Pengaruh Pelarut pada Rendemen Sintesis Zink bis(dibutil ditiofosfat)

ii

PENGARUH PELARUT PADA RENDEMEN SINTESIS
ZINK BIS(DIBUTIL DITIOFOSFAT)

ITOH KHITOTUL HAYATI

DEPARTEMEN KIMIA
FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM
INSTITUT PERTANIAN BOGOR
BOGOR
2013

ii

PERNYATAAN MENGENAI SKRIPSI DAN
SUMBER INFORMASI SERTA PELIMPAHAN HAK CIPTA
Dengan ini saya menyatakan bahwa skripsi berjudul Pengaruh Pelarut pada
Rendemen Sintesis Zink bis(dibutil ditiofosfat) adalah benar karya saya dengan
arahan dari komisi pembimbing dan belum diajukan dalam bentuk apa pun kepada
perguruan tinggi mana pun. Sumber informasi yang berasal atau dikutip dari karya

yang diterbitkan maupun tidak diterbitkan dari penulis lain telah disebutkan dalam
teks dan dicantumkan dalam Daftar Pustaka di bagian akhir skripsi ini.
Dengan ini saya melimpahkan hak cipta dari karya tulis saya kepada Institut
Pertanian Bogor.

Bogor, Januari 2013
Itoh Khitotul Hayati
NIM G44080050

ABSTRAK
ITOH KHITOTUL HAYATI. Pengaruh Pelarut pada Rendemen Sintesis Zink
bis(dibutil ditiofosfat). Dibimbing oleh KOMAR SUTRIAH dan MOHAMMAD
KHOTIB.
Aditif pelumas yang digunakan di Indonesia masih diimpor. Salah satu
aditif pelumas multifungsi adalah zink dialkilditiofosfat (ZDTP) yang berfungsi
sebagai antioksidan, antiaus, antikorosi, dan penghambat lecet. Sintesis ZDTP
telah banyak dilakukan dan beberapa metode telah dikembangkan. Metode yang
digunakan pada penelitian ini relatif mudah dan sederhana, dengan pereaksi yang
relatif mudah diperoleh. Digunakan beragam pelarut organik dalam sintesis
tersebut, yaitu n-heptana, dietil eter, dan kloroform. Rendemen Zink bis(dibutil

ditiofosfat) pada ketiga pelarut tidak berbeda nyata, untuk pelarut n-heptana, dietil
eter dan kloroform berturut-turut 97%, 92%, dan 98% dengan waktu reaksi
masing-masing 12 jam di kedua tahap. Pencirian gugus fungsi Zink bis(dibutil
ditiofosfat) dengan spektrofotometer inframerah transformasi Fourier
menunjukkan pita serapan yang hampir sama untuk ketiga pelarut. Hasil analisis
kromatografi cair kinerja tinggi menunjukkan bahwa waktu retensi Zink
bis(dibutil ditiofosfat) hasil sintesis dengan pelarut n-heptana, dietil eter, dan
kloroform mirip dengan waktu retensi ZDTP autentik komersial.
Kata kunci: dietil eter, kloroform, n-heptana, ZDTP, Zink bis(dibutil ditiofosfat)

ABSTRACT
ITOH KHITOTUL HAYATI. The Effect of Solvent on Synthesis Yield of Zinc
bis(dibutyl dithiophosphate). Supervised by KOMAR SUTRIAH and
MOHAMMAD KHOTIB.
Lubricant additives used in Indonesia are still imported. Zink
dialkyldithiophosphate (ZDTP) is a multifunctional oil additives, works as an
antioxidant, antiwear, anticorrosion, and antiscuff. Synthesis of ZDTP has been
widely performed and several methods have been developed. The method used in
this study was relatively easy and simple, and the reagents were relatively easy to
obtain. Various organic solvents were used in the synthesis, namely n-heptane,

diethyl ether, and chloroform. Zink bis(dibutyl dithiophosphate) yield in all three
solvents did not differ markedly, 97%, 92%, and 98%, respectively, with reaction
time of 12 hours each in both steps. Functional group characterization of Zink
bis(dibutyl dithiophosphate) using Fourier transform infrared spectrophotometer
showed similar absorption bands for all three solvents. The high performance
liquid of chromatography analysis results showed that the retention time of Zink
bis(dibutyl dithiophosphate) synthesized using n-heptane, diethyl ether, and
chloroform were similar to that of commercial authentic ZDTP.
.
Key words: diethyl ether, chloroform, n-heptane, ZDTP, Zink bis(dibutyl
dithiophosphate)

PENGARUH PELARUT PADA RENDEMEN SINTESIS
ZINK BIS(DIBUTIL DITIOFOSFAT)

ITOH KHITOTUL HAYATI

Skripsi
sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar
Sarjana Sains

pada
Departemen Kimia

DEPARTEMEN KIMIA
FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM
INSTITUT PERTANIAN BOGOR
BOGOR
2013

Judul Skripsi : Pengaruh Pelarut pada Rendemen Sintesis Zink bis(dibutil
ditiofosfat)
Nama
: Itoh Khitotul Hayati
NIM
: G440080050

Disetujui oleh

Dr Komar Sutriah, MS
Pembimbing I

M Khotib, SSi, MSi
Pembimbing II

Diketahui oleh

Prof Dr Ir Tun Tedja Irawadi, MS
Ketua Departemen Kimia

Tanggal Lulus :

PRAKATA
Puji syukur penulis panjatkan kehadirat Allah SWT karena berkat rahmat
dan hidayah-Nya, penulis dapat menyusun dan menyelesaikan karya ilmiah ini.
Karya ilmiah ini disusun berdasarkan penelitian yang dilaksanakan pada bulan
Juni sampai November 2012 di Laboratorium Terpadu IPB.
Penulis mengucapkan terima kasih kepada Bapak Dr Komar Sutriah, MS
dan Bapak M. Khotib, SSi, MSi selaku pembimbing yang telah banyak memberi
bimbingan, motivasi, saran, dan solusi dari setiap permasalahan yang dihadapi
penulis selama melaksanakan penelitian dan penyusunan karya ilmiah ini. Selain

itu, penulis juga mengucapkan terima kasih kepada orang tua, kakak, atas doa,
kasih sayang, motivasi, dan perhatian, yang begitu besar selama ini. Penghargaan
juga penulis sampaikan kepada Bapak M Farid, MSi, Dwi Utami, SSi, Egi
Mariah, Ade Irma, SSi, Ulya Zulfa, SP, Apdila, SPt, Rismawati, Nora, SPi,
Wulan, SSi, Meta dan Linda Lestari, SHut atas segala diskusi dan saran berkaitan
dengan penelitian.
Penulis juga mengucapkan terima kasih kepada Ibrahim Ahmad, Lilik
Aryani, Indah, Kak Ian, Kak Yono, Kak Rita, Mbak Adew, Mbak Mila dan Kak
Uut atas segala fasilitas dan masukan yang diberikan serta bantuannya selama
penelitian di Laboratorium Terpadu IPB. Tak lupa, ungkapan terima kasih penulis
kepada seluruh rekan-rekan peneliti di Laboratorium Terpadu (Ebta, Doni, Devi,
Anisa, Ana, dan Ivan), teman-teman Wisma Bintang, serta teman-teman Kimia 45
(Rizki A, Fadli, Umar, Dian N, Dian R, Amin, Rivai, Kartika, Indra, Adit, Widya)
atas bantuan, motivasi, diskusi, dan kebersamaan selama penulis menempuh studi
dan menjalankan penelitian. Semoga karya ilmiah ini dapat bermanfaat.

Bogor, Januari 2013

Itoh Khitotul Hayati

v

DAFTAR ISI
DAFTAR GAMBAR
DAFTAR LAMPIRAN
PENDAHULUAN
METODE
Sintesis dan Pemisahan Zink bis(dibutil ditiofosfat)
Pencirian ZDTP
Penetapan Kadar Zn dengan AAS
Profil Produk dengan HPLC
Pencirian Gugus Fungsi dengan FTIR
HASIL DAN PEMBAHASAN
Hasil Sintesis dan Pemisahan Zink bis(dibutil ditiofosfat)
Hasil Analisis dengan AAS, HPLC dan FT-IR
SIMPULAN DAN SARAN
Simpulan
Saran
DAFTAR PUSTAKA
LAMPIRAN

vi
vi
1
2
2
2
2
2
3
3
3
4
6
6
6
6
8

vi

DAFTAR GAMBAR

1 Skema sintesis Zink bis(dibutil ditiofosfat) (Dinoui et al. 2007).
2 Spektrum FTIR Zink bis(dibutil ditiofosfat) hasil sintesis dengan
pelarut yang berbeda.

4
5

DAFTAR LAMPIRAN

1 Diagram alir penelitian
2 Rangkaian radas sintesis Zink bis(dibutil ditiofosfat)
3 Data rendemen produk Zink bis(dibutil ditiofosfat) dengan pelarut yang
berbeda pada waktu reaksi 12 jam di kedua tahap
4 Sidik ragam variasi pelarut
5 Data hasil analisis kadar Zn dengan pelarut yang berbeda
6 Kromatogram HPLC
7 Spektrum FTIR 1-butanol, ADTP, dan ZDTP autentik komersial

8 Spektrum FTIR daerah bilangan gelombang 4000-400 cm-1 hasil sintesis
Zink bis(dibutil ditiofosfat) dengan berbagai pelarut berbeda
9 Spektrum FTIR daerah bilangan gelombang 500-300 cm-1 hasil sintesis
Zink bis(dibutil ditiofosfat) dengan berbagai pelarut berbeda

8
9
10
11
12
13
17
19
20

PENDAHULUAN
Kinerja minyak pelumas yang efektif, dapat menjaga mesin tetap bekerja
dengan baik dan awet meskipun beban kerja mesin bertambah berat, kondisi
pengoperasian sangat ekstrem, dan digunakan untuk waktu yang lama. Minyak
pelumas dasar belum mampu memenuhi kriteria tersebut, maka perlu

ditambahkan zat lain ke dalam minyak pelumas sebagai aditif (Martisunu 2010).
Aditif dalam minyak pelumas telah digunakan sejak tahun 1930, pemakaiannya
dapat mencapai 0.5-1.0% bobot pelumas (Sumartini et al. 1996). Fungsi aditif
minyak pelumas, di antaranya ialah sebagai dispersan, menahan tekanan ekstrem,
menghambat laju korosi, dan mencegah keausan. Bahan aditif minyak pelumas
yang digunakan di Indonesia masih merupakan produk-produk impor (Subiyanto
et al. 1995).
Salah satu jenis aditif pelumas yang banyak digunakan adalah Zink
dialkilditiofosfat (ZDTP), suatu senyawa koordinasi yang terbentuk dari unsur
zink yang terikat pada anion asam ditiofosfat. Senyawa ini bersifat multifungsi,
sebagai antioksidan, antiaus, antikorosi, dan penghambat lecet. Sementara bahan
aditif lain umumnya memiliki fungsi tunggal, seperti trikresil fosfat sebagai
antiaus, benzotriazola sebagai antikorosi, butil hidroksi toluena (BHT) sebagai
antioksidan, fenotiazina sebagai antioksidan dalam minyak sintetis (O’Brien
1983). Aplikasi ZDTP sebagai aditif pelumas automotif sangat efisien, tidak
toksik, dan biaya produksinya cukup murah (Vipper et al. 1995).
Sintesis ZDTP telah banyak dilakukan menggunakan berbagai rantai alkil
dan telah dikembangkan pula metode sintesisnya. Kirichenko et al. (2009)
menyintesis ZDTP dari alkil siklik melalui reaksi 2-metilolbisiklo[2.2.1]-5heptena dengan katalis 1-(N,N-dimetilaminometil)-1,2,4-triazola serta keberadaan
sulfur membentuk 8-metilol-3,4,5-tritiatrisiklo[5.2.1.02,6]dekana. Senyawa ini
kemudian direaksikan dengan alkohol dan penambahan P2S5 membentuk asam
ester ditiofosfat, kemudian direaksikan dengan ZnO sehingga terbentuk zink
ditiofosfat yang mengandung substituen trisiklik dengan tritiol. Di samping itu,
sintesis ZDTP dengan menggunakan berbagai rantai alkil primer, alkil sekunder,
dan aril juga telah dilakukan oleh Spikes (2004) dalam Parekh et al. (2009).
Metode lain untuk menyintesis ZDTP juga dilakukan oleh Mamedova et al.
(1972), Becchi et al. (2001), dan Dinoui et al. (2007) dengan mereaksikan alkohol
dan P2S5, lalu direaksikan dengan senyawa Zn seperti zink oksida untuk
membentuk ZDTP. Dinoui et al. (2007) juga mereaksikan alkohol dengan P2S5
yang terdispersi dalam minyak mineral. Dalam penelitian ini, alkohol yang
digunakan adalah butanol untuk menyintesis Zink bis(dibutil ditiofosfat) dengan
nama IUPAC (International Union of Pure and Applied Chemistry), Zink
dibutoksi-sulfanilidena-sulfida-λ5-fosfana. Metode sintesis Zink bis(dibutil
ditiofosfat) yang digunakan adalah metode non dispersi, yaitu tanpa penggunaan
P2S5 yang terdispersi dalam minyak mineral karena metode ini mudah, sederhana,
serta pereaksinya mudah diperoleh. Variasi pelarut sebagai mediator reaksi
dilakukan untuk melihat pengaruhnya terhadap rendemen sintesis.

2

METODE
Sintesis Zink bis(dibutil ditiofosfat) diawali dengan sintesis asam
dibutilditiofosfat (ADTP) dari alkohol dengan P2S5 (difosforus pentasulfida)
menggunakan variasi pelarut organik. ADTP kemudian direaksikan dengan ZnO.
Produk dipisahkan lalu dicirikan menggunakan spektrofotometer inframerah
transformasi fourier (FTIR), spektrofotometer serapan atom (AAS), dan
kromatografi cair kinerja tinggi (HPLC) (Lampiran 1).
Bahan-bahan p.a yang digunakan adalah n-butanol, P2S5, berbagai variasi
pelarut (n-heptana, dietil eter, dan kloroform), HNO3 pekat, asetonitril, ZDTP
autentik komersial. Bahan teknis yang digunakan ialah ZnO (zink oksida), Znasetat, dan NaOH 50%.

Sintesis dan Pemisahan Zink bis(dibutil ditiofosfat)
Sintesis Zink bis(dibutil ditiofosfat) mengacu pada Dinoui et al. 2007
melalui dua tahap, yaitu tahap pembentukan ADTP dan Zink bis(dibutil
ditiofosfat). ADTP diperoleh dengan mereaksikan 0.03 mol P2S5 dengan 0.12 mol
n-butanol, ditambahkan pelarut n-heptana sampai pengaduk terendam. Campuran
reaksi dimasukkan ke dalam labu bulat yang telah dilengkapi pendingin balik dan
disambungkan pada penangkap gas H2S berupa larutan Zn-asetat dengan
penambahan NaOH 50% hingga bersifat basa (Lampiran 2). Sintesis ADTP
dilakukan pada suhu ±70 °C di atas penangas air selama 12 jam sambil diaduk.
ADTP yang dihasilkan direaksikan dengan ZnO sebanyak 0.03 mol sambil diaduk
12 jam. Produk yang dihasilkan diekstraksi dengan 15 mL n-heptana sebanyak 3
kali, kemudian fase organik yang terkumpul dicuci dengan air untuk
menghilangkan pengotor. Fraksi organik kemudian diuapkan. Produk Zink
bis(dibutil ditiofosfat) yang diperoleh ditimbang dan dihitung persen
rendemennya serta dibandingkan dengan produk lainnya hasil dari penggunaan
pelarut organik dietil eter, dan kloroform.
Pencirian Zink bis(dibutil ditiofosfat)
Penetapan Kadar Zn dengan AAS
Sampel Zink bis(dibutil ditiofosfat) ditimbang sebanyak 0.5 g dan
ditambahkan 10 mL HNO3 pekat:akuades (1:1). Campuran didestruksi dan
ditambahkan sejumlah akuades hingga larut. Larutan hasil destruksi disaring ke
labu takar 50 mL lalu ditera dengan akuades. Larutan ini kemudian diukur kadar
Zn-nya dengan AAS Shimadzu.
Profil Produk dengan HPLC
Campuran Zink bis(dibutil ditiofosfat) dan asetonitril sebanyak 10 µL
diinjeksikan ke dalam HPLC Shimadzu. Kondisi HPLC yang digunakan sebagai
berikut:
Kolom
: C18
Sistem
: fase terbalik

3

Fase gerak
Laju alir
Detektor

: asetonitril
: 0.8 mL/menit
: UV, λ = 210 nm

Pencirian Gugus Fungsi dengan FTIR
Sebanyak 0.01 g sampel Zink bis(dibutil ditiofosfat) dicampurkan dengan
0.1 g KBr. Campuran digerus sampai halus kemudian dianalisis dengan
spektrofotometer FTIR Prestige 21 Shimadzu dengan resolusi 8 cm-1.

HASIL DAN PEMBAHASAN
Hasil Sintesis dan Pemisahan Zink bis(dibutil ditiofosfat)
Sintesis Zink bis(dibutil ditiofosfat) dalam penelitian ini menggunakan
variasi pelarut dalam prosesnya. Pelarut yang digunakan dalam sintesis memiliki
perbedaan sifat kepolaran: n-heptana, < dietil eter, < kloroform. Pelarut yang baik
harus tidak reaktif (lembam) pada kondisi reaksi, dapat melarutkan reaktan dan
reagen, memiliki titik didih yang tepat, sehingga mudah dihilangkan pada akhir
reaksi (Norman 1978). Pelarut yang mudah melarutkan reaktan dan reagen
memiliki prinsip like dissolves like, yaitu reaktan yang nonpolar akan larut dalam
pelarut nonpolar sedangkan reaktan yang polar akan larut dalam pelarut polar.
Sifat nonpolar pada pelarut n-heptana dapat memudahkan reaksi yang terjadi
antara P2S5 yang bersifat nonpolar terhadap butanol yang memiliki gugus alkil
meskipun bersifat polar. Sehingga n-heptana dapat melarutkan P2S5 dan butanol
dengan lebih baik dibandingkan dengan dietil eter dan kloroform yang bersifat
polar.
Rendemen sintesis Zink bis(dibutil ditiofosfat) dengan pelarut n-heptana,
dietil eter, dan kloroform berturut-turut 97%, 92%, dan 98% (Lampiran 3). Data
yang dihasilkan tidak berbeda signifikan, menggambarkan bahwa penggunaan
pelarut yang berbeda tidak berpengaruh terhadap nilai rendemen. Hasil uji statistik
menggunakan SAS versi 9.0 (Lampiran 4), memberikan nilai koefisien keragaman
sebesar 1.49% dengan nilai probabilitas lebih besar dari nilai F. Hasil ini
menunjukkan bahwa nilai rendemen dengan perbedaan pelarut organik tidak
berbeda nyata, maka dapat dikatakan bahwa penggunaan pelarut n-heptana, dietil
eter, maupun kloroform menghasilkan nilai rendemen yang sama.
Sintesis Zink bis(dibutil ditiofosfat) diawali dengan pembentukan ADTP
dalam kondisi tertutup untuk mencegah ADTP teroksidasi oleh udara. Oksidasi
akan membentuk senyawa dimer ADTP yang kurang stabil, sehingga sulit untuk
digunakan pada reaksi tahap selanjutnya. Skema sintesis Zink bis(dibutil
ditiofosfat) ditunjukkan pada Gambar 1.

4

δ-

δ+

δ-

δ+

δ-

δ - δ+

δ-

Gambar 1 Skema sintesis Zink bis(dibutil ditiofosfat) (Dinoui et al. 2007).
Produk sintesis masih merupakan campuran dengan zat lain. Pemisahan
dilakukan dengan teknik ekstraksi untuk menghilangkan zat pengotor dari produk.
Produk yang diperoleh berupa cairan minyak berwarna kuning, dan dianalisis
lebih lanjut.
Hasil Analisis dengan AAS, HPLC dan FT-IR
Analisis logam Zn dengan AAS dilakukan untuk menentukan kesesuaian
komposisi unsur Zn hasil sintesis dengan komposisi berdasarkan rumus molekul
senyawa yang diharapkan. Hasil analisis ditunjukkan pada Tabel dan Lampiran 5.
Tabel Analisis kadar logam Zn produk Zink bis(dibutil ditiofosfat) pada berbagai
pelarut
Kadar Zn (%) dalam Zink
Kadar Zn (%)
Pelarut
Hasil Percobaan
Kenampakan Fisik
bis(dibutil ditiofosfat)
Organik
Rerata (%)

n-heptana
Dietil eter
Kloroform

11.81
22.98
22.45

Teoretis
11.94

Oily, kuning bening
Oily, kuning keruh
Oily, kuning keruh

Kadar Zn hasil sintesis dengan pelarut n-heptana mendekati kadar Zn
teoretis. Sementara pelarut dietil eter dan kloroform memberikan kadar Zn 2 kali
lebih besar dari kadar Zn hasil teoretis dan belum diketahui penyebabnya.

5

Penentuan profil produk hasil sintesis dilakukan dengan metode HPLC
menggunakan teknik fase terbalik (reversed phase) dengan fase diam kolom C18,
dan fase gerak asetonitril. Hasil analisis dengan HPLC menunjukkan kemiripan
waktu retensi dengan aditif standar maupun ADTP (Lampiran 6). Kromatogram
ADTP menghasilkan puncak pada waktu retensi 3.163 dan 4.993 menit sementara
standar aditif memiliki puncak pada waktu retensi 3.405 dan 5.298 menit
memiliki kemiripan dengan puncak pada pelarut n-heptana dengan waktu retensi
3.238 dan 5.191 menit. Dietil eter memiliki kemiripan pada waktu retensi 3.080
dan 4.932 menit dan kloroform pada 3.092 dan 4.929 menit.
Spektrum IR yang diperoleh dari hasil analisis produk Zink bis(dibutil
ditiofosfat) digunakan untuk mengetahui proses terjadinya reaksi kimia yang
diharapkan dari sintesis, diantaranya dengan mengidentifikasi gugus fungsi yang
terdapat pada senyawa Zink bis(dibutil ditiofosfat), lalu dibandingkan dengan
senyawa asal, yaitu 1-butanol dan ADTP. Spektrum FT-IR 1-butanol (Lampiran
7) menunjukkan adanya regang –OH dan –CH3 pada bilangan gelombang 33333323 cm-1 dan 2960-2934 cm-1. Di samping itu, ikatan CH2 ditunjukkan oleh
pita serapan 1466-1434 cm-1. Sementara, pada spektrum Zink bis(dibutil
ditiofosfat) yang dihasilkan dari ketiga pelarut (Lampiran 8), keberadaan pita
serapan pada daerah 3000-3333 cm-1 hilang menunjukkan tidak adanya gugus –
OH dari alkohol, sedangkan ikatan CH3 dan CH2 tetap ada pada bilangan
gelombang 2958-2873 cm-1 dan 1462-1431 cm-1.
Spektrum FTIR Zink bis(dibutil ditiofosfat) dari ketiga pelarut (Gambar 2)
menunjukkan pita-pita serapan sangat menyerupai spektrum asam
dibutilditiofosfat (Lampiran 7). Bilangan gelombang di daerah 1056-979 cm-1
menunjukkan adanya ikatan P-O-C. Serapan di 617-547 cm-1 menunjukkan ikatan
P-S dan di 1381 cm-1 menunjukkan vibrasi C-H pada –CH3. Keberadaan ikatan
Zn-S dapat diketahui di jalur pita serapan 400 – 300 cm-1 diketahui sebagai
serapan vibrasi regangan ikatan logam-sulfur (M-S) (Sutriah 2012) dapat dilihat
pada Lampiran 9. Hal ini membuktikan bahwa Zink bis(dibutil ditiofosfat) telah
berhasil disintesis menggunakan 3 pelarut yang berbeda.

Gambar 2

Spektrum FTIR Zink bis(dibutil ditiofosfat) hasil sintesis dengan
pelarut yang berbeda.

6

SIMPULAN DAN SARAN
Simpulan
Hasil sintesis Zink bis(dibutil ditiofosfat) pada media pelarut n-heptana,
kloroform, dan dietileter menghasilkan nilai rendemen yang tidak berbeda nyata.
Pencirian gugus fungsi Zink bis(dibutil ditiofosfat) dengan FTIR menunjukkan
adanya pita-pita serapan yang khas untuk ZDTP dan mirip untuk ketiga pelarut.
Hasil Zink bis(dibutil ditiofosfat) sintesis dengan pelarut n-heptana, dietileter, dan
kloroform memiliki kemiripan waktu retensi dengan ZDTP autentik komersial.

Saran
Pengujian lebih lanjut perlu dilakukan sebagai penunjang aplikasi dari hasil
sintesis yang diperoleh seperti uji aktifitas inhibitor korosi, uji kinerja daya tahan
pelumas terhadap beban dengan menggunakan mesin four ball, dan kinerja
antioksidan.

DAFTAR PUSTAKA
Becchi M, Perret F, Carraze B, Beziau JF, Michael JP. 2001. Structural
determination of zinc dithiophosphates in lubricating oils by gas
chromatography–mass spectrometry with electron impact and electroncapture negative ion chemical ionization. Chromatogr A. 905:207–222.
Dinoiu V, Danilian F, Bogatu L. 2007. The influence of synthesis method of zinc
dialkyldithiophosphates on the process of additivation. Rev Chim.
58(2):183-185.
Gritter R J, Bobbitt J M, Schwarting A E. 1991. Pengantar Kromatografi.
Padmawinata K, penerjemah. Bandung (ID): Penerbit ITB. Terjemahan dari:
Introduction to Chromatography.
Jaenudin. 1998. Pembuatan Zn-diisobutilditiofosfat dan penggunannya sebagai
aditif minyak lumas otomotif. [Tesis]. Depok (ID): Universitas Indonesia.
Kirichenko GN, Glazunova VI, Desyatkin AA, Ibragimov AG, Dzhemilev UM.
2009. Synthesis of new polyfunctional additives to lubricating oils. Russian
Appl Chem. 82(1):94-97.
Mamedova RK, Abbutalybova SM. 1972. The synthesis of Phosphorus and Sulfur
Containing Compound and Study of Their Action on The Quality of
Lubricating Oil. National Technical Information Service. 79:1-16.
Martisunu D. 2000. Studi pembuatan senyawa Zn-ddf sebagai aditif minyak lumas
mesin otomotif [tesis]. Depok (ID): Universitas Indonesia.
Mistry B D. 2009. A Handbook of Spectroscopic Data Chemistry (UV, IR, PMR,
13
CNMR, and Mass Spectroscopy. India: Oxford Book Company.
Norman RO. 1978. Principles of Organic Synthesis. New York (US): Chapman
and Hall.

7

O’Brien JA. 1983. Lubricating oil additives. CRC Handbook of Lubricant. 2:301315.
Parekh K, Chen X, Aswath PB. 2009. Synthesis of fluorinated ZDDP com
pounds. Tribol Lett. 34:141-153.
Subiyanto, Napitupulu HR, Karina RM, bambang W. Di dalam: Prosiding Diskusi
Ilmiah VIII; Jakarta, 13-14 Juni 1995. PTMGB LEMIGAS; 1995.
Sumartini S, Dewi P, Tarif, Sumardi. 1996. Analisa jenis aditif antioksidan dalam
minyak pelumas mesin dan perkiraan komposisi contoh paket aditif
antioksidan komersial. Di dalam: Prosiding Pemaparan Hasil Litbang Ilmu
Pengetahuan Teknik; Bandung, 14-16 Okt 1996. Bandung: Puslitbang
Kimia Terapan-LIPI Serpong; 1996. hlm 139-145.
Sutriah K. 2012. Pengembangan proses pembuatan aditif pelumas Zndifattyalkyldithiocarbamate berbasis minyak nabati [disertasi]. Bogor (ID):
Institut Pertanian Bogor.
Vipper AB, Vilekin AV, Gaisner DA. 1995. Foreign Oils and Additives. Moscow:
Himia.

8

Lampiran 1 Diagram alir penelitian

n-butanol

P2S5

Variasi pelarut:
n-heptana, dietil eter,
dan kloroform

Sintesis ADTP

ZnO
Sintesis dan pemisahan
Zink bis(dibutil ditiofosfat)

Analisis Zink bis(dibutil ditiofosfat)

Gugus fungsi dengan
Spektrofotometer FTIR

Kadar logam Zn
dengan AAS

Profil produk dengan
HPLC
Fase diam : kolom C-18
Fase gerak: asetonitril

9

Lampiran 2 Rangkaian radas sintesis Zink bis(dibutil ditiofosfat)

Keterangan:
a. n-Butanol, P2S5, dan ZnO
b. Penangas air
c. Rangkaian alat penjerap H2S
d. Zn-asetat dan NaOH 50%

10

Lampiran 3 Data rendemen produk Zink bis(dibutil ditiofosfat) dengan pelarut yang berbeda pada waktu reaksi 12 jam di kedua
tahap
Pelarut
Organik
n-heptana
dietileter
kloroform

Ulangan

Bobot reaktan yang
ditimbang (g)
nbutanol
P2S5
ZnO

mol reaktan (mol)
butanol

P2S5

ZnO

Bobot
Teoretis
(g)

Bobot
Produk
(g)

Rendemen
(% b/b)

1

8.0448

2.9394

0.0362

0.0361

16.2356

98.79

2

8.0185

2.9398

0.0361

0.0361

15.6938

95.50

8.0120

2.9698

0.0360

0.0365

15.2620

92.87

2

8.2367

2.9414

0.0371

0.0361

15.1218

92.02

1

8.0165

2.9409

0.0361

0.0361

16.0798

97.84

2

8.0339

2.9423

0.0361

0.0362

16.2206

98.70

1

8.8950

0.1200

16.4340

Rendemen
rerata (% b/b)

SD

Koefisien
Keragaman

97.14

0.0233

2.3997

92.44

0.0060

0.6526

98.27

0.0061

0.6165

Contoh Perhitungan:
⁄

Penentuan Reaktan Pembatas

⁄

⁄
⁄

Butanol  reaktan pembatas (nilai sjr terkecil)

10

11

Lanjutan lampiran 3
⁄

⁄

∑ ̅
√
√

Lampiran 4 Sidik ragam variasi pelarut
Sumber Keragaman

DB

Variasi pelarut
Galat
Total terkoreksi
Koefisien Keragaman (%)

2
3
5
1.49

Jumlah Kuadrat
kuadrat tengah
38.1908 19.0954
6.1431 2.0477
44.339

F-Hitung
9.33

Pr>F
0.0516

12

Lampiran 5 Data hasil analisis kadar Zn dengan pelarut yang berbeda
Konsentrasi
Kadar Zn
Bobot
Kadar Zn
Pelarut
Terbaca
(%) Hasil
(%) Hasil
Ulangan Sampel
Organik
AAS
Percobaan
(g)
Percobaan
(mg/L)
Rerata
1
0.5488
1302.3900
11.87
n-heptana
11.80
2
0.5004
1174.9350
11.74
1
0.5317
2466.0600
23.19
Dietileter
22.98
2
0.5684
2588.7100
22.77
1
0.5015
2248.8160
22.42
Kloroform
22.45
2
0.5012
2251.9707
22.47
Contoh perhitungan:

∑ ̅
√
√

[

]

⁄

Standar
Deviasi

Kadar
Zn (%)
Teoretis

0.0009
0.0030
0.0004

11.94

13

Lampiran 6 Kromatogram HPLC
ZDTP autentik komersial

Waktu
retensi
(menit)
1
1.360
2
1.658
3
2.330
4
3.405
5
3.727
6
4.112
7
4.746
8
5.293
9
6.274
10
24.247
Total

Puncak

ADTP

Area
31855
20272
18911796
163636
124029
615864
185302
489841
98781
13995
20655370

Ketinggian

% Area

%
Ketinggian

7294
4610
713916
18877
13337
43138
14499
32065
5162
284
853182

0.154
0.098
91.559
0.792
0.600
2.982
0.897
2.371
0.478
0.068
100.000

0.855
0.540
83.677
2.213
1.563
5.056
1.699
3.758
0.605
0.033
100.000

14

Lanjutan lampiran 6
Waktu
Puncak
retensi
(menit)
1
1.150
2
1.325
3
1.575
4
2.422
5
2.732
6
2.846
7
3.163
8
3.961
9
4.993
10
6.169
Total

Area
48079
3859025
169023
14872
54169
28572
971060
54917
383542
21635
5604894

Ketinggian

%Area

%Ketinggian

3606
0.858
883755 68.851
11862
3.016
3132
0.265
9298
0.966
5777
0.510
139943 17.325
7603
0.980
42062
6.843
2609
0.386
1109648 100.000

0.325
79.643
1.069
0.282
0.838
0.521
12.611
0.685
3.791
0.235
100.000

Zink bis(dibutil ditiofosfat) Hasil Sintesis dengan Pelarut n-heptana

Puncak
1
2
3
4
5
6

Waktu
retensi
(min)
1.377
1.826
2.233
2.494
3.238
5.191

Area
33444
9798
5619
156546
938702
2185759

Ketinggian

%Area

%Ketinggian

6469
2209
1055
30239
167523
235671

1.004
0.294
0.169
4.701
28.190
65.641

1.460
0.498
0.238
6.824
37.801
53.179

15

Puncak

Waktu
retensi
(min)
Total

Area
3329867

Ketinggian

%Area

%Ketinggian

443165 100.000

100.000

Zink bis(dibutil ditiofosfat) Hasil Sintesis dengan Pelarut dietil eter

Waktu
%
retensi
Area
Ketinggian %Area
Ketinggian
(min)
1
1.250
51252
8405
0.195
0.440
2
1.357
119136
18840
0.454
0.987
3
1.832 4696880
160130 17.887
8.398
4
2.121 1524137
121070
5.804
6.342
5
2.393
833348
108205
3.174
5.668
6
2.545 1284804
123257
4.893
6.457
7
2.826 1395709
94227
5.315
4.936
8
3.080 4288960
600064 16.334
31.434
9
3.458 1540618
112942
5.867
5.916
10
3.671 1252600
98388
4.770
5.154
11
3.897
839070
74911
3.195
3.924
12
4.091
622546
59030
2.371
3.092
13
4.312 1044823
52118
3.979
2.730
14
4.932 3438716
239370 13.096
12.539
15
5.325 2069724
25894
7.882
1.356
16
7.413 1255691
11933
4.782
0.625
Total
26258013
1908964 100.000
100.000

Puncak

16

Lanjutan lampiran 6
Zink bis(dibutil ditiofosfat) Hasil Sintesis dengan Pelarut kloroform

Waktu
retensi
(min)
1
1.386
2
1.508
3
1.773
4
2.029
5
2.141
6
2.396
7
2.537
8
2.700
9
2.783
10
2.946
11
3.092
12
3.336
13
3.673
14
3.968
15
4.929
Total

Puncak

Area
3465
2715
29032
20502
14879
35002
20755
888
375
4643
82224
3316
28619
2179
851783
1100375

%Area

%
Ketinggian

410
0.315
476
0.247
2704
2.638
2826
1.863
1899
1.352
6713
3.181
3772
1.886
197
0.081
96
0.034
986
0.422
13734
7.472
523
0.301
4282
2.601
377
0.198
104012 77.408
1433007 100.000

0.287
0.333
1.891
1.976
1.328
4.694
2.637
0.138
0.067
0.690
9.604
0.365
2.994
0.264
72.732
100.000

Ketinggian

19

Lampiran 8 Spektrum FTIR daerah bilangan gelombang 4000-400 cm-1 hasil
sintesis Zink bis(dibutil ditiofosfat) dengan berbagai pelarut
berbeda
Zink bis(dibutil ditiofosfat) dengan pelarut n-heptana

Zink bis(dibutil ditiofosfat) dengan pelarut dietileter

20

Lanjutan lampiran 8
Zink bis(dibutil ditiofosfat) dengan pelarut kloroform

Lampiran 9

Keterangan :
a : n-heptana
b : dietil eter
c : kloroform

Spektrum FTIR daerah bilangan gelombang 500-300 cm-1 hasil
sintesis Zink bis(dibutil ditiofosfat) dengan berbagai pelarut
berbeda

21

RIWAYAT HIDUP
Penulis dilahirkan di Bogor pada tanggal 1 Juli 1990 dari Ayah Salahuddin
dan Ibu Dedeh Munarawati. Penulis merupakan anak keempat dari empat
bersaudara. Penulis menyelesaikan studi di SMAN 1 Jasinga pada tahun 2008.
Pada tahun yang sama penulis diterima di Institut Pertanian Bogor (IPB) pada
Program Studi Kimia, Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam.
Selama mengikuti masa perkuliahan penulis pernah aktif dalam
Kepanitiaan organisasi kemahasiswaan Ikatan Mahasiswa Kimia IPB, dan pernah
menjadi pengajar kimia bimbingan belajar Gama UI pada tahun 2012, dan pernah
menjadi asisten praktikum mata kuliah Kimia Fisik pada tahun 2011/2012, penulis
juga berkesempatan melaksanakan kegiatan Praktik Lapangan di Pusat Teknologi
Terapan Kesehatan dan Epdemiologi Klinik, Bogor pada tahun 2011.

ii

PENGARUH PELARUT PADA RENDEMEN SINTESIS
ZINK BIS(DIBUTIL DITIOFOSFAT)

ITOH KHITOTUL HAYATI

DEPARTEMEN KIMIA
FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM
INSTITUT PERTANIAN BOGOR
BOGOR
2013

ii

PERNYATAAN MENGENAI SKRIPSI DAN
SUMBER INFORMASI SERTA PELIMPAHAN HAK CIPTA
Dengan ini saya menyatakan bahwa skripsi berjudul Pengaruh Pelarut pada
Rendemen Sintesis Zink bis(dibutil ditiofosfat) adalah benar karya saya dengan
arahan dari komisi pembimbing dan belum diajukan dalam bentuk apa pun kepada
perguruan tinggi mana pun. Sumber informasi yang berasal atau dikutip dari karya
yang diterbitkan maupun tidak diterbitkan dari penulis lain telah disebutkan dalam
teks dan dicantumkan dalam Daftar Pustaka di bagian akhir skripsi ini.
Dengan ini saya melimpahkan hak cipta dari karya tulis saya kepada Institut
Pertanian Bogor.

Bogor, Januari 2013
Itoh Khitotul Hayati
NIM G44080050

ABSTRAK
ITOH KHITOTUL HAYATI. Pengaruh Pelarut pada Rendemen Sintesis Zink
bis(dibutil ditiofosfat). Dibimbing oleh KOMAR SUTRIAH dan MOHAMMAD
KHOTIB.
Aditif pelumas yang digunakan di Indonesia masih diimpor. Salah satu
aditif pelumas multifungsi adalah zink dialkilditiofosfat (ZDTP) yang berfungsi
sebagai antioksidan, antiaus, antikorosi, dan penghambat lecet. Sintesis ZDTP
telah banyak dilakukan dan beberapa metode telah dikembangkan. Metode yang
digunakan pada penelitian ini relatif mudah dan sederhana, dengan pereaksi yang
relatif mudah diperoleh. Digunakan beragam pelarut organik dalam sintesis
tersebut, yaitu n-heptana, dietil eter, dan kloroform. Rendemen Zink bis(dibutil
ditiofosfat) pada ketiga pelarut tidak berbeda nyata, untuk pelarut n-heptana, dietil
eter dan kloroform berturut-turut 97%, 92%, dan 98% dengan waktu reaksi
masing-masing 12 jam di kedua tahap. Pencirian gugus fungsi Zink bis(dibutil
ditiofosfat) dengan spektrofotometer inframerah transformasi Fourier
menunjukkan pita serapan yang hampir sama untuk ketiga pelarut. Hasil analisis
kromatografi cair kinerja tinggi menunjukkan bahwa waktu retensi Zink
bis(dibutil ditiofosfat) hasil sintesis dengan pelarut n-heptana, dietil eter, dan
kloroform mirip dengan waktu retensi ZDTP autentik komersial.
Kata kunci: dietil eter, kloroform, n-heptana, ZDTP, Zink bis(dibutil ditiofosfat)

ABSTRACT
ITOH KHITOTUL HAYATI. The Effect of Solvent on Synthesis Yield of Zinc
bis(dibutyl dithiophosphate). Supervised by KOMAR SUTRIAH and
MOHAMMAD KHOTIB.
Lubricant additives used in Indonesia are still imported. Zink
dialkyldithiophosphate (ZDTP) is a multifunctional oil additives, works as an
antioxidant, antiwear, anticorrosion, and antiscuff. Synthesis of ZDTP has been
widely performed and several methods have been developed. The method used in
this study was relatively easy and simple, and the reagents were relatively easy to
obtain. Various organic solvents were used in the synthesis, namely n-heptane,
diethyl ether, and chloroform. Zink bis(dibutyl dithiophosphate) yield in all three
solvents did not differ markedly, 97%, 92%, and 98%, respectively, with reaction
time of 12 hours each in both steps. Functional group characterization of Zink
bis(dibutyl dithiophosphate) using Fourier transform infrared spectrophotometer
showed similar absorption bands for all three solvents. The high performance
liquid of chromatography analysis results showed that the retention time of Zink
bis(dibutyl dithiophosphate) synthesized using n-heptane, diethyl ether, and
chloroform were similar to that of commercial authentic ZDTP.
.
Key words: diethyl ether, chloroform, n-heptane, ZDTP, Zink bis(dibutyl
dithiophosphate)

PENGARUH PELARUT PADA RENDEMEN SINTESIS
ZINK BIS(DIBUTIL DITIOFOSFAT)

ITOH KHITOTUL HAYATI

Skripsi
sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar
Sarjana Sains
pada
Departemen Kimia

DEPARTEMEN KIMIA
FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM
INSTITUT PERTANIAN BOGOR
BOGOR
2013

Judul Skripsi : Pengaruh Pelarut pada Rendemen Sintesis Zink bis(dibutil
ditiofosfat)
Nama
: Itoh Khitotul Hayati
NIM
: G440080050

Disetujui oleh

Dr Komar Sutriah, MS
Pembimbing I

M Khotib, SSi, MSi
Pembimbing II

Diketahui oleh

Prof Dr Ir Tun Tedja Irawadi, MS
Ketua Departemen Kimia

Tanggal Lulus :

PRAKATA
Puji syukur penulis panjatkan kehadirat Allah SWT karena berkat rahmat
dan hidayah-Nya, penulis dapat menyusun dan menyelesaikan karya ilmiah ini.
Karya ilmiah ini disusun berdasarkan penelitian yang dilaksanakan pada bulan
Juni sampai November 2012 di Laboratorium Terpadu IPB.
Penulis mengucapkan terima kasih kepada Bapak Dr Komar Sutriah, MS
dan Bapak M. Khotib, SSi, MSi selaku pembimbing yang telah banyak memberi
bimbingan, motivasi, saran, dan solusi dari setiap permasalahan yang dihadapi
penulis selama melaksanakan penelitian dan penyusunan karya ilmiah ini. Selain
itu, penulis juga mengucapkan terima kasih kepada orang tua, kakak, atas doa,
kasih sayang, motivasi, dan perhatian, yang begitu besar selama ini. Penghargaan
juga penulis sampaikan kepada Bapak M Farid, MSi, Dwi Utami, SSi, Egi
Mariah, Ade Irma, SSi, Ulya Zulfa, SP, Apdila, SPt, Rismawati, Nora, SPi,
Wulan, SSi, Meta dan Linda Lestari, SHut atas segala diskusi dan saran berkaitan
dengan penelitian.
Penulis juga mengucapkan terima kasih kepada Ibrahim Ahmad, Lilik
Aryani, Indah, Kak Ian, Kak Yono, Kak Rita, Mbak Adew, Mbak Mila dan Kak
Uut atas segala fasilitas dan masukan yang diberikan serta bantuannya selama
penelitian di Laboratorium Terpadu IPB. Tak lupa, ungkapan terima kasih penulis
kepada seluruh rekan-rekan peneliti di Laboratorium Terpadu (Ebta, Doni, Devi,
Anisa, Ana, dan Ivan), teman-teman Wisma Bintang, serta teman-teman Kimia 45
(Rizki A, Fadli, Umar, Dian N, Dian R, Amin, Rivai, Kartika, Indra, Adit, Widya)
atas bantuan, motivasi, diskusi, dan kebersamaan selama penulis menempuh studi
dan menjalankan penelitian. Semoga karya ilmiah ini dapat bermanfaat.

Bogor, Januari 2013

Itoh Khitotul Hayati

v

DAFTAR ISI
DAFTAR GAMBAR
DAFTAR LAMPIRAN
PENDAHULUAN
METODE
Sintesis dan Pemisahan Zink bis(dibutil ditiofosfat)
Pencirian ZDTP
Penetapan Kadar Zn dengan AAS
Profil Produk dengan HPLC
Pencirian Gugus Fungsi dengan FTIR
HASIL DAN PEMBAHASAN
Hasil Sintesis dan Pemisahan Zink bis(dibutil ditiofosfat)
Hasil Analisis dengan AAS, HPLC dan FT-IR
SIMPULAN DAN SARAN
Simpulan
Saran
DAFTAR PUSTAKA
LAMPIRAN

vi
vi
1
2
2
2
2
2
3
3
3
4
6
6
6
6
8

vi

DAFTAR GAMBAR

1 Skema sintesis Zink bis(dibutil ditiofosfat) (Dinoui et al. 2007).
2 Spektrum FTIR Zink bis(dibutil ditiofosfat) hasil sintesis dengan
pelarut yang berbeda.

4
5

DAFTAR LAMPIRAN

1 Diagram alir penelitian
2 Rangkaian radas sintesis Zink bis(dibutil ditiofosfat)
3 Data rendemen produk Zink bis(dibutil ditiofosfat) dengan pelarut yang
berbeda pada waktu reaksi 12 jam di kedua tahap
4 Sidik ragam variasi pelarut
5 Data hasil analisis kadar Zn dengan pelarut yang berbeda
6 Kromatogram HPLC
7 Spektrum FTIR 1-butanol, ADTP, dan ZDTP autentik komersial
8 Spektrum FTIR daerah bilangan gelombang 4000-400 cm-1 hasil sintesis
Zink bis(dibutil ditiofosfat) dengan berbagai pelarut berbeda
9 Spektrum FTIR daerah bilangan gelombang 500-300 cm-1 hasil sintesis
Zink bis(dibutil ditiofosfat) dengan berbagai pelarut berbeda

8
9
10
11
12
13
17
19
20

PENDAHULUAN
Kinerja minyak pelumas yang efektif, dapat menjaga mesin tetap bekerja
dengan baik dan awet meskipun beban kerja mesin bertambah berat, kondisi
pengoperasian sangat ekstrem, dan digunakan untuk waktu yang lama. Minyak
pelumas dasar belum mampu memenuhi kriteria tersebut, maka perlu
ditambahkan zat lain ke dalam minyak pelumas sebagai aditif (Martisunu 2010).
Aditif dalam minyak pelumas telah digunakan sejak tahun 1930, pemakaiannya
dapat mencapai 0.5-1.0% bobot pelumas (Sumartini et al. 1996). Fungsi aditif
minyak pelumas, di antaranya ialah sebagai dispersan, menahan tekanan ekstrem,
menghambat laju korosi, dan mencegah keausan. Bahan aditif minyak pelumas
yang digunakan di Indonesia masih merupakan produk-produk impor (Subiyanto
et al. 1995).
Salah satu jenis aditif pelumas yang banyak digunakan adalah Zink
dialkilditiofosfat (ZDTP), suatu senyawa koordinasi yang terbentuk dari unsur
zink yang terikat pada anion asam ditiofosfat. Senyawa ini bersifat multifungsi,
sebagai antioksidan, antiaus, antikorosi, dan penghambat lecet. Sementara bahan
aditif lain umumnya memiliki fungsi tunggal, seperti trikresil fosfat sebagai
antiaus, benzotriazola sebagai antikorosi, butil hidroksi toluena (BHT) sebagai
antioksidan, fenotiazina sebagai antioksidan dalam minyak sintetis (O’Brien
1983). Aplikasi ZDTP sebagai aditif pelumas automotif sangat efisien, tidak
toksik, dan biaya produksinya cukup murah (Vipper et al. 1995).
Sintesis ZDTP telah banyak dilakukan menggunakan berbagai rantai alkil
dan telah dikembangkan pula metode sintesisnya. Kirichenko et al. (2009)
menyintesis ZDTP dari alkil siklik melalui reaksi 2-metilolbisiklo[2.2.1]-5heptena dengan katalis 1-(N,N-dimetilaminometil)-1,2,4-triazola serta keberadaan
sulfur membentuk 8-metilol-3,4,5-tritiatrisiklo[5.2.1.02,6]dekana. Senyawa ini
kemudian direaksikan dengan alkohol dan penambahan P2S5 membentuk asam
ester ditiofosfat, kemudian direaksikan dengan ZnO sehingga terbentuk zink
ditiofosfat yang mengandung substituen trisiklik dengan tritiol. Di samping itu,
sintesis ZDTP dengan menggunakan berbagai rantai alkil primer, alkil sekunder,
dan aril juga telah dilakukan oleh Spikes (2004) dalam Parekh et al. (2009).
Metode lain untuk menyintesis ZDTP juga dilakukan oleh Mamedova et al.
(1972), Becchi et al. (2001), dan Dinoui et al. (2007) dengan mereaksikan alkohol
dan P2S5, lalu direaksikan dengan senyawa Zn seperti zink oksida untuk
membentuk ZDTP. Dinoui et al. (2007) juga mereaksikan alkohol dengan P2S5
yang terdispersi dalam minyak mineral. Dalam penelitian ini, alkohol yang
digunakan adalah butanol untuk menyintesis Zink bis(dibutil ditiofosfat) dengan
nama IUPAC (International Union of Pure and Applied Chemistry), Zink
dibutoksi-sulfanilidena-sulfida-λ5-fosfana. Metode sintesis Zink bis(dibutil
ditiofosfat) yang digunakan adalah metode non dispersi, yaitu tanpa penggunaan
P2S5 yang terdispersi dalam minyak mineral karena metode ini mudah, sederhana,
serta pereaksinya mudah diperoleh. Variasi pelarut sebagai mediator reaksi
dilakukan untuk melihat pengaruhnya terhadap rendemen sintesis.

2

METODE
Sintesis Zink bis(dibutil ditiofosfat) diawali dengan sintesis asam
dibutilditiofosfat (ADTP) dari alkohol dengan P2S5 (difosforus pentasulfida)
menggunakan variasi pelarut organik. ADTP kemudian direaksikan dengan ZnO.
Produk dipisahkan lalu dicirikan menggunakan spektrofotometer inframerah
transformasi fourier (FTIR), spektrofotometer serapan atom (AAS), dan
kromatografi cair kinerja tinggi (HPLC) (Lampiran 1).
Bahan-bahan p.a yang digunakan adalah n-butanol, P2S5, berbagai variasi
pelarut (n-heptana, dietil eter, dan kloroform), HNO3 pekat, asetonitril, ZDTP
autentik komersial. Bahan teknis yang digunakan ialah ZnO (zink oksida), Znasetat, dan NaOH 50%.

Sintesis dan Pemisahan Zink bis(dibutil ditiofosfat)
Sintesis Zink bis(dibutil ditiofosfat) mengacu pada Dinoui et al. 2007
melalui dua tahap, yaitu tahap pembentukan ADTP dan Zink bis(dibutil
ditiofosfat). ADTP diperoleh dengan mereaksikan 0.03 mol P2S5 dengan 0.12 mol
n-butanol, ditambahkan pelarut n-heptana sampai pengaduk terendam. Campuran
reaksi dimasukkan ke dalam labu bulat yang telah dilengkapi pendingin balik dan
disambungkan pada penangkap gas H2S berupa larutan Zn-asetat dengan
penambahan NaOH 50% hingga bersifat basa (Lampiran 2). Sintesis ADTP
dilakukan pada suhu ±70 °C di atas penangas air selama 12 jam sambil diaduk.
ADTP yang dihasilkan direaksikan dengan ZnO sebanyak 0.03 mol sambil diaduk
12 jam. Produk yang dihasilkan diekstraksi dengan 15 mL n-heptana sebanyak 3
kali, kemudian fase organik yang terkumpul dicuci dengan air untuk
menghilangkan pengotor. Fraksi organik kemudian diuapkan. Produk Zink
bis(dibutil ditiofosfat) yang diperoleh ditimbang dan dihitung persen
rendemennya serta dibandingkan dengan produk lainnya hasil dari penggunaan
pelarut organik dietil eter, dan kloroform.
Pencirian Zink bis(dibutil ditiofosfat)
Penetapan Kadar Zn dengan AAS
Sampel Zink bis(dibutil ditiofosfat) ditimbang sebanyak 0.5 g dan
ditambahkan 10 mL HNO3 pekat:akuades (1:1). Campuran didestruksi dan
ditambahkan sejumlah akuades hingga larut. Larutan hasil destruksi disaring ke
labu takar 50 mL lalu ditera dengan akuades. Larutan ini kemudian diukur kadar
Zn-nya dengan AAS Shimadzu.
Profil Produk dengan HPLC
Campuran Zink bis(dibutil ditiofosfat) dan asetonitril sebanyak 10 µL
diinjeksikan ke dalam HPLC Shimadzu. Kondisi HPLC yang digunakan sebagai
berikut:
Kolom
: C18
Sistem
: fase terbalik

3

Fase gerak
Laju alir
Detektor

: asetonitril
: 0.8 mL/menit
: UV, λ = 210 nm

Pencirian Gugus Fungsi dengan FTIR
Sebanyak 0.01 g sampel Zink bis(dibutil ditiofosfat) dicampurkan dengan
0.1 g KBr. Campuran digerus sampai halus kemudian dianalisis dengan
spektrofotometer FTIR Prestige 21 Shimadzu dengan resolusi 8 cm-1.

HASIL DAN PEMBAHASAN
Hasil Sintesis dan Pemisahan Zink bis(dibutil ditiofosfat)
Sintesis Zink bis(dibutil ditiofosfat) dalam penelitian ini menggunakan
variasi pelarut dalam prosesnya. Pelarut yang digunakan dalam sintesis memiliki
perbedaan sifat kepolaran: n-heptana, < dietil eter, < kloroform. Pelarut yang baik
harus tidak reaktif (lembam) pada kondisi reaksi, dapat melarutkan reaktan dan
reagen, memiliki titik didih yang tepat, sehingga mudah dihilangkan pada akhir
reaksi (Norman 1978). Pelarut yang mudah melarutkan reaktan dan reagen
memiliki prinsip like dissolves like, yaitu reaktan yang nonpolar akan larut dalam
pelarut nonpolar sedangkan reaktan yang polar akan larut dalam pelarut polar.
Sifat nonpolar pada pelarut n-heptana dapat memudahkan reaksi yang terjadi
antara P2S5 yang bersifat nonpolar terhadap butanol yang memiliki gugus alkil
meskipun bersifat polar. Sehingga n-heptana dapat melarutkan P2S5 dan butanol
dengan lebih baik dibandingkan dengan dietil eter dan kloroform yang bersifat
polar.
Rendemen sintesis Zink bis(dibutil ditiofosfat) dengan pelarut n-heptana,
dietil eter, dan kloroform berturut-turut 97%, 92%, dan 98% (Lampiran 3). Data
yang dihasilkan tidak berbeda signifikan, menggambarkan bahwa penggunaan
pelarut yang berbeda tidak berpengaruh terhadap nilai rendemen. Hasil uji statistik
menggunakan SAS versi 9.0 (Lampiran 4), memberikan nilai koefisien keragaman
sebesar 1.49% dengan nilai probabilitas lebih besar dari nilai F. Hasil ini
menunjukkan bahwa nilai rendemen dengan perbedaan pelarut organik tidak
berbeda nyata, maka dapat dikatakan bahwa penggunaan pelarut n-heptana, dietil
eter, maupun kloroform menghasilkan nilai rendemen yang sama.
Sintesis Zink bis(dibutil ditiofosfat) diawali dengan pembentukan ADTP
dalam kondisi tertutup untuk mencegah ADTP teroksidasi oleh udara. Oksidasi
akan membentuk senyawa dimer ADTP yang kurang stabil, sehingga sulit untuk
digunakan pada reaksi tahap selanjutnya. Skema sintesis Zink bis(dibutil
ditiofosfat) ditunjukkan pada Gambar 1.

4

δ-

δ+

δ-

δ+

δ-

δ - δ+

δ-

Gambar 1 Skema sintesis Zink bis(dibutil ditiofosfat) (Dinoui et al. 2007).
Produk sintesis masih merupakan campuran dengan zat lain. Pemisahan
dilakukan dengan teknik ekstraksi untuk menghilangkan zat pengotor dari produk.
Produk yang diperoleh berupa cairan minyak berwarna kuning, dan dianalisis
lebih lanjut.
Hasil Analisis dengan AAS, HPLC dan FT-IR
Analisis logam Zn dengan AAS dilakukan untuk menentukan kesesuaian
komposisi unsur Zn hasil sintesis dengan komposisi berdasarkan rumus molekul
senyawa yang diharapkan. Hasil analisis ditunjukkan pada Tabel dan Lampiran 5.
Tabel Analisis kadar logam Zn produk Zink bis(dibutil ditiofosfat) pada berbagai
pelarut
Kadar Zn (%) dalam Zink
Kadar Zn (%)
Pelarut
Hasil Percobaan
Kenampakan Fisik
bis(dibutil ditiofosfat)
Organik
Rerata (%)

n-heptana
Dietil eter
Kloroform

11.81
22.98
22.45

Teoretis
11.94

Oily, kuning bening
Oily, kuning keruh
Oily, kuning keruh

Kadar Zn hasil sintesis dengan pelarut n-heptana mendekati kadar Zn
teoretis. Sementara pelarut dietil eter dan kloroform memberikan kadar Zn 2 kali
lebih besar dari kadar Zn hasil teoretis dan belum diketahui penyebabnya.

5

Penentuan profil produk hasil sintesis dilakukan dengan metode HPLC
menggunakan teknik fase terbalik (reversed phase) dengan fase diam kolom C18,
dan fase gerak asetonitril. Hasil analisis dengan HPLC menunjukkan kemiripan
waktu retensi dengan aditif standar maupun ADTP (Lampiran 6). Kromatogram
ADTP menghasilkan puncak pada waktu retensi 3.163 dan 4.993 menit sementara
standar aditif memiliki puncak pada waktu retensi 3.405 dan 5.298 menit
memiliki kemiripan dengan puncak pada pelarut n-heptana dengan waktu retensi
3.238 dan 5.191 menit. Dietil eter memiliki kemiripan pada waktu retensi 3.080
dan 4.932 menit dan kloroform pada 3.092 dan 4.929 menit.
Spektrum IR yang diperoleh dari hasil analisis produk Zink bis(dibutil
ditiofosfat) digunakan untuk mengetahui proses terjadinya reaksi kimia yang
diharapkan dari sintesis, diantaranya dengan mengidentifikasi gugus fungsi yang
terdapat pada senyawa Zink bis(dibutil ditiofosfat), lalu dibandingkan dengan
senyawa asal, yaitu 1-butanol dan ADTP. Spektrum FT-IR 1-butanol (Lampiran
7) menunjukkan adanya regang –OH dan –CH3 pada bilangan gelombang 33333323 cm-1 dan 2960-2934 cm-1. Di samping itu, ikatan CH2 ditunjukkan oleh
pita serapan 1466-1434 cm-1. Sementara, pada spektrum Zink bis(dibutil
ditiofosfat) yang dihasilkan dari ketiga pelarut (Lampiran 8), keberadaan pita
serapan pada daerah 3000-3333 cm-1 hilang menunjukkan tidak adanya gugus –
OH dari alkohol, sedangkan ikatan CH3 dan CH2 tetap ada pada bilangan
gelombang 2958-2873 cm-1 dan 1462-1431 cm-1.
Spektrum FTIR Zink bis(dibutil ditiofosfat) dari ketiga pelarut (Gambar 2)
menunjukkan pita-pita serapan sangat menyerupai spektrum asam
dibutilditiofosfat (Lampiran 7). Bilangan gelombang di daerah 1056-979 cm-1
menunjukkan adanya ikatan P-O-C. Serapan di 617-547 cm-1 menunjukkan ikatan
P-S dan di 1381 cm-1 menunjukkan vibrasi C-H pada –CH3. Keberadaan ikatan
Zn-S dapat diketahui di jalur pita serapan 400 – 300 cm-1 diketahui sebagai
serapan vibrasi regangan ikatan logam-sulfur (M-S) (Sutriah 2012) dapat dilihat
pada Lampiran 9. Hal ini membuktikan bahwa Zink bis(dibutil ditiofosfat) telah
berhasil disintesis menggunakan 3 pelarut yang berbeda.

Gambar 2

Spektrum FTIR Zink bis(dibutil ditiofosfat) hasil sintesis dengan
pelarut yang berbeda.

6

SIMPULAN DAN SARAN
Simpulan
Hasil sintesis Zink bis(dibutil ditiofosfat) pada media pelarut n-heptana,
kloroform, dan dietileter menghasilkan nilai rendemen yang tidak berbeda nyata.
Pencirian gugus fungsi Zink bis(dibutil ditiofosfat) dengan FTIR menunjukkan
adanya pita-pita serapan yang khas untuk ZDTP dan mirip untuk ketiga pelarut.
Hasil Zink bis(dibutil ditiofosfat) sintesis dengan pelarut n-heptana, dietileter, dan
kloroform memiliki kemiripan waktu retensi dengan ZDTP autentik komersial.

Saran
Pengujian lebih lanjut perlu dilakukan sebagai penunjang aplikasi dari hasil
sintesis yang diperoleh seperti uji aktifitas inhibitor korosi, uji kinerja daya tahan
pelumas terhadap beban dengan menggunakan mesin four ball, dan kinerja
antioksidan.

DAFTAR PUSTAKA
Becchi M, Perret F, Carraze B, Beziau JF, Michael JP. 2001. Structural
determination of zinc dithiophosphates in lubricating oils by gas
chromatography–mass spectrometry with electron impact and electroncapture negative ion chemical ionization. Chromatogr A. 905:207–222.
Dinoiu V, Danilian F, Bogatu L. 2007. The influence of synthesis method of zinc
dialkyldithiophosphates on the process of additivation. Rev Chim.
58(2):183-185.
Gritter R J, Bobbitt J M, Schwarting A E. 1991. Pengantar Kromatografi.
Padmawinata K, penerjemah. Bandung (ID): Penerbit ITB. Terjemahan dari:
Introduction to Chromatography.
Jaenudin. 1998. Pembuatan Zn-diisobutilditiofosfat dan penggunannya sebagai
aditif minyak lumas otomotif. [Tesis]. Depok (ID): Universitas Indonesia.
Kirichenko GN, Glazunova VI, Desyatkin AA, Ibragimov AG, Dzhemilev UM.
2009. Synthesis of new polyfunctional additives to lubricating oils. Russian
Appl Chem. 82(1):94-97.
Mamedova RK, Abbutalybova SM. 1972. The synthesis of Phosphorus and Sulfur
Containing Compound and Study of Their Action on The Quality of
Lubricating Oil. National Technical Information Service. 79:1-16.
Martisunu D. 2000. Studi pembuatan senyawa Zn-ddf sebagai aditif minyak lumas
mesin otomotif [tesis]. Depok (ID): Universitas Indonesia.
Mistry B D. 2009. A Handbook of Spectroscopic Data Chemistry (UV, IR, PMR,
13
CNMR, and Mass Spectroscopy. India: Oxford Book Company.
Norman RO. 1978. Principles of Organic Synthesis. New York (US): Chapman
and Hall.

7

O’Brien JA. 1983. Lubricating oil additives. CRC Handbook of Lubricant. 2:301315.
Parekh K, Chen X, Aswath PB. 2009. Synthesis of fluorinated ZDDP com
pounds. Tribol Lett. 34:141-153.
Subiyanto, Napitupulu HR, Karina RM, bambang W. Di dalam: Prosiding Diskusi
Ilmiah VIII; Jakarta, 13-14 Juni 1995. PTMGB LEMIGAS; 1995.
Sumartini S, Dewi P, Tarif, Sumardi. 1996. Analisa jenis aditif antioksidan dalam
minyak pelumas mesin dan perkiraan komposisi contoh paket aditif
antioksidan komersial. Di dalam: Prosiding Pemaparan Hasil Litbang Ilmu
Pengetahuan Teknik; Bandung, 14-16 Okt 1996. Bandung: Puslitbang
Kimia Terapan-LIPI Serpong; 1996. hlm 139-145.
Sutriah K. 2012. Pengembangan proses pembuatan aditif pelumas Zndifattyalkyldithiocarbamate berbasis minyak nabati [disertasi]. Bogor (ID):
Institut Pertanian Bogor.
Vipper AB, Vilekin AV, Gaisner DA. 1995. Foreign Oils and Additives. Moscow:
Himia.

8

Lampiran 1 Diagram alir penelitian

n-butanol

P2S5

Variasi