8
2.3 SINTESIS DEEP EUTECTIC SOLVENT DES
Secara umum, DES telah disintesis dari garam berbasis amonium atau fosfonium. Garam-garam ini digabungkan dalam rasio yang berbeda dengan
berbagai jenis donor ikatan hidrogen, seperti alkohol, urea, asam karboksilat asam oksalat, asam sitrat, asam suksinat atau asam amino, poliol gliserol,
karbohidrat, ester, eter, amida, dan garam logam terhidrasi, seperti klorida, nitrat dan asetat. Namun, garam berbasis kalium tidak digunakan sebagai bahan baku
sintesis DES [33,5]. Sintesis DES pada dasarnya adalah sebagai berikut [27]: 1.
Ditimbang HBD dan garam ke dalam termos semua tindakan pencegahan harus diambil untuk mengisolasi campuran dari kelembaban udara karena
higroskopisitas tinggi 2.
Dilakukan pemanasan dan pengadukan sampai terbentuk cairan berwarna biasanya 2 jam pada 60
C. Salah satu contoh yang paling eksplisit adalah pencampuran satu mol
choline chloride ChCl dan dua mol urea dengan titik leleh masing-masing 247 C dan 133
C menghasilkan DES yang memiliki titik leleh pada RT 12 C.
Pada titik eutektik, masing-masing ion klorida yang diberikan oleh garam amonium dikomplekskan oleh dua molekul urea. Dimana, rasio molar merupakan
variabel yang berhubungan dengan titik eutektik dengan suhu yang sesuai dengan sifat masing-masing komponen. Misalnya, DES berdasarkan rasio equimolar asam
dikarboksilat dan garam kationik ChCl, memiliki titik leleh berkisar antara 10 sampai 71
C. Baru-baru ini, sebuah kelas baru DES berdasarkan garam fosfonium kuaterner telah efektif disintesis dengan donor ikatan hidrogen yang
berbeda. Banyak dari DES tersebut memiliki titik leleh lebih rendah dari 100 C
dan perilaku fisiknya mirip dengan garam ammonium penyusunnya, sehingga membuatnya menjadi alternatif baru untuk berbagai aplikasi [27].
2.3.1 Choline Chloride ChCl
Choline chloride ChCl dengan nama IUPAC 2-hydroxy-N,N,N- trimethylethanaminium chloride atau 2-hydroxyethyl trimethylammonium
chloride adalah salah satu garam amonium yang paling luas digunakan untuk pembentukan DES karena ChCl murah dan dapat dengan mudah diambil dari
Universitas Sumatera Utara
9 biomassa [5]. DES berbasis ChCl telah menarik perhatian yang cukup besar di
banyak bidang, seperti elektrodeposisi, biokatalitik dan sintesis organik [34]. Selain itu, DES ini juga telah ditemukan memiliki potensi sebagai pelarut ramah
lingkungan dalam penyerapan CO
2
[35]. Akan tetapi, meskipun sebagian besar DES yang terbuat dari ChCl merupakan jenis ILs, DES tidak dapat dianggap
sebagai ILs karena DES tidak seluruhnya terdiri dari jenis ion, DES juga dapat diperoleh dari jenis non-ionik. Selain itu, Dibandingkan dengan ILs tradisional,
DES yang berasal dari ChCl memiliki banyak keuntungan, seperti 1 biaya rendah; 2 kurang reaktif dengan air; 3 sintesisnya mudah, yaitu diperoleh
hanya dengan mencampurkan dua komponen, sehingga akan melewati semua masalah pemurnian dan pembuangan limbah yang umumnya ditemui pada ILs dan
4 sebagian besar dari DES adalah biodegradable, biocompatible dan tidak beracun, sehingga memperkuat DES menjadi media yang ramah lingkungan [5].
2.3.2 Hydrogen Bond Donor HBD
Seperti yang telah dibahas pada sub bab sebelumnya, bahwa DES disintesis dari garam berbasis amonium atau fosfonium yang digabungkan dalam
rasio yang berbeda dengan berbagai jenis HBD, seperti alkohol, urea, asam karboksilat asam oksalat, asam sitrat, asam suksinat atau asam amino, poliol
gliserol, karbohidrat, ester, eter, amida, dan garam logam terhidrasi, seperti klorida, nitrat dan asetat [33,5]. Namun, penggunaan urea, etilen glikol dan
gliserol sebagai HBD adalah yang paling banyak karena harganya yang murah dan juga mudah berdifusi [18]. Leron, dkk., [7] pada tahun 2012 melaporkan DES dari
ChCl dengan urea, etilen glikol dan gliserol sebagai HBD dan disebutkan bahwa dengan rasio molar yang sama ChCl : HBD titik beku DES dari etilen glikol
adalah yang paling rendah dibandingkan DES dari urea dan gliserol. Pada penelitian Hayyan, dkk., [19] pada tahun 2013 dilaporkan sintesis
deep eutectic solvent DES untuk digunakan sebagai pelarut dalam industri gula. Berdasarkan analogi bahwa pemisahan gliserol dari biodiesel digunakan DES
berbasis gliserol sebagai pelarut, maka DES berbasis gula juga dapat digunakan untuk menangkap molekul gula secara selektif dari campuran gula, sehingga
disintesis suatu kelas baru DES dari garam ammonium ChCl dengan gula D-
Universitas Sumatera Utara
10 glukosa sebagai donor ikatan hidrogen pada rasio yang berbeda. Selain itu, sifat
fisik DES seperti densitas, viskositas, tegangan permukaan, indeks bias, dan pH juga diteliti untuk kemungkinan DES ini dapat digunakan sebagai pelarut baru
dalam proses kimia. Hasil penelitian ini melaporkan, DES berbasis ChCl dan glukosa dalam rasio mol berbeda telah berhasil disintesis dan ditemukan bahwa
sifat fisik DES tergantung pada rasio molar yang berbeda pada garam dan ikatan donor hidrogen penyusunnya. DES yang diperoleh juga memiliki sifat fisik yang
serupa dengan ionic liquids ILs pada umumnya, yaitu memiliki viskositas tinggi, densitas dan tegangan permukaan pada suhu kamar, sehingga dianjurkan untuk
memanaskan DES jenis ini sebelum pengolahan. Selain itu, DES ini memiliki pH yang hampir netral dengan sensitivitas yang rendah terhadap variasi suhu,
sehingga membuat DES jenis ini baik sebagai alternatif baru untuk aplikasi kimia, lingkungan dan biologi. Hasil dari penelitian ini menunjukkan bahwa DES
berbasis gula sebagai donor ikatan hidrogen berguna untuk pembelajaran proses scale-up maupun pengembangan aplikasi DES berbasis gula dalam berbagai
aplikasi industri.
2.4 KARAKTERISTIK DEEP EUTECTIC SOLVENT DES
Kategori