PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

PLAGIAT PLAGIAT MERUPAKAN MERUPAKAN TINDAKAN TINDAKAN TIDAK TIDAK TERPUJI TERPUJI

SIN NTESIS ASA AM SINAM MAT DARI ASAM A MAL LONAT DA AN BENZALDE EHID DENG GAN KATA ALIS ETILE ENDIAMIN N

SKRIPSI Diajuk kan untuk M Memenuhi Salah S Satu S Syarat Mempeeroleh Gelarr Sarjana Farmasi F (S. Farm) F Program Studi Ilmu Farmasi

Oleh: EDVA ANSIUS SAR RANI NIM M : 0481140029

FAKUL LTAS FARM MASI UN NIVERSITA AS SANATA A DHARMA A YOGYAKART TA 2008


SIN NTESIS ASA AM SINAM MAT DARI ASAM A MAL LONAT DA AN BENZALDE EHID DENG GAN KATA ALIS ETILE ENDIAMIN N

SKRIPSI Diajuk kan untuk M Memenuhi Salah S Satu S Syarat Mempeeroleh Gelar Sarjana Farmasi F (S.F Farm) Program Studi Ilmu Farmasi

Oleh: EDVA ANSIUS SAR RANI NIM M : 0481140029

FAKUL LTAS FARM MASI UN NIVERSITA AS SANATA A DHARMA A YOGYAKART TA 2008

ii


iii


iv


HALAMAN PERSEMBAHAN

“Sesuatu yang dapat dibayangkan pasti dapat diraih, sesuatu yang bisa diimpikan pasti dapat diwujudkan” (William Arthur Word) “Sukses tidak diukur dari posisi yang dicapai seseorang dalam hidup, tapi dari kesulitan-kesulitan yang berhasil diatasi ketika berusaha meraih sukses” (Booker T Washington)

Kupersembahkan karya ini buat: Bapa dan Mama tercinta, Chen, Oshi, Ones,T.Angela, dan almamaterku.

v


LEMBAR PERNYATAAN PERSETUJUAN PUBLIKASI KARYA ILMIAH UNTUK KEPENTINGAN AKADEMIS Yang bertanda tangan di bawah ini, saya mahasiswa Universitas Sanata Dharma : Nama : Edvansius Sarani NIM : 048 114 029 Demi pengembangan ilmu pengetahuan, saya memberikan kepada Perpustakaan Universitas Sanata Dharma karya ilmiah saya yang berjudul : SINTESIS ASAM SINAMAT DARI BENZALDEHID DAN ASAM MALONAT DENGAN KATALIS ETILENDIAMIN berserta perangkat yang diperlukan. Dengan demikian saya memberikan kepada Perpustakaan Universitas Sanata Dharma hak untuk menyimpan, mengalihkan dalam bentuk media lain, mengelolanya dalam bentuk pangkalan data, mendistribusikan secara terbatas, dan mempublikasikan di internet atau media lain untuk kepentingan akademis tanpa perlu meminta izin dari saya maupun memberikan royalti kepada saya selama tetap mencantumkan nama saya sebagai penulis. Demikian pernyataan ini yang saya buat dengan sebenarnya. Dibuat di Yogyakarta Pada tanggal 14 Februari 2009 Yang menyatakan,

Edvansius Sarani

vi


PRAKATA

Puji syukur kepada Tuhan Yesus Kristus atas berkat, rahmat dan penyertaanNya sehingga penulis dapat menyelesaikan penelitian dan penyusunan skripsi yang berjudul “Sintesis Asam Sinamat dari Benzaldehid dan Asam Malonat dengan Katalis Etilendiamin”. Skripsi ini disusun dalam rangka memenuhi salah satu syarat untuk memperoleh gelar Sarjana Farmasi (S.Farm.) di Fakultas Farmasi Universitas Sanata Dharma Yogyakarta Selama penelitian dan penyusunan skripsi ini, penulis mendapat bantuan dan dukungan berbagai pihak. Pada kesempatan ini penulis mengucapkan terimakasih atas segala bantuan dan dukungan yang telah diberikan kepada : 1. Rita Suhadi, M.Si., Apt., selaku Dekan Fakultas Farmasi Universitas Sanata Dharma. 2. Jeffry Julianus, M.Si., selaku dosen pembimbing atas kesediaannya dalam memberikan arahan, dukungan dan masukan dalam penelitian dan penyusunan skripsi ini. 3. Lucia Wiwid Widjayanti, M.Si., selaku dosen penguji yang telah banyak memberikan masukan kepada penulis. 4. Christine Patramurti, M.Si., Apt., selaku dosen penguji yang telah banyak memberikan masukan kepada penulis. 5. Yohanes Dwiatmaka, M.Si., atas izin yang diberikan kepada penulis dalam penggunaan laboratorium. 6. Dr. Pudjono, S.U., Apt., atas masukan yang diberikan selama berjalannya penelitian. vii


7. Dr. Supardjan A.M., M.S., Apt. atas masukan yang diberikan selama berjalannya penelitian. 8. Mas Parlan, Mas Kunto, Mas Bimo, Mas Wagiran, dan segenap laboran Fakultas Farmasi yang telah membantu dan memberi kepercayaan selama bekerja di laboratorium. 9. Staf Laboratorium Kimia Organik Fakultas MIPA Universitas Gadjah Mada Yogyakarta. 10. Leo, Bob, Elvan, terima kasih atas persahabatan, kerjasama, bantuan, dukungan, dan semangat selama kuliah dan berjalannya skripsi. 11. Coco, Fadhjhar, Yusak, terimakasih atas bantuan, kerjasama, suka dan duka selama perjuangan berat di laboratorium. 12. Boris, Robby, Probo, Adit, dan mas Budiarto, terimakasih atas bantuan, kerjasama, suka dan duka selama perjuangan berat di laboratorium. 13. Semua pihak yang tidak dapat disebutkan satu persatu, yang turut membantu dalam penyusunan skripsi ini. Penulis menyadari bahwa masih banyak kekurangan yang terdapat dalam penyusunan skripsi ini. Oleh karena itu, penulis mengharapkan kritik dan saran yang membangun. Semoga skripsi ini dapat memberikan manfaat bagi semua pihak dan mendukung perkembangan ilmu pengetahuan.

Penulis

viii


PERNYATAAN KEASLIAN KARYA Penulis menyatakan dengan sesungguhnya bahwa skripsi yang penulis tulis ini tidak memuat karya atau bagian karya orang lain, kecuali yang telah disebutkan dalam kutipan dan daftar pustaka, sebagaimana layaknya karya ilmiah.

Yogyakarta, 21 Oktober 2008 Penulis

Edvansius Sarani

ix


INTISARI Asam sinamat diketahui mempunyai aktivitas sebagai pengawet dan pewangi serta penghambat pertumbuhan sel caco-2 yang menyebabkan tumor. Adanya aktivitas yang dimiliki oleh asam sinamat sehingga asam sinamat merupakan senyawa yang penting untuk disintesis. Tujuan penelitian ini adalah untuk mensintesis asam sinamat menggunakan asam malonat dan benzaldehid dengan katalis etilendiamin dan mengetahui jumlah rendemen yang dihasilkan. Penelitian ini merupakan penelitian non eksperimental yang dilakukan dengan mereaksikan benzaldehid 30 mmol dan asam malonat 30 mmol menggunakan katalis etilendiamin selama 2,5 jam pada suhu 80º C. Analisis secara kualitatif meliputi uji organoleptis, uji kelarutan, pemeriksaan titik lebur, kromatografi gas, elusidasi struktur senyawa hasil sintesis dengan spektrofotometri ultraviolet, spektrofotometri inframerah (IR), spektrometri resonansi magnetik inti proton (1H-NMR) dan spektrometri massa. Sedangkan analisis hasil penelitian secara kuantitatif dilakukan dengan perhitungan rendemen. Sintesis asam sinamat menghasilkan rendemen sebesar 50,4%. Senyawa hasil sintesis berupa serbuk kristal halus berwarna putih dan berbau khas. Larut dalam etanol, metanol, kloroform, dimetil sulfoksida, air panas dan aseton; sangat sukar larut dalam air dingin. Titik lebur senyawa hasil sintesis 130-131º C. Kromatografi gas menunjukkan satu puncak dengan waktu retensi 13,27 menit. Elusidasi struktur dengan spektrofotometri ultraviolet, spektrofotometri inframerah, spektrometri 1H-NMR, dan spektrometri massa menunjukkan bahwa senyawa hasil sintesis adalah asam sinamat. Kata kunci: Sintesis, asam sinamat, rendemen

x


ABSTRACT Cinnamic acid has known to have activity as preservative, flavor and inhibited growth of Caco-2 cell in tumor deseases. With that activity, cinnamic acid is very important to be sythetized. The purpose of this research is to synthesis cinnamic acid from malonic acid with ethylenediamine as catalyst and to know the rendement of synthetic product. The research could be classified as the non experimental research with succeded of synthesizing of cinnamic acid as the parameter. The research was done by reacting benzaldehyde 30 mmol and malonic acid 30 mmol with ethylenediamine as catalyst. The qualitative analysis was done by organoleptic test, solubility test, melting point estimation, gas chromatography, elucidation of synthesized compound with ultraviolet (UV) spectrophotometry, infrared (IR) spectrophotometry, proton nuclear magnetic (H1NMR) spectrophotometry and mass spectometry. The quantitative analysis was done by estimating the yield of synthesized compound. The rendement of cinnamic acid synthetic was 50,4% with white small crystal and specified odor. The synthetic product was soluble in ethanol, methanol, chloroform, dimethyl sulfoxide, hot water and acetone; very slightly soluble in cold water. The melting point of synthesized compound was between 130-131 ºC. The gas chromatography showed that the synthesized compound has one peak with retention time was 13,27 minute. Structure elucidation by 1 ultraviolet spectrophotometry, infrared spectrophotometry, H-NMR spectrometry, and mass spectrometry showed that synthetic product was cinnamic acid. Key words : synthesis, cinnamic acid, rendement

xi


DAFTAR ISI

HALAMAN JUDUL........................................................................................... ii PERSETUJUAN PEMBIMBING....................................................................... iii HALAMAN PENGESAHAN............................................................................. iv HALAMAN PERSEMBAHAN ......................................................................... v HALAMAN PERNYATAAN PUBLIKASI ...................................................... vi PRAKATA .......................................................................................................... vii PERNYATAAN KEASLIAN KARYA ............................................................. ix INTISARI............................................................................................................ x ABSTRACT ........................................................................................................ xi DAFTAR ISI ....................................................................................................... xii DAFTAR TABEL ............................................................................................... xvi DAFTAR GAMBAR .......................................................................................... xvii DAFTAR LAMPIRAN ....................................................................................... xix BAB I. PENGANTAR ........................................................................................ 1 A. Latar Belakang ........................................................................................ 1 1. Permasalahan .................................................................................... 2 2. Keaslian penelitian ............................................................................ 2 3. Manfaat penelitian ............................................................................. 3 B. Tujuan penelitian..................................................................................... 3 BAB II. PENELAAHAN PUSTAKA................................................................. 4 A. Asam Sinamat ......................................................................................... 4 B. Asam Malonat dan Sifatnya .................................................................... 5 xii


C. Benzaldehid dan Kerektifannya .............................................................. 6 D. Etilendiamin dan Kebasaannya ............................................................... 7 E. Kondensasi Knoevenagel ........................................................................ 8 F. Rekristalisasi ........................................................................................... 10 G. Uji Pendahuluan ...................................................................................... 11 1. Pemeriksaan organoleptis ................................................................. 11 2. Pemeriksaan kelarutan ...................................................................... 11 3. Pemeriksaan titik lebur...................................................................... 12 4. Kromatografi gas............................................................................... 13 H. Elusidasi Struktur Senyawa Hasil Sintesis.............................................. 13 1. Spektroskopi ultraviolet .................................................................... 13 2. Spektroskopi inframerah ................................................................... 14 3. Spektroskopi resonansi magnetik inti (1H-NMR) ............................. 14 4. Spektrometri massa ........................................................................... 17 I. Landasan Teori ........................................................................................ 20 J. Hipotesis.................................................................................................. 21 BAB III. METODE PENELITIAN .................................................................... 22 A. Jenis dan Rancangan Penelitian .............................................................. 22 B. Parameter Penelitian dan Definisi Operasional....................................... 22 1. Starting material ............................................................................... 22 2. Molekul target ................................................................................... 22 3. Katalis ............................................................................................... 22 4. Rendemen senyawa hasil sintesis ..................................................... 22

xiii


C. Bahan / Materi Penelitian ........................................................................ 23 D. Alat .......................................................................................................... 23 E. Tata Cara Penelitian ................................................................................ 24 1. Sintesis asam sinamat ........................................................................ 24 2. Rekristalisasi senyawa hasil sintesis ................................................. 24 3. Uji pendahuluan ................................................................................ 24 a. Uji organoleptis ........................................................................... 24 b. Uji kelarutan ................................................................................ 24 c. Titik lebur .................................................................................... 25 d. Kromatografi gas......................................................................... 25 4. Elusidasi struktur senyawa hasil sintesis .......................................... 25 a. Spektrofotometri ultraviolet ........................................................ 25 b. Spektroskopi inframerah ............................................................. 26 c. Spektroskopi resonansi magnetik inti (1H-NMR) ....................... 26 d. Spektrometri massa ..................................................................... 26 F. Tata cara analisis hasil ............................................................................ 27 1. Perhitungan rendemen ....................................................................... 27 2. Analisis pendahuluan ........................................................................ 27 3. Elusidasi struktur............................................................................... 27 BAB IV. HASIL DAN PEMBAHASAN ........................................................... 28 A. Sintesis Asam Sinamat ............................................................................ 28 B. Rekristalisasi Senyawa Hasil Sintesis ..................................................... 31 C. Uji Pendahuluan ...................................................................................... 31

xiv


1. Uji organoleptis ................................................................................. 31 2. Uji kelarutan senyawa hasil sintesis.................................................. 32 3. Uji titik lebur ..................................................................................... 33 4. Uji kemunian dengan kromatografi gas ............................................ 34 D. Elusidasi Struktur Senyawa Hasil Sintesis.............................................. 34 1. Interpretasi spektra ultraviolet........................................................... 34 2. Interpretasi spektra inframerah ......................................................... 36 3. Interpretasi spektra 1H-NMR ............................................................ 41 4. Interpretasi spektra massa ................................................................. 44 BAB V. KESIMPULAN DAN SARAN............................................................. 48 A. Kesimpulan ............................................................................................. 48 B. Saran........................................................................................................ 48 DAFTAR PUSTAKA ......................................................................................... 49 LAMPIRAN ........................................................................................................ 52

xv


DAFTAR TABEL

Tabel I.

Urutan kebasaan senyawa amina ..................................................... 8

Tabel II.

Istilah kelarutan zat menurut Farmakope Indonesia IV ................... 12

Tabel III.

Hasil uji organoleptis senyawa hasil sintesis dibandingkan dengan starting material dan asam sinamat standar ........................ 31

Tabel IV.

Hasil uji kelarutan senyawa hasil sintesis dibandingkan dengan litertur ............................................................................................... 32

Tabel V.

Perbandingan pita vibrasi gugus senyawa hasil sintesis dengan literatur ............................................................................................. 37

Tabel VI.

Perbandingan pita vibrasi gugus benzaldehid dengan literatur ........ 39

Tabel VII.

Perbandingan pita vibrasi gugus asam malonat dengan literatur ..... 40

Tabel VIII

Interpretasi spektra inframerah senyawa hasil sintesis dengan asam malonat dan benzaldehid ................................................................. 41

Tabel IX.

Analisis spektra 1H-NMR senyawa hasil sintesis ............................ 42

xvi


DAFTAR GAMBAR Gambar 1. Struktur asam sinamat ......................................................................... 5 Gambar 2. Bentuk isomer trans dan cis pada asam sinamat ................................. 5 Gambar 3. Struktur asam malonat ......................................................................... 6 Gambar 4. Deaktivasi gugus karboksilat .............................................................. 6 Gambar 5. Struktur benzaldehid ........................................................................... 6 Gambar 6. Resonansi pada benzaldehid................................................................ 7 Gambar 7. Struktur etilendiamin ........................................................................... 7 Gambar 8. Reaksi kondensasi Knoevenagel antara benzaldehid dan asam malonat....................................................................................... 8 Gambar 9. Proses dekarboksilasi pada senyawa dengan gugus karbonil β-karboksilat ......................................................................... 9 Gambar 10. Dekarboksilasi pada asam malonat dan tautomerasi keto-enol......... 10 Gambar 11. Reaksi umum pembentukan asam sinamat........................................ 20 Gambar 12. Reaksi pembentukan garam malonat................................................. 28 Gambar 13. Reaksi pembentukan ion enolat ........................................................ 29 Gambar 14. Reaksi adisi ion enolat pada karbon karbonil.................................... 29 Gambar 15. Reaksi dehidrasi dan dekarboksilasi ................................................. 30 Gambar 16. Reaksi etilendiamin dengan asam klorida ......................................... 31 Gambar 16. Senyawa hasil sintesis ....................................................................... 32 Gambar 17. Kromatogram senyawa hasil sintesis ................................................ 34 Gambar 18.Gugus kromofor dan auksokrom pada asam sinamat......................... 35 Gambar 19. Spektra ultraviolet senyawa hasil sintesis ......................................... 36 xvii


Gambar 20. Spektra IR senyawa hasil sintesis ..................................................... 37 Gambar 21. Spektra inframerah benzaldehid ........................................................ 39 Gambar 22. Spektra inframerah asam malonat ..................................................... 40 Gambar 23. Spektra 1H-NMR senyawa hasil sintesis .......................................... 42 Gambar 24. Spektra massa senyawa hasil sintesis ................................................ 45 Gambar 25. Fragmentasi senyawa hasil sintesis ................................................... 46

xviii


DAFTAR LAMPIRAN

Lampiran 1. Data perhitungan rendemen ............................................................. 52 Lampiran 2.Perhitungan pergeseran kimia dari senyawa hasil sintesis pada spektroskopi H1NMR.......................................................................55 Lampiran 3. Hasil pengujian titik lebur ................................................................ 56 Lampiran 4. Spektra inframerah asam malonat sebagai pembanding................... 57 Lampiran 5. Spektra infrmerah benzaldehid sebagai pembanding ....................... 58 Lampiran 6. Spektra inframerah senyawa hasil sintesis ....................................... 59 Lampiran 7. Spektra H1NMR senyawa hasil sintesis............................................ 60 Lampiran 8. Kondisi kromatografi gas ................................................................. 61 Lampiran 9. Kromatogram GC senyawa hasil sintesis ......................................... 62 Lampiran 10. Spektra massa senyawa hasil sintesis ............................................. 63

xix


BAB I PENGANTAR

A. Latar belakang Asam sinamat merupakan salah satu senyawa aktif produk alam yang digunakan sebagai pengawet, pewangi dalam makanan, kosmetik, sabun, dan produk-produk farmasi lainnya (Anwar et al., 1994). Selain itu, asam sinamat dapat menghambat profilerasi dari sel caco-2 yang menyebabkan tumor (Ekmekcioglu et al., 1998). Melihat

banyaknya

fungsi

asam

sinamat,

hal

ini

memacu

dikembangkannya produksi asam sinamat. Asam sinamat dapat diperoleh dengan mengisolasinya dari kulit kayu manis (Cinnamomum burmani). Pada penelitian yang dilakukan oleh Kanghear et al (2005), jumlah rendemen asam sinamat yang dihasilkan hanya sedikit, yaitu sekitar 2,2%. Oleh karena itu, untuk mendapatkan asam sinamat dapat dilakukan dengan cara sintesis. Salah satunya adalah sintesis asam sinamat menggunakan katalis amonia yang menghasilkan rendemen 85% (Fessenden and Fessenden, 1986b). Sintesis asam sinamat dapat dilakukan melalui reaksi Knoevenagel dan reaksi Perkin. Reaksi Knoevenagel lebih sering digunakan karena jumlah senyawa yang diperoleh lebih banyak dibandingkan dengan reaksi Perkin. Reaksi Knoevenagel merupakan reaksi kondensasi antara suatu aldehid dan senyawa yang mempunyai hidrogen α dengan dua gugus karbonil dengan menggunakan

1


2

katalis basa organik yang memiliki gugus amina (Fessenden and Fessenden, 1986b). Etilendiamin (pKb = 4.07) tergolong suatu amina primer dan memiliki sifat basa lebih kuat dibandingkan amonia (pKb = 4.74). Menurut McMurry (2004), semakin kuat basa yang digunakan maka atom

hidrogen α semakin

mudah membentuk ion enolat. Dengan demikian, pembentukan asam sinamat diharapkan semakin cepat dan rendemen yang dihasilkan lebih banyak. Oleh karena itu perlu diteliti penggunaan etilendiamin sebagai katalis dalam sintesis senyawa asam sinamat. 1. Permasalahan Dari latar belakang, maka dapat dirumuskan permasalahannya yaitu berapa jumlah rendemen yang dihasilkan dari sintesis asam sinamat dari sam malonat dan benzaldehid dengan katalis etilendiamin? 2. Keaslian penelitian Senyawa turunan asam sinamat yang telah disintesis adalah asam trans 4hidroksi sinamat dengan katalis amonia oleh Andreas Bob (2008), asam 4hidroksi sinamat dengan katalis piridin oleh Andrian Erwinto (2008), asam 4hidroksi-3-metoksi sinamat dengan katalis piridin oleh Fajar Agung (2008), asam sinamat menggunakan katalis dietilamin oleh Elvan Luckyvano (2008), tetapi sintesis asam sinamat dari asam malonat dan benzaldehid dengan katalis etilendiamin, sejauh pengamatan penulis belum pernah dilakukan.


3

3. Manfaat penelitian a. Manfaat teoritis Penelitian ini diharapkan dapat memberikan sumbangan ilmiah terhadap perkembangan sintesis obat, khususnya sintesis asam sinamat. b. Manfaat praktis Penelitian ini dapat memberikan manfaat berupa katalis alternatif untuk sintesis asam sinamat.

B. Tujuan Penelitian Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui jumlah rendemen yang dihasilkan oleh sintesis asam sinamat dari asam malonat dan benzaldehid dengan katalis etilendiamin.


BAB II PENELAAHAN PUSTAKA

A. Asam Sinamat Asam sinamat merupakan senyawa yang berasal dari isolasi kulit kayu manis (Cinnamomum burmanni) dan termasuk dalam famili Lauraceae. Kulit kayu manis berguna sebagai pewangi atau menimbulkan citarasa dalam makanan, kosmetik, sabun, dan produk-produk industri farmasi lainnya. Minyak kayu manis memiliki efek antiseptik terhadap mikroorganisme. Kandungan utama minyak kayu manis adalah sinamaldehid yang jika teroksidasi akan menghasilkan asam sinamat. Ester asam sinamat seperti etil dan metil sinamat banyak digunakan dalam industri minuman dan parfum karena memiliki bau yang harum. Dalam industri farmasi, ester sinamat digunakan untuk obat anestetik lokal dan luka bakar (Anwar et al., 1994). Asam sinamat dikenal pula dengan nama asam 3-fenil-2-propenoat, asam β-fenilakrilat. Asam sinamat memiliki bobot molekul 148,16 g/mol dengan rumus molekul C9H8O2; memiliki titik lebur 133°C dan titik didih 300°C; memiliki panjang gelombang serapan maksimum pada daerah ultraviolet (dalam pelarut etanol) sebesar 273 nm; sangat sukar larut dalam air dingin; larut dalam air panas; mudah larut dalam alkohol, etanol, dan kloroform.

4


5

O

OH

Gambar 1. Struktur asam sinamat (Anonim, 2001).

Asam sinamat memiliki 2 bentuk isomer, yaitu asam cis-sinamat dan asam trans-sinamat. Kedua bentuk isomer ini memiliki titik lebur yang berbeda. Asam trans-sinamat memiliki titik lebur 133°C, sedangkan asam cis-sinamat memiliki titik lebur 68°C. O

OH

HO

asam trans-sinamat

O

asam cis-sinamat

Gambar 2. Bentuk isomer trans dan cis pada asam sinamat (Anwar et al., 1994).

B. Asam malonat dan sifatnya Asam malonat termasuk golongan asam karboksilat karena memiliki dua gugus karboksil. Nama lain dari asam malonat adalah asam propanadioat, asam metanadikarboksilat. Asam malonat memiliki bobot molekul 104,06 g/mol dengan rumus molekul C3H4O4. Senyawa ini berupa kristal putih dengan titik lebur sebesar 135°C, sangat mudah larut dalam air, alkohol, metanol, propil alkohol, mudah larut dalam piridin dan larut dalam eter.


O

6

O

HO OH Gambar 3. Struktur asam malonat (Anonim, 2001).

Reaksi antara suatu asam karboksilat dengan amina akan menghasilkan suatu garam amina. Garam amina lazim diberi nama sebagai garam amonium tersubtitusi atau sebagai kompleks amina asam (Fessenden and Fessenden, 1986b). Reaksi asam karboksilat dengan suatu amina tidak akan membentuk amida karena amina merupakan suatu basa yang mengubah keasaman gugus karboksilat menjadi bentuk anion karboksilat yang tidak reaktif O

O NH 3

R

OH

R

O

NH4

Gambar 4. Deaktivasi gugus karboksilat (McMurry, 2004).

C. Benzaldehid dan kereaktifannya Benzaldehid termasuk golongan aldehid aromatik yang memiliki bobot molekul 106,12 g/mol dengan rumus molekul C7H6O. Senyawa ini berupa cairan berwarna kuning dan memiliki karakteristik bau minyak almond. Titik lebur dan titik didih senyawa ini adalah -56,5°C dan 179°C. Sukar larut dalam air namun dapat bercampur dengan alkohol, eter, dan minyak. O

H

Gambar 5. Struktur benzaldehid (Anonim, 2001).


7

Sedikit berbeda dengan aldehid alifatik, aldehid aromatik kurang reaktif sebagai elektrofil. Hal ini disebabkan karena adanya donor elektron dari resonansi cincin benzen pada gugus karbonil. O

O H

O H

O H

H

Gambar 6. Resonansi pada benzaldehid (Mc Murry, 2004).

D. Etilendiamin dan kebasaannya Etlendiamin termasuk golongan amina primer, bersifat basa yang memiliki pKb 3.92 dan memiliki bobot molekul 60.10 g/mol, dengan rumus molekul H2NCH2CH2NH2, memiliki titik lebur 8,8°C dan titik didih 116-117°C. H2 N NH 2 Gambar 7. Struktur etilendiamin

Etilendiamin memiliki atom nitrogen dengan sepasang elektron bebas, hal ini menjadikan etilendiamin bersifat basa atau nukleofil. Berkurangnya nilai pKb menyatakan bertambahnya kuat basa (Fessenden and Fessenden, 1986b). Berikut urutan kebasaan beberapa turunan amina berdasarkan nilai pKb-nya:


8

Tabel I. Urutan kebasaan senyawa amina (Brown and Poon, 2005)

Nama

Nilai pKb

Amonia

4,74

Amina primer Metilamin Etilamin Etilendiamin Amina sekunder Dimetilamin Dietilamin Amina tersier Trimetilamin Trietilamin

3,36 3,19 4.07 3,27 3,02 4,19 3,25

Amin Aromatik Anilin 4-metilanilin 4-kloroanilin Amin Aromatik Heterosiklik Piridin Imidazol

9,37 8,92 9,85 8,75 7,05

E. Kondensasi Knoevenagel Kondensasi Knoevenagel adalah reaksi antara suatu aldehida dengan suatu senyawa yang mempunyai hidrogen α terhadap dua gugus pengaktif (gugus penarik elektron, seperti C = O atau C = N) menggunakan suatu amina sebagai katalis. Pada kondisi ini asam malonat dapat digunakan sebagai pereaksi. O

O O

H

NH3

O

+

Kalor HO

benzaldehid

OH +

OH

asam malonat

H2O + CO2

asam sinamat

Gambar 8. Reaksi kondensasi Knoevenagel antara benzaldehid dan asam malonat (Fessenden and Fessenden, 1986b).


9

Sintesis senyawa asam sinamat dan turunannya dapat dilakukan melalui reaksi Perkin dan Knoevenagel. Sintesis senyawa asam sinamat menurut reaksi Perkin menghasilkan prosentase rendemen yang lebih kecil dibandingkan reaksi Knoevenagel (Ekowati cit Norman and Coxon, Iwantono, 2003). Aplikasi reaksi Knoevenagel ini yaitu pada kondensasi suatu keton atau aldehid dengan senyawa-senyawa yang mudah terenolisasi dan terdiri dari 2 gugus pengaktif. Ester malonat dan ester sianoasetat merupakan contoh dari senyawa yang memiliki 2 gugus pengaktif ini. Basa lemah seperti amina dapat memberikan konsentrasi ion enolat yang cukup tinggi untuk reaksi sehingga selfcondensation dari komponen karbonil dapat diminimalkan. (Carey and Sundberg, 1977). Senyawa

intermediet

yang

telah

diadisi

mudah

mengalami

dekarboksilasi. Pada umumnya, dekarboksilasi dan eliminasi terjadi secara bersamaan (Carey and Sundberg, 1977). Dekarboksilasi ialah hilangnya CO2 dari gugus karboksil. Pada umumnya asam karboksilat membutuhkan pemanasan yang tinggi untuk mengalami dekarboksilasi ini. Akan tetapi terdapat pengecualian pada asam karboksilat yang memiliki gugus karbonil pada posisi β dari gugus karboksilatnya, seperti asam 3-oksobutanoat. Pada senyawa tersebut, hanya dengan pemanasan secukupnya dapat menyebabkan terjadinya dekarboksilasi. O

O

O

panas

β

α

CO2

OH

asam 3-oksobutanoat

aseton

Gambar 9. Proses dekarboksilasi pada senyawa dengan gugus karbonil β-karboksilat (Brown and Poon, 2005).


10

Dekarboksilasi terjadi karena adanya penataulangan enam elektron dari bentuk transisi cincin siklik sehingga menghasilkan karbondioksida dan suatu enol. Bentuk enol sebagai hasil dekarboksilasi ini selanjutnya akan mengalami tautomerisasi keto-enol. H O C HO

H

O C C H2

O

HO

O

O

C

C

O

tautomerasi

CO2

O

OH

CH2

asam malonat

asam asetat

Gambar 10. Dekarboksilasi pada asam malonat dan tautomerasi keto-enol (Brown and Poon, 2005).

F. Rekristalisasi Rekristalisasi merupakan metode pemurnian suatu zat padat dengan cara melarutkan zat padat tersebut dengan pemanasan pada pelarut yang sesuai dan kemudian mendinginkan larutan tersebut. Dengan memanaskan larutan, kelarutan zat akan ditingkatkan. Saat larutan dingin, kelarutan akan berkurang secara cepat dan senyawa mulai mengendap (Bresnick, 1996). Dengan demikian rekristalisasi adalah suatu cara memurnikan zat padat dengan jalan mengkristalkan kembali dari cairan pelarut atau campuran cairan pelarut yang sesuai (Reksohadiprojo, 1975). Agar rekristalisasi dapat berjalan dengan baik, pengotor harus dapat larut dalam pelarut untuk rekristalisasi atau mempunyai kelarutan lebih besar daripada senyawa yang diinginkan. Jika hal ini tidak terpenuhi, kotoran akan ikut mengkristal bersama senyawa yang diinginkan (Bresnick, 1996).


11

G. Uji Pendahuluan Uji pendahuluan dilakukan untuk mengetahui karakteristik dari senyawa hasil reaksi, biasanya meliputi pemeriksaan organoleptis, pemeriksaan kelarutan, pemeriksaan titik lebur, dan kromatografi gas. 1. Pemeriksaan organoleptis Pemeriksaan organoleptis memuat paparan mengenai sifat zat yang meliputi wujud, rupa, warna, rasa, bau. Dengan pemeriksaan organoleptis dapat diketahui ciri fisik dari senyawa baru. Sehingga pemeriksaan organoleptis dapat dijadikan sebagai pentunjuk awal dalam pemeriksaan senyawa hasil sintesis dengan membandingkanya dengan standar dan diharapkan sesuai dengan yang tercantum dalam standar. Pernyataan dalam pemeriksaan organoleptis tidak cukup kuat dijadikan syarat baku, tetapi meskipun demikian secara tidak langsung dapat membantu penilaian pendahuluan terhadap mutu zat yang bersangkutan (Anonim, 1995). 2. Pemeriksaan kelarutan Pemeriksaan kelarutan senyawa dilakukan untuk mengetahui sifat fisik suatu zat. Selain itu, uji kelarutan dapat digunakan untuk identifikasi atau determinasi kemurnian dari senyawa tersebut dengan membandingkannya dengan standar dan diharapkan sesuai dengan yang tercantum dalam standar. (Jenkins et al, 1965). Istilah kelarutan tidak saja merupakan standar atau uji kemurnian dari suatu zat, tetapi lebih dimaksudkan sebagai informasi dalam penggunaan, pengolahan, dan peracikan bahan, kecuali apabila disebutkan khusus dalam judul


12

tersendiri dan disertai cara ujinya secara kuantitatif. Pernyataan bagian dalam kelarutan berarti 1 gram zat padat atau 1 ml zat cair dalam sejumlah ml pelarut (Anonim, 1979). Tabel II. Istilah kelarutan zat menurut Farmakope Indonesia IV (Anonim, 1995)

Istilah kelarutan Sangat mudah larut Mudah larut Larut Agak sukar larut Sukar larut Sangat sukar larut Praktis tidak larut

Jumlah bagian pelarut yang diperlukan untuk melarutkan 1 bagian zat Kurang dari 1 1 sampai 10 10 sampai 30 30 sampai 100 100 sampai 1.000 1.000 sampai 10.000 Lebih dari 10.000

3. Pemeriksaan titik lebur Titik lebur adalah proses perubahan fisika pada suhu tertentu yang mengakibatkan padatan mulai berubah menjadi cair pada tekanan 1 atmosfer. Jika suhu dinaikkan, terjadi penyerapan energi oleh molekul senyawa sehingga bila energi yang diserap cukup besar maka akan terjadi vibrasi dan rotasi dari molekul tersebut. Bila suhu tetap dinaikkan terus maka molekul akan rusak dan berubah menjadi cairan (Brandstatter, 1971). Pemeriksaan titik lebur merupakan aspek yang sangat penting, yang seringkali dilakukan dalam penelitian sintesis suatu senyawa. Pemeriksaan titik lebur dapat memberikan informasi mengenai kemurnian dari suatu produk hasil sintesis. Pada umumnya suatu senyawa mempunyai kemurnian yang baik bila jarak leburnya tidak lebih dari 2°C. Rentangan lebih besar dari harga ini dapat dikatakan senyawa kurang murni (MacKenzie, 1967).


13

4. Kromatografi gas Kromatografi gas merupakan instrumen analitis yang memberikan informasi baik kualitatif maupun kuantitatif mengenai komponen suatu sampel. Sampel akan mengalami proses pemisahan dalam kolom, kemudian dideteksi dan direkam sebagai pita elusi (Day and Underwood, 1996). Data kromatografi gas biasanya terdiri atas waktu tambat atau retensi berbagai komponen campuran. Waktu retensi diukur mulai dari titik penyuntikan sampai titik maksimum puncak dan sangat khas untuk senyawa tertentu pada kondisi tertentu (kolom, suhu, gas pembawa, laju aliran). Adanya komponen tertentu dapat diidentifikasi dengan cara spiking jika tersedia senyawa murninya. Senyawa murni ditambahkan kedalam cuplikan yang diduga mengandung senyawa yang diinginkan dan dikromatografi. Jika puncak yang sesuai diperkuat secara simetris pada dua sistem fase diam yang berlainan dan kepolarannya berbeda, komponen itu mungkin ada (Gritter, 1991). H. Elusidasi Struktur Senyawa Hasil Sintesis 1. Spektroskopi ultraviolet Serapan cahaya oleh molekul dalam daerah spektra ultraviolet dan visibel tergantung pada struktur elektronik dari molekul. Spektra ultraviolet dan visibel dari senyawa-senyawa organik berkaitan erat dengan transisi diantara tingkatan-tingkatan tenaga elektronik. Transisi-transisi tersebut biasanya antara orbital ikatan atau orbital pasangan bebas dan orbital non ikatan tak jenuh atau orbital anti ikatan. Oleh karena itu, serapan radiasi ultraviolet atau visibel sering dikenal sebagai spektroskopi elektronik (Sastrohamidjodjo, 2001).


14

Panjang gelombang serapan merupakan ukuran pemisahan tingkat tenaga dari orbital-orbital suatu molekul. Pemisahan tenaga yang paling tinggi diperoleh bila elektron-elektron dalam ikatan σ tereksitasi yang menimbulkan serapan pada daerah dari 120 hingga 200 nm. Daerah ini dikenal sebagai daerah ultraviolet vakum dan tidak banyak memberikan keterangan. Diatas 200 nm, eksitasi elektron dari orbital-orbital p, d, dan orbital π terutama sistem terkonjugasi dapat diukur dan spektra yang diperoleh memberikan banyak keterangan. Dalam praktek, spektrofotometri ultraviolet digunakan terbatas pada sistem-sistem terkonjugasi (Sastrohamidjodjo, 2001). 2. Spektroskopi inframerah Spektrofotometri inframerah biasanya digunakan untuk mengetahui gugus

fungsional

yang

terdapat

dalam

sampel.

Namun

demikian,

spektrofotometri ini tidak memberikan informasi mengenai struktur sebanyak yang diberikan spektroskopi Nuclear Magnetic Ressonance (spektroskopi NMR). Semua ikatan kimia memiliki frekuensi khas yang membuat ikatan mengulur (stretch) atau menekuk (bend). Bila frekuensi energi elektromagnetik inframerah yang dilewatkan pada suatu molekul sama dengan frekuensi mengulur atau menekuknya ikatan maka energi tersebut akan diserap. Serapan inilah yang dapat direkam oleh detektor pada spektrofotometri inframerah (Bresnick, 2004). 3. Spektroskopi resonansi magnetik inti (1H-NMR) Elektron inti atom hidrogen mempunyai satu proton yang dianggap berputar dan dalam melakukan putarannya inti tersebut dipandang sebagai sebuah


15

batang magnet kecil. Bila sejumlah proton ditempatkan dalam medan magnet, beberapa proton akan terletak searah sedangkan yang lain terletak berlawanan arah terhadap medan magnet yang digunakan. Proton yang terletak searah dengan medan magnet dianggap lebih stabil, sehingga untuk membalik medan magnet proton kearah yang berlawanan dibutuhkan energi yang lebih besar. Apabila inti yang berputar ini dikenai radiasi elektromagnetik pada frekuensi yang tepat (frekuensi radio), proton yang berenergi spin lebih rendah dapat menyerap energi dan akan berpindah ke keadaan spin yang memiliki energi lebih tinggi (Bresnick, 2004). Spektroskopi 1H-NMR memberi informasi struktural mengenai atomatom hidrogen dalam suatu molekul organik. Pada spektra 1H-NMR, posisi serapan oleh sebuah proton bergantung pada kuat bersih medan magnet yang mengitarinya. Proton dikatakan terperisai bila medan imbasan disekitarnya relatif kuat dan absorpsinya terletak di atas medan megnet. Sedangkan proton dikatakan tidak terperisai bila medan imbasan disekitarnya lemah dan absorpsinya berada di bawah medan. Adanya atom elektronegatif menyebabkan berkurangnya rapatan elektron disekitar proton akibat efek induksi. Proton ini tidak terperisai dan menyerap di bawah medan. Proton yang berada dalam lingkungan magnetik dari suatu molekul, mempunyai geseran kimia yang sama dalam spektra 1H-NMR dan disebut proton ekuivalen. Proton yang berada dalam lingkungan magnetik berbeda akan mempunyai geseran kimia yang berlainan dan dikatakan proton tak ekuivalen. Luas area di bawah puncak dalam spektra 1H-NMR jika diukur akan


16

diperoleh luas yang proporsional dengan banyaknya proton yang menimbulkan puncak-puncak tersebut. Sebagian besar spektrometri 1H-NMR dilengkapi dengan integrator yang akan menunjukkan luas relatif area di bawah puncak dalam spektranya. Integrasi muncul sebagai deretan anak tangga yang digambarkan bertumpuk dalam spektra 1H-NMR. Tinggi anak tangga tiap puncak berbanding lurus dengan luas area di bawah puncaknya. Bila suatu spektra memiliki daya pisah tinggi, maka pita absorpsi akan terpisah (resolved atau split) menjadi sekelompok puncak. Pemisahan semacam ini disebut pemisahan spin-spin (spin-spin splitting) dan disebabkan oleh adanya proton tetangga (proton pada atom karbon didekatnya) tak ekuivalen. Proton yang puncaknya memisah dikatakan telah mengalami kopling spin-spin. Pemisahan puncak berasal dari spin (paralel dan antiparalel) proton tetangganya. Banyaknya puncak yang terpisah secara spin-spin dari suatu proton tertentu atau sekelompok proton tak ekuivalen dapat diramalkan dengan mencacah proton-proton tetangga (n) tak ekuivalen dengan proton yang sedang dibahas dan menambah 1 pada n itu. Aturan ini disebut aturan n + 1. Sebuah proton yang tidak memiliki proton tetangga tak ekuivalen akan menunjukkan puncak tunggal yang disebut singlet. Jika sebuah proton memiliki satu proton tetangga tak ekuivalen akan memberikan suatu isyarat terbelah menjadi satu puncak rangkap yang disebut doublet. Demikian seterusnya untuk proton yang memiliki dua atau tiga buah proton tetangga tak ekuivalen akan menunjukkan puncak yang disebut triplet dan kuartet (Fessenden and Fessenden, 1986b).


17

4. Spektrometri massa (GC-MS) Metode

kromatografi

gas

dan

spektrometri

massa

memberikan

keuntungan saat keduanya digunakan secara bersamaan. Proses pemisahan dilakukan oleh kromatografi gas, sedangkan proses fragmentasi dilakukan oleh spektrometri massa. Keuntungan dari kromatografi gas-spektrometri massa antara lain metode ini dapat digunakan untuk hampir semua jenis analit, memiliki batas deteksi yang rendah, dan memberi informasi penting tentang spektra massa dari suatu senyawa organik (Dean, 1995). Dalam spektrometri massa, molekul-molekul organik ditembak dengan elektron berenergi tinggi. Penembakan elektron pada suatu molekul menyebabkan pelepasan elektronnya dan terbentuknya ion molekuler.

e + M

70 eV M

+ 2e

Energi yang dibutuhkan untuk penembakan tersebut bervariasi, namun sering digunakan adalah sebesar 70 eV. Pemecahan molekul dengan elektron berkekuatan 7-15 eV tidak menghasilkan pecahan-pecahan molekul yang dapat diidentifikasi, sedangkan dengan elektron diatas 70 eV akan menghasilkan fragmen yang sulit diidentifikasi, karena massa relatif pecahannya sangat kecil. Ion molekuler merupakan suatu radikal kation, suatu spesies yang kehilangan satu elektronnya sehingga bermuatan positif parsial (Bruice, 1998). Ion-ion molekuler ini tidak stabil dan pecah menjadi fragmen kecil, baik berbentuk radikal bebas maupun ion-ion lain. Fragmen yang bermuatan positif ini akan terdeteksi. Sedangkan fragmen-fragmen netral yang dihasilkan (molekul tak bermuatan atau radikal) tidak dapat dideteksi dalam spektrometer massa (Sastrohamidjojo, 2001).


18

Aturan-aturan yang berhubungan dengan proses fragmentasi adalah sebagai berikut: 1. Pemutusan ikatan σ dekat gugus alkana Ini dapat terjadi dengan anggapan bahwa terdapat tenaga eksitasi cukup yang terkonsentrasi pada pemutusan ikatan hingga terionisasikan. 2. Pemutusan ikatan σ dekat gugus fungsional Hal ini dapat terjadi disebabkan lebih mudah terionisasinya gugusgugus orbital tersebut, seperti dalam alkohol, dimana orbital tak berikatan (elektron-elektron bebas) oksigen lebih mudah terionisasi daripada orbitalorbital σ. 3. Aturan elektron genap Aturan ini menyatakan bahwa spesies-spesies elektron genap biasanya tidak akan pecah menjadi dua spesies yang mengandung elektron ganjil yang tidak akan pecah menjadi radikal dan ion radikal karena tenaga total dari campuran ini akan sangat tinggi. Spesies-spesies ini lebih suka untuk pecah menjadi ion lain dan molekul netral. Ion radikal, yaitu spesies elektron ganjil dapat melepaskan molekul netral dan ion radikal sebagai hasil ikatannnya. Ion radikal juga dapat pecah menjadi radikal dan ion. 4. Hukum nitrogen Hukum ini menyatakan bahwa suatu molekul yang berat molekulnya merupakan bilangan genap maka molekul tersebut harus tidak mengandung nitrogen atau kalau mengandung nitrogen berjumlah genap, dan molekul yang berat molekulnya berbilangan ganjil mengandung nitrogen berjumlah ganjil.


19

5. Efek suatu heteroatom atau gugus karbonil Ikatan-ikatan

C–C

dekat

dengan

heteroatom

sering

dipecah

meninggalkan muatan pada fragmen yang mengandung heteroatom yang mempunyai elektron-elektron tak berikatan untuk membentuk stabilisasi resonansi. Tipe fragmentasi semacam ini disebut pembelahan α (α – fission) (Sastrohamidjojo,2001). 6. Efek percabangan Percabangan dalam suatu rantai hydrogen menghasilkan fragmentasi yang terjadi terutama pada cabang, karena radikal ion sekunder dan karbokation sekunder lebih stabil daripada padanan primernya. Stabilitas karbokation adalah faktor yang lebih penting daripada radikal bebas. Sebagai contoh, ion molekul metal propan menghasilkan terutama suatu kation isopropil dan radikal metal, dan bukan kebalikannya. 7. Hilangnya sebuah molekul kecil Molekul-molekul kecil yang lebih stabil seperti H2O, CO2,dan C2H4 dapat terlepas dari dalam sebuah ion molekul. Misalnya, sebuah alkohol mudah kehilangan H2O dan menunjukkan suatu peak yang 18 satuan massa lebih kecil daripada peak ion molekul tersebut. Peak ini dirujuk sebagai peak M – 18. Dalam banyak alkohol, eliminasi H2O sedemikian mudah sehingga peak ion molekul itu bahkan tidak dijumpai dalam spektrum. 8. Penataan-ulang McLafferty Bila terdapat sebuah atom hidrogen γ terhadap suatu gugus karbonil dalam ion molekul, maka dapat terjadi suatu penataan-ulang McLafferty.


20

Dalam penataan-ulang ini akan terlepas suatu alkena dari dalam ion molekul tersebut (Fessenden dan Fessenden 1986 b).

I. Landasan Teori Reaksi Knoevenagel adalah reaksi antara suatu aldehida dengan suatu senyawa yang mempunyai hidrogen α terhadap dua gugus karbonil menggunakan suatu basa amina sebagai katalis. Oleh karena itu, sintesis asam sinamat ini dapat dilakukan dengan mereaksikan benzaldehid yang memiliki gugus aldehid dan asam malonat yang memiliki hidrogen α terhadap dua gugus karbonil menggunakan etilendiamin sebagai katalis. O

O

O

H

O

OH

etilendiamin

H 2O HO

benzaldehid

asam malonat

CO2

OH

asam sinamat

Gambar 11. Reaksi umum pembentukan asam sinamat

Pada reaksi kondensasi Knoevenagel, semakin kuat basa yang digunakan maka atom hidrogen α semakin mudah lepas dan pembentukan ion enolat lebih mudah terjadi. Semakin mudah terbentuk ion enolat maka pembentukan senyawa intermediet β-hidroksi karbonil semakin optimal sehingga rendemen yang dihasilkan semakin banyak. Dengan mereaksikan benzaldehid dan asam malonat menggunakan katalis dietilamin yang memiliki sifat basa lebih kuat dari amonia


21

maka jumlah rendemen asam sinamat yang dihasilkan lebih banyak dibandingkan dengan katalis amonia. J. Hipotesis Asam sinamat dapat disintesis dari benzaldehid dan asam malonat dengan katalis etilendiamin dan menghasilkan rendemen yang lebih banyak dibandingkan dengan katalis amonia.


BAB III METODE PENELITIAN

A. Jenis dan rancangan penelitian Penelitian ini merupakan suatu penelitian non eksperimental karena tidak ada manipulasi terhadap subjek uji.

B. Parameter penelitian dan Definisi Operasional 1. Starting material (SM) adalah bahan awal yang digunakan untuk menghasilkan produk. Bahan awal yang digunakan pada penelitain ini adalah asam malonat dan benzaldehid. 2. Molekul target (MT) adalah senyawa yang diharapkan dapat terbentuk dari bahan awal. Senyawa yang diharapkan terbentuk dalam penelitain ini adalah asam sinamat. 3. Katalis adalah suatu senyawa yang digunakan dalam reaksi untuk meningkatkan laju reaksi kimia. Katalis yang digunakan dalam penelitian ini adalah etilendiamin. 4. Rendemen

adalah

jumlah

molekul

target

yang

terjadi

dan

dapat

diperhitungkan dari jumlah starting material yang digunakan. Rendemen senyawa hasil sintesis yang diharapkan dalam penelitian ini adalah rendemen asam sinamat.

22


23

C. Bahan / materi penelitian Asam malonat (p.a, E. Merck), piridin (p.a, E. Merck), benzaldehid (p.a, E. Merck), pelarut : aquadest (laboratorium Farmasi Universitas Sanata Dharma), asam klorida (p.a, E. Merck), etanol (p.a, E. Merck), n-heksan (teknis, Brataco Chemika), etil asetat (teknis, Brataco Chemika), kloroform (p.a, E. Merck), asam asetat glasial (teknis, Asia Lab), aseton (teknis, Asia Lab), besi (III) klorida (teknis, Brataco Chemika), petroleum eter (p.a, E. Merck), eter (teknis, Brataco Chemika), dimetil sulfoksida (p.a, E. Merck), kertas saring, es batu.

D. Alat Pendingin alihn (Vuline), kompor listrik (Herdolph MR 2002), beaker glass (Duran schott mainz), klem, erlenmeyer bertutup (Duran schott mainz), stirrer magnetik, selang air, baskom, termometer, corong buchner, tabung buchner, pompa vakum (Robinair High Vacuum Pump model no. 15100), corong kaca, cawan petri, oven (Memmert oven model 400), flakon, gelas pengaduk, timbangan elektrik (Mextler PM 100), lampu UV254 nm, kaca arloji, gelas ukur (Iwaki pyrex), labu ukur (Iwaki pyrex), pipet ukur (Brand), alat uji titik lebur (Thermophan), spektrofotometer UV/Vis (MILTON Roy Spectronic 3000 ARR), spektroskopi IR (IR Prestige-21 Shimadzu), spektroskopi H1 NMR (H NMR JOEL-MY60), kromatografi gas-spektrometer massa (Shimadzu QP 2010S).


24

E. Tata cara penelitian 1. Sintesis Asam Sinamat Asam malonat 30 mmol (3,138 g) dilarutkan dalam etilendiamin 90 mmol (3 ml) dengan cara dipanaskan di atas penangas air, kemudian ke dalam campuran tadi dimasukkan benzaldehid 30 mmol (3,032 ml) dan dipanaskan pada suhu 800C dilanjutkan dengan pengadukan selama 2,5 jam. Asam klorida 2N 50 ml ditambahkan ke dalam larutan, didinginkan dan diaduk sampai terbentuk endapan. Endapan disaring dengan corong Buchner dan dicuci dengan larutan HCl 2N, air dan petroleum eter. Endapan yang diperoleh selanjutnya dimurnikan dengan rekristalisasi menggunakan akuades panas. 2. Rekristalisasi Senyawa Hasil Sintesis Kristal hasil sintesis dilarutkan dalam air panas, kemudian disaring dan filtrat ditampung dalam labu alas bulat. Filtrat tersebut kemudian didinginkan dalam ice bath hingga terbentuk kristal. Kemudian air disaring dan kristal dikeringkan dalam oven hingga kering. Setelah kering, timbang dan hitung rendemen yang dihasilkan. 3. Uji Pendahuluan a.

Uji organoleptis. Dilakukan dengan cara mengamati warna, bentuk,

dan bau senyawa hasil sintesis. Kemudian hasil pengamatan dibandingkan dengan starting material yang digunakan dalam penelitian yaitu asam malonat dan benzaldehid. b.

Uji kelarutan. Senyawa hasil sintesis 50 mg dimasukkan ke dalam

tabung reaksi, kemudian tambahkan akuades menggunakan pipet tetes, amati


25

kelarutannya. Prosedur yang sama dilakukan dengan pelarut lain yaitu etanol, akuades panas, petroleum eter, dan kloroform. Kemudian bandingkan dengan asam sinamat standart. c.

Titik Lebur. Kristal senyawa hasil sintesis diisikan kedalam

electrothermal capillary tubes, kemudian dimasukkan ke dalam alat pengukur titik lebur (Thermophan). Amati peleburan kristalnya dan catat suhu waktu pertama kali melebur hingga semua kristal melebur dengan kenaikan suhu 0,2° C per menitnya. d.

Kromatografi gas. Pemisahan dan pemeriksaan kemurnian

senyawa hasil sintesis dilakukan menggunakan instrumen kromatografi gas dengan kondisi alat: -

suhu injektor : 300°C

-

jenis kolom : Rtx-5MS

-

panjang kolom : 30 meter

-

suhu kolom diprogram : 100-300°C

-

gas pembawa : helium

-

tekanan : 22 kPa

-

kecepatan alir fase gerak : 0,5 ml/menit

-

detektor ionisasi nyala. Sebanyak 50 mg senyawa hasil sintesis dilarutkan dalam aseton, kemudian

diinjeksikan ke dalam injektor pada alat kromatografi gas. Aliran gas dari gas pengangkut helium akan membawa cuplikan yang sudah diuapkan masuk


26

kedalam kolom Rtx-5MS yang dilapisi fase cair dimethylpolysiloxane. Selanjutnya cuplikan diukur oleh detektor hingga diperoleh suatu kromatogram. 4. Elusidasi struktur senyawa hasil sintesis a.

Spektrofotometri ultraviolet. Larutkan senyawa hasil sintesis dalam

etanol sehingga kadarnya 0,1 mg/100ml. Larutan tersebut diukur serapannya pada panjang gelombang 200-450 nm. Panjang gelombang maksimum senyawa hasil sintesis ditentukan berdasarkan serapan maksimum dari hasil scanning panjang gelombang serapan larutan. b.

Spektroskopi infra merah. Sebanyak kurang lebih 0,5-1 mg

senyawa hasil sintesis dicampur homogen dengan kurang lebih 10 mg KBr, kemudian dikempa dan dibuat tablet. Cahaya inframerah dari sumber dilewatkan melalui cuplikan, kemudian dipecah menjadi frekuensi-frekuensi individu dalam monokromator. Intensitas relatif dari frekuensi individu diukur oleh detektor hingga didapat spektra infra merah dari senyawa hasil sintesis. c.

Spektroskopi resonansi magnetik inti (1H-NMR). Sampel sebanyak

10-50 mg dimasukkan dalam tabung dan tambahkan pelarut CDCl3 serta 1-2 tetes tetrametilsilan (TMS) sebagai standar internal. Sel sampel berupa tabung gelas kecil silindris diletakkan diantara kutub-kutub magnet. Sel sampel dipusingkan maka akan didapat sinar resonansi proton dari spektrometer H-NMR. Kekuatan H-NMR yang digunakan adalah 60 MHz. d.

Spektrometri massa. Uap cuplikan senyawa hasil sintesis yang

keluar dari kolom kromatografi gas dialirkan ke dalam kamar pengion pada spektrometer massa untuk ditembak dengan seberkas elektron sehingga


27

terfragmentasi. Jenis pengionan yang digunakan adalah EI (Electron Impact) 70 eV. Fragmen-fragmen akan melewati lempeng pemercepat ion dan didorong menuju tabung analisator, dimana partikel-partikel akan dibelokkan dalam medan magnet dan menimbulkan arus pada kolektor yang sebanding dengan kelimpahan relatif setiap fragmennya. Kelimpahan relatif setiap fragmen akan dicatat dan menghasilkan data spektra massa. F. Tata cara analisis hasil 1. Perhitungan rendemen Rendemen =

berat senyawa hasil sintesis × 100 % berat senyawa secara teoritis

2. Analisis Pendahuluan a. Data organoleptis b. Data kelarutan c. Data titik lebur d. Data kromatografi gas 3. Elusidasi struktur: a. Data panjang gelombang serapan maksimum b. Spektra inframerah (IR) c. Spektra resonansi magnet inti (1H-NMR) d. Spektra Massa (MS)


BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN

A. Sintesis Asam Sinamat Sintesis asam sinamat dilakukan dengan cara mereaksikan benzaldehid dan asam malonat menggunakan katalis etilendiamin berdasarkan prinsip reaksi knoevenagel. Penggunaan etilendiamin sebagai katalis karena merupakan amina primer dan mempunyai sifat basa kuat. Tahap awal dari sintesis ini yaitu pembentukan garam malonat dari reaksi antara asam malonat dan etilendiamin dengan perbandingan mol 1:3, karena untuk membentuk ion enolat dari 1 molekul asam malonat diperlukan 3 molekul etilendiamin. Reaksi pembentukan garam malonat dapat dilihat pada gambar 12. O H2N

O

HO

O OH

asam malonat NH2

NH2

O

O NH3

O H3N

H2N

NH2

H2N 2-aminoetanaminium malonat

etilendiamin

Gambar 12. Reaksi pembentukan garam malonat

Dengan terbentuknya garam malonat, jika ada satu mol basa maka akan terbentuk enolat dari garam malonat hasil reaksi dengan etilendiamin. Hal ini disebabkan atom H alfa pada garam malonat semakin mudah dilepas bila dibantu dengan katalis etilendiamin. Reaksi pembentukan ion enolat dapat dilihat pada gambar 13.

28


29

Gambar 13. Reaksi pembentukan ion enolat

Proses selanjutnya yaitu

mereaksikan benzaldehid yang berfungsi

sebagai elektrofil dengan ion enolat dari asam malonat yang berfungsi sebagai nukleofil. Hasil reaksi ini akan membentuk suatu senyawa yang mudah mengalami dehidrasi dan dekarboksilasi. Reaksi yang terjadi sebagai berikut:

Gambar 14. Reaksi adisi ion enolat pada karbon karbonil

Proses dehidrasi dan dekarboksilasi ini terjadi ketika HCl ditambahkan sambil dipanaskan yang ditandai dengan terbentuknya gelembung gas (CO2) pada larutan. Pengadukan dihentikan pada saat gelembung gas sudah tidak terbentuk lagi yang menandakan bahwa reaksi dekarboksilasi sudah selesai, gelembung gas


30

sudah tidak terbentuk lagi setelah pengadukan selama 2,5 jam. Reaksinya dapat dilihat pada gambar 15.

Gambar 15. Reaksi dehidrasi dan dekarboksilasi

Pengendapan dilakukan dengan mendinginkan larutan dalam ice bath. Hal ini dilakukan karena asam sinamat adalah senyawa yang sukar larut dalam air dingin dan larut dalam air panas. Endapan yang telah terbentuk disaring menggunakan corong buchner dan dicuci dengan asam klorida, air dan petroleum eter. Pencucian dengan asam klorida dimaksudkan untuk membentuk garam dari sisa katalis etilendiamin yang larut air. Reaksinya dapat ditunjukkan pada gambar 16.


31

Gambar 16. Reaksi etilendiamin dengan asam klorida

Petroleum eter digunakan untuk menghilangkan sisa benzaldehid. Endapan yang diperoleh dilanjutkan dengan proses rekristalisasi. B. Rekristalisasi Senyawa Hasil Sintesis Untuk mendapatkan senyawa yang murni dilakukan rekristalisasi hasil sintesis. Serbuk yang didapatkan dari hasil sintesis dilarutkan seluruhnya dalam air panas sebab asam sinamat sukar larut dalam air dingin dan lebih mudah larut dalam air panas sehingga jika larutan didinginkan, diharapkan senyawa tersebut mengkristal kembali. Sisa serbuk yang tidak larut dalam air panas disaring menggunakan kertas saring untuk memisahkan dari senyawa yang diinginkan. Penyaringan dilakukan saat larutan masih dalam keadaan panas karena jika larutan sudah dingin, maka senyawa yang diinginkan akan mengendap kembali. Dari hasil rekristalisasi didapatkan rendemen sebesar 52,3%. Kristal yang diperoleh dilanjutkan dengan uji pendahuluan untuk menentukan kemurnian senyawa hasil sintesis. C. Uji Pendahuluan 1. Uji organoleptis Uji organoleptis dilakukan untuk membandingkan senyawa hasil sintesis dengan starting material. Uji ini meliputi warna, bentuk dan bau.


32

Tabel III. Hasil Uji Organoleptis senyawa hasil sintesis dibandingkan dengan starting material dan asam sinamat standar

Pengamatan

Senyawa hasil sintesis

Benzaldehid

Asam malonat

Asam sinamat (Anonim,2001)

Bentuk Warna Bau

Kristal Putih Khas

Cair Kuning Khas

Serbuk Putih Khas

Kristal -

Gambar 17. Senyawa hasil sintesis

Dari hasil pengamatan dapat dilihat bahwa senyawa hasil sintesis memiliki ciri-ciri yang berbeda dengan starting material. Sehingga dapat disimpulkan bahwa senyawa hasil sintesis merupakan senyawa baru dan memiliki bentuk yang sesuai dengan asam sinamat standart. 2. Uji kelarutan senyawa hasil sintesis Uji kelarutan dilakukan untuk mengetahui kelarutan senyawa hasil sintesis dalam pelarut polar maupun nonpolar. Batasan larut menurut Farmakope Indonesia IV adalah 10 sampai 30 bagian pelarut dapat melarutkan 1 bagian zat, sedangkan batasan sangat sukar larut adalah 1000 sampai 10000 bagian pelarut dapat melarutkan 1 bagian zat. Kelarutan senyawa hasil sintesis dibandingkan dengan kelarutan asam sinamat standar ditunjukkan pada tabel IV.


33

Tabel IV. Hasil uji kelarutan senyawa hasil sintesis dibandingkan dengan literatur

Pelarut Aquadest Aquadest panas Etanol Metanol Kloroform Aseton Dimetil sulfoksida

Kelarutan Senyawa hasil Asam sinamat sintesis (Anonim, 2001) Sangat sukar larut Sangat sukar larut Larut Larut Larut Mudah larut Larut Mudah larut Larut Larut Larut Larut -

Dari data hasil uji kelarutan senyawa hasil sintesis dibandingkan dengan data kelarutan asam sinamat standar terdapat kesamaan kelarutan beberapa pelarut. Hal ini memperkuat dugaan sementara bahwa senyawa hasil sintesis merupakan asam sinamat. Hasil uji kelarutan ini akan digunakan sebagai acuan dalam pemilihan pelarut untuk elusidasi struktur senyawa hasil sintesis menggunakan 1H-NMR dan GC-MS. 3. Uji titik lebur Uji titik lebur digunakan untuk mengetahui informasi mengenai identifikasi dan kemurnian dari suatu senyawa hasil sintesis dengan menggunakan alat uji titik lebur. Berdasarkan pemeriksaan diketahui bahwa senyawa hasil sintesis mempunyai jarak lebur antara 130-1310C. Hasil ini menunjukkan bahwa senyawa hasil sintesis telah murni karena jarak lebur tidak lebih dari 20C, sebab jika lebih dari 20C dapat diperkirakan adanya senyawa lain yang mempengaruhi jarak lebur. Hal ini karena adanya senyawa sisa reaksi menyebabkan panas yang digunakan untuk melebur senyawa tersebut tidak sama sehingga dapat diperkirakan bahwa jarak leburnya akan lebih dari 20C.


34

Untuk uji kualitatif, titik lebur senyawa hasil sintesis dibandingkan dengan titik lebur asam sinamat. Berdasarkan literatur diketahui bahwa asam sinamat memiliki titik lebur 1330C dan titik lebur asam malonat 1350C (Anonim, 2001). Dari nilai ini terjadi perbedaan jarak lebur antara senyawa hasil sintesis dengan asam sinamat standar namun masih dalam rentang jarak lebur yang diperbolehkan yaitu ±2 dan berbeda dari titik lebur asam malonat. Dari nilai titik lebur ini dapat memperkuat dugaan sementara bahwa senyawa hasil sintesis adalah asam sinamat. 4. Uji kemurnian dengan kromatografi gas Pengujian senyawa hasil sintesis dengan GC dilakukan dilaboratorium MIPA Universitas Gadjah Mada. Dari uji tersebut diperoleh data kromatogram GC yang diperlihatkan pada gambar 17.

Gambar 18. Kromatogram senyawa hasil sintesis

Dari gambar kromatogram dapat dilihat bahwa senyawa hasil sintesis menghasilkan satu puncak dengan waktu retensi 13,27 menit. Hal ini


35

menunjukkan bahwa senyawa hasil sintesis merupakan senyawa murni. Data ini lebih menegaskan lagi data titik lebur yang diperoleh sebelumnya.

D. Elusidasi Struktur Senyawa Hasil Sintesis 1. Interpretasi spektra ultraviolet Elusidasi struktur menggunakan spektrofotometri ultraviolet dilakukan dengan mengukur panjang gelombang serapan maksimum senyawa hasil sintesis dalam pelarut etanol. Hal ini bertujuan untuk membandingkan panjang gelombang serapan maksimum senyawa hasil sintesis dengan panjang gelombang serapan maksimum asam sinamat standart. O

OH

= Auksokrom

= Kromofor

Gambar 19. Gugus kromofor dan auksokrom pada asam sinamat

Berdasarkan gambar 19, asam sinamat memiliki gugus benzen yang memiliki pita serapan didaerah UV dekat yaitu 184, 204 dan 256 nm (Silverstein, 1998). Selain itu, asam sinamat termasuk dalam senyawa enon, yaitu senyawa yang mengandung gugus karbonil dalam konjugasi dengan gugus etilen. Senyawa ini biasanya memiliki serapan pada 215-250 nm dan 310-330 nm (Silverstein, 1991). Dengan demikian, adanya senyawa enon yang menempel pada suatu gugus benzen akan menyebabkan terjadinya pergeseran batokromik (panjang gelombang


36

serapan meningkat) karena terjadi perpanjangan gugus kromofor. Gugus hidroksi bertindak sebagai gugus auksokrom, dimana gugus ini dapat mempengaruhi intensitas serapan senyawa yang diukur.

Gambar 20. Spektra ultraviolet senyawa hasil sintesis

Dari gambar 20, dapat diketahui bahwa senyawa hasil sintesis memiliki panjang gelombang serapan maksimum sebesar 274 nm. Hasil yang diperoleh tersebut berbeda dengan literatur yang menyatakan bahwa panjang gelombang serapan maksimum asam sinamat standar dalam pelarut etanol sebesar 273 nm (Anonim, 2001) namun masih dalam batas yang diperbolehkan yaitu ± 2 sehingga dapat disimpulkan bahwa panjang gelombang serapan maksimum senyawa hasil sintesis masih berada dalam rentang panjang gelombang serapan maksimum asam sinamat standar.


37

2. Interpretasi spektra inframerah Spektroskopi inframerah dilakukan untuk mengetahui keberadaan gugusgugus fungsional pada senyawa hasil sintesis. Dengan diketahuinya gugus fungsional tersebut akan dapat membantu dalam penentuan struktur senyawa hasil sintesis.

Gambar 21. Spektra IR senyawa hasil sintesis

Pada spektra inframerah senyawa hasil sintesis, terdapat tujuh profil pita yang menunjukkan keberadaan gugus-gugus fungsional yang terdapat pada senyawa tersebut. Pita B dengan bilangan gelombang 3008 cm-1 menunjukkan absorpsi uluran gugus C-H terdibridisasi sp2 yang terlihat sebagai pita tajam dengan intensitas lemah. Pita ini sesuai pada literatur (Silverstein,1991) bahwa pita vibrasi ulur C-H aromatik terletak pada 3000-3100 cm-1. Pita E menunjukkan vibrasi ulur adanya gugus C=C aromatik dengan intensitas sedang pada 1419,61; 1450,47; 1496,76 cm-1. Pita G dengan intensitas sedang dan tajam pada 771,53 dan 871,82 cm-1 menunjukkan pita pendukung adanya cincin aromatik.


38

Berdasarkan ketiga pita diatas yaitu pita B, E, dan G menunjukkan adanya cincin aromatis. Pita D pada bilangan gelombang 1627,92 menunjukkan adanya gugus C=C terkonjugasi dengan cincin aromatik dan gugus karbonil. Pada bilangan gelombang 1689,64 cm-1 (pita C) tampak pita vibrasi ulur berintensitas kuat yang menunjukkan adanya gugus C=O karbonil yang khas untuk gugus karboksilat terkonjugasi dengan gugus α,β-tak jenuh. Pita A dengan bilangan gelombang 3425,56 cm-1 menunjukkan adanya gugus O-H ulur dari monomer asam karboksilat. Adanya gugus karboksilat, didukung pula oleh munculnya pita F pada 1288,45 cm-1. Pita dengan intensitas sedang ini menunjukkan adanya vibrasi tekuk gugus C-O-H asam karboksilat. Tabel V. Perbandingan pita vibrasi gugus senyawa hasil sintesis dengan literatur Pita

Gugus Fungsional

A

O-H monomer asam karboksilat C-H ulur terhibridisasi sp2

B C

D

E

F G

C=O ulur asam karboksilat (terkonjugasi dengan gugus α,β tak jenuh) C=C ulur alkena (terkonjugasi dengan cincin aromatik dan gugus karbonil) C=C ulur aromatic C-O-H tekuk dimer asam karboksilat Pendukung cincin aromatik

Intensitas

Bilangan gelombang (cm-1) (Silverstein, Senyawa hasil 1991) sintesis

Lemah

Dekat 3520

3425,29

Lemah

3000-3100

3008

Kuat

1710-1680

1689,64

Sedang

Dekat 1625

1627,92

Sedang

1400-1500 dan 1585-1600

1419,61 1450,47 1496,76

Sedang

1280-1315

1288,45

Sedang-tajam

675-900

771,53


39

Untuk memastikan adanya perbedaan gugus-gugus fungsional senyawa hasil sintesis dengan starting material yang digunakan, maka dilakukan perbandingan spektra inframerah antara senyawa hasil sintesis dengan benzaldehid dan asam malonat yang ditunjukkan pada gambar 21 dan 22.

Gambar 22. Spektra inframerah benzaldehid Tabel VI. Perbandingan pita vibrasi gugus benzaldehid dengan literatur

Ket

Gugus Fungsional

A

C-H ulur sp2 aromatik

B

C-H ulur sp2 alifatik

C

C=O ulur aldehid

D

C=C ulur aromatik

E

Pendukung adanya cincin aromatik

Intensitas

Bilangan gelombang (cm-1) (Silverstein, Benzaldehid 1991)

Sedang-tajam

3000-3100

3008,95

Sedang

2830-2695

2839,22; 2677,20

Kuat-tajam

1710-1685

1689,64

Sedang

1400-1500 dan 1585-1600

1427,32

Sedang-tajam

675-900

709,60


40

Gambar 23. Spektra inframerah asam malonat Tabel VII. Perbandingan pita vibrasi gugus asam malonat dengan literatur

Ket

Gugus Fungsional

Intensitas

Bilangan gelombang (cm-1) (Silverstein, Asam malonat 1991) 2947,23 dan 3000-2840 2993,52 2600,042500-3300 2993,52

A

C-H ulur sp2 alifatik

B

O-H ulur karboksilat

C

C=O ulur asam karboksilat

Kuat

1725-1700

1720,50

D

C-O-H tekuk dimer asam karboksilat

Sedang

1280-1315

1311,59

dimer

Kuat-melebar asam

sedang-melebar

Berdasarkan spektra inframerah perbedaan yang signifikan dengan senyawa hasil sintesis yaitu tidak terdapat pita vibrasi ulur pada bilangan gelombang 1627,92 cm-1 yang menunjukkan adanya gugus C=C alkena pada asam malonat dan benzaldehid. Dengan demikian dapat diketahui perbedan gugusgugus fungsional yang terdapat pada senyawa hasil sintesis dengan asam malonat dan benzaldehida seperti yang ditunjukkan pada tabel VIII.


41

Tabel VIII. Interpretasi spektra inframerah senyawa hasil sintesis dengan asam malonat dan benzaldehid

Gugus fungsional C-H aromatik C-H alifatik C=C aromatik C=C alkena C=O O-H karboksilat C-O-H karboksilat

Senyawa hasil sintesis

Asam malonat

Benzaldehid

+ + + + + +

+ + + +

+ + -

Keterangan : (+) = ada, ( - ) = tidak ada

Dari data hasil interpretasi spektra inframerah, mendukung bahwa senyawa hasil sintesis mempunyai gugus-gugus fungsional yang diharapkan. Namun untuk lebih meyakinkan lagi bahwa senyawa hasil sintesis merupakan asam sinamat, perlu didukung data dari 1H-NMR dan MS. 3. Interpretasi spektra 1H-NMR Spektroskopi resonansi magnet inti digunakan untuk mengidentifikasi keberadaan atom hidrogen dan sifat lingkungan dari setiap tipe atom hidrogen yang terdapat pada senyawa hasil sintesis. Hasil elusidasi struktur dengan spektroskopi 1H-NMR dari senyawa hasil sintesis ditunjukkan pada gambar 23.


Gambar 24. Spektra 1H-NMR senyawa hasil sintesis Tabel IX. Analisis spektra 1H-NMR senyawa hasil sintesis

Jenis proton

Determinasi

δ H (dalam pelarut CDCl3)

O

Proton pada gugus karboksil (Ha)

11,5 ppm (1H, singlet)

H O H

Proton pada ikatan C=C (Hb)

8,2 ppm (1H, singlet) β

α H

H

Proton-proton pada cincin aromatik (Hc)

7,8 ppm (5H, singlet) H

H H

β Proton pada ikatan C=C

α 6,2 ppm (1H, doublet) H

42


43

Dari gambar 24, dapat dilihat bahwa senyawa hasil sintesis memiliki 4 sinyal yang menunjukkan tipe-tipe proton yang terdapat pada struktur senyawa hasil sintesis, yaitu sinyal A, B, C dan D. Sinyal A pada δ 11,5 ppm merupakan sinyal singlet yang menunjukkan resonansi proton yang terikat pada suatu gugus karboksil. Sinyal ini muncul sebagai sinyal singlet karena tidak mempunyai proton tetangga. Proton tersebut sangat tidak terlindungi karena adanya efek elektronegativitas dari oksigen yang terikat padanya sehingga menyebabkan pergeseran sinyal jauh di bawah medan. Pergeseran kimia ini sesuai dengan yang tertera pada literatur bahwa proton karboksilat berada pada 10-12 ppm (Fessenden, 1986b). Sinyal B yang berada pada δ 8,2 ppm menunjukkan proton yang terikat pada C=C ena. Proton ini terletak dibawah medan karena dipengaruhi medan magnet imbasan dari cincin aromatik sehingga menyebabkan proton menjadi tidak terperisai. Pemecahan sinyal (splitting) pada proton ikatan C=C ena kurang baik karena sinyal yang seharusnya doublet muncul sebagai sinyal singlet. Hal ini disebabkan frekuensi alat yang digunakan hanya sebesar 60 MHz sehingga pemecahan sinyal menjadi tidak sempurna. Sinyal C pada δ 7,8 ppm menunjukkan tipe proton-proton yang terletak pada cincin aromatik yang muncul sebagai peak singlet. Proton-proton dari cincin aromatik menyerap di bawah medan karena adanya efek anisotropik. Efek anisotropik disebabkan oleh perputaran elektron-elektron π dalam cincin benzena yang terinduksi oleh medan magnet luar (H0) yang diberikan. Perputaran elektronelektron π ini menghasilkan medan magnet imbas yang cukup kuat untuk


44

membantu memperbesar medan magnet luar (H0). Proton-proton pada cincin tersebut menjadi tidak terperisai sehingga menyerap dibawah medan. Sinyal D merupakan proton yang berada pada ikatan C=C ena dengan δ 6,2 ppm. Proton ini lebih terperisai jika dibandingkan dengan proton Hb yang berada di sebelah cincin benzen (δ 8,2 ppm). Hal ini dikarenakan pengaruh efek anisotropik cincin aromatik terhadap proton Hd lebih kecil dibandingkan proton Hb. Dalam spektra

1

H-NMR luas area dibawah kurva menunjukkan

kelimpahan proton-proton dalam suatu struktur senyawa. Dari spektra yang diperoleh tampak bahwa nilai AUC masing-masing peak adalah sebagai berikut 845,9; 755,6; 4752,3; 1007,4 sehingga perbandingan perbandingan luasnya yaitu 1:1:5:1. Pada sinyal A, B, dan D terdapat 1 proton sedangkan pada sinyal C terdapat 5 proton. Perbandingan kelimpahan proton senyawa hasil síntesis ini sesuai dengan kelimpahan proton asam sinamat sebagai molekul target, sehingga data spektra 1H-NMR tersebut mendukung kesimpulan bahwa senyawa hasil sintesis merupakan asam sinamat. Namun untuk lebih memastikan lagi bahwa senyawa hsil sintesis merupakan asam sinamat diperlukan lagi data dari spektra massa. 4. Interpretasi spektra massa Setelah mengalami pemisahan dengan kromatografi gas, sampel akan dideteksi dengan spektrometer massa sehingga didapat spektra senyawa hasil sintesis. Spektra massa yang diperoleh dapat digunakan untuk menentukan bobot melekul dari senyawa hasil sintesis. Selain itu spektra massa dapat dimanfaatkan


45

untuk penyelidikan kerangka molekul senyawa hasil sintesis melalui interpretasi fragmen-fragmennya.

Gambar 25. Spektra massa senyawa hasil sintesis Keterangan: A = Peak dengan m/z = 148 menunjukkan ion molekuler [C9H8O2]+ B = Peak dengan m/z = 147 menunjukkan fragmen [C9H7O2]+ C = Peak dengan m/z = 131 menunjukkan fragmen [C9H7O1]+ D = Peak dengan m/z = 103 menunjukkan fragmen [C8H7]+ E = Peak dengan m/z = 77 menunjukkan fragmen [C6H5]+

Dalam spektrometer massa, penembakan molekul senyawa hasil sintesis dengan elektron berenergi tinggi (Electron Impact 70 ev) akan menghasilkan ion molekul (ion radikal positif). Peak A merupakan ion molekul dari senyawa hasil sintesis muncul pada m/z = 148. Hal ini mendukung bahwa senyawa hasil sintesis adalah asam sinamat karena berat molekul senyawa ini adalah 148 dengan rumus kimia C9H8O2. Peak ion molekuler ini tidak stabil dan nantinya akan pecah menjadi fragmen-fragmen dengan m/z lebih kecil, baik berupa radikal bebas, fragmen netral, maupun ion-ion. Peak B dengan m/z = 147 merupakan fragmen dari ion molekul setelah mengalami pemutusan secara homolitik untuk membentuk ion baru dan radikal hidrogen. Peak ini disebut sebagai peak dasar karena memiliki intensitas paling besar, yaitu 100%.


46

O

O

H

m/z=148

70

v 70 e

O

O

ev

O

O

H

m/z = 148

H

m/z = 148

H

OH O

O

O O

m/z = 147

m/z = 131 m/z = 131 CO H C CH

m/z = 103 C2H2

C2H 2

C 4H 3 m/z= 51

m/z = 77

Gambar 26. Fragmentasi senyawa hasil sintesis

Peak C dengan m/z = 131 merupakan fragmen [C9H7O1]+ yang mengalami pelepasan radikal OH dan merupakan radikal bebas yang tidak terdeteksi oleh spektrometri massa. Kation [C9H7O1]+ ini akan terfragmentasi lagi menghasilkan fragmen [C8H7]+ dengan m/z = 103 (peak D) dengan melepaskan CO dan selanjutnya akan melepaskan C2H2 untuk membentuk kation fenil dengan


47

m/z = 77 yang ditunjukkan oleh peak E. Ion C6H5+ yang terbentuk akan mengalami fragmentasi kembali menjadi ion C4H3+ dengan melepaskan molekul C2H2. Ion C4H3+ ini akan muncul sebagai puncak F dengan m/z = 51. Dari data hasil interpretasi spektra inframerah, spektra 1H-NMR, dan spektra massa maka dapat disimpulkan bahwa senyawa hasil sintesis adalah asam sinamat.


BAB V KESIMPULAN DAN SARAN A. Kesimpulan Berdasarkan serangkaian uji yang dilakukan terhadap senyawa hasil sintesis maka dapat disimpulkan bahwa asam sinamat dapat disintesis dari asam malonat dan benzaldehid dengan katalis etilendiamin dengan rendemen sebesar 50,4%. B. Saran Perlu dilakukan penelitian lebih lanjut mengenai optimasi kondisi sintesis dengan melihat lama sintesis dan suhu pemasanan agar diperoleh rendemen yang optimal.

48


DAFTAR PUSTAKA Anonim, 1979, Farmakope Indonesia, Edisi III, Departemen Kesehatan Republik Indonesia, Jakarta. Anonim, 1995, Farmakope Indonesia, Edisi IV, Departemen Kesehatan Republik Indonesia, Jakarta. Anonim, 2001, Merck Index: An Encyclopedia of Chemicals, Drugs and Biological, 13th edition, 1060, 2320, 3135, 5735, Merck and Co., Inc., USA. Anwar, C., Purwono, B., Pranowo, H.D., Wayuningsih, T.D., 1994, Pengantar Praktikum Kimia Organik, 335, 341-342. Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam Universitas Gajah Mada, Yogyakarta. Bradstatter, M.K., 1971, Thermomicroscopy’s Analysis of Pharmaceuticals, 1-10, Pergamon Press, London. Bresnick, S.M.D, 1996, Intisari Kimia Organik, 96-97, 101-107 Penerbit Hipokrates, Jakarta. Bruice, P.Y., 1998, Organic Chemistry, 2nd edition, 953, 955, 960, Prentice Hall, New Jersey. Brown, W. and Poon, T., 2005, Introduction to Organic Chemistry, 3th edition, 419-421, Willey and Sons, Inc., USA. Carey, F.A. and Sunberg, R.J., 1977, Advanced Organic Chemistry: Reaction and Synthesis, 42, 44, Plenum Publishing Corporation, New York. Day, Jr., R.A. and Underwood, A.L., Analisis Kimia Kuantitatif, terj. Pudjaatmaka, A.H., Edisi IV, 519, Penerbit Erlangga, Jakarta. Dean, J.A., 1995, Analytical Chemistry Handbook, 13, 26, McGraw-Hill, Inc., New York. Ekowati, J dan Suzana, B.T., 2005, Pengaruh Posisi Gugus Metoksi para dan meta Terhadap Hasil Sintesis Asam para-metoksisinamat dan Asam metametoksisinamat, Majalah Farmasi Airlangga Vol.5 No.3 Fessenden, R.J. and Fessenden, J., 1986a, Kimia Organik, terj. Pudjaatmaka, A.H., Edisi III, Jilid 1, 327-341, Penerbit Erlangga, Jakarta.

49


50

Fessenden, R.J. and Fessenden, J., 1986b, Kimia Organik, terj. Pudjaatmaka, A.H., Edisi III, Jilid 2, 184, 227, 229-231, 327-341, Penerbit Erlangga, Jakarta. Fieser, L.F. and Fieser, M., 1952, Textbook of Organic Chemistry, 532, 544, Marizen Company Limited, Jepang. Gasparic, J. and Churacek, J., 1978, Laboratory Handbook of Paper and ThinLayer Chromatography, 63, Ellis Horwood Limited, England. Gritter, R.J., Bobbit, J.M., Schwarting, A.E., 1991, Pengantar Kromatografi, terj. Padmawinata, K., Edisi II, Penerbit Institut Teknologi Bandung, Bandung. Kanghear, H., Suanyuk, N., Khongpradit. R., Subhadhirasakul, S., Supamattaya, K., 2005, Effect of cinnamon bark oil (Cinnamomum zeylanicum Blume) on the preventation of streptococcis in sex-reversed red tilapia (Oreochromis niloticus x O. mossambicus), Songklanakarin J. Sci. Technol., 27 (Suppl. I): 347-358. MacKenzie, 1967, Experimental Organic Chemistry, 3th edition, Prentice-Hall, Inc., Englewood Cliffs, New Jersey. McMurry, J., 2004, Organic Chemistry, 6th edition, 691, 743-745, 828, Brooks/Cole-Thomson Learning, USA. Neves, F.M., Kawano, C.Y., Said, S., 2005, Effect of benzene compounds from plants on the growth and hyphal morphology in Neurospora crassa, Brazilian Journal of Microbiology, 2005, Vol.36 No.2, ISSN 1517-8382 Norman, R. & M. Coxon J. 1993. Principle of Organic Synthesis. 3rd Ed. Chapmann and Hall. USA: 224-6. Reksohadiprojo, S., 1975, Seri Kimia Fisika Organik : Kuliah dan Praktika Kimia Farmasi Preparat, vol 0, 7, 15, 35-37, Fakultas Farmasi Universitas Gadjah Mada, Yogyakarta. Sherma, J. and Fried, B., 1996, Handbook of Thin Layer Chromatography 72, 73. Marcell Dekker, Inc., Ney York, USA. Silverstein., Bassler and Morrill, 1991, Spectrometric Identification Of Organic Compunds, John Wiley and Sons, Inc., USA. Silverstein, M.R., and Webster, X.F., 1998, Spectrometric Identification of Organic compounds, Sixth edition, 206-213, Josh wiley and sons, Inc., USA


51

Sastrohamidjodjo, H., 2001, Spektroskopi, 11, 99-100, 163-164, Penerbit Liberty, Yogyakarta. Stahl, E., 1985, Analisis Obat secara Kromatografi dan Mikroskopi, 16-18, diterjemahkan oleh Padmawinata, K. dan Soediro, I.., Penerbit Institut Teknologi Bandung, Bandung. Tuzen, M. And Ozdemir, M., 2003, Chromatographic Determination of Phenolic Acids in the Snowdrop by HPLC, Turk J Chem, 49-54


LAMPIRAN

Lampiran 1. Data perhitungan rendemen Sintesis I O

O

O

H

O

etilendiamin

OH

H 2O HO

benzaldehid

Awal : 30 mmol Reaksi : 30 mmol Sisa : -

OH

asam malonat

asam sinamat

30 mmol 30 mmol -

Jadi, berat senyawa secara teoritis

30 mmol 30 mmol = 30 mmol x 148,15 = 4.444,5 mg = 4,4445 g

Penimbangan rendemen senyawa hasil sintesis Berat kertas saring = 0,793 g Berat kertas saring + rendemen = 3.12 g Berat rendemen yang diperoleh = 2,327 g Maka, rendemen yang diperoleh : berat senyawa hasil sintesis Rendemen = × 100 % berat senyawa secara teoritis 2,327 = x 100 % 4,4445 = 52,3%

52

CO2


53

Sintesis II O

O

O

H

O

etilendiamin

OH

H 2O HO

benzaldehid


OH

asam malonat

asam sinamat

30 mmol 30 mmol -



Penimbangan rendemen senyawa hasil sintesis Berat kertas saring = 0,785 g Berat kertas saring + rendemen = 2,96 g Berat rendemen yang diperoleh = 2,175 g Maka, rendemen yang diperoleh : berat senyawa hasil sintesis Rendemen = × 100 % berat senyawa secara teoritis 2,175 = x 100 % 4,4445 = 48,9%

CO2


54

Sintesis III O

O

O

H

O

etilendiamin

OH

H 2O HO

benzaldehid

OH

asam malonat


asam sinamat

30 mmol 30 mmol -



Penimbangan rendemen senyawa hasil sintesis Berat kertas saring = 0,749 g Berat kertas saring + rendemen = 2,98 g Berat rendemen yang diperoleh = 2,175 g Maka, rendemen yang diperoleh : berat senyawa hasil sintesis Rendemen = × 100 % berat senyawa secara teoritis 2,175 = x 100 % 4,4445 = 50,1% Rendemen rata-rata = =

, %

, %

, %

= 50,4 % SD = 1,72 Range rendemen = (50,4 ± 1,72) Batas tertinggi = 50,4 + 1,72 = 52,12 % Batas terendah = 50,4 – 1,72 = 48,68 %

CO2


55

Lampiran 2. Perhitungan pergeseran kimia dari senyawa hasil sintesis pada spektroskopi 1H-NMR Hc Hc

Hb C

C C

C

C

C

C

Hd

C

Hc

O

O

Ha

Hc

Hc

Dari gambar dapat terlihat ada 4 tipe proton yang berbeda, dimana Ha merupakan proton yang terdapat pada gugus karboksilat dan akan berada jauh dibawah medan (10-12 ppm), Hd pada posisi α dan Hb pada posisi β merupakan proton yang terdapat pada alifatik. Sedangkan Hd merupakan proton pada cincin benzen yang memiliki pergeseran kimia antara 6-9 ppm. Untuk Hb dan Hc pada posisi β : δ= 5,25 + Zgem + Zcis + Ztrans H

Zcis C

Zgem

Hc

C

COOH C

Ztrans

C 6H 5

Hb = 5,25 + 0,69 + 0,37 + 0 = 6,31 Hc pada posisi β = 5,25 + 1,35 + 0,97 + 0 = 7,57

C Hb


Lampiran 3. Hasil pengujian titik lebur

56


Lampiran 4. Spektra inframerah asam malonat sebagai pembanding

57


Lampiran 5. Spektra inframerah benzaldehid sebagai pembanding

58


Lampiran 6. Spektra inframerah senyawa hasil sintesis

59


Lampiran 7. Spektra 1H-NMR senyawa hasil sintesis

60


Lampiran 8. Kondisi kromatografi gas

61


Lampiran 9. Kromatogram GC senyawa hasil sintesis

62


Lampiran 10. Spektra massa senyawa hasil sintesis

63


64

BIOGRAFI PENULIS

Penulis lahir di Mansalong pada tanggal 21 Oktober 1986. Anak pertama dari empat bersaudara pasangan Stevanus Sidung (ayah) dan Agustina (ibu). Penulis menempuh pendidikan pertamanya di SDN 001 Lumbis pada tahun1992, kemudian dilanjutkan ke SLTP Negeri I Lumbis di Mansalong pada tahun 1998 dan selanjutnya menyelesaikan pendidikan di SMU Katolik W. Purwadarminta Tarakan. Lulus dari jenjang SMU, penulis melanjutkan pendidikan Strata 1-nya pada pertengahan 2004 di Fakultas Farmasi Universitas Sanata Dharma Yogyakarta. Selama menjadi mahasiswa, penulis pernah mengikuti kegiatan kemahasiswaan yaitu PSF Veronika 2006-2007, panitia perpisahan wisuda, panitia sumpahan apoteker dan Squadra Viola pada tahun 2005 hingga sekarang.

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

Recommend Documents