Reaksi antara kitosan dengan anhidrida maleat menghasilkan N-maleoil kitosan. Oksigen dari salah satu karbonil anhidrida maleat mengalami protonasi H
+
dari CH
3
COOH yang menghasilkan anhidrida maleat yang terprotonasi. Kemudian kitosan direaksikan dengan anhidrida maleat yang terprotonasi dimana sepasang
elektron bebas dari atom N pada gugus NH
2
menyerang karbokation dari karbonil yang terprotonasi sehingga elektron
pada elektron π phi berpindah ke atom O membentuk ikatan yang baru antara N dan C dan menghasilkan N terprotonasi.
Selanjutnya basa OH
-
dari NaOH mengabstraksi salah satu hidrogen dari atom N sehingga elektron pada hidrogen berpindah ke atom N yang terprotonasi membentuk
amina sekunder yang memiliki sepasang elektron bebas yang stabil dan melepaskan HOH. Kemudian OH
-
mengabstraksi H pada OH dari anhidrida maleat sehingga membentuk ikatan
π phi pada karbonil amida dan menghasilkan O
-
. O
-
yang tidak stabil menyerang H
+
dari H-OH membentuk OH karboksilat sehingga menghasilkan senyawa amida N-maleoil kitosan.
4.3. Penentuan Derajat Substitusi
Penentuan derajat substitusi dari senyawa N-maleoil kitosan yang dihasilkan dianalisis berdasarkan spektrum FT-IR. Nilai intensitas T pada bilangan gelombang 1658,78
cm
-1
dan 3448,72 cm
-1
masing-masing adalah 5,884 dan 0,536 yang dapat dilihat pada Gambar 10. Perhitungan nilai derajat substitusinya dapat dihitung berdasarkan
persamaan dibawah ini :
DS = A
1655
A
3450
0,12 x 100
Moore dan Roberts, 1980
Absorbansi pada bilangan gelombang 1658,78 cm
-1
A
1658,78
T =
5,884 T
= 0,0584
A
1658,78
= log 1
T = log
1 0,0584
= 1,2303
Universitas Sumatera Utara
Absorbansi pada bilangan gelombang 3448,72 cm
-1
A
3448,72
T =
0,536 T
= 0,00536
A
3448,72
= log 1
T = log
1 0,00536
= 2,2708
Derajat Substitusi = A
1658,78
A
3448,72
0,12 x 100
1,2303 2,2708
0,12 x 100
=
= 42,17
4.4. Analisis Spektrofotometer
1
H-NMR
Spektrum
1
H-NMR kitosan komersial ditunjukkan pada lampiran F. Standar internal yang digunakan untuk menempatkan pergeseran kimia dari proton adalah D
2
Od
4
- CD
3
COOD dimana pergeseran kimia δ standar internal muncul pada 4,67 ppm.
Pergeseran kimia δ proton asetal -CH dari glukosamin tumpang tindih dengan
pergeseran kimia dari standar internal dan muncul di 4,58 ppm. Pergeseran kimia δ
proton -CH-NH
2
muncul di 3.01 ppm. Proton dari -CH-OH, HOHC-CH-CHCH
2
- dan –CH
2
-OH tumpang tindih dan ditentukan pada pergeseran kimia δ di 3,75 ppm.
Pergeseran kimia δ dari -CH-CH
2
dan –CH
2
-OH muncul di 3,59 ppm. Proton dari asetamido -NHCO-CH
3
muncul di 1,94 ppm Champagne, 2008.
Senyawa N-maleoil kitosan hasil sintesis yang dihasilkan dianalisis dengan spektrofotometer
1
H-NMR yang memberikan spektrum dengan puncak-puncak pergeseran kimia
δ pada daerah 1,14-1,16 ppm; 1,88 ppm; 2,83-2,99 ppm; 3,32 ppm; 3,60-3,64 ppm; 4,8 ppm; 5,96 ppm; 6,48 ppm; dan 7,90 ppm Gambar 11.
Universitas Sumatera Utara
Gambar 11. Spektrum
1
H-NMR N-Maleoil Kitosan
Dukungan hasil analisis spektrofotometer
1
H-NMR memberikan spektrum Gambar 11 dengan puncak-puncak pergeseran kimia
δ pada daerah 1,88 ppm puncak singlet menunjukkan 3 buah proton dari gugus –CH
3
yang berasal dari – NHCOCH
3
. Pergeseran kimia δ pada daerah 2,83 ppm puncak singlet menunjukkan
1 buah proton pada –CH-H2 yang berikatan dengan -NH
2
. Pergeseran kimia δ
pada daerah 2,99 ppm puncak singlet menunjukkan 2 proton dari gugus -CH-H2 yang berikatan dengan -NH-
. Pergeseran kimia δ pada daerah 3,32 ppm puncak singlet menunjukkan 1 buah proton dari gugus –OH dari alkohol. Penggunaan pelarut
D
2
O menyebabkan terjadinya pergantian hidrogen dari gugus –OH dengan deuterium sehingga terjadi reaksi Pavia et al., 2001 :
-CH-OH +
D
2
O -CH-OD
+ HOD
Pergeseran kimia δ pada daerah 3,60-3,64 ppm menunjukkan 14 buah proton
dari gugus -CH- pada senyawa glukopiranosa H2, H3, H4, H5. Pergeseran kimia δ pada daerah 4,8 ppm puncak singlet menunjukkan 1 buah proton dari -COOH
yang tergantikan menjadi -COOD. Sama halnya dengan alkohol, hidrogen dari
Universitas Sumatera Utara
gugus karboksil -COOH akan tergantikan dengan deuterium dari D
2
O. Dalam proton D
2
O akan akan terkonversikan ke gugus –COOD dan dapat dilihat dari reaksi pergantian deuterium berikut Pavia et al., 2001 :
R-COOH +
D
2
O R-COOD +
HOD
Pergeseran kimia δ pada daerah 5,96 ppm menunjukkan 3 buah proton dari
gugus -CH- pada senyawa glukopiranosa H1. Pergeseran kimia δ pada daerah
6,86-6,9 ppm puncak doublet-doublet menunjukkan 2 buah proton dari gugus – CH=CH-. Pergeseran kimia
δ pada daerah 7,90 ppm puncak singlet menunjukkan 1 buah proton dari gugus –NH yang berasal dari -NHCOC- Gambar 12.
O H
O
OH H
H
H NH
H OH
O H
H HO
O O
H
O OH
H H
H NH
2
H O
OH
OH O
O OH
HN H
3
C O
H H
n
1 2
3 4
5 6
H H
1 1
2 2
3 3
4 4
5 5
6 6
N-maleoil kitosan kitin
kitosan
Gambar 12. Daerah pergeseran kimia masing-masing proton hasil analisis spektrofotometer
1
H-NMR dari senyawa N-maleoil kitosan.
Dari hasil analisis spektrofotometer
1
H-NMR dapat disimpulkan bahwa reaksi amidasi sudah berlangsung dan terbentuk senyawa N-maleoil kitosan dimana dalam hal ini
masih terlihat ketiga jenis N-H dari gugus –NH
2
, -NHCOCH
3
dan NHCOCH=CHCOOH.
Universitas Sumatera Utara
4.5. Harga HLB
