyawa hasil sintesis dan salah satu starting material (nitrofurazon)

sebagai

pembanding

dilarutkan

dengan

pelarut

dimetilformamida kemudian ditotolkan ± 10 μl. Plate silika dielusi dalam chamber hingga 10 cm dari titik penotolan.

5. Elusidasi struktur. Spektroskopi inframerah Sampel sebanyak kurang lebih 0,5-1,0 mg dicampur homogen dengan kurang lebih 100 mg KBr, lalu dikempa dan dibuat tablet kemudian diukur dengan spektrometer inframerah.

E. Analisis hasil 1.

Pemeriksaan kemurnian senyawa hasil sintesis berdasarkan a.

Data organoleptis

23


2.

b.

Data uji titik lebur

c.

Data uji KLT

Identifikasi struktur senyawa hasil sintesis berdasarkan data spektrum inframerah

3.

Perhitungan rendemen. Senyawa hasil reaksi yang sudah murni dihitung dengan persamaan: Rendemen =

100%


BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN

A. Sintesis Nitrodavinil Sintesis nitrodavinil ini dilakukan dengan mereaksikan nitrofurazon sebagai starting material dan anhidrida asam asetat dengan cara asetilasi dalam pelarut natrium hidroksida encer. Reaksi yang terjadi dalam sintesis ini adalah reaksi substitusi nukleofilik asil (SNA). Dalam hal ini, yang bertindak sebagai nukleofil adalah nitrofurazon sedangkan anhidrida asam asetat akan menyumbangkan gugus asilnya. Nitrofurazon dalam reaksi ini berperan sebagai suatu nukleofil disebabkan nitrofurazon mempunyai pasangan elektron bebas pada atom nitrogen ujung yang terikat pada rantai metilen hidrazin karboksamida yang dapat membentuk suatu ikatan sigma baru dengan cara menyumbangkan pasangan elektron bebasnya ke gugus asetil pada struktur anhidrida asam asetat. Anhidrida asam asetat merupakan turunan asam karboksilat golongan halida asam. Ion karboksilat yang terikat pada gugus asetil ini merupakan basa lemah sehingga merupakan leaving group yang baik. Hal

ini

disebabkan

ion

karboksilat

merupakan

molekul

yang

memiliki

keelektronegatifan yang cukup besar sehingga sulit memberikan elektronnya untuk berikatan dengan atom lain (cenderung menarik elektron valensinya), akibatnya ikatan yang dibentuknya lemah sehingga mudah dipecah. Dengan adanya gugusgugus yang reaktif tersebut dapat menyebabkan reaksi substitusi nukleofilik asil antara nitrofurazon dan anhidrida asam asetat berlangsung dengan cepat dan mudah. 24

25


Pada percobaan ini anhidrida asam asetat ditambahkan secara berlebih agar semua nitrofurazon habis bereaksi. Reaksi pembentukan nitrodavinil dapat dituliskan sebagai berikut: H C

O

O2N

H N N

C

NH2

O

+

O

H3C

O

CH3

anhidrida asam asetat

nitrofurazon O NaOH

O

O

O2N

H C

N

O

C N H

C N H

CH3

nitrodavinil Gambar 10. Reaksi sintesis nitrodavinil dari nitrofurazon dan anhidrida asam asetat dalam suasana basa NaOH

Natrium hidroksida yang ditambahkan pada percobaan ini memiliki fungsi untuk

melarutkan

nitrofurazon.

Natrium

hidroksida

dalam

percobaan

ini

ditambahkan sedikit demi sedikit sampai nitrofurazon tepat larut. Hal ini dilakukan untuk mencegah reaksi antara kelebihan natrium hidroksida dengan anhidrida asam asetat yang akan menghasilkan natrium asetat dan asam asetat yang tidak reaktif lagi sehingga rendemen nitrodavinil akan berkurang.

B. Uji Pendahuluan 1.

Organoleptis Uji organoleptis dilakukan untuk mengetahui bentuk, warna, dan bau dari

senyawa hasil sintesis. Perbandingan organoleptis senyawa hasil sintesis dengan organoleptis nitrofurazon dipaparkan pada tabel II.

26


Gambar 11. Kristal senyawa hasil sintesis

Tabel II. Perbandingan organoleptis senyawa hasil sintesis dengan nitrofurazon Organoleptis Bentuk Warna Bau

Senyawa hasil sintesis serbuk halus Coklat tua tidak berbau

Nitrofurazon kristal kuning terang tidak berbau

Berdasarkan hasil pemeriksaan organoleptis di atas, maka dapat disimpulkan bahwa senyawa hasil sintesis sudah berbeda dengan nitrofurazon karena bentuk dan warna senyawa hasil sintesis berbeda dengan nitrofurazon. Dengan demikian, dapat diperkirakan bahwa nitrofurazon telah berubah menjadi nitrodavinil.

2.

Uji Titik Lebur Pemeriksaan titik lebur senyawa hasil sintesis bertujuan untuk mengetahui

kemurniannya. Jarak lebur senyawa hasil sintesis dan nitrofurazon dipaparkan pada tabel III.

27


Tabel III. Perbandingan titik lebur senyawa hasil sintesis dengan nitrofurazon Senyawa Nitrofurazon Hasil sintesis

Titik lebur (oC) 235-240 230-233

Dengan melihat jarak titik lebur senyawa hasil sintesis tersebut, maka dapat dikatakan senyawa ini telah murni karena memiliki jarak titik lebur yang pendek. Selain itu, juga dapat diperkirakan bahwa senyawa hasil sintesis ini sudah berbeda dengan nitrofurazon.

3.

Uji Kromatografi Lapis Tipis Uji kromatografi lapis tipis (KLT) dilakukan untuk mengetahui kemurnian

dari senyawa hasil sintesis dan dibandingkan dengan nitrofurazon. Uji KLT menggunakan fase diam silika gel G dan fase gerak kloroform, metanol, dan ammonia (60:26:4) dengan jarak rambat 10 cm dari penotolan. Silika gel G dipilih sebagai fase diam karena nitrodavinil sudah merupakan senyawa yang berwarna, sehingga tanpa visualisasi dengan UV 254 dan 365 nm pun sudah dapat terlihat. Silika gel G merupakan senyawa yang polar karena mengandung atom oksigen yang polar. Interaksi silika sebagai fase diam dengan nitrofurazon dan senyawa hasil sintesis adalah ikatan hidrogen. Ikatan hidrogen terbentuk karena pada silika terdapat gugus hidroksi dimana atom hidrogen sangat mudah untuk berinteraksi terhadap atom oksigen, atau nitrogen yang mempunyai pasangan elektron bebas. Atom hidrogen ini berinteraksi pada atom oksigen pada nitrofurazon dan senyawa hasil sintesis. Ikatan hidrogen antara silika dengan senyawa hasil sintesis dan furfural ditunjukkan pada gambar 12.

28


O

O

O

O

O

O

O

O

Si O Si O Si O Si

Si O Si O Si O Si O

O

O

O

O

O

O

O

H

H

H

H

H

H

H

H

O

H C N

O

O H C N

O

N

H N

C O

O

O

NH2

N

O

O

C

C

N H

N H

H

H

H

H

H

H

H

H

O

O

O

O

O

O

O

O

Si O Si O Si O Si O

O

(a)

O

O

CH3

Si O Si O Si O Si O

O

O

O

(b)

Gambar 12. Ikatan hidrogen silika dengan nitrofurazon (a) dan silika dengan senyawa hasil sintesis (b)

Afinitas antara fase diam (silika gel G) pada senyawa hasil reaksi lebih besar daripada afinitas fase diam dengan nitrofurazon. Afinitas ini dipengaruhi oleh intensitas ikatan hidrogen senyawa hasil reaksi dengan silika lebih besar dibandingkan dengan ikatan hidrogen antara nitrofurazon dengan silika. Afinitas ini mengakibatkan senyawa hasil reaksi terelusi lebih lambat daripada nitrofurazon. Perbedaan kecepatan terelusi senyawa hasil sintesis dengan nitrofurazon membuat nilai faktor retensi senyawa hasil reaksi lebih kecil daripada nitrofurazon.

29


Gambar 13. Hasil pemeriksaan dengan KLT

Keterangan: A = senyawa hasil sintesis B = nitrofurazon (pembanding) Fase diam = silika gel G Merck® Fase gerak = kloroform : metanol : ammonia = 60 : 26: 4

Tabel IV. Data faktor retensi dan warna hasil pemisahan dengan KLT Kode Bercak A B

Rf 0,14 0,55

Warna Coklat Kuning

Dari hasil kromatogram didapatkan data bercak tunggal pada elusi senyawa hasil sintesis serta bercak A dan B mempunyai warna dan nilai Rf (faktor retensi) yang berbeda. Bercak tunggal merupakan indikasi bahwa senyawa hasil sintesis sudah merupakan zat tunggal. Hasil KLT mengarahkan suatu kesimpulan bahwa senyawa hasil sintesis sudah merupakan senyawa yang berbeda dengan nitrofurazon yang dilihat dari warna dan nilai Rf (faktor retensi).

30


C. Elusidasi Struktur Proses elusidasi struktur yang dilakukan meliputi spektroskopi inframerah (IR). Spektroskopi IR bertujuan mengetahui gugus-gugus fungsional yang terdapat pada senyawa hasil sintesis, sekaligus membandingkannya dengan gugus-gugus fungsional pada starting material. Spektroskopi inframerah (IR) Gugus-gugus fungsional pada senyawa hasil sintesis dapat dianalisis dengan spektroskopi inframerah. Gambar 14 dan 16 menunjukkan hasil elusidasi senyawa hasil sintesis dan senyawa nitrofurazon dengan spektroskopi inframerah. Tabel V memaparkan perbandingan spektrum senyawa hasil sintesis dan senyawa nitrofurazon sebagai starting material.

Gambar 14. Spektrum inframerah senyawa nitrofurazon

31


Keterangan : A = pita vibrasi ulur gugus N-H amida primer yang tumpang tindih dengan interaksi hidrogen gugus O-H sekitar 3502 cm-1 B = pita vibrasi ulur gugus N-H amida sekunder sekitar 3116-2924 cm-1 C = pita vibrasi ulur gugus C=O amida sekitar 1705 cm-1 D = pita vibrasi ulur gugus NO2 sekitar 1566 cm-1 dan 1350 cm-1 E = pita vibrasi ulur gugus C=N sekitar 1419 cm-1 F = pita vibrasi ulur gugus eter siklis sekitar 1195 cm-1 G = pita vibrasi kibasan ke luar bidang gugus N-H sekitar 732 cm-1

Dari data hasil analisis spektrum inframerah senyawa nitrofurazon, didapatkan 7 profil pita representatif yang menginformasikan gugus-gugus fungsional pada senyawa hasil sintesis. Pita A (ungu) sekitar 3502 cm-1 membuktikan adanya serapan dari gugus N-H pada amida primer. Pita vibrasi ini tumpang tindih dengan vibrasi ulur interaksi hidrogen intramolekuler atom O dan H dari nitrofurazon sehingga pita yang tampak menjadi melebar. O2N

O

H C

N N

NH2 C

H O Gambar 15. Interaksi hidrogen intramolekul antara atom O dan H pada nitrofurazon

Adanya pita B (hijau tua) pada 3116-2924 cm-1 membuktikan keberadaan gugus N-H dari amida, yaitu gugus N-H amida sekunder. Profil pita C (merah) yang memiliki intensitas tajam pada 1705 cm-1 merupakan vibrasi ulur gugus C=O. Adanya gugus –NO2 pada senyawa nitrofurazon ditunjukkan dengan serapan pita D (hijau muda) pada bilangan gelombang 1566 cm-1 (asimetris) dan 1350 cm-1 (simetris). Adanya ikatan imina pada senyawa nitrofurazon ditunjukkan pada pita E (ungu) yang memberikan serapan dengan intensitas cukup tajam pada 1419 cm-1. Pita

32


G (biru tua) menunjukkan vibrasi ulur gugus eter dalam suatu sistem siklik. Hal ini membuktikan bahwa terdapat cincin furan pada senyawa nitrofurazon.

Gambar 16. Spektrum inframerah senyawa hasil sintesis Keterangan : A = pita vibrasi ulur gugus N-H amida sekunder yang mengalami interaksi hidrogen dengan gugus O-H sekitar 3465 cm-1 B = pita vibrasi ulur gugus N-H amida sekunder sekitar 3379-3132 cm-1 C = pita vibrasi ulur gugus CH3 sekitar 2954 cm-1 D = pita vibrasi ulur gugus C=O amida sekitar 1705 cm-1 E = pita vibrasi ulur gugus NO2 sekitar 1566 cm-1 dan 1350 cm-1 F = pita vibrasi tekuk gugus CH3 sekitar 1450 cm-1 G = pita vibrasi ulur gugus C=N sekitar 1419 cm-1 H = pita vibrasi ulur gugus eter siklis sekitar 1165 cm-1

Dari hasil elusidasi struktur hasil sintesis dengan spektroskopi inframerah didapatkan 8 profil pita representatif yang menginformasikan gugus-gugus fungsional pada senyawa hasil sintesis. Dari beberapa profil pita tersebut, yaitu pita

33


A, B, D, E, G, dan H menginformasikan gugus fungsional yang terdapat pada senyawa nitrofurazon. Adanya pita C (biru muda) pada 2954 cm-1 membuktikan keberadaan gugus metil (CH3). Adanya gugus metil ini diperkuat dengan adanya vibrasi tekuk CH3 pada profil pita F (oranye) yang memiliki intensitas medium pada 1450 cm-1. Hasil elusidasi struktur senyawa hasil sintesis dengan spektroskopi inframerah menunjukkan bahwa gugus-gugus fungsi tertentu yang terdapat pada senyawa hasil sintesis yaitu metil (CH3) tidak terdapat pada nitrofurazon. Hal ini mengarahkan kesimpulan bahwa senyawa hasil sintesis adalah nitrodavinil. Tabel V. Perbandingan interpretasi spektrum senyawa hasil sintesis dan nitrofurazon Gugus fungsi Senyawa hasil sintesis Nitrofurazon karbonil + + cincin furan + + nitro + + amida + + imina + + metil + Keterangan: (+) = ada ; (-) = tidak ada

D. Perhitungan Rendemen Dari prosedur sintesis yang dilakukan didapatkan rendemen sebesar 14,03%. Rendemen yang kecil ini disebabkan oleh adanya reaksi kelebihan NaOH 5% dengan salah satu starting material yaitu anhidrida asam asetat. Reaksi ini terjadi karena pada proses pelarutan nitrofurazon dengan pelarut natrium hidroksida 5% hingga tepat larut sulit dilakukan. Hal ini terjadi karena adanya perubahan warna menjadi merah pekat saat dilakukan penambahan larutan natrium hidroksida 5%. Warna merah pekat ini menyebabkan titik tepat larutnya sulit diamati secara visual.

34


Adanya kelebihan natrium hidroksida 5% dapat menyebabkan adanya serangan nukleofilik terhadap anhidrida asam asetat oleh natrium hidroksida dan menghasilkan senyawa asam asetat dan natrium asetat yang tidak reaktif lagi sehingga dapat mengurangi rendemen nitrodavinil. O Na

O

O

O

OH -Na

O

O

OH

anhidrida asam asetat O

O O HO

Na

O

O

Asam asetat

natrium asetat

Gambar 17. Pembentukan asam asetat dan natrium asetat


BAB V KESIMPULAN DAN SARAN

A. Kesimpulan Senyawa

nitrodavinil

((E)-4-asetil-1-((5-nitrofuran-2-il)metilen)semi-

karbazida dapat disintesis dari nitrofurazon dan anhidrida asam asetat dalam larutan natrium hidroksida 5%.

B. Saran Perlu dilakukan penelitian mengenai daya bakteriosida terhadap senyawa nitrodavinil.

35

36


DAFTAR PUSTAKA

Anonim, 1989, The Merck Index, 6521, Merck & Co., Inc., Rahwax N., J., USA. Baswara, G.B.R., 2008, Sintesis Nitrofurazon dari Starting Material 5-nitro-2furfural diasetat dan Semikarbazida HCl dengan Katalis Asam pToluensulfonat, Skripsi, 15, Universitas Sanata Dharma, Yogyakarta. Bruice, P. Y., 1998, Organic Chemistry, Second Edition, 675-679, Prentice-Hall, Inc., USA. Ebel, S., 1992, Obat Sintetik, buku ajar & buku pegangan, diterjemahkan oleh Matilda, 492-493, 516, Penerbit Universitas Gadjah Mada, Yogyakarta. Fatah, A. M., 1998, Elusidasi Struktur Dengan Metode Spektroskopi, 3-97, Penerbit Universitas Gajah Mada, Yogyakarta. Fessenden, R. J. Fessenden, J. S., 1986a, Kimia Organik, diterjemahkan oleh Aloysius Handayana Pudjaatmaka, Edisi Ketiga, jilid I, 311-358, Penerbit Airlangga, Jakarta. Fessenden, R. J. Fessenden, J. S., 1986b, Kimia Organik, diterjemahkan oleh Aloysius Handayana Pudjaatmaka, Edisi Ketiga, jilid II, 120, 136, 139-140, 454-462, Penerbit Airlangga, Jakarta. Ismayanti, Y.R., 2008, Konversi Pentosan dalam Tongkol Jagung dengan Teknik Refluk Sederhana : “Aplikasi Pemisahan dengan Ekstraksi Bertahap “, Skripsi, Universitas Sanata Dharma, Yogyakarta. Jawetz, E.J.L., dan Adelberg, E.A., 1996, Mikrobiologi untuk Profesi Kesehatan, Edisi Keenam belas, diterjemahkan oleh Bonang, G., 176-177, Penerbit Buku Kedokteran EGC, Jakarta. Jung, C., 2001, Sintesis Dibenzoil Resorsinol dari Benzoil Klorida dan Resorsinol melalui modifikasi metode Schotten Baumann, Skripsi, 6-7, 9-12, 19-20, Universitas Sanata Dharma, Yogyakarta. Lednicer, D., dan Mitscher, L., 1975, The Organic Chemistry of Drug Synthesis, volume 1, 228, A Willey-Interscience Publication, New York. Mester, B., Hikichi, N., Hansz, M., Blumenfeld, M. P., 1990, Quantitative Structure Activity Relationship of 5-Nitrofuran Derivatives, Friedr. Vieweg and Sohn Verlagsgesellschaft mbH, 194, Uruguay

37


Nurcahyani, W., dan Ritmaleni, 2006, Sintesis 4-fenil-3,4-tetrahidro-indeno [2,1]pirimidin-2-on (LR-1), Majalah Farmasi Indonesia, Vol.XVII, No.3, 149155, Universitas Gadjah Mada, Yogyakarta. Pangesti, C. W., 2002, Sintesis N-Metil Benzamida dari Benzoil Klorida dan Metil Amina dengan Modifikasi Metode Schotten-Baumann, Skripsi, 13-14, Universitas Sanata Dharma, Yogyakarta. Pavia, D.M, Lampman, G.M, dan Kriz, G.S, 1995, Introduction to Organic Laboratory Techniques; A Microscale Approach, 2nd Edition, 543, 601617, 621-629, 869, Saunders College Publishing a Harcourt Brace College Publiser, USA Powers, L., 1975, Chemistry and Antibacterial Activity of Nitrobenzofurans, Journal of Medical Chemistry, Tennese Putro, C.B.P.B., 2008, Sintesis 5-Nitro-2-Furfuraldiasetat Menggunakan Furfural, Asam Nitrat Dan Asam Asetat Anhidrida Dengan Katalis Asam pToluenasulfonat, Skripsi, Universitas Sanata Dharma, Yogyakarta. Sastrohamidjojo, H.,1991, Spektroskopi, Edisi II, 46-161, Liberty, Yogyakarta. Susianti, F.D., 2008, Konversi Pentosan dalam Sekam Padi dengan Teknik Refluk Sederhana : “Aplikasi Pemisahan dengan Ekstraksi Bertahap “, Skripsi, Universitas Sanata Dharma, Yogyakarta. Sykes, P., 1985, A Guide Book to Mechanisms of Organic Chemistry, diterjemahkan oleh Hartono, A. J., Sugihardjo, C. J., Broto, S.K.L., dan Sukartini, Edisi 6, 268-269, Penerbit Gramedia, Jakarta. Tehrani, M., Zarghi, A., dan Fathali, S., 2003, A Modified Method for the Synthesis of Nitrofurazone, Iranian Journal of Pharmaceutcal Research, 67-69, Tehran. Wang, C., Chiu, C., Muraoka, K., Michie, P., dan Bryan, G., 1975, Antibacterial Activity of Nitropyrroles, Nitrotiophenes, and Aminothiophenes In Vitro, http://aac.asm.org, diakses tanggal 6 November 2007.


Lampiran

39


Perhitungan Rendemen

C6H6N4O4 nitrofurazon

NaOH

C4H6O3 anhidrida asam asetat

0,594 g

C8H8N4O5

C2H4 O2

nitrodavinyl

asam asetat

0,408 g

0,101 g

Perhitungan berat teoritis nitrofurazon Mol nitrofurazon

= 0,594 g / 198,14 = 0,003 mol

Berat teoritis nitrodavinil

= 0,003 mol x 240,117 = 0,720 g

Berat senyawa nitrodavinil percobaan Kertas saring

= 0,292 g

Kertas saring + zat

= 0,393 g

Zat

= 0,101 g

Rendemen Nitrodavinil

=

Rendemen Nitrodavinil

=

B B

x 100%

0,101 × 100 % = 14,03 % 0,720

39

40


Spektrum Inframerah Senyawa Nitrofurazon

40

41


Spektrum Inframerah Senyawa Hasil Sintesis

41

42


Data Uji Titik Lebur

42


BIOGRAFI PENULIS Penulis lahir sebagai anak pertama dari dua bersaudara pada tanggal 25 Juli 1987, di Yogyakarta. Lahir dari Ayah bernama Widji Santosa dan Ibu bernama Wiji Utami memiliki adik perempuan bernama Inggrid Chrisanti

Mayningsih

dan

Imelda

Wahyuningsih.

Pendidikan formal yang dialami oleh penulis yaitu TK Pangudi Luhur Yogyakarta (1991-1993), SD Pangudi Luhur Yogyakarta (1993-1999), SLTP Stella Duce 1 Yogyakarta (1999-2002), SMU Pangudi Luhur Yogyakarta (2002-2005), dan Fakultas Farmasi Universitas Sanata Dharma (2005- sekarang). Beberapa pengalaman penulis di bidang akademik antara lain Asisten Praktikum Kimia Organik (semester genap 2006-2007), Kromatografi (semester genap 2007-2008), Presentator Penelitian Program Kreativitas Mahasiswa Nasional 2009 di Universitas Negeri Yogyakarta yang diselenggarakan oleh DIKTI dengan Kategori PKMP (Produk). Penulis juga aktif dalam kepanitiaan di tingkat fakultas menjadi Perkap TITRASI 2006 dan Theater TITRASI 2007.

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

Recommend Documents