2.4.1.1. Ester Selulosa menggunakan Asam Karboksilat Alifatis Rantai Panjang
Hanya sedikit publikasi dari asilasi selulosa dengan asam karboksilat alifatis rantai panjang misalnya asam lemak dalam media rekasi larutan ionik yang sudah pernah
dipublikasikan. Hal ini kemungkinan dikarenakan kelarutan yang rendah dari turunan asam alifatis berantai panjang dalam beberapa larutan ionik pada kelarutan heterogen.
Reaksi dengan asam lemak sebagai reagen asilasi dalam larutan ini harus disesuaikan dengan sistem LiCl.
2.4.1.2 Ester Selulosa menggunakan Asam Karboksilat lainnya
Beberapa asilasi yang sudah sukses terjadi dengan hasil derajat subtitusi yang tinggi diantaranya menggunakan klorida asam, klorida pentanoil, klorida heksanoil dan
klorida benzoil. Dalam hal ini, katalis piridin sangatlah membantu mengefisiensikan proses asilasi. Selain reagen di atas, ftalat anhidrat dan suksinat anhidrat juga dapat
digunakan dalam asilasi. Selulosa ftalat merupakan suatu material berpotensi yang dapat di degradasi
untuk penyerapan logam berat dari pembuangan alternatif air dikarenakan kemampuannya sebagai pengkhelat logam. Strukturnya seperti pada gambar 2.7c .
Ftalat aseto selulosa sudah digunakan dalam industri farmasi sebagai pembungkus tablet dan kapsul.
Sementara itu asam suksinat akan membentuk anhidrat sebagai intermediateketika terjadi pemanasan dan kemudian bereaksi dengan selulosa.
Asilasi menggunakan asam suskinat ini disebut juga suksinilasi menghasilkan suksinoil selulosa.Beberapa penemuan juga sudah menunjukkan bahwa reaksi
suksinilasi merupakan suatu alternative yang dapat digunakan untuk menambahkan kemampuan karboksilat ke dalam selulosa.Karnitz,et.al., pada 2007 menambahkan
gugus karboksilat dalam ampas tebu melalui suksinilasi untuk meningkatkan kemampuannya mengadsorpsi ion logam berat.
Universitas Sumatera Utara
Reaksi asilasi menggunakan anhidrat dari asam maleat, ptalat dan suksinat dapat dilihat seperti pada gambar 2.8.Asilasi dapat berlangsung dengan adanya
pemanasan dimana diperlukan pelarut yang sesuai.
O O
OH OH
O H
H H
H H
H O
O O
O
O O
O OH
O H
H H
H H
H O
O O
OH
O O
OH OH
O H
H H
H H
H O
O O
O
O O
O OH
O H
H H
H H
H O
O O
OH
O O
OH OH
O H
H H
H H
H O
O O
O OH
O H
H H
H H
H O
O O
O
O
COOH
c b
a
Gambar 2.8. Reaksi asilasi selulosa menggunakan : a Anhidrat Asam Maleat, b Anhidrat Asam Suksinat dan c Anhidrat Asam Ptalat Bezerra,et.al., 2015.
Selain itu untuk ester selulosa berikutnya yaitu klorida 2-furoil dan dikenal dengan nama furoat selulosa yang telah disintesis dalam 1-butil-3-metilimidazolium
klorida seperti pada gambar 2.9a. Ester selulosa dari asam ini merupakan material
Universitas Sumatera Utara
yang menarik ditinjau dari kemampuannya untuk membentuk membran pertahanan pada gambar 2.9.Reaksinya menggunakan dua jalur 1-butil-3-metilimidazolium
klorida. Pada jalur pertama selulosa bereaksi dengan klorida 2-furoil dalam piridin, dimana pada jalur kedua asam karboksilat 2-furan diaktivasi dengan N,N’-
karbonildiimidiazole Köhler , et.al., 2007.
O C
O O
O OH
O H
H H
H H
H O
a
O C
O O
O OH
O H
H H
H H
H O
O C
O O
O OH
O H
H H
H H
H O
b
cahaya UV
O C
O O
O OH
O H
H H
H H
H O
O C
O O
O OH
O H
H H
H H
H O
Gambar 2.9.a Struktur furoat selulosa, b Ikat silang furoat selulosa untuk membentuk membran Granstrom, 2009.
Asam karboksilat lainnya yang paling sering digunakan dalam alkilasi adalah asam asetat melalui reaksi asetilasi.Asetilasi adalah salah satu reaksi yang
paling signifikan yang diperlukan untuk turunan atau modifikasi selulosadengan
Universitas Sumatera Utara
menggunakan asam asetat anhidrat atau asetat klorida sebagai reagen Bogan,et.al., 1979. Selulosa asetat merupakan salah satu turunan selulosa yang sangat penting
karena aplikasinya yang menjanjikan pada industri tekstil, film plastik, pembungkusan dan penyaring rokok.Meskipun penelitian asetilasi selulosa
dipublikasikan pada tahun 1950. Selulosa dapat diasetilasi secara langsung melalui esterifikasi gugus
hidroksil atau transesterifikasi, menggunakan substituen primer sebagai gugus pergi.Asam asetat tidak cukup baik untuk mengesterkan selulosa, namun dapat
didukung dengan penambahan asam yang lebih reaktif seperti asam asetat anhidrat.Asetilasi selulosa berlangsung dalam reaksi setimbang, namun adanya air
berlebih dapat menimbulkan terjadinya deasetilasi dan juga dipengaruhi hadirnya asam dari katalis. Pada proses asetilasi, selulosa yang telah diaktivasi umumnya
direaksikan dengan asetat anhidrat berlebih Klemm,et.al., 1998. Secara umum, asetat selulosa yang direaksikan
dengan asetatanhidridaberlebih menggunakan asam sulfat atau asam perklorat sebagai
katalis. Karena sifat reaksi yang heterogen sehingga mustahil untuk menghasilkan asetat selulosa sebagian secara langsung.Cairan ionik sudah ditemukan bukan hanya
sebagai pelarut tetapi juga sebagai katalis basa dalam reaksi asetilasi. Kebalikannya, asetilasi selulosa dalam cairan ionik dapat dikendalikan untuk menghasilkan turunan
dari nilai DS yang bervariasi. Mekanisme reaksi asetilasi alkohol dalam pelarut organik dengan hadirnya
piridin dapat dilihat pada gambar 2.10. Dimana piridin berfungsi sebagai katalis dalam reaksi dengan menyerang gugus karbonil dari asam asetat anhidrat dan
kemudian menghasilkan suatuintermediate yang kereaktifannya tinggi dimana alcohol akan menyerang pembentukan turunan O-asetoil bersamaan dengan asam
asetat. Piridin kemudian terbentuk kembali ke siklus katalitik dengan deprotonasi anion asetat.
Universitas Sumatera Utara
N O
O O
N O
+ CH
3
COO
-
R O
H
O O
R H
N
N H
R O
O
O
- O
O OH
O O
O N
N O
R O
H
+
Gambar 2.10. Mekanisme reaksi asetilasi suatu alkohol menggunakan katalis piridin Granstrom, 2009
2.4.2. Ester Selulosa Melalui Sulfonasi
Kategori