Amidasi Metil Palmitat Menjadi Palmitamida Dengan Menggunakan Katalis Nikel

AMIDASI METIL PALMITAT MENJADI PALMITAMIDA

DENGAN MENGGUNAKAN KATALIS NIKEL

TESIS

Oleh

ADINTA TARIGAN

087006007/KIM

PROGRAM PASCASARJANA

FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PEGETAHUAN ALAM

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

MEDAN

2010

AMIDASI METIL PALMITAT MENJADI PALMITAMIDA

DENGAN MENGGUNAKAN KATALIS NIKEL

TESIS

Diajukan sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar Magister Sains dalam Program Studi Magister Ilmu Kimia pada Program Pascasarjana

Fakultas MIPA Universitas Sumatera Utara

Oleh

ADINTA TARIGAN

087006007/KIM

PROGRAM PASCASARJANA

FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PEGETAHUAN ALAM

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

MEDAN

2010

Judul Tesis : AMIDASI METIL PALMITAT MENJADI PALMITAMIDA DENGAN MENGGUNAKAN KATALIS NIKEL Nama Mahasiswa : ADINTA TARIGAN

Nomor Pokok : 087006007

Program Studi : Magister Ilmu Kimia

Menyetujui Komisi Pembimbing

(Prof.Dr.Seri Bima Sembiring, MSc) (Drs.Nimpan Bangun, MSc)

Ketua Anggota

Ketua Program Studi, Dekan,

(Prof. Basuki Wirjosentono, MS.Ph.D) (Prof. Dr. Eddy Marlianto, MSc)

PERNYATAAN ORISINALITAS

AMIDASI METIL PALMITAT MENJADI PALMITAMIDA

DENGAN MENGGUNAKAN KATALIS NIKEL

TESIS

Dengan ini saya nyatakan bahwa yang tertulis dalam tesis ini benar-benar hasil karya sendiri dan sepanjang sepengetahuan saya tidak terdapat pendapat atau karya yang pernah ditulis atau diterbitkan oleh orang lain kecuali secara tertulis diacu dalam naskah dan disebutkan sumbernya dalam daftar pustaka. Pendapat atau temuan yang terdapat dalam tesis ini dikutip berdasarkan kode ilmiah.

Medan, 18 Mei 2010

ADINTA TARIGAN NIM. 087006007

PERNYATAAN PERSETUJUAN PUBLIKASI

KARYA ILMIAH UNTUK KEPENTINGAN AKADEMIS

Sebagai sivitas akademika Universitas Sumatera Utara, saya yang bertanda tangan dibawah ini :

Nama : ADINTA TARIGAN

NIM : 087006007

Program Studi : Magister Ilmu Kimia Jenis Karya Ilmiah : Tesis

Demi pengembangan ilmu pengetahuan, menyetujui untuk memberikan kepada Universitas Sumatera Utara Hak Bebas Royalti Non – Eksklusif (Non Exlusive Royalty Free Right) atas tesis saya yang berjudul :

AMIDASI METIL PALMITAT MENJADI PALMITAMIDA DENGAN MENGGUNAKAN KATALIS NIKEL

Beserta perangkat yang ada (jika diperlukan). Dengan Hak Bebas Royalti Non – Eksklusif ini, Universitas Sumatera Utara berhak menyimpan, mengalih media, memformat, mengelola dalam bentuk data-base, merawat dan mempublikasikan Tesis saya tanpa meminta izin dari saya selama tetap mencantumkan nama saya sebagai penulis dan pemegang dan atau sebagai pemilik hak cipta.

Demikian pernyataan ini dibuat dengan sebenarnya.

Medan, 18 Mei 2010

Telah diuji pada

Tanggal : 18 Mei 2010

PANITIA PENGUJI TESIS

Ketua : Prof.Dr.Seri Bima Sembiring, MSc

Anggota : 1. Drs.Nimpan Bangun, MSc 2. Prof. Basuki Wirjosentono, MS.Ph.D

3. Prof. Dr. Harry Agusnar, MSc, M.Phil 4. Dr. Mimpin Ginting, MS

RIWAYAT HIDUP

DATA PRIBADI

Nama Lengkap : Adinta Tarigan, S.Pd Tempat dan Tanggal Lahir : Laubuluh, 21 Agustus 1969

Alamat Rumah : Jl. Jamin Ginting Simpang Sumber Mufakat Kabanjahe

Telepon/ Faks/ HP : 081361786602

Instansi Tempat Bekerja : SMA Negeri 1 Kabanjahe

Alamat Kantor : Jl. Jamin Ginting No. 31 Kabanjahe

Telepon : 0628 – 20417

DATA PENDIDIKAN

SD : SD Negeri Buluh Pancur Tamat : 1982 SMP : SMP Negeri Kutabuluh Tamat : 1985 SMA : SMA Negeri Berastagi Tamat : 1988 D3 / A3 : FMIPA USU / IKIP Medan Tamat : 1991 Strata-1 : FKIP UT Jakarta Tamat : 1996 Strata-2 : PPs FMIPA USU Medan Tamat : 2010

KATA PENGANTAR

Puji dan syukur kehadirat Tuhan Yang Maha Esa, atas kasih setia dan karunia-Nya sehingga penulis dapat menyelesaikan penelitian dan penyusunan Tesis ini.

Terima kasih yang sebesar-besarnya kami ucapkan kepada Pemerintah

Sumatera Utara c.q. BAPPEDASU dan Pemerintah Kabupaten Karo melalui Bupati Karo yang memberikan bantuan moril dan surat izin belajar sehingga

meringankan beban selama perkuliahan dan dalam penyelesaian Tesis ini.

Pada kesempatan ini penulis mengucapkan terima kasih yang sebesar-besarnya kepada :

1. Bapak Prof. Dr. dr. Syahril Pasaribu DTM & H.M.Sc (CTM), Sp.A (K) selaku Rektor Universitas Sumatera Utara dan Bapak Prof. Chairuddin P.Lubis, DTM & H.Sp.A(K) mantan Rektor Universitas Sumatera Utara atas kesempatan dan fasilitas yang diberikan kepada kami untuk menyelesaikan pendidikan program Magister.

2. Ibu Prof. Dr. Ir. T. Charun Nisa B., M.Sc selaku Direktur Sekolah Pasca Sarjana yang telah memberikan kesempatan untuk menyelesaikan pendidikan Magister Kimia.

3. Bapak Prof. Dr. Eddy Marlianto, M.Sc selaku Dekan FMIPA USU yang telah memberikan kesempatan dan fasilitas menyelesaikan pendidikan Magister Kimia. 4. Bapak Prof. Basuki Wirjosentono, M.S., Ph.D selaku Ketua Program Studi Kimia

Pascasarjana dan juga sebagai komisi penguji telah banyak memberikan masukan dan saran untuk menyelesaikan tesis ini

5. Bapak Prof. Dr. Harry Agusnar, M.Sc, M.Phil selaku sekretaris Program Studi Kimia Pascasarjana dan juga sebagai komisi penguji yang telah banyak memberikan masukan dan saran untuk menyelesaikan tesis ini.

6. Bapak Prof. Dr. Seri Bima Sembiring, M.Sc. Selaku pembimbing utama dan juga sebagai Kepala Laboratorium Kimia Anorganik, dan Bapak Drs. Nimpan Bangun, M.Sc. Selaku anggota komisi pembimbing yang setiap saat dengan penuh perhatian selalu memberikan bimbingan dan saran sehingga Tesis ini dapat diselesaikan.

7. Bapak Dr. Mimpin Ginting, MS dan Bapak Prof. Yunazar Manjang selaku komisi penguji yang banyak memberikan masukan dan saran untuk menyelesaikan Tesis ini.

8. Bapak/Ibu dosen yang mengasuh mata kuliah di sekolah Pascasarjana Universitas Sumatera Utara atas segala materi perkuliahan dan bimbingan selama mengikuti perkuliahan, kegiatan diskusi dan seminar serta ujian yang telah dilaksanakan. 9. Asisten Laboratorium Kimia Anorganik (Julianto Lumban Tobing, Suwanto Gullit,

Elisa br Saragih) yang telah banyak membantu memberikan kemudahan selama penulis melakukan penelitian hingga selesainya penelitian ini.

10. Bapak Drs. Mengket Perangin-angin selaku Kepala Sekolah SMA Negeri 1 Kabanjahe yang telah memberikan izin untuk mengikuti studi.

11. Teman-teman sejawat guru SMA Negeri 1 Kabanjahe beserta staf dan Ibu Mirabella br Purba yang selalu memberikan dorongan, semangat dan bantuan moril sehingga dapat menyelesaikan Program Magister Studi Kimia pada Sekolah Pascasarjana USU. 12. Orangtua saya Bapak T. Tarigan dan Ibu M br Sebayang serta mertua saya Bapak

B. Sebayang dan Ibu S br Perangin-angin yang selalu memberikan dorongan dan doa sehingga saya dapat menyelesaikan pendidikan ini.

13. Isteriku tercinta A. br Sebayang, anak saya Yana Meriska br Tarigan dan Gina Patricia br Tarigan yang selalu memberi dorongan dan memberangkatkan setiap minggu untuk mengikuti perkuliahan dan seluruh keluarga saya yang telah memberikan semangat disertai doa sehingga saya dapat menyelesaikan pendidikan ini.

14. Teman-teman angkatan 2008 Sekolah Pascasarjana USU Program Studi Ilmu Kimia yang telah banyak memberikan bantuan moril dan dorongan teristimewa Bapak Adresta Pinem yang selalu bersama dalam perkuliahan dan penelitian. Penulis menyadari bahwa tesis ini masih jauh dari sempurna karena itu penulis sangat mengharapkan kritik yang saran yang membangun untuk kesempurnaan tesis ini. Semoga tulisan ini meberikan manfaat bagi perkembangan ilmu kimia dan kemajuan Ilmu Pengetahuan khususnya Kimia Anorganik.

Hormat penulis,

ADINTA TARIGAN

AMIDASI METIL PALMITAT MENJADI PALMITAMIDA

DENGAN MENGGUNAKAN KATALIS NIKEL

Abstrak.

Palmitamida telah disintesis dari metil palmitat dengan gas NH3 pada tekanan 100 psi, suhu 1800C dan pelarut heksan dengan menggunakan katalis nikel. Spektrum FT-IR dari produk reaksi menunjukkan adanya dua puncak absorbsi pada bilangan gelombang 3362 cm-1dan 3195 cm-1 yang spesifik diberikan oleh gugus amina primer. Sementara puncak absorbsi pada 1742 cm-1telah bergeser menjadi 1662 cm-1 yang menunjukkan gugus C = O ester telah berubah menjadi gugus C=O amida. Spektrum 1H-NMR menunjukkan pergeseran kimia masing-masing pada δ 5,4 ppm (broad) disebabkan oleh proton NH2 , δ2,19 ppm (triplet) diberikan oleh proton CH2 yang terikat pada gugus NH2, δ1,5ppm (multiplet) diberikan oleh proton CH2 rantai panjang dan δ 0,9 ppm (triplet) karena proton CH3.

Kata kunci : amidasi, metil palmitat, katalis, palmitamida.

AMIDATION OF METHYL PALMITATE

TO PALMITAMIDE BY USING NICKEL CATALYST

Abstract

Palmitamide has been synthezied from methyl palmitate and NH3 gas at the pressure

of 100 psi and temperature of 180 0C in hexane using nickel catalyst. The FT-IR spectrum showed pressure of two characteristic peaks at 3362 cm-1 and 3195 cm-1 due to the primary amine group. While the 1H-NMR spectrum showed peaks at δ 5.4 ppm (broad) due to NH2 protons, δ 2.19 ppm (triplet) due to the CH2 protons next to

the NH2 group, δ 1.5 ppm (multiplet) due to the CH2 long chain and at δ 0.9 ppm

(triplets) attributed to the CH3 protons.

Key words : Amidation, Methyl Palmitic, Catalyst, Palmitamide.

DAFTAR ISI

Halaman

KATA PENGANTAR vii

ABSTRAK ix

ABSTRACT x

DAFTAR ISI xi

DAFTAR TABEL xiii

DAFTAR GAMBAR xiv

DAFTAR LAMPIRAN xv

BAB I PENDAHULUAN 1

1.1 Latar Belakang 1

1.2 Permasalahan 6

1.3 Tujuan Penelitian 6

1.4 Manfaat Penelitian 7

1.5 Lokasi Penelitian 7

1.6 Metodologi Penelitian 7

BAB II TINJAUAN PUSTAKA 8

2.1 Ester 8

2.2 Metil Ester 9

2.3 Amida 12

2.3.1 Pembuatan Amida 13

2.3.2 Kegunaan Senyawa Amida 15

2.4 Katalis 15

2.4.1 Katalis Homogen 16

2.4.2 Katalis Heterogen 17

2.4.3 Logam Transisi sebagai Katalis 20

2.4.4 Nikel sebagai Katalis 22

BAB III METODOLOGI PENELITIAN 25

3.1 Alat-Alat 25

3.2 Bahan-Bahan 26

3.3 Prosedur Penelitian 26

3.3.1 Pembuatan Metil Palmitat 26

3.3.2 Reaksi Pembuatan Amida 27

3.4 Bagan Penelitian 28

3.4.1 Pembuatan Metil Palmitat 28

3.4.2 Reaksi Pembuatan Amida 29

BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN 30

4.1 Hasil Penelitian 30

4.2 Pembahasan 31

4.2.1 Pembuatan Metil Palmitat 30

4.2.1.1 Spektrum FT-IR Metil Palmitat 31

4.2.2 Reaksi Metil Palmitat dengan NH3 34

4.2.2.1 Spektrum FT-IR Heksadekanamida 34 4.2.2.2 Spektrum 1H – NMR Heksadekanamida 37

BAB V KESIMPULAN DAN SARAN 39

5.1 Kesimpulan 39

5.2 Saran 39

DAFTAR PUSTAKA 40

LAMPIRAN L-1

DAFTAR TABEL

Nomor Tabel

Judul Halaman

3.1 Alat-Alat 25

3.2 Bahan-Bahan 26

DAFTAR GAMBAR

Nomor Gambar

Judul _Halaman

2.1 Reaksi katalitik H2 dan C2H4 pada permukaan logam 19

4.1 Spektrum FT – IR Metil Palmitat 33

4.2 Spektrum FT – IR Heksadekanamida. 36

4.3 Spektrum 1H – NMR Heksadekanamida 38

DAFTAR LAMPIRAN

Nomor Lampiran

Judul _Halaman

A Gambar Rangkaian Alat Reaksi Amidasi L-1 B Gambar Produk Amidasi (Palmitamida) L-2 C Spektrum FT - IR Metil Palmitat dari SDBS L-3 D Spektrum FT - IR Heksadekanamida

(Palmitamida) dari SDBS

L-4

E Spektrum 1H – NMR Heksadekanamida (Palmitamida) dari SDBS

L-5

AMIDASI METIL PALMITAT MENJADI PALMITAMIDA

DENGAN MENGGUNAKAN KATALIS NIKEL

Abstrak.

Palmitamida telah disintesis dari metil palmitat dengan gas NH3 pada tekanan 100 psi, suhu 1800C dan pelarut heksan dengan menggunakan katalis nikel. Spektrum FT-IR dari produk reaksi menunjukkan adanya dua puncak absorbsi pada bilangan gelombang 3362 cm-1dan 3195 cm-1 yang spesifik diberikan oleh gugus amina primer. Sementara puncak absorbsi pada 1742 cm-1telah bergeser menjadi 1662 cm-1 yang menunjukkan gugus C = O ester telah berubah menjadi gugus C=O amida. Spektrum 1H-NMR menunjukkan pergeseran kimia masing-masing pada δ 5,4 ppm (broad) disebabkan oleh proton NH2 , δ2,19 ppm (triplet) diberikan oleh proton CH2 yang terikat pada gugus NH2, δ1,5ppm (multiplet) diberikan oleh proton CH2 rantai panjang dan δ 0,9 ppm (triplet) karena proton CH3.

Kata kunci : amidasi, metil palmitat, katalis, palmitamida.

AMIDATION OF METHYL PALMITATE

TO PALMITAMIDE BY USING NICKEL CATALYST

Abstract

Palmitamide has been synthezied from methyl palmitate and NH3 gas at the pressure

of 100 psi and temperature of 180 0C in hexane using nickel catalyst. The FT-IR spectrum showed pressure of two characteristic peaks at 3362 cm-1 and 3195 cm-1 due to the primary amine group. While the 1H-NMR spectrum showed peaks at δ 5.4 ppm (broad) due to NH2 protons, δ 2.19 ppm (triplet) due to the CH2 protons next to

the NH2 group, δ 1.5 ppm (multiplet) due to the CH2 long chain and at δ 0.9 ppm

(triplets) attributed to the CH3 protons.

Key words : Amidation, Methyl Palmitic, Catalyst, Palmitamide.

B A B I

PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang

Secara umum minyak kelapa sawit kasar (CPO) sebagian besar masih berupa komoditi ekspor. Karena itu perlu usaha untuk meningkatkan nilai CPO dengan mendayagunakan setiap komponen kimia yang terkandung didalamnya, misalnya menjadi bahan oleokimia lain seperti senyawa amida, senyawa amina, fatty alcohol dan lain-lain. Dalam minyak kelapa sawit terkandung berbagai macam senyawa kimia misalnya, lemak, asam lemak bebas, karoten dan tokoferol (komponen miror). Kandungan minyak ini jika di hidrolisa akan menghasilkan gliserol dan asam lemak antara lain,

asam kaproat (1%), asam kaprilat (3-5%), asam laurat (44-51%), asam miristat (15 – 17%), asam palmitat (7-10%), asam stearat (4,5%), asam oleat (39%) dan asam

linoleat (11%), seperti yang dilaporkan oleh Gervajio (Gervajio, G.C.2005).

Selama ini minyak kelapa sawit banyak digunakan untuk minyak goreng. Dengan begitu besarnya sumber daya kelapa sawit yang dimiliki Indonesia, sangatlah disayangkan apabila minyak kelapa sawit (Crude Palm Oil / CPO) hanya digunakan untuk memenuhi kebutuhan rumah tangga saja.

Dalam rangka mengantisipasi melimpahnya produksi CPO, maka diperlukan usaha untuk mengolah CPO menjadi produk hilir. Pengolahan CPO menjadi produk hilir memberikan nilai tambah tinggi. Produk olahan dari CPO dapat dikelompokkan menjadi dua, yaitu produk pangan dan non pangan. Produk pangan terutama minyak goreng dan margarin. Produk non pangan terutama oleokimia seperti ester, asam lemak, surfaktan, gliseril, fatty alcohol, senyawa amina dan turunan turunan lainnya. Industri penghasil oleokimia termasuk industri kimia agro (agrobased chemical industry) yaitu industri yang mengolah bahan baku yang dapat diperbaharui (renewable), merupakan industri yang bersifat resources – based industries dan mempunyai peranan penting dalam upaya pemenuhan kebutuhan pokok masyarakat luas, seperti kosmetika, produk farmasi dan produk konsumsi lainnya. Selain itu industri tersebut berperan pula dalam pemerataan dan pertumbuhan ekonomi serta pemberdayaan ekonomi rakyat (Lembaga Riset Perkebunan Indonesia, 2007)

Asam karboksilat dan ester dapat diubah menjadi suatu amida yang memiliki kegunaan yang luas dalam kehidupan antara lain dapat berguna sebagai zat antara untuk pembuatan senyawa amina, sebagai bahan awal dalam pembuatan suatu polimer, sebagai bahan pembuatan obat-obatan. Amida dapat disintesis dari derivat asam karboksilat seperti metil ester dengan amonia. (Fessenden, 1986).

Palmitamida digunakan sebagai bahan-bahan penyerasi pada penguatan karet alam dengan silika, juga bertindak sebagai bahan pemelastis (plasticizer) seperti minyak, yang dapat melembutkan komponen suatu karet (Surya, I. 2008).

Oleomida dapat dibuat dengan reaksi oleil klorida dengan amoniak cair pada tekanan biasa dan juga reaksi asam oleat dengan formalmida, asetamida, urea ataupun asetil urea. Untuk skala laboratorium, oleomida biasanya dibuat dengan reaksi oleoklorida dengan amoniak cair dengan hasil yang cukup baik ( Edward, T. 1949).

Pembuatan amida dari asam lemak umumnya dilakukan dengan mencampurkan asam lemak dengan amoniak berlebih pada suhu dan tekanan yang tinggi memakai katalis logam nikel. Reaksi tersebut menggunakan amoniak berlebih sehingga kelebihan itu dapat di daur ulang (recycle). Suhu yang tinggi dalam penelitian itu dipakai untuk melebur asam lemak, kemudian bereaksi dengan amoniak teraktivasi (Reck, R.A. 1985).

Billenstein telah melaporkan bahwa pengubahan langsung asam organik menjadi senyawa amina memerlukan tekanan dan suhu yang tinggi. Pada proses pembuatannya, mula – mula asam lemak diubah menjadi senyawa nitril, selanjutnya senyawa nitril tersebut dihidrogenasi menjadi senyawa amina. Disamping dari senyawa nitril pada reaksi kesetimbangan juga terbentuk senyawa amida. (Billenstein, S. 1984).

ZnO, Al2O3, Mn atauCo

RCO2H + NH3 RC N + H2O 280 – 3600C

RCO2H + NH3 RCOONH4 RCONH2 + H2O RC N + H2O

katalis Ni atau Co

RC N + H2 RNH2

120 - 1800_C,

20 - 100 bar

Beberapa penelitian tentang pembentukan senyawa amida telah dilakukan di Laboratorium Kimia Anorganik FMIPA USU diantaranya :

1. Ariston (2008) telah melakukan pembuatan senyawa amina dari asam dekanoat dengan reaksi sebagai berikut :

● Reaksi amidasi terhadap asam dekanoat dengan amoniak cair menggunakan katalis nikel dipanaskan pada suhu 1500C selama 12 jam dalam pelarut n – heksan kering menghasilkan dekanamida 88,2% seperti reaksi dibawah ini:

O O

H3C – (CH2)8 – C – OH H3C – (CH2)8 – C – NH2 + H2O

NH3, Ni

1500C

● Selanjutnya amida yang terbentuk dihidrogenasi dengan gas H2 pada tekanan 200 psi dan suhu 2000C selama 18 jam menghasilkan dekil amina dengan hasil 18,9 % seperti reaksi dibawah ini :

H3C – (CH2)8 – C – NH2 H3C – (CH2)8 – CH2 – NH2

dekanamida dekilamina

O

-2H2O

2H2, 200 psi

2000_C

2. Reaksi antara asam azelat (m.p = 1600C) dengan gas NH3 memakai katalis nikel pada suhu 1800C selama 5 jam menghasilkan senyawa nonana – 1,9-diamida yang selanjutnya didehidrasi pada suhu 280 -3000C dengan katalis CaO dan Al2O3 menjadi nonana – 1,9-dinitril. Senyawa nitril yang terbentuk dihidrogenasi menjadi amina dengan katalis nikel pada suhu 1200C menghasilkan nonana – 1,9-diamina (Manihuruk, M. 2009)

Reaksinya sebagai berikut :

NH3Katalis Nikel

Asam Azelat 180 0_C

Nonana-1,9-diamida

HOOC - (CH2)7 - COOH H2NOC - (CH2)7 - CONH2 + H2O CaO dan Al2O3

2800_{C - 300}0_C

-2H2O Nonana-1,9-dinitril H2NOC - (CH2)7 - CONH2 N C - (CH2)7 - C N

Nonana-1,9-diamida

Nonana-1,9-dinitril

Katalis Ni 1200_C

Nonana-1,9-diamina

Kesamaan reaksi asam karboksilat dengan ester terhadap NH3 sebagai berikut :

O

O O

OH ONH4

-H2O

NH2 O

OR _NH2

O

Ni

R C + NH3 R C R C

Ni

R C + NH3 R C + CH3OH

Reaksi asam karboksilat dengan NH3 membutuhkan suhu yang tinggi dan hasil yang rendah dibandingkan reaksi metil ester dengan NH3 yang membutuhkan suhu yang rendah dan hasil yang lebih tinggi.

Dalam penelitian ini digunakan metil ester yang mudah larut dalam pelarut heksan sehingga diharapkan dapat cepat bereaksi dengan amoniak dan katalis nikel.Dari uraian tersebut diatas maka penulis tertarik untuk melakukan amidasi metil palmitat menjadi palmitamida dengan katalis nikel dan pelarut n-heksan.

1.2 Permasalahan

Apakah metil palmitat dapat bereaksi dengan amoniak dalam pelarut n-heksana menghasilkan amida dengan katalis Ni.

1.3 Tujuan Penelitian

Untuk mensintesa senyawa amida dari metil palmitat dengan amoniak dalam autoclave dengan menggunakan katalis nikel.

1.4 Manfaat Penelitian

1. Hasil penelitian ini diharapkan berguna untuk mengembangkan teknologi pembuatan senyawa amida.

2. Senyawa amida yang diperoleh diharapkan dapat digunakan menjadi bahan pembuatan senyawa amina.

1.5 Lokasi Penelitian

Penelitian ini dilakukan di laboratorium kimia anorganik FMIPA USU Medan dan Karakterisasi secara spektroskopi FT- IR dilakukan di laboratorium Bea dan Cukai Belawan Medan dan 1H-NMR dilaboratorium Dasar Bersama – Universitas Airlangga Surabaya.

1.6 Metodologi Penelitian

Metode penelitian dilakukan dalam beberapa tahap : 1. Pembuatan metil palmitat dari asam palmitat.

2. Karakterisasi metil palmitat dengan spektroskopi FT-IR. 3. Reaksi pembuatan amida.

BAB II

TINJAUAN PUSTAKA

alkohol katalis ester air

asam karboksilat

H+

2.1 Ester

Ester merupakan turunan dari asam karboksilat dimana gugus hidroksi (-OH) dari asam karboksilat digantikan oleh gugus alkoksi (-OR). Pembentukan ester atau esterifikasi dapat terjadi jika asam karboksilat dipanaskan bersama alkohol dan ditambah sedikit asam mineral sebagai katalis dan reaksinya bolak balik. Persamaan reaksinya adalah sebagai berikut :

R-C + R’OH RCOOR’ + H2O O

Reaksi esterifikasi dapat dibagi atas :

1. Esterifikasi langsung yang merupakan reaksi antara asam lemak denga alkohol.

RCOOH+ R1OH RCOOR1 + H2O O-H

2. Transesterifikasi yang meliputi reaksi :

a. Asidolisis, merupakan reaksi antara ester dengan asam membentuk ester yang baru.

RCOOR1 + R2COOH R2COOR1 + RCOOH

b. Alkoholisis, merupakan reaksi antara ester dengan alkohol membentuk ester yang baru.

RCOOR1 + R2OH RCOOR2 + R1OH

c. Interesterifikasi, merupakan suatu reaksi ester dengan ester lainnya disebut juga ester interchange. Pada trigliserida, interterifikasi dapat dilakukan dengan dua proses yaitu pertukaran interamolekuler dan intermolekuler. Reaksi interesterifikasi meliputi penataan ulang dan randomisasi residu asil dalam trigliserol dan selanjutnya menghasilkan lemak atau minyak dengan sifat yang baru (Sreenivasan, 1978)

RCOOR1 + R2COOR3 RCOOR3 + R2COOR1

2.2 Metil Ester

Metil ester dapat dibuat melalui reaksi transesterifikasi antara minyak/ lemak dengan metanol menggunakan katalis basa, dengan suhu reaksi 500C – 700C. Jika reaksi berlangsung sempurna akan terbentuk metil ester dan gliserol sebagai produk samping. Ester yang terbentuk selanjutnya dicuci dengan air untuk menghilangkan sisa katalis dan metanol (Darnoko, D. 2002).

Proses transesterifikasi memerlukan katalis untuk mempercepat laju reaksi pembentukan produk. Katalis asam yang biasa digunakan HCl atau H2SO4, atau

katalis basa/alkali. Pemakaian katalis basa hanya berlangsung sempurna bila minyak/lemak dalam kondisi netral atau tanpa keberadaan air. Selain itu, dapat terbentuk sabun dimana katalis hilang karena penyabunan dan terbentuk gel yang dapat menghambat proses pemisahan. Jumlah katalis yang sedikit berlebih secara stoikiometris akan mendorong pembentukan produk ester atau reaksi berlangsung kearah kanan (Morrison, 1992).

Reaksi Transesterfikasi antara minyak dengan metanol

O

O O CH2 – OH

CH2 – OH

O

H2C – O – C – CH2 R

HC – O – C – CH2 R + 3CH3OH 3RCH2 – C – OCH3 + CH – OH H2C – O – C – CH2 R

metanol metil ester

asam lemak

gliserol

Tahapan pertama dalam reaksi diatas adalah mereaksikan NaOH dengan metanol, yang mana NaOH berperan sebagai katalis yang akan mengaktifkan gugus alkoksi dari metanol, sehingga membentuk Natrium Metoksida. Natrium Metoksida merupakan zat yang akan bereaksi dengan minyak membentuk asam lemak.

Produk olahan minyak yang merupakan non pangan diantaranya adalah oleokimia. Salah satu produk turunan oleokimia adalah ester. Contohnya adalah metil ester.

Asam lemak metil ester mempunyai peranan utama dalam industri oleokimia. Metil ester digunakan sebagai senyawa intermediate untuk sejumlah oleokimia yaitu seperti fatty alcohol, alkanolamida, metil ester, gliserol monostrearat, surfaktan gliserin dan asam lemak lainnya.

Permintaan metil ester dari tahun ketahun meningkat karena metil ester merupakan bahan baku yang sangat penting bagi industri kimia. Metil ester saat ini telah digunakan untuk membuat minyak diesel sebagai bahan bakar alternatif.

Metil ester mempunyai beberapa kelebihan dibandingkan dengan asam lemak, diantaranya yaitu:

1. Pemakaian energi sedikit karena membutuhkan suhu dan tekanan lebih rendah dibandingkan dengan asam lemak.

2. Peralatan yang digunakan murah. Metil ester bersifat non korosif dan metil ester dihasilkan pada suhu dan tekanan lebih rendah, oleh karena itu proses pembuatan metil ester menggunakan peralatan yang terbuat dari karbon steel, sedangkan asam lemak bersifat korosif sehingga membutuhkan peralatan stainless steel yang kuat.

3. Lebih banyak menghasilkan hasil samping gliseril yaitu konsentrat gliseril melalui reaksi transesterifikasi kering sehingga menghasilkan konsentrat gliseril, sedangkan asal lemak, proses pemecahan lemak menghasilkan gliserin yang masih mengandung air lebih dari 80%, sehingga membutuhkan energi yang lebih banyak.

4. Metil ester lebih mudah didestilasi karena titik didihnya lebih rendah dan lebih stabil terhadap panas.

5. Dalam memproduksi alkanolamida, ester dapat menghasilkan superamida dengan kemurnian lebih dari 90% dibandingkan dengan asam lemak yang menghasilkan amida dengan kemurnian hanya 65-70%

6. Metil ester mudah dipindahkan dibandingkan asam lemak karena sifat kimianya lebih stabil dan non korosif

2.3 Amida

Amida merupakan suatu senyawa yang mempunyai nitrogen trivalen yang terikat pada suatu gugus karbonil. Senyawa amida diberi nama dari asam karboksilat dengan mengubah imbuhan asam – oat ( atau – at ) menjadi amida (Fessenden, 1986).

O O

CH2CNH2 CH3CH2CH2CNH2 butanamida

etanamida

Amida asam lemak dapat dibuat secara sintesis pada industri oleokimia melalui proses batch. Pada proses ini, ammoniak dan asam lemak bebas bereaksi pada suhu 200oC dan tekanan 345 – 690 kPa selama 10 – 12 jam.

Selain proses batch, amida primer dapat diperoleh dengan mereaksikan ammoniak dengan metil ester asam lemak. Reaksi tersebut mengikuti konsep HSAB, dimana H+ dari ammoniak merupakan hard acid yang mudah bereaksi dengan hard base CH3O-

untuk membentuk metanol. Sebaliknya NH2- lebih soft base dibandingkan dengan CH3O- akan terikat dengan R-C+= O yang lebih soft acid dibanding H+ .

(Ho,T.,1977). Reaksinya sebagai berikut :

O O R C OCH3 + NH3 R C NH2 + CH3OH

2.3.1 Pembuatan amida

Senyawa amida dapat disintesis melalui beberapa cara antara lain : 1. Dehidrasi garam amonium melalui pemanasan atau destilasi. CH3CO2NH4 CH3CONH2 + H2O

Senyawa asetamida dapat diperoleh dengan destilasi fraksinasi amonium asetat. Asam asetat biasanya ditambahkan sebelum pemanasan untuk menekan hidrolisis amonium asetat. Asam asetat dan air dapat dihilangkan dengan cara destilasi lambat.

2 . Pemanasan asam dengan urea

CH3COOH + NH2CONH2 CH3CONH2 + CO2 + NH3

Reaksi ini terjadi pada 1200C, asam karbamat yang terbentuk terdekomposisi menjadi karbondioksida dan ammoniak. Garam amonium juga bereaksi dengan urea pada temperatur diatas 120 0C yang akan menghasilkan amida.

3. Reaksi antara ammoniak pekat dengan ester

Proses ini disebut dengan ammonolisis ester. Jika amida yang terbentuk larut dalam air maka dapat diisolasi secara destilasi.

Contohnya:

CH3COOC2H5 + NH3 CH3CONH2 + C2H5OH

4. Hidrolisis dari senyawa nitril

Senyawa nitril dilarutkan dalam konsentrasi asam klorida pada suhu 400C dan sedikit demi sedikit diteteskan kedalam air

+

C

C N

Senail dikit Nmi sedikit diteteskH2N C O

+ H2O2 + O2

Selain dari keempat cara diatas, senyawa amida dapat juga diperoleh dengan mereaksikan asam karboksilat dengan ammoniak encer sehingga terbentuklah garam ammonium yang kemudian dipanaskan sampai terjadi dehidrasi untuk menghasilkan amida (Solomon, T.W. 1994)

O O O

R C OH + NH3 R C ONH3 R C NH2 + H2O

-OH

2.3.2 Kegunaan senyawa amida

Adapun beberapa kegunaan senyawa amida adalah :

1. Senyawa amida jenuh rantai panjang dipakai intermediet dalam produksi textil tahan air tipe Zelan atau Velan.

2. Sebagai bahan baku setengah jadi (intermediate raw material) untuk peroduksi fatty nitril dan fatty amina.

3. Amida dapat digunakan untuk identifikasi asam yang berbentuk cair. 4. Amida dapat digunakan untuk sintesis nilon.

5. Memperbaiki sifat-sifat dari tinta yaitu membantu slip, mengurangi block dan tack.

2.4 Katalis

Katalis adalah suatu zat yang meningkatkan kecepatan reaksi untuk mencapai kesetimbangan pada reaksi kimia tetapi tidak habis bereaksi. Peranan katalis adalah menurunkan energi bebas pengaktifan. Katalis membentuk interaksi dengan pereaksi untuk mencapai suatu kompleks teraktifkan. Berbagai katalis yang dipakai dalam reaksi, dapat berfungsi namun tidak semua memberikan mekanisme yang sama, misalnya tingkat energi bebasnya. (Cotton, 1989)

Dalam suatu reaksi katalitik dapat terbentuk suatu intermediet dalam kondisi tertentu, dimana intermediet tersebut tidak setabil dan kemudian berubah menjadi

senyawa lain yang akhirnya membentuk suatu produk yang sering kali terjadi diluar dugaan. (Leach, B.E. 1983)

Terdapat beberapa kriteria yang harus diperhatikan untuk menilai baik atau tidaknya suatu katalis, diantaranya adalah : Aktifitas yaitu kemampuan katalis untuk mengkonversi reaktan menjadi produk yang diinginkan. Selektifitas yaitu kemampuan katalis mempercepat reaksi yang diinginkan diantara beberapa reaksi yang mungkin terjadi. Yield yaitu jumlah produk yang terbentuk untuk setiap satuan reaktan yang terkonsumsi. Kesetabilan yaitu lamanya katalis memiliki akitifitas dan selektifitas seperti keadaan semula. Kemudahan diregenerasi yaitu proses mengembalikan aktifitas dan selektifitas seperti semula.

Katalis dibagi menjadi 2 bagian yaitu katalis homogen dan katalis heterogen. Katalis homogen adalah katalis yang ada dalam fase berbeda dengan pereaksi dalam reaksi yang dikatalisnya. Sedangkan katalis heterogen adalah katalis yang ada dalam fase sama dengan pereaksi dalam reaksi yang dikatalisisnya. (Syukri, 1999)

2.4.1 Katalis homogen

Katalis homogen merupakan katalis yang berada dalam fase yang sama dengan molekul-molekul reaktan. Katalis homogen merupakan kelarutan dari molekul-molekul didalam reaktan yang biasanya berada dalam keadaan cair (Parker, S.P. 1982)

Keuntungan dari katalis homogen bila dibandingkan dengan katalis heterogen, katalis homogen mudah dikarakterisasi, misalnya secara spektroskopi. Mekanisme

reaksi dapat dibuat untuk memprediksi reaksi. Selain itu, katalis mudah terdispersi secara efektif sehingga semua molekul katalis dapat berinteraksi dengan reaktan. Kerugian dari katalis homogen, sulit memisahkan katalis dari produk dan biaya yang mahal. Selain itu dapat terjadi korosi dan hilangnya katalis pada perolehan kembali katalis (Gates, 1979).

2.4.2 Katalis heterogen

Katalis heterogen merupakan katalis yang berada dalam fase yang berbeda dengan pereaksi (molekul-molekul) yang bereaksi, biasanya katalis ini berupa padatan agar bisa dipisahkan, sedangkan reaktannya dalam bentuk cairan atau gas (Parker, S.P. 1982). Misalnya, hidrogenasi olefin merupakan contoh dimana kedua katalis heterogen dapat dipergunakan secara efektif.

RCH = CH2 + H2 RCH2CH3

Reaksi diatas berjalan lambat tanpa adanya katalis kecuali dengan suhu yang sangat tinggi. Bila gas dibiarkan berhubungan dengan logam mulia tertentu, misalnya platina yang didukung oleh bahan yang berpermukaan seperti silika atau alumina, katalis dapat berlangsung. Dapat dipercaya bahwa kedua reaktan akan diserap oleh permukaan logam. (Cotton, 1989).

H M + H2 M

H

H H H H CH2R

M + RCH CH2 M CH3CH2R

H RCH CH2 M CH2

Katalis heterogen bereaksi pada permukaan bahan. Reaksi fase gas dan fase cair dikatalisis heterogen biasanya lebih mungkin terjadi dipermukaan katalis daripada di fase gas atau fase cair. Untuk alasan ini maka kadangkala katalis heterogen disebut katalis kontak (Holtzclaw, 1988)

Proses katalisis heterogen sedikitnya dapat melalui empat tahap : 1. adsorpsi reaktan pada permukaan katalis,

2. aktifasi penyerapan reaktan, 3. reaksi reaktan yang terserap, dan

H H + C C

H

H H

H adsorpsi

permukaan _{H H C} C H

H H

H

Partikel logam Partikel logam

Partikel logam _{Partikel logam}

Partikel ogam C C l H H H H H H aktivasi

H H C C

H H H H permukaan C C H H H H H H reaksi desorpsi permukaan

Gambar 2.1 Reaksi katalitik H2 dan C2H4 pada permukaan logam

Keterangan gambar :

Reaksi : C₂H₄ + H2 C2H6

Kedua molekul diadsorpsi oleh gaya tarik yang lemah. Aktivasi berlangsung ketika elektron – elektron yang terikat pada molekul tertata ulang untuk membentuk ikatan dengan atom – atom logam. Kelanjutan reaksi dari aktivasi atom, molekul – molekul C2H6 yang teradsorbsi lemah akan melepaskan diri dari permukaan (Holtzclaw, 1988).

2.4.3 Logam Transisi Sebagai Katalis

Logam transisi yang mengkatalisis reaksi kimia merupakan dasar yang sangat penting dalam proses industri, seperti reaksi hidrogenasi, reaksi karbonilasi dan reaksi polimerisasi bertekanan rendah untuk etilen dan propena. Semua proses-proses ini berjalan secara heterogen dimana suatu bahan yang padat digunakan sebagai katalis. (Cotton, 2004)

Unsur-unsur transisi mempunyai sifat-sifat tertentu, yaitu : - Semuanya adalah logam

- Hampir keseluruhan dari unsur transisi ini bersifat keras, kuat, titik lelehnya tinggi, titik didihnya tinggi serta menghantarkan panas dan listrik yang baik. - Unsur-unsur ini dapat membentuk campuran satu dengan yang lain dan dengan

unsur-unsur yang mirip logam.

- Banyak diantaranya cukup elektropositif sehingga dapat larut dalam asam mineral, walaupun hanya beberapa diantaranya bersifat mulia, yaitu mempunyai potensial elektroda yang rendah sehingga tidak terpengaruh oleh asam yang sederhana.

- Ada beberapa pengecualian yaitu unsur-unsur ini mempunyai valensi yang beragam dan ion-ion serta senyawanya berwarna pada satu tingkat oksidasi.

- Karena kulit yang terisi sebagian, unsur-unsur ini membentuk paling sedikit beberapa senyawaan paramagnetik (Cotton, 2004)

Pada beberapa kasus, logam – logam transisi yang memiliki berbagai valensi dapat membentuk suatu senyawa intermediet yang tidak stabil. Pada kasus lain, logam – logam transisi memberikan reaksi permukaan yang sesuai. Banyak logam – logam unsur transisi dan senyawanya memiliki sifat katalitik.

Beberapa kegunaan logam transisi adalah sebagai berikut :

Ni Raney Nikel, pada proses reduksi, seperti pembuatan heksametilendiamin, pembuatan H2 dari NH3 mereduksi antraquinon menjadi antraquinol pada H2O2.

Kompleks Ni pada sintesis Reppe (polimerisasi, alkena, seperti menghasilkan benzen atau siklooktatetraena)

Pd digunakan untuk reaksi hidrogenasi

PdCl2 padaproses Wacker untuk mengubah etilena menjadi metanol Cu Digunakan pada proses langsung untuk pembuatan (CH3)2 SiCl2 CuCl2 Padaproses Deacon untuk membuat Cl2 dari HCl (Lee, J.D.1994). Salah satu kegunaan yagn penting dari unsur-unsur transisi dalam reaksi katalitik adalah untuk mengatomisasi molekul-molekul diatomik dan menyalurkan atom-atom tersebut pada reaktan yang lain dan reaksi intermediet. Gas H2, O2, N2, dan Co adalah molekul diatomik yang penting. Kekuatan ikatan, H, O, N dan C pada permukaan logam-logam trnsisi memberikan daya dorong termodiamik untuk atomisasi dan juga untuk pelepasan atom dalam reaksi dengan molekul-molekul yang lain. Permukaan logam juga memiliki sifat-sifat yang unik lainnya yang dapat

mengkatalisis serangkaian reaksi-reaksi kompleks yang dimulai dengan disosiasi adsorbsi yang diikuti dengan penataan ulang kompleks melalui formasi dan pemutusan ikatan, yang terakhir proses adsorbsi dari produk (Hegedus, 1987)

2.4.4 Nikel sebagai katalis

Nikel (Ni) adalah unsur logam transisi yang terdapat pada orbital d pada sistim periodik unsur-unsur, distribusi elektron pada orbital – orbital atom Ni mengikuti aturan Hund, maka terdapat elektron – elektron yang belum berpasangan dalam orbital d dengan konfigurasi sebagai berikut :

28Ni = 1s2 , 2s2 , 2p6 , 3s2 , 3P6 , 4s2 , 3d8 4s 3d

Unsur Logam Ni mempunyai orbital atom 3d yang belum penuh, maka sesuai aturan Hund terdapat elektron-elektron yang belum berpasangan pada orbital d. Keadaan ini akan menentukan sifat – sifat nikel, misalnya sifat – sifat magnetik, struktur padatan dan kemampuannya membentuk senyawa komplek (Hasanah, 1995). Fenomena ini menjadikan logam Ni sangat berperan dalam berbagai reaksi katalitik. Logam nikel mudah membentuk ikatan kovalen kordinat, maka pembentukan intermediet pada permukaan katalisis menjadi lebih mudah. Dari konfigurasi elektron diatas diketahui bahwa Ni adalah bervalensi dua. Nikel bervalensi dua membentuk dua macam bentuk kompleks utama. Pertama adalah kompleks spin bebas (ion atommorbital terluar)

yang didalamnya adalah logam H2O dan NH3, dan lain-lain seperti Ni(H2O)62+ dan Ni (NH3)62+ (Considine, 1984)

Logam nikel dipergunakan secara luas sebagai katalis untuk hidrogenasi atau pembekuan minyak yang merupakan bahan dasar yang digunakan dalam pembuatan sabun dan produk-produk makanan, untuk pembuatan hidrogen dari gas alam atau gas buangan yang dihasilkan dari pemurnian dan pemecahan minyak bumi. Proses yang menggunakan nikel dalam jumlah besar sebagai katalis adalah hidrogenasi dari minyak, seperti : biji kapas, biji rami, kacang kedelai, biji tumbuhan, ikan paus, ikan gembung. Hal ini ditetapkan sebagai salah satu cara yang efektif untuk menghilangkan bau amis ikan dari minyak ikan, dan kemudian minyak ini dijernihkan sehingga dapat digunakan untuk dikonsumsi.

Nikel Raney adalah sejenis katalis padat yang terdiri dari butiran halus aloi nikel-alumunium yang digunakan dalam berbagai proses industri. Ia dikembangkan pada tahun 1926 oleh insinyur Amerika Murray Raney sebagai katalis alternatif untuk hidrogenasi minyak nabati pada berbagai proses industri. Baru-baru ini, ia digunakan sebagai katalis heterogen pada berbagai macam sintesis organik, umumnya untuk reaksi hidrogenasi.

Nikel Raney dihasilkan ketika aloi nikel-aluminium diberikan natrium hidroksida pekat. Perlakuan yang disebut "aktivasi" ini melarutkan keluar kebanyakan aluminium dalam aloi tersebut. Struktur berpori-pori yang ditinggalkan mempunyai

luas permukaan yang besar, menyebabkan tingginya aktivitas katalitik katalis ini. Katalis ini pada umumnya mengandung 85% nikel berdasarkan massa, berkorespondensi dengan dua atom nikel untuk setiap atom aluminium. Aluminium membantu menjaga stuktur pori katalis ini secara keseluruhan.

BAB III

METODOLOGI PENELITIAN

Dalam melakukan penelitian ini digunakan alat-alat dan bahan-bahan kimia antara lain :

3.1 Alat-Alat

No Nama Alat Ukuran Merek

1 Neraca Analitik digital - Mettler PM 2000

2 Hotplate Stirrer - PMC seri 501

3 Gelas Erlenmeyer 100 ml Pyrex

4 Pengatur suhu - -

5 Pengaduk magnet - -

6 Autoclave stainless steel 100 ml Duragauge

7 Termometer 0 – 200 oC Fisher

8 Labu leher tiga 1 L Pyrex

9 Labu 250 ml Pyrex

10 Labu 100 ml Pyrex

11 Corong pisah - Pyrex

12 Pendingin Liebig 24/29 Quickfit

13 Pompa Vakum - Welch Duo-Seal

14 Pipa U - Pyrex

15 Trap - Pyrex

16 Pengukur titik lebur - Gallenkamp

3.2 Bahan – Bahan

No Nama Bahan Merek

1. Metil palmitat -

2. Katalis nikel Sigma- aldrich

3. Gas Amoniak PT. Aneka Gas

4. Asam palmitat p.a.E Merck

5. n – heksan p.a.E Merck

6. Etanol p.a.E Merck

7. Na2SO4 anhidrat p.a.E Merck

8. H2SO4 p.a.E Merck

9. NaOH p.a.E Merck

10. Aquadest p.a.E Merck

11. Dietil Eter p.a.E Merck

12. Benzen p.a.E Merck

3.3 Prosedur Penelitian 3.3.1 Pembuatan metil palmitat

256 g asam palmitat dimasukkan ke dalam labu leher dua ditambahkan 240 ml metanol kering dan 20 ml benzena, ditetesi 2 ml H2SO4 (p) setetes demi setetes melalui dropping funnel. Campuran reaksi direfluks selama 6 jam pada suhu 650C. Kemudian hasil reaksi dinetralkan dengan NaOH 5N dan diekstraksi dengan 450 ml n - heksana. Kemudian dicuci dengan aquades. Lapisan atas diambil dan ditambahkan Na2SO4 anhidrous dan didiamkan satu

malam kemudian disaring, filtratnya diuapkan pelarut, divakum dan diperoleh 253, 2 g metil palmitat dan dianalisa dengan spektroskopi FT-IR.

3.3.2 Reaksi pembuatan amida

Kedalam autoclave dimasukkan 25,3 g metil palmitat, 200 ml n – heksan 0,06 g katalis nikel, magnetik stirer kemudian autoclavenya ditutup rapat dan dikunci skrupnya sehingga tidak ada gas yang keluar. Lalu dialirkan gas amoniak dengan tekanan 100 psi dan campuran diaduk dengan pengaduk magnet pada suhu1800C selama 10 jam. Kemudian didinginkan hingga mencapai suhu ruang (tekanan NH3 menjadi 20 psi). Autoclave dibuka untuk membuang sisa gas NH3. Campuran reaksi yang terbentuk ditambahkan etanol kemudian disaring. Endapan yang diperoleh dicuci dengan n – heksan kering dan disaring kembali. Endapan hasil pencucian dengan n – heksan kering diekstraksi dengan dietil eter kering dan disaring. Padatan yang didapat merupakan katalis nikel. Ekstrak hasil penyaringan kemudian diuapkan, divakum dan diuji titik lebur dan dianalisa dengan spektroskopi FT-IR dan 1

3.4 Bagan Penelitian

3.4.1 Pembuatan metil palmitat

Ditambah metanol kering Ditambah benzen Ditetesi H2SO4

Direfluks selama 6 jam (650C)

Didiamkan hingga suhu kamar

Diekstraksi dengan n – heksan Dicuci dengan aquadest

Campuran Reaksi

Asam Palmitat (dalam labu leher dua)

Dinetralkan dengan NaOH 5N

Lapisan atas Lapisan bawah

Lapisan bawah

Ditambah Na2SO4 anhidrous

Didiamkan satu malam Disaring

Lapisan atas

Diuapkan pelarutnya Divakum

Ditimbang

Residu Filtrat

Analisa FT-IR Hasil

3.4.2 Reaksi pembuatan amida

Dimasukkan kedalam autoclave

Disaring

Dicuci dengan n – heksan kering Disaring

Dimasukkan megnetik stirer Ditambahkan n-heksan kering Dimasukkan katalis Ni

Dialirkan gas NH3

Dipanaskan pada suhu 1800C selama 10 jam sambil

diaduk dengan hot plate stirer Didinginkan hingga suhu kamar

Diekstraksi dengan dietil eter kering Disaring

Diuapkan pelarut Dikeringkan

Diuji titik lebur Etanol

Dibuang gas sisa

Ditimbang Campuran reaksi

metil palmitat

Endapan Filtrat

Endapan Filtrat

Padatan (katalis Ni)

Ekstrak

Analisis FT-IR dan 1H-NMR

BAB IV

HASIL DAN PEMBAHASAN

4.1 HASIL

Reaksi pembuatan heksadekanamida (palmitamida) dilakukan melalui 2 tahap reaksi yaitu :

1. Pembuatan metil pamitat dari asam palmitat dengan metanol dan katalis H2SO4 (p). Spektrum FT-IR dari cairan tersebut menunjukkan adanya frekuensi bilangan gelombang 1742,01 cm-1 spesifik untuk ester (C=O).

2. Pembuatan heksadekanamida dari reaksi metil palmitat dengan amoniak cair dan katalis nikel dengan tekanan 100 psi pada suhu 1800C menghasilkan senyawa palmitamida sebanyak 77,65% (18,6 g; 0,073 mol). Spektrum FT-IR menunjukkan terbentuknya amida primer dengan munculnya pita serapan pada bilangan gelombang 3362,36 cm-1 dan 3195,14 cm-1, sedangkan spektrum 1

H-NMR menunjukkan empat kelompok sinyal pergeseran kimia yaitu δ5,4 ppm; δ 2,19 ppm; δ 1,5 ppm dan δ 0,9 ppm.

4.2 PEMBAHASAN

4.2.1 Pembuatan metil palmitat

Reaksi antara asam palmitat (256 g ; 1 mol) dengan metanol (240 ml) katalis H2SO4 (p) dilakukan pada suhu 650C menghasilkan metil palmitat (253,1 g ; 0,93 mol) berupa cairan 93% .

Reaksi sebagai berikut :

H2SO4

O O

CH3 ─ (CH2)14 ─ C ─ OH + CH3OH CH3 ─ (CH2)14 ─ C ─OCH3 + H2O

metil palmitat asam palmitat metanol

4.2.1.1 Spektrum FT – IR metil palmitat

Spektrum FT-IR ( Gambar 4.1) dari produk metil palmitat menunjukkan pita serapan pada bilangan gelombang 2917,74 cm-1 ; 2850,04 cm-1 ; 1742,01 cm-1 ; 1265,96 cm-1 ; 1243,36 cm-1 ; 1174,88 cm-1 ; 1118,60 cm-1; 1100,19 cm-1 dan 720,33 cm-1. Pada daerah bilangan gelombang 2917,74 cm-1 dan 2850,04 cm-1 menunjukkan gugus C-H sp3, dan serapan pada daerah bilangan gelombang 1742,01 menunjukkan gugus karbonil C=O dari ester dan pada daerah bilangan gelombang 1265,96 cm-1 ; 1243,36 cm-1 ; 1174,88 cm-1 menunjukkan gugus C-O, juga dengan adanya serapan pada bilangan gelombang 1118,60 cm-1; 1100,19 cm-1 menunjukkan gugus C-O-C serta bilangan gelombang 720,33 cm-1 menunjukkan gugus alkil rantai panjang atau (CH2)n (Pavia, 1979 ; Silverstein, 1986).

Spektrum FT - IR dari cairan tersebut menunjukkan adanya frekuensi bilangan gelombang 1742,01 cm-1 spesifik untuk ester (C = O).

Dari hasil spektrum FT-IR metil palmitat diatas dapat dilihat bahwa spektrum tersebut identik dengan spektrum FT-IR metil palmitat yang diperoleh dari SDBS

O CH3 ─ (CH2)14 ─ C ─OCH3

metil palmitat

4.2.2 Reaksi metil palmitat dengan NH3

Selanjutnya metil palmitat (25,3 g ; 0,094 mol) yang terbentuk di amidasi dengan mereaksikan gas amoniak (dari cylinder NH3) dan menggunakan katalis nikel terbentuklah heksadekanamida (18,6 g ; 0,073 mol) padatan warna putih 77,65% dengan titik lebur 1070C.

Reaksinya sebagai berikut :

O O

Katalis Ni 1800C

metil palmitat heksadekanamida

CH3 – (CH2)14 – C – OCH3 + NH3 CH3 – (CH2)14 – C – NH2 + CH3OH

4.2.2.1 Spektrum FT-IR heksadekanamida

Spektrum FT-IR (Gambar4.2) dari produk Heksadekanamida menunjukkan pita serapan pada bilangan gelombang 3362,36 cm-1 ;3195,14 cm-1 2955,01 cm-1 ; 2915,01 cm-1 ; 1662,72 cm-1; 1634,01 cm-1 ; 1472,06 cm-1 ;1423,97 cm-1 ; 719,25 cm-1 dan 703,01 cm-1. Dari spektrum diatas bahwa pita serapan pada bilangan gelombang 3362,36 cm-1 dan 3195,14 cm-1 merupakan uluran N –H asimetrik dan simetrik dari amida primer.

Adanya serapan pada bilangan gelombang 1662,72 cm-1dan 1634,01 cm-1 menunjukkan uluran gugus C=O amida.Sedangkan uluran C-N asimetrik dan simetrik pada bilangan gelombang 1472,06 cm-1 dan 1423,97 cm-1. Pita serapan pada bilangan gelombang 719,25 cm-1 merupakan vibrasi rocking dari gugus –CH2 rantai panjang (Pavia, 1979; Silverstein, 1986).

Spektrum IR dari heksadekanamida padatan putih menunjukkan adanya frekuensi bilangan gelombang 3362,36 cm-1 dan 3195,14 cm-1 yang spesifik untuk amida primer. Dapat dijelaskan bahwa spektrum FT-IR senyawa Heksadekanamida menunjukkan perbedaan yang nyata dengan spektrum FT-IR senyawa metil palmitat dimana pada metil palmitat terdapat pita serapan karbonil (C=O) pada 1742,01 cm-1 yang spesifik untuk ester sedangkan pada palmitamida frekuensi bilangan gelombang 3362,36 cm-1 dan 3195,14 cm-1 yang spesifik untuk amida primer.

Dari hasil spektrum FT-IR palmitamida diatas dapat dilihat bahwa spektrum tersebut identik dengan spektrum FT-IR palmitamida yang diperoleh dari SDBS (Spectral Data Base System) (dapat dilihat dalam lampiran 4).

O CH3 ─ (CH2)14 ─ C ─NH2

4.2.2.2 Spektrum 1H – NMR heksadekanamida

Spektrum 1H – NMR (gambar 4.3) dalam pelarut CDCl3 menunjukkan empat kelompok sinyal pergeseran kimia, yaitu δ 5,4 ppm; δ 2,19 ppm; δ 1,5 ppm; dan δ 0,9 ppm. Pergeseran kimia pada δ 5,4 ppm menunjukkan adanya proton NH2, pada spektrum ini puncak proton N – H menjadi sangat melebar (broad) karena terjadi proton exchange yaitu molekul pada NH2 berubah menjadi ND2. Proton -CH2 terlihat berada pada pergeseran kimia δ 2,19 ppm lebih downfield dari CH2 lainnya disebabkan karena CH2 ini terikat langsung pada karbonil amida. Pergeseran kimia pada δ 1,5 ppm menunjukkan proton –CH2 dan pergeseran kimia pada δ 0,9 ppm menunjukkan proton –CH3 (Biemann, 1983; Pavia, 1979; Silverstein, 1986).

Dari hasil spektrum 1H – NMR dapat dilihat bahwa spektrum tersebut identik dengan spektrum 1H – NMR palmitamida yang diperoleh dari SDBS (lampiran 5).

Spektrum 1H – NMR (gambar 4.3) dalam pelarut CDCl3 menunjukkan empa

O

CH3 – (CH2)13 – CH2 – C – NH2

D C B A

A

B

C

D

BAB V

KESIMPULAN DAN SARAN

5.1 Kesimpulan

1 Reaksi antara metil palmitat ( 25,3 g ; 0,094 mol ) dengan gas amoniak yang dikatalis oleh logam nikel dalam pelarut n-heksan kering yang telah dilakukan menghasilkan palmitamida ( 18,6 g ; 0,073 mol ) padatan warna putih 77,65 % dengan titik lebur 107 0 C .

2. Data FT-IR dan 1H-NMR mengkonfirmasi terbentuknya palmitamida tersebut

5.2 Saran

1 Sebaiknya ada lagi peneliti yang berikutnya untuk mengembangkan proses reaksi amidasi dan aminasi serta dicari optimalisasi suhu dan tekanan yang sesuai agar produk yang dihasilkan lebih maksimal.

2. Diharapkan supaya pihak Universitas Sumatera Utara dapat menyediakan peralatan laboratorium yang dapat mendukung dalam penelitian penelitian selanjutnya

DAFTAR PUSTAKA

Agustina, S. 2007. Reaksi Aminasi Glukosa dengan gas NH3 bertekanan

menggunakan katalis nikel. Tesis Program Pasca Sarjana Universitas Sumatera Utara. Medan.

Billenstein, S. dan Blaschke, G. 1984. Industrial Production of Fatty Amines and Their Derivatives. J. Am. Oil Chem. Soc. Vol. 61 (2) : 353-356.

Considine, D.E.M. 1984. Ecyclopedia of Chemistry. Fourth Edition, Van Nostran Reinhold Company: New York.

Cotton, F.A dan Wilkinson, G, 1989. Kimia Anorganik Dasar. Terjemahan Sahati Suharto. Jakarta : UI Press

Darnoko, D., Herawan, T., Guritno, P. 2001. Tegnologi Produksi Biodisel dan Prospek Pengembangannya di Indonesia, Warta PPKS, 9 (1) : 17-27.

Dewi, R.S. 2007. Reaksi Aminasi Sorbitol dengan gas NH3 bertekanan

menggunakan katalis nikel. Tesis Program Pasca Sarjana Universitas Sumatera Utara. Medan.

Edward, T.R., Scanlan, J.T., Swern, D. 1949. Preparationof amides of oleic and the 9,10 Dihydroxystearic acids. Chicago : JAOCS. Vol. 62 (2).

Fessenden, R.J dan Fessenden, J.S 1986. Kimia Organik, Jilid 1. Edisi Ketiga Terjemahan Aloysius Hadyana Pudjaatmaka Ph.D. Jakarta : Erlangga

Fessenden, R.J dan Fessenden, J.S 1986. Kimia Organik, Jilid 2. Edisi Ketiga Terjemahan Aloysius Hadyana Pudjaatmaka Ph.D. Jakarta : Erlangga

Gervajio, G.C. 2005. Fatty Acid and Derivatives from Coconut Oil. Sixth Edition. Six Volume Set. John Wiley and Sons, Inc.

Hasanah, U. 1995. Impregnasi Nikel pada Karbon Aktif sebagai Katalis Hidrogenasi. Tesis Pasca Sarjana UGM Yogyakarta.

Ho, T.S. 1977.Hard and Soft Acid and Base in Organic Chemistry. New York : Academic Press.

Holtzclaw, H.F. dan Robinson, W.R. 1988. Collage Chemistry With Qualitative Analysis. Eight Edition. USA : D.C Heath and Company.

Hutauruk, A. T.P. 2008. Sintesis Dekilamina dari Asam Dekanoat dengan mengunakan Katalis Nikel. Skripsi S-1, Universitas Sumatera Utara Medan

Joanivia, 2007. Sintesis Senyawa Amina dari Heksadekanol dengan menggunakan Katalis Nikel. Skripsi S-1, Universitas Sumatera Utara Medan.

Kimura, H. Yokota, Y., Sawamoto, Y. 2005. Amination of Alcohol, Using Cu/Ni Based Colloidal Catalyst, for Consecutive Reaction System. Japan: Journal Catalysis Letters.Vol. 99 (2) : 1-2.

Leach, B.E. 1983. Applied Industrial Catalysis. Volume 2. New York : Academic Press. Inc.

Lee, D.J. 1994. Consice in Organic Chemistry 4th Edition. London : Chapman and Hall.

Lembaga Riset Perkebunan Indonesia, 2007. Perkebunan Kelapa Sawit Indonesia

Masih Berpotensi Dikembangkan. Bogor : Warta Penelitian dan

Pengembangan Pertanian, Vol. 29. No. 2.

Manihuruk, M. 2009. Aminasi Asam Azelat Via Reduksi dengan Hidrogen memakai Katalis Nikel. Tesis Program Pasca Sarjana Universitas Sumatera Utara. Medan.

Manurung, E.G.T. 2001. Analisis Valuasi Ekonomi Investpasi Perkebunan Kelapa Sawit di Indonesia. Laporan Teknis

McMurry, J. 1992. Organic Chemistry. 3rd edition. Brooks/Cole Publishing Company. Callifornia.

Morrison, R.T. dan Boyd, R. N. 1992. Organic Chemistry. Sixth Edition. New York : Prentice Hal Inc.

Reck, R.A 1985. Indutrial uses of Palm, Palm Kernel and Coconut Oils : Nitrogen Derivatives. Oleochemical in the plastics industry. Chicago : JAOCS. Vol 62 (2) : 355-364.

Silverstein, R.M., Bassler, G.C., Morril, T.C., 1981. Spectromettric Identification of Organic Compounds, Fourth Edition, USA : John Wiley and Sons : 59-63 Surbakti, S. 2008. Reaksi Aminasi Gliserol dengan Natrium Amina (NaNH2) Tesis Program Pasca Sarjana Universitas Sumatera Utara : Medan.

Surya, I., Ginting, M., Halimatuddahliana. 2008. Kajian Awal Penggunaan Palmitamida, Stearamida, dan Oleamida sebagai Bahan-bahan Penyerasi pada Penguatan Karet Alam dengan Silika. Laporan Hasil Penelitian Dasar Fakultas Teknik Kimia : Universitas Sumatera Utara Medan.

Syukri, S. 1999. Kimia Dasar. Jilid 1. Bandung : ITB

Vogels, A.I. 1989. Textbook of Practical Chemistry. Fifth Edition. England: Pearson – Prentice Hall.

Williams, A.L., Embree, H.D., DeBey, H.J. 1980. Introduction to Chemistery. Thirt Edition. California : 465-470.

b

A. Gambar Rangkaian Alat Reaksi Amidasi a. Reaktor (Autoclave)

b. Tabung NH3 c. Hot Plate Stirrer

Assign. Shift(ppm)

A 5.49 B 2.21 C 1.63 D 1.26 E 0.88

pada Penguatan Karet Alam dengan Silika. Laporan Hasil Penelitian Dasar Fakultas Teknik Kimia : Universitas Sumatera Utara Medan.

Syukri, S. 1999. Kimia Dasar. Jilid 1. Bandung : ITB

Vogels, A.I. 1989. Textbook of Practical Chemistry. Fifth Edition. England: Pearson – Prentice Hall.

Williams, A.L., Embree, H.D., DeBey, H.J. 1980. Introduction to Chemistery. Thirt Edition. California : 465-470.

b

A. Gambar Rangkaian Alat Reaksi Amidasi a. Reaktor (Autoclave)

b. Tabung NH3

Assign. Shift(ppm)

A 5.49 B 2.21 C 1.63 D 1.26 E 0.88