Sintesis N-Alkilkitosan dan potensinya sebagai penyalut kertas

SINTESIS N-ALKILKITOSAN DAN POTENSINYA SEBAGAI
PENYALUT KERTAS

HASNA TAZKIA NIKMAWAHDA

DEPARTEMEN KIMIA
FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM
INSTITUT PERTANIAN BOGOR
BOGOR
2014

PERNYATAAN MENGENAI SKRIPSI DAN
SUMBER INFORMASI SERTA PELIMPAHAN HAK CIPTA
Dengan ini saya menyatakan bahwa skripsi berjudul Sintesis N-Alkilkitosan
dan Potensinya sebagai Penyalut Kertas 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, Juli 2014
Hasna Tazkia Nikmawahda
NIM G44100001

ABSTRAK
HASNA TAZKIA NIKMAWAHDA. Sintesis N-Alkilkitosan dan Potensinya
sebagai Penyalut Kertas. Dibimbing oleh PURWANTININGSIH SUGITA dan
BUDI ARIFIN.
N-Alkilkitosan merupakan turunan kitosan yang bersifat ampifilik. Rantai
samping alkilnya yang hidrofobik akan menurunkan kapasitas penyerapan air dari
kitosan yang hidrofilik sehingga turunan ini dapat diaplikasikan sebagai penyalut
kertas kedap air pada kertas pembungkus makanan. Pada penelitian ini, Nalkilkitosan disintesis dari kitosan komersial yang memiliki derajat deasetilasi
86%. Dua metode diujikan, yaitu sintesis dalam sistem heterogen dengan kitosan
hanya disuspensikan dalam metanol dan sistem homogen dengan kitosan terlebih
dulu dilarutkan dalam asam asetat 1%. Spektrum inframerah menunjukkan bahwa
metode sintesis dalam sistem homogen berhasil menyintesis N-oktilkitosan,
dibuktikan dengan munculnya serapan ulur C−N di 1540 cm-1. Nilai derajat
substitusi (DS) N-oktilkitosan sebesar 0.16 berdasarkan analisis spektrum
resonans magnet inti proton. Turunan dengan rantai samping alkil yang lebih

panjang (N-desil dan N-dodesilkitosan) memiliki nilai DS jauh lebih kecil, yaitu
0.02, agaknya karena halangan sterik yang lebih besar. Oleh karena itu,
berdasarkan penelitian ini, N-oktilkitosan paling berpotensi sebagai penyalut
kertas kedap air karena memiliki nilai DS tertinggi.
Kata kunci: derajat substitusi, kitosan, N-oktilkitosan, penyalut kertas.

ABSTRACT
HASNA TAZKIA NIKMAWAHDA. Synthesis of N-Alkylchitosan and Its
Potency as Paper Coating. Supervised by PURWANTININGSIH SUGITA and
BUDI ARIFIN.
N-Alkylchitosan is an amphiphilic chitosan’s derivative. Its alkyl side chain
is hydrophobic and will reduce the water absorbing capacity of the hydrophilic
chitosan. Therefore, it can be applied as water-resist paper coating in food
packaging paper. In this study, N-alkylchitosan was synthesized from commercial
chitosan which has 86% deacetylation degree. Two synthetic methods were
compared, in heterogenous system using suspended chitosan in methanol and
homogenous system where chitosan was dissolved chitosan in 1% acetic acid at
the first stage. The infrared spectra showed that synthesis in homogenous system
successfully synthesized N-octylchitosan. The degree of substitution (DS) value of
the N-octylchitosan was 0.16, based on proton nuclear magnetic resonance

analysis. Derivatives with longer alkyl side chain (N-decyl and Ndodecylchitosan) exhibited much lower DS, that is 0.02, which is predicted as the
effect of increased steric hindrance. Therefore, based on this study, Noctylchitosan is the most potential as a water resist paper coating because it has
the highest value of DS.
Key words: chitosan, degree of substitution, N-octylchitosan, paper coating.

SINTESIS N-ALKILKITOSAN DAN POTENSINYA SEBAGAI
PENYALUT KERTAS

HASNA TAZKIA NIKMAWAHDA

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

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

2014

Judul Skripsi : Sintesis N-Alkilkitosan dan Potensinya sebagai Penyalut Kertas
Nama
: Hasna Tazkia Nikmawahda
NIM
: G44100001

Disetujui oleh

Prof Dr Dra Purwantiningsih Sugita, MS
Pembimbing I

Budi Arifin, SSi, MSi
Pembimbing II

Diketahui Oleh

Prof Dr Dra Purwantiningsih Sugita, MS
Ketua Departemen

Tanggal Lulus:

PRAKATA
Puji dan syukur penulis panjatkan kepada Allah subhanahu wa ta’ala atas
segala karunia-Nya sehingga penulis dapat menyelesaikan karya ilmiah yang
berjudul Sintesis N-Alkilkitosan dan Potensinya sebagai Penyalut Kertas.
Karya ilmiah ini dapat terselesaikan tidak terlepas dari bantuan berbagai
pihak. Oleh karena itu, penulis mengucapkan terima kasih kepada Prof Dr Dra
Purwantiningsih Sugita, MS dan Budi Arifin, SSi, MSi selaku pembimbing yang
telah memberikan bimbingan dan arahan. Penulis juga mengucapkan terima kasih
kepada Ayah, Ibu, serta seluruh keluarga, atas segala doa. Ungkapan terima kasih
juga disampaikan kepada Ayu, Muhana, Kak Febrina, Malik, Ika, Dicky, Alif,
Ferra, dan teman-teman Kimia 47 atas semangat dan kebersamaannya selama
penulis menempuh studi dan penelitian.
Semoga karya ilmiah ini bermanfaat
Bogor, Juli 2014
Hasna Tazkia Nikmawahda

DAFTAR ISI

DAFTAR GAMBAR
DAFTAR LAMPIRAN
PENDAHULUAN
BAHAN DAN METODE
Alat dan Bahan
Langkah Percobaan
Pencirian Kitosan
Sintesis N-Oktilkitosan dalam Sistem Heterogen
Sintesis N-Alkilkitosan dalam Sistem Homogen
Penentuan Derajat Substitusi N-Alkilkitosan
HASIL DAN PEMBAHASAN
Ciri-ciri Kitosan
Hasil Sintesis N-Oktilkitosan dalam Sistem Heterogen
Hasil Sintesis N-Oktilkitosan dalam Sistem Homogen
Pengaruh Variasi Panjang Rantai Alkil pada Rendemen dan Derajat
Substitusi
SIMPULAN DAN SARAN
DAFTAR PUSTAKA
RIWAYAT HIDUP

vii
vii
1
2
2
2
3
4
4
4
5
5
7
7
10
12
12
25

DAFTAR GAMBAR

1 Reaksi sintesis N-alkilkitosan
2 Spektrum 1H-NMR kitosan hasil pengukuran pada 25 ᵒC (a) dan 70 ᵒC (b)
(500 MHz, CD3COOD/D2O 1%).
3 N-Oktilkitosan hasil sintesis dalam sistem heterogen
4 Mekanisme reaksi aminasi reduktif pada kitosan
5 N-Oktilkitosan hasil sintesis dalam sistem homogen
6 Spektrum 1H-NMR pada suhu 70 ᵒC: kitosan (a), N-oktilkitosan (b), Ndesilkitosan (c), dan N-dodesilkitosan (d)
7 Tren penurunan nilai DS N-alkilkitosan dengan bertambahnya panjang
rantai

1
6
7
8
9
10
11

DAFTAR LAMPIRAN

1
2
3
4

Bagan alir penelitian
Penentuan kadar air kitosan
Penentuan bobot molekul kitosan
Spektrum 1H NMR kitosan hasil pengukuran pada 70 ᵒC (500 MHz,
CD3COOD/D2O 1%) dan perhitungan derajat deasetilasi kitosan
5 Spektrum tumpuk FTIR oktanal (a), kitosan (b), N-oktilkitosan hasil
sintesis dalam sistem homogen (c) dan dalam sistem heterogen (d)
6 Spektrum 1H-NMR N-oktilkitosan hasil pengukuran pada 25 ᵒC (a), 70 ᵒC
(b), dan 80 ᵒC (c)
7 Spektrum 1H-NMR N-oktilkitosan pada suhu 80 ᵒC (500 MHz,
CD3COOD/D2O 1%)
8 Spektrum 1H-NMR N-desilkitosan pada suhu 80 ᵒC (500 MHz,
CD3COOD/D2O 1%)
9 Spektrum 1H-NMR N-dodesilkitosan pada suhu 80 ᵒC (500 MHz,
CD3COOD/D2O 1%)

10Penentuan bobot monomer dan rendemen N-alkilkitosan

15
16
17
18
19
20
21
22
23
24

PENDAHULUAN
Kertas tersusun dari serat-serat selulosa yang memiliki banyak gugus
hidroksil sehingga mudah menyerap air dari lingkungan. Sifat ini akan
menurunkan kekuatan mekanik dan fisik kertas, khususnya dalam beberapa
aplikasi yang membutuhkan sifat kertas sebagai penghalang, misalnya pada kertas
pembungkus makanan. Untuk memperbaiki sifat ini, kertas lazim dikombinasikan
dengan berbagai material penyalut seperti plastik atau aluminium. Polimer sintetis

seperti polietilena dapat meningkatkan sifat penghalang air, demikian pula
poliamida dapat mengurangi laju transmisi uap air. Namun, polimer sintetis ini
umumnya tidak mudah didaur-ulang dan sulit terurai (Kwaldia et al. 2010).
Penyalut berbasis biopolimer terbarukan kini mulai dikembangkan karena tidak
toksik, mudah terurai, dan dapat dimanfaatkan kembali.
Kitosan merupakan biopolimer terbesar kedua di alam setelah selulosa dan
diperoleh sebagai produk deasetilasi residu N-asetil-D-glukosamina pada kitin
dengan menggunakan basa (Rinaudo et al. 2006). Kitosan tidak bersifat toksik,
mudah terurai, biokompatibel, dan juga memiliki sifat antibakteri. Kitosan, karena
sifat hidrofiliknya, telah digunakan sebagai penyalut dan aditif dalam pembuatan
kertas untuk meningkatkan sifat penghalang terhadap gas dan minyak (Kjellgren
et al. 2006). Modifikasi kitosan menjadi N-alkilkitosan akan menghasilkan
turunan kitosan yang ampifilik karena memiliki rantai hidrofilik dan hidrofobik
sekaligus. Rantai alkil hidrofobik dari N-alkilkitosan akan menurunkan kapasitas
penyerapan air kitosan (Nicu et al. 2013) sehingga dapat digunakan sebagai
penyalut kedap air pada kertas pembungkus makanan (Bobu et al. 2011).
N-Alkilkitosan dapat disintesis melalui prosedur aminasi reduktif. Gugus
amino primer pada kitosan membentuk basa Schiff dengan aldehida, kemudian
imina sekunder tersebut direduksi dengan natrium borohidrida (NaBH4)
(Muzzarelli et al. 2000; Ramos et al. 2003; Avadi et al. 2004; Rabea et al. 2005a;
Rabea et al. 2005b; Mobarak dan Abdullah 2010) atau bahan pereduksi lainnya
seperti natrium sianoborohidrida (NaBH3CN) (Desbriẻres et al. 1996; Bobu et al.
2011) dan kalium borohidrida (KBH4) (Zhang et al. 2003; Liu et al. 2010)
menjadi N-alkilkitosan (Gambar 1). Variasi rantai alkil N-alkilkitosan telah
diujikan oleh Nicu et al. (2013) untuk aplikasi penyalut kertas. Dengan 3 jenis
aldehida, yaitu oktanal, dekanal, dan dodekanal diperoleh N-alkilkitosan dengan
derajat substitusi (DS) alkil berturut-turut sebesar 0.0374, 0.0351, dan 0.0335. NOktilkitosan yang memiliki nilai DS tertinggi didapati paling baik digunakan
sebagai penyalut kertas karena memiliki kapasitas penyerapan air paling rendah.

Gambar 1 Reaksi sintesis N-alkilkitosan (Aranaz et al. 2010)
Nilai DS yang lebih tinggi dilaporkan oleh peneliti lainnya. Mobarak dan
Abdullah (2010) melaporkan sintesis N-dodesilkitosan dengan DS 0.25. Rabea et

2
al. (2005a) menyintesis N-alkilkitosan dari kitosan dengan derajat deasetilasi
(DD) 85%. Digunakan 3 jenis aldehida, yaitu butanal, oktanal, dan dodekanal dan
menghasilkan produk dengan DS berturut-turut 0.36, 0.22, dan 0.10 untuk mol
NH2:CHO sebesar 1:0.3. Onesippe dan Lagerge (2008) menyintesis Ndodesilkitosan dengan DS 0.068 dari kitosan dengan DD 75%. Liu et al. (2010)
menyintesis N-oktil-O-metoksipolietilenaglikol dari kitosan dengan DD 95%, dan
DS N-oktil yang diperoleh sebesar 0.543.
Pada penelitian ini, kitosan komersial disintesis menjadi N-alkilkitosan
dengan 2 metode. Metode pertama ialah sintesis dalam kondisi heterogen menurut
Liu et al. (2010) dan metode kedua ialah sintesis dalam kondisi homogen menurut
Rabea et al. (2005a). Metode terbaik dipilih berdasarkan rendemen produk dan
keberhasilan sintesis, dan diujikan pada 3 jenis aldehida, yaitu oktanal (C-8),
dekanal (C-10), dan dodekanal (C-12). Setiap produk N-alkilkitosan dianalisis
nilai DS-nya untuk menentukan produk yang paling berpotensi diaplikasikan
sebagai penyalut kertas pembungkus makanan, yaitu yang nilai DS-nya paling
tinggi. Penelitian ini bertujuan menentukan metode sintesis terbaik untuk Nalkilkitosan, serta menentukan panjang rantai alkil yang paling berpotensi
diaplikasikan sebagai penyalut kertas berdasarkan nilai DS-nya.

BAHAN DAN METODE
Penelitian dilaksanakan pada bulan Januari sampai April 2014 di
Laboratorium Kimia Organik, Departemen Kimia, IPB. Spektrum inframerah
transformasi Fourier (FTIR) dianalisis dengan metode pelet KBr di Laboratorium
Bidang Pangan, Gedung Pusat Laboratorium Terpadu, Universitas Islam Negeri
Syarif Hidayatullah, Jakarta. Spektrum resonans magnet inti proton (1H-NMR)
diukur di Pusat Penelitian Kimia LIPI, Puspiptek, Serpong.

Alat dan Bahan
Alat-alat yang digunakan ialah viskometer Ostwald, penguap putar,
penyaring vakum, radas soxhlet, indikator pH universal, dan alat-alat kaca yang
lazim di laboratorium.
Bahan utama yang digunakan ialah kitosan dari PT Brataco Chemicals, dan
aldehida (oktanal, dekanal, dodekanal) dari PT Kahasago. Bahan-bahan p.a yang
digunakan sebagian berasal dari Merck®,yaitu asam asetat glasial, dietil eter,
NaOH, HCl, dan metanol, sedangkan NaBH4 berasal dari Sigma-Aldrich®.

Langkah Percobaan
Penelitian diawali dengan menyintesis N-oktilkitosan menggunakan metode
sintesis dalam kondisi heterogen (Liu et al. 2010). Hasilnya dibandingkan dengan
menggunakan metode sintesis dalam kondisi homogen (Rabea et al. 2005) dari
segi rendemen produk dan keberhasilan sintesis. Metode terbaik digunakan untuk

3
menyintesis N-alkilkitosan lainnya (N-desil dan N-dodesilkitosan). Keberhasilan
sintesis ditentukan dari perubahan spektrum FTIR, sedangkan nilai DS dianalisis
dari spektrum 1H-NMR setiap turunan N-alkilkitosan, pada suhu 80 ᵒC. Bagan alir
penelitian ditunjukkan pada Lampiran 1.

Pencirian Kitosan
Penentuan Kadar Air (AOAC 2006)
Kadar air kitosan ditentukan dengan metode gravimetri. Sebanyak ±1.0000
g kitosan dimasukkan ke dalam cawan porselen yang telah diketahui bobotnya,
kemudian cawan beserta isinya dimasukkan ke dalam oven pada suhu 105 ᵒC
selama 3 jam. Setelah itu, dimasukkan ke dalam desikator dan ditimbang.
Pengeringan dan penimbangan diulangi setiap jam sampai diperoleh bobot
konstan.
Kadar air =

obot awal g – obot akhir g
obot awal g

× 100%

Penentuan Bobot Molekul Kitosan (Tarbojevich dan Cosani 1996)
Bobot molekul kitosan ditentukan dengan menggunakan metode viskometri.
Sebanyak ±0.2500 g kitosan dilarutkan dalam 250 mL asam asetat 0.5 M.
Kemudian dari larutan induk tersebut dibuat larutan dengan ragam konsentrasi
0.2, 0.4, 0.6, 0.8 dan 1 g/L. Larutan dengan konsentrasi terendah hingga
konsentrasi tertinggi masing-masing 5 mL berturut-turut ditentukan waktu alirnya
dengan viskometer Ostwald (diameter tabung kapiler 0.01 cm).
Viskositas relatif (ηr) =

=

t
t0

Viskositas spesifik (ηsp) = ηr – 1
ηsp
Viskositas intrinsik [η] =
c 0
ln ηsp/c = [η] + k’[η]2 c, dengan tetapan k’ = 0.01
[] = KMa, dengan tetapan K = 3.510-4 dan a = 0.76
Keterangan: t = waktu alir larutan
t0 = waktu alir pelarut
M = bobot molekul kitosan
Penentuan Derajat Deasetilasi Kitosan
Spektrum 1H NMR kitosan diukur dengan tipe alat JEOL frekuensi 500
MHz pada suhu 70 ᵒC. Pelarut yang digunakan ialah CD3COOD/D2O 1%. Nilai
DD dapat ditentukan berdasarkan persamaan 1 (Onesippe dan Lagerge 2008),
persamaan 2 (Lavertu et al. 2003), atau persamaan 3 (Renata et al. 2012):
DA=

C 3
3

-1 +

100

(1)

-1

DD = 1 – DA
DD =

-1
-1 +

100% (2)
-1

4
DD =
Keterangan:

-1
-1 +

C 3
3

100

(3)

= luas puncak H-1 dari unit glukosamina
-1 = luas puncak ’-1 dari unit N-asetilglukosamina
C 3 = luas puncak CH3 dari unit N-asetilglukosamina
DA = derajat asetilasi
-1

Sintesis N-Oktilkitosan dalam Sistem Heterogen (modifikasi Liu et al. 2010)
Sebanyak ±5.0 g kitosan (31 mmol) disuspensikan dalam 60 mL metanol
dan diaduk dengan pengaduk magnet pada suhu kamar. Sebanyak 5.0 mL oktanal
(31 mmol) ditambahkan ke dalam campuran tersebut dan diaduk dengan
pengaduk magnet selama 24 jam. Pembentukan produk diperiksa dengan KLT.
Pereaksi NaBH4 sebanyak 2.5 g terlebih dulu dilarutkan dalam 10 mL air,
kemudian ditambahkan tetes demi tetes ke dalam campuran dan diaduk selama 24
jam. Endapan disaring dengan penyaring vakum dan filtrat dinetralkan dengan
HCl. Setelah itu, endapan dicuci dengan metanol dan air, dikeringkan dalam oven
pada suhu 60 ᵒC selama semalam, kemudian ditimbang.
Sintesis N-Alkilkitosan dalam Sistem Homogen
(modifikasi Rabea et al. 2005b)
Sebanyak ±0.5 g kitosan (3 mmol) dilarutkan dalam 50 mL larutan asam
asetat 1% (v/v) dengan diaduk selama 2 hari. Ke dalam larutan kitosan pada suhu
kamar ditambahkan 1 ekuivalen aldehida, diaduk selama 1 jam, lalu diatur pH-nya
ke 4.5 dengan NaOH 1 M. Sebanyak 0.2 g NaBH4 dilarutkan dalam 2 mL air,
kemudian ditambahkan ke dalam larutan tersebut dan diaduk selama 1.5 jam.
Agar produk mengendap, pH larutan dinaikkan menjadi 10. Endapan yang
terbentuk dicuci dengan akuades dan dikeringkan dalam oven pada suhu 60 ᵒC
selama semalam. Endapan selanjutnya disoxhletasi dengan etanol-dietil eter (1:1)
selama 2 hari, kemudian dikeringkan dalam oven pada suhu 60 ᵒC selama 2 jam
dan ditimbang.

Penentuan Derajat Substitusi N-Alkilkitosan
Spektrum 1H-NMR N-alkilkitosan diukur dengan tipe alat JEOL frekuensi
500 MHz pada suhu 80 ᵒC. Pelarut yang digunakan ialah CD3COOD/D2O 1%.
Nilai DS dihitung dengan menggunakan persamaan (4) (Badawy et al. 2004):
=
Keterangan: B
C
D
n

n
6

= luas puncak H-2 dari unit glukosamina
= luas puncak H’-2 dari unit N-asetilglukosaminadan H-3,4,5,6
= luas puncak substituen
= jumlah atom hidrogen per substituen

5

HASIL DAN PEMBAHASAN
Ciri-ciri Kitosan
Kitosan yang digunakan sebagai bahan awal terlebih dulu dicirikan nilai
kadar air, bobot molekul, dan derajat deasetilasi (DD)-nya. Kadar air dihitung
untuk memperkirakan masa simpan kitosan serta sebagai faktor koreksi dalam
penentuan bobot molekul kitosan. Jika kadar air terlalu tinggi, maka kitosan
rentan ditumbuhi mikroorganisme. Rerata Kadar air kitosan dari 3 kali ulangan
ialah 9.42% (Lampiran 2), dan memenuhi kriteria kadar air yang diizinkan untuk
kitosan niaga, yaitu kurang dari 10% (Shaji et al. 2010). Bobot molekul kitosan
yang didapatkan dari pengukuran secara viskometri ialah 3.97 × 105 g/mol
(Lampiran 3). Bobot molekul kitosan dipengaruhi oleh nilai DD-nya. Semakin
tinggi DD, berarti semakin banyak gugus amino pada rantai kitosan dan bobot
molekul akan semakin kecil. Bobot molekul kitosan yang digunakan dalam
penelitian sebelumnya juga berorde 105, yaitu 10.26 × 105 g/mol (Avadi et al.
2004), 3.00 × 105 g/mol (Oneseppi dan Lagerge 2008), dan 105 g/mol (Liu et al.
2010). Avadi et al. (2004) dan Oneseppi dan Lagerge (2008) juga menggunakan
metode viskometri untuk penentuan bobot molekul kitosan, sedangkan metode
kromatografi permeasi gel digunakan oleh Liu et al. (2010).
Nilai DD kitosan dalam penelitian ini ditentukan berdasarkan nisbah
integrasi sinyal-sinyal proton pada spektrum 1H-NMR kitosan (Lampiran 4).
Metode ini dipilih karena cepat, tepat, dapat ulang, stabil, hanya membutuhkan
sedikit sampel, dan tidak bergantung pada kurva kalibrasi (Lavertu et al. 2003).
Beberapa metode lain yang dapat digunakan untuk menentukan DD kitosan ialah
titrasi potensiometri, spektroskopi ultraviolet-tampak, spektroskopi inframerah,
analisis unsur, dan 13C-NMR, tetapi metode 1H-NMR merupakan yang paling
tepat (Renata et al. 2012).
Kitosan dilarutkan dalam CD3COOD/D2O 1% dan diukur spektrum 1HNMR-nya dengan frekuensi alat 500 MHz. Pengukuran dilakukan pada 2 suhu
berbeda yaitu, 25 dan 70 ᵒC. Pada suhu 70 ᵒC, semua sinyal proton didapati
bergeser ke geseran kimia yang lebih besar dibandingkan dengan pada suhu 25 ᵒC
(Gambar 2). Sinyal H-1 dari unit glukosamina tidak muncul dalam spektrum yang
diukur pada suhu 25 ᵒC, dan baru teramati pada suhu 70 ᵒC, yaitu di 5.3 ppm. Oleh
karena itu, spektrum pada suhu 70 ᵒC dipilih untuk penentuan DD kitosan.
Spektrum yang lebih baik pada suhu pengukuran yang lebih tinggi agaknya
berhubungan dengan kelarutan kitosan yang rendah pada suhu kamar. Nilai DD
kitosan yang diperoleh berturut-turut ialah 85.63%, 85.99%, dan 85.67% dengan
menggunakan persamaan 1, 2, dan 3 (Lampiran 4). Oleh karena itu, dapat
disimpulkan bahwa kitosan yang digunakan memiliki DD sebesar 86%. Nilai DD
yang sempurna (100%) jarang diperoleh; kitosan umumnya masih mengandung
residu N-asetil-D-glukosamina (Aranaz et al. 2010).

6

Kelimpahan

(a)

(b)

Geseran kimia (ppm)
Gambar 2 Spektrum H-NMR kitosan hasil pengukuran pada 25 ᵒC (a) dan 70 ᵒC
(b) (500 MHz, CD3COOD/D2O 1%)
1

Sinyal di 2.5 ppm merupakan sinyal proton CH3 dari unit Nasetilglukosamina, yang mengalami tarikan-elektron dari gugus karbonil amida.
Sinyal pada 3.6 ppm berasal dari atom H-2 residu glukosamina. Letak sinyal ini
lebih ke medan bawah, karena efek induksi tarikan-elektron yang lebih kuat dari
gugus amino. Sinyal pada 4.1−4.5 ppm merupakan tumpang tindih sinyal H’-2
dari residu N-asetilglukosamina dan H-3,4,5,6. Letak sinyal ini lebih ke medan
bawah dibandingkan dengan H-2 residu glukosamina karena atom
’-2
mengalami sumbangan-elektron yang lebih kecil dari atom N amida daripada
yang diterima oleh atom H-2 dari atom N amina. Sementara atom H-3,4,5,6
mengalami tarikan-elektron lebih kuat dari atom O yang lebih elektronegatif
daripada atom N. Sinyal pada 5.05 dan 5.3 ppm berturut-turut merupakan ’-1
dari unit N-asetilglukosamina dan H-1 dari unit glukosamina. Letak keduanya
lebih ke medan bawah, karena mengalami tarikan-elektron langsung dari 2 atom
O pada gugus asetal dan tarikan-elektron taklangsung dari atom N (Lavertu et al.
2003; Rabea et al. 2005b; Renata et al. 2012). Interpretasi sinyal-sinyal 1H-NMR
kitosan tersebut ditunjukkan pada Lampiran 4.

7
Hasil Sintesis N-Oktilkitosan dalam Sistem Heterogen
Pada tahap awal penelitian, N-oktilkitosan disintesis dalam sistem heterogen
dengan metode Liu et al. (2010). Sistem heterogen digunakan ketika modifikasi
kimia hanya diinginkan terjadi pada tapak aktif rantai makromolekul yang mudah
diakses (Desbriẻres et al. 1996). Namun, hasil penelitian menunjukkan bahwa Noktilkitosan tidak terbentuk, dan kitosan didapatkan kembali di akhir reaksi
(Gambar 3). Pada sistem heterogen ini, kitosan tidak dilarutkan, tetapi hanya
disuspensikan dalam metanol, lalu direaksikan dengan oktanal. Perbedaan fase
kitosan dengan oktanal agaknya menyebabkan tidak berlangsungnya reaksi
alkilasi.

Gambar 3 N-Oktilkitosan hasil sintesis dalam sistem heterogen
Derajat deasetilasi bahan awal kitosan yang kurang dari 90% diduga
memberikan halangan ruang gugus –NHCOCH3 (asetamido) yang cukup besar
sehingga menghambat interaksi gugus –NH2 kitosan dengan gugus –CHO oktanal
dalam pembentukan imina. Zhang et al. (2003) dan Liu et al. (2010) yang
melaporkan keberhasilan sintesis heterogen ini menggunakan kitosan dengan DD
berturut-turut sebesar 97% dan 95%. Modifikasi yang dapat dilakukan untuk
meningkatkan keberhasilan alkilasi ini ialah kitosan terlebih dahulu dilarutkan
dalam asam asetat kemudian ditambahkan sejumlah etanol atau metanol sebelum
penambahan aldehida (Desbriẻres et al. 1996; Klotzbach et al. 2006; Jiao et al.
2011; Wang et al. 2011). Hal ini bertujuan lebih menghomogenkan campuran,
sehingga reaksi alkilasi dapat berlangsung dalam kondisi tersebut.

Hasil Sintesis N-Oktilkitosan dalam Sistem Homogen
N-Oktilkitosan selanjutnya disintesis dalam sistem homogen dengan metode
Rabea et al. (2005b). Kitosan dilarutkan dalam asam asetat 1% (v/v) sehingga
memperluas tapak aktifnya dan karena itu, memudahkan oktanal untuk bereaksi
membentuk imina. Kontrol pH dibutuhkan dalam pembentukan imina. Asam akan
memprotonasi gugus karbonil sehingga atom C-karbonil lebih elektrofilik
terhadap serangan NH2. Oleh karena itu, umumnya imina terbentuk dengan cepat
antara pH 4 dan 5 (Solomons dan Fryhle 2011). Menurut Desbrières et al. (1996)
reaksi dapat berlangsung pada p 4−8, sementara Rinaudo (2005) mengatur pH
optimum reaksi pembentukan imina pada 5.05−5.10. Reaksi pembentukan imina
akan berlangsung lebih lambat jika pH terlalu rendah atau tinggi (Solomons dan
Fryhle 2011). Hal ini dapat dijelaskan dari mekanisme reaksi pada Gambar 4.
Pada pH yang terlalu asam, NH2 akan terprotonasi menjadi NH3+ sehingga

8
kehilangan nukleofilisitasnya untuk mengadisi aldehida pada tahap pertama reaksi.
Sebaliknya, pH yang terlalu basa menyebabkan gugus –OH sulit terprotonasi
menjadi –OH2+ sehingga tidak terjadi eliminasi air untuk membentuk ion iminium
pada tahap selanjutnya. Setelah imina terbentuk, ikatan rangkap C=N direduksi
dengan NaBH4 dan terbentuk produk N-oktilkitosan. Produk ini berupa gumpalan
yang keras dan berwarna kuning yang lebih muda dibandingkan dengan warna
kitosan awal (Gambar 5). Rendemen reaksi ini sebesar 48% dan keberhasilan
sintesis dicirikan oleh spektrum FTIR (Lampiran 5).

Gambar 4 Mekanisme reaksi aminasi reduktif pada kitosan
.

9

Gambar 5 N-Oktilkitosan hasil sintesis dalam sistem homogen
Pada spektrum FTIR produk sintesis dalam fase homogen terdapat serapan
baru pada bilangan gelombang 1540 cm-1 yang menunjukkan ulur C−N Tabel)
(Pavia et al. 2009). Hasil sintesis dalam sistem heterogen tidak menunjukkan
serapan ini dan masih menyerupai spektrum kitosan yang digunakan sebagai
bahan awal. Oleh karena itu, metode yang digunakan untuk menyintesis turunan
N-alkilkitosan lainnya, yaitu N-desil dan N-dodesilkitosan ialah sintesis dalam
sistem homogen.
Tabel Hasil analisis spektrum FTIR bahan awal dan produk alkilasi kitosan
Bilangan gelombang (cm-1)
Gugus fungsi
Ulur OH dan NH2
Ulur CH alifatik
-NH-CH2Ulur CO
Pita amida III

Hasil sintesis
Sistem heterogen
3462, 3445
2857
1663
1375

Sistem homogen
3484, 3446
2868
1540
1649
1395

Kitosan

Oktanal

3504, 3464
2891
1648
1375

2859
1725
-

Untuk menentukan nilai DS, N-oktilkitosan dilarutkan dalam
CD3COOD/D2O 1% dan diukur spektrum 1H-NMR-nya. Sama halnya dengan
spektrum 1H-NMR kitosan, menaikkan suhu pengukuran menghasilkan spektrum
1
H-NMR N-oktilkitosan yang semakin baik (Lampiran 6). Bukti telah
berlangsungnya alkilasi telah pada atom N dari unit glukosamina ditunjukkan
pada Gambar 6. Sinyal proton dari gugus N-oktil muncul pada daerah alifatik
(Gambar 6b), yang tidak ditemukan pada bahan awal kitosan (Gambar 6a).

10
Alkil
(d)

Kelimpahan

(c)

(b)

(a)

Geseran kimia (ppm)
Gambar 6 Spektrum 1H-NMR pada suhu 70 ᵒC: kitosan (a), N-oktilkitosan (b), Ndesilkitosan (c), dan N-dodesilkitosan (d)
Interpretasi sinyal-sinyal 1H-NMR dan perhitungan DS N-oktilkitosan
diberikan di Lampiran 7. Gugus N-oktil (-NH-CH2-(CH2)6-CH3) menghasilkan 3
sinyal di 1.4, 1.8, dan 2.2 ppm. Sinyal di 1.4 ppm berasal dari proton metil,
sedangkan sinyal di 2.2 ppm dihasilkan dari proton metilena yang mengalami
tarikan-elektron langsung dari atom N. Proton-proton metilena lainnya
bertumpang tindih membentuk multiplet di 1.8 ppm. Dengan menggunakan
persamaan (4), diperoleh nilai DS N-oktilkitosan sebesar 0.16.

Pengaruh Variasi Panjang Rantai Alkil pada Rendemen dan Derajat
Substitusi
N-Desil dan N-dodesilkitosan juga berhasil disintesis dalam sistem homogen.
Namun, seperti ditunjukkan pada Gambar 6c dan d, intensitas sinyal di daerah
alifatik jauh menurun dibandingkan dengan pada N-oktilkitosan, yang
mengindikasikan bahwa lebih sedikit gugus alkil tersubstitusi pada rantai kitosan.
Interpretasi sinyal-sinyal 1H-NMR dan perhitungan DS N-desil dan Ndodesilkitosan hanya menghasilkan nilai DS sebesar 0.02 untuk keduanya
(Lampiran 8 dan 9). Hasil ini menunjukkan bahwa panjang rantai alkil

11
berpengaruh signifikan pada menurunnya nilai DS. Halangan sterik dari rantai
alkil yang lebih panjang diduga akan mempersulit aldehida untuk mengakses
tapak aktif kitosan sehingga menurunkan nilai DS tersebut.
Jika dibandingkan dengan nilai DS untuk rantai alkil lainnya yang telah
disintesis oleh Rabea et al. (2005a), diperoleh tren yang sama, yaitu rantai alkil
pendek akan lebih mampu mengakses gugus NH2 pada rantai kitosan, sehingga
memiliki nilai DS lebih tinggi (Gambar 7). Nilai DS turun signifikan dari 0.16
pada N-oktilkitosan menjadi 0.04 pada ke N-nonilkitosan. Hal ini menunjukkan
bahwa rantai alkil terpanjang yang masih memberikan nilai DS cukup tinggi
adalah oktanal. Nonanal hingga dodekanal akan sulit mengakses rantai kitosan
karena rantai alkilnya yang panjang. Meningkatkan nisbah mol aldehida dan
kitosan telah dilaporkan dapat meningkatkan nilai DS N-alkilkitosan. Menurut
Kim et al. (1997) nisbah mol oktanal dan kitosan sebesar 15 kali nisbah mol
butanal dan kitosan akan menaikkan nilai DS N-oktilkitosan menjadi 0.90, lebih
besar daripada N-butilkitosan yang hanya 0.81. Rabea et al. (2005b) memperoleh
nilai DS N-oktilkitosan sebesar 0.12 dengan nisbah mol NH2:CHO (1:0.3), yang
naik menjadi 0.22 pada nisbah mol NH2:CHO (1:1). Oleh karena itu, nilai DS
masih dapat ditingkatkan dengan menambah jumlah ekuivalen aldehida yang
bereaksi dengan kitosan. Akan tetapi, hal tersebut tidak diujikan pada penelitian
ini.
0,3
0,25

DS

0,2
0,15
0,1
0,05
0

C-5 C-7 C-8 C-9 C-10 C-11 C-12
rantai alkil
Gambar 7 Tren penurunan nilai DS N-alkilkitosan dengan bertambahnya panjang
rantai alkil: C-8, C-10, C-12 (hasil penelitian ini) dibandingkan
dengan C-5, C-7, C-9, dan C-11 (Rabea et al. 2005a)
Setelah nilai DS diketahui, rendemen N-alkilkitosan dapat dihitung sebagai
nisbah antara mmol produk N-alkilkitosan dan mmol bahan awal kitosan. Bobot
molekul N-alkilkitosan tidak ditentukan secara viskometri karena nilai bobot
molekul yang diperoleh terlalu besar untuk digunakan dalam perhitungan
rendemen. Oleh karena itu, digunakan estimasi dengan menjumlahkan bobot
molekul monomer terdeasetilasi, monomer terasetilasi, dan monomer teralkilasi.
Dengan demikian bobot molekul kitosan juga diestimasi dengan menjumlahkan
bobot molekul monomer terdeasetilasi dan monomer terasetilasi. Komposisi
monomer-monomer tersebut diperoleh dari nilai DD dan DS. Contoh perhitungan
untuk rendemen N-oktilkitosan diberikan di Lampiran 10. Hasil penelitian
menunjukkan bahwa rendemen N-desilkitosan jauh lebih tinggi daripada Noktilkitosan. Hal ini disebabkan oleh nilai DS yang rendah yang berarti sedikit

12
saja rantai alkil tersubstitusi pada setiap rantai kitosan. Akibatnya, semakin
banyak rantai kitosan yang terubahkan menjadi N-alkilkitosan untuk mmol
aldehida yang sama. Dengan kata lain, besarnya rendemen akan berhubungan
dengan mmol aldehida yang digunakan. Meningkatkan mmol aldehida berpotensi
meningkatkan rendemen DS N-desil dan N-dodesilkitosan sama besarnya, dan hal
ini berpengaruh pada rendemen keduanya yang relatif sama.
N-Alkilkitosan yang disintesis dalam penelitian ini diharapkan dapat
berpotensi sebagai penyalut kertas untuk memperbaiki sifat penghalang air. Nicu
et al. (2013) melaporkan N-oktilkitosan dengan DS tertinggi sebesar 0.0374
memiliki kapasitas penyerapan air paling rendah, yaitu 20 g/m2, sehingga paling
baik diaplikasikan sebagai penyalut kertas kedap air, dibandingkan dengan N-desil
dan N-dodesilkitosan yang kapasitas penyerapan airnya 40 g/m2 dengan nilai DS
0.0351 dan 0.0334. Lebih lanjut, Nicu et al. (2013) menyatakan bahwa rantai alkil
lebih pendek dengan DS tertinggi dapat membentuk film lebih kompak dan
seragam dibandingkan dengan rantai alkil yang panjang. Penelitian ini berhasil
menyintesis N-oktilkitosan dengan DS sebesar 0.16, lebih tinggi 4 kali daripada
hasil sintesis Nicu et al. (2013) sehingga diharapkan berpotensi untuk digunakan
sebagai penyalut kertas kedap air yang lebih baik.

SIMPULAN DAN SARAN
Sintesis N-alkilkitosan berhasil dilakukan dalam sistem homogen dengan
kitosan terlebih dulu dilarutkan dalam asam asetat 1% dan tidak berhasil dalam
sistem heterogen dengan kitosan hanya disuspensikan dalam metanol. Nilai DS
tertinggi diperoleh untuk N-oktilkitosan sebesar 0.16 dan nilai DS yang sama pada
N-desilkitosan dan N-dodesilkitosan sebesar 0.02. Dengan demikian, Noktilkitosan paling berpotensi sebagai penyalut kertas kedap air karena memiliki
nilai DS tertinggi.
Perlu dilakukan pengujian lebih lanjut untuk mengetahui potensi Nalkilkitosan sebagai penyalut kertas. Selain itu, variasi jumlah ekuivalen aldehida
yang bereaksi dengan kitosan perlu diujikan untuk mengetahui pengaruhnya pada
nilai DS.

DAFTAR PUSTAKA
[AOAC]. Association of Official Analytical Chemist. 2006. Official Methods of
AOAC International. Ed ke-14. Arlington (US): AOAC.
Aranaz I, Harris R, Heras A. 2010. Chitosan amphiphilic derivates chemistry and
applications. Curr Org Chem. 14(3):308-330.
Avadi MR, Gholamreza M, Asal MS, Mohammad E, Mohsen A, Morteza RT,
Abbas S. 2004. Synthesis and characterization of N-diethylmethyl chitosan.
Iranian Polym J. 13(5):431-436.

13
Badawy MEI, Rabea EI, Rogge TM, Stevens CV, Smagghe G, Steurbaut W,
Hofte M. 2004. Synthesis and fungicidal activity of new N,O-acyl chitosan
derivatives. Biomacromolecules. 5:589-595.
Bobu E, Nicu R, Lupei M, Ciolacu FL, Desbrières J. 2011. Synthesis and
characterization of N-alkyl chitosan for papermaking applications. Cellulose
Chem Technol. 45(9-10):619-625.
Desbrières J, Martinez C, Rinaudo M. 1996. Hydrophobic derivatives of chitosan:
characterization and rheological behaviour. Int J Biol Macromol. 19:21-28.
Jiao TF, Zhou J, Zhou JX, Gao LH, Xing YY, Li XH. 2011. Synthesis and
characterization of chitosan-based Schiff base compounds with aromatic
substituent groups. Iranian Polym J. 20(2):123-136.
Kjellgren H, Gällstedt M, Engström G, Järnström L. 2006. Barrier and surface
properties of chitosan-coated greaseproof paper. Carbohydr Polym. 65:453460.
Klotzbach T, Watt M, Ansari Y, Minteer SD. 2006. Effects of hydrophobic
modification of chitosan and Nafion on transport properties, ion-exchange
capacities, and enzyme immobilization. J Membr Sci. 282:276-283.
Kwaldia K, Tehrany EA, Desorby S. 2010. Biopolymer coatings on paper
packaging materials. Comprehensive Rev Food Sci Food Safety. 9:82-91.
Lavertu M, Xia Z, Sereqi AN, Berrada, Rodrigues A, Wang D, Buschmann MD,
Gupta A. 2003. A validated 1H NMR method for the determination of the
degree of deacetylation of chitosan. J Pharm Biomed Anal.32:1149-1158.
Liu G, Gan J, Chen A, Liu Q, Zhao X. 2010. Synthesis and characterization of an
amphiphilic chitosan bearing octyl and methoxy polyethylene glycol groups.
J Nat Sci. 2(7):707-712.
Muzzarelli RAA, Frega N, Miliani, Muzzarelli MC, Cartolari M. 2000. Interaction
of chitin, chitosan, N-lauryl chitosan and N-dimethylaminopropyl chitosan
with olive oil. Carbohydr Polym. 43:263-268.
Mobarak NN, Abdullah MP. 2010. Synthesis and characterization of several
lauryl chitosan derivatives. Malaysian J Anal Sci. 14(2):82-99.
Nicu R, Lupei M, Balan T, Bobu E. 2013. Alkyl-chitosan as paper coating
material to improve water barrier properties. Cellulose Chem Technol. 47(78):623-630.
Onesippe C, Lagerge S. 2008. Study of the complex formation between sodium
dodecyl sulfate and hydrophobically modified chitosan. Carbohydr
Polym.74:648-658.
Pavia DL, Lampman GM, Kriz GS, Vyvyan JR. 2009. Introduction to Spectroscopy.
Ed ke-4. Washington (US): Thomson Learning.
Rabea EI, Badawy MEI, Steurbaut W, Rogge TM, Stevens CV, Smagghe G,
Hofte M. 2005a. Fungicidal effect of chitosan derivatives containing an Nalkyl group on grey mould Botrytis cinereaand rice leaf blast Pyricularia
grisea. Comm Appl Biol Sci. 70(3): 219-223.
Rabea EI, Mohamed EB, Tina MR, Christian VS, Monica H, Walter S, Guy S.
2005b. Insecticidal and fungicidal activity of new synthesized chitosan
derivatives. Pest Management Sci. 61:951-960.
Ramos VM, Rodriguez NM, Rodriguez MS, Heras A, Agullo E. 2003. Modified
chitosan carrying phosphonic and alkyl groups. Carbohydr Polym. 51:425429.

14
Renata CB, Jarosinska D, Rokita B, Ulanski P, Rosiak JM. 2012. Determination
degree of deacetylation of chitosan: comparison of methods. Prog Chem
Appl Chitin.17:5-20.
Rinaudo M, Auzely R, Vallin C, Mullagaliev I. 2005. Specific interaction of
modified chitosan. Biomacromolecules. 6(5):2396-2407.
Shaji J, Jain V, Lodha S. 2010. Chitosan: a novel pharmaceutical excipient. Int J
Pharm Appl Sci. 1(1):11-28.
Solomons TG, Fryhle CB. 2011. Organic Chemistry. Ed ke-10. New Jersey (US):
J Wiley.
Tarbojevich M, J Cosani A. 1996. Molecular weight determination of chitin and
chitosan. Di dalam: Muzarelli RAA, Peter MG, editor. Chitin Handbook.
Ancona (IT): European Chitin Society. hlm 85-108.
Wang X, Li D, Sun R. 2011. Amphoteric and amphiphilic chitosan derivatives as
multi-functional papermaking wet-end additive: synthesis and
characterization. Polym Preprints. 52(2): 221-222.
Zhang C, Ping Q, Zhang H, Shen J. 2003. Preparation of N-alkyl-O-sulfate
chitosan derivatives and micellar solubilization of taxol. Carbohydr Polym.
54:137-141.

15
Lampiran 1 Bagan alir penelitian
Pencirian:
- Kadar air
- Bobot molekul
- Derajat deasetilasi

Kitosan

Sintesis N-oktilkitosan
sistem heterogen

Sintesis N-oktilkitosan
sistem homogen

N-Oktilkitosan

Analisis FTIR

Metode terbaik sintesis
N-alkilkitosan

Sintesis Noktilkitosan

Sintesis Ndesilkitosan

Sintesis Ndodesilkitosan

N-Oktilkitosan

N-Desilkitosan

N-Dodesilkitosan

Analisis 1H-NMR

Nilai DS

16
Lampiran 2 Penentuan kadar air kitosan
Bobot
Bobot akhir + cawan setelah
Kadar
awal +
dipanaskan (g)
Bobot
air
Ulangan
akhir
cawan
(%)
3 jam
+1 jam +1 jam +1 jam
(g)
1
1.0429 48.1118 48.0207 48.0317 48.0131 48.0142 0.9453 9.35
2
1.019 47.2617 47.1754 47.1824 47.1659 47.1656 0.9229 9.43
3
1.0455 36.4382 36.354 36.3597 36.3376 36.339 0.9463 9.48
Bobot
awal
(g)

Rerata

Contoh perhitungan ulangan 1:
Kadar air (%) =

1.0429 - 0.9453
1.0429

× 100%

= 9.35%
9.35

+ 9.43

Rerata kadar air =
= 9.42%

3

+ 9.48

9.42

17
Lampiran 3 Penentuan bobot molekul kitosan
Waktu alir ulangan ke- (detik)

Konsentrasi
kitosan (g/L)
0
0.2
0.4
0.6
0.8
1

1
76.54
85.64
98.4
115.99
132.77
151.13

Konsentrasi
kitosan (g/L)
0
0.2
0.4
0.6
0.8
1

ln ηsp/c)

2

3

76.54
85.48
98.3
115.91
132.71
151.33

4

76.45
85.69
98.41
100.71
132.7
151.14

76.51
85.72
98.46
115.91
132.71
151.26

Rerata
waktu alir
(detik)
76.5100
85.6325
98.3925
112.1300
132.7225
151.2150

ηr

ηsp

ηsp/c

ln ηsp/c)

1.1192
1.2860
1.4655
1.7347
1.9764

0.1192
0.2860
0.4655
0.7347
0.9764

596.0000
715.0000
776.0000
918.3750
976.4000

6.3902
6.5722
6.6541
6.8226
6.8838

7
6,9
6,8
6,7
6,6
6,5
6,4
6,3

y = 0.618x + 6.293
R² = 0.975

0

0,2

0,4

0,6

0,8

Konsentrasi kitosan (g/L)

[] = KMa ; dengan K = 3.510-4 dan a = 0.76
6.293 = 3.5  10-4 M0.76
M0.76 = 17980
M = 3.97 × 105 g/mol

1

1,2

18
Lampiran 4 Spektrum 1H NMR kitosan hasil pengukuran pada 70 ᵒC (500 MHz,
CD3COOD/D2O 1%) dan perhitungan derajat deasetilasi kitosan

Kelimpahan

’-2, H-3,4,5,6

H-2

H-1

CH3
’-1

Geseran kimia (ppm)
Geseran kimia
(ppm)
2.5
3.6
4.1−4.5
5.05
5.3

Proton
CH3
H-2
’-2, H-3,4,5,6
’-1
H-1

Persamaan Onesippe dan Lagerge (2008):
DA =

C 3
3

-1 +

100

=

-1

3
3

5.9813+0.9739

100

= 14.37%

DD = 1 – 14.37% = 85.63%
Persamaan Lavertu (2003):
DD =

-1
-1 +

100% =
-1

5.9813
5.9813 +0.9739

× 100% = 85.99%

Persamaan Renata (2012):
DD =

-1
-1 +

C 3
3

100

=

5.9813
5.9813+

3
3

× 100% = 85.68%

Integral (I)
3.0000
6.2313
30.8968
0.9739
5.9813

19
Lampiran 5 Spektrum tumpuk FTIR oktanal (a), kitosan (b), N-oktilkitosan hasil
sintesis dalam sistem homogen (c) dan dalam sistem heterogen (d)
29.0
28

Laboratory Test Result

(a)

26
aldehyde C-8

24

(b)
% Transmitans

22
kitosan awal

20

(c)

18
T

kitosan C8 metode 2
16
14

(d)
kitosan C8 metode 1

12
10

-NH-CH2-

8
6.0
4000.0

3000

2000

1500
cm-1

Bilangan gelombang (cm-1)

1000

450.0

20
Lampiran 6 Spektrum 1H-NMR N-oktilkitosan hasil pengukuran pada 25 ᵒC (a),
70 ᵒC (b), dan 80 ᵒC (c)

Kelimpahan

(a)

(b)

(c)

Geseran kimia (ppm)

21
Lampiran 7

Spektrum 1H-NMR N-oktilkitosan pada suhu 80 ᵒC (500 MHz,
CD3COOD/D2O 1%)

Kelimpahan

’-2, H-3,4,5,6

H-2

(CH2)6

CH3

CH3

H-1

CH2
’-1

Geseran kimia (ppm)

Proton
CH3
(CH2)6
CH2
CH3
H-2
’-2, H-3,4,5,6
’-1
H-1

=

n
6

6.1932 + 30.1119

DS = 0.16

=

17
6

Geseran kimia
(ppm)
1.4
1.8
2.2
2.5
3.6
4.1-4.5
5.1
5.3

Normalisasi
3.0000
11.7186
1.942
3.0282
6.1932
30.1119
0.7496
5.3872

D
B
C

22
Lampiran 8

Spektrum 1H-NMR N-desilkitosan pada suhu 80 ᵒC (500 MHz,
CD3COOD/D2O 1%)

Kelimpahan

’-2, H-3,4,5,6

CH3
H-2

H-1

(CH2)8
’-1

CH3

Geseran kimia (ppm)
Proton
CH3
(CH2)8
CH2
H-2
’-2, H-3,4,5,6
’-1
H-1

=

n
6

0.8237 + 2.9164
6.4457 + 38.3552

DS = 0.02

=

21
6

Geseran kimia
(ppm)
1.3
1.7
2.5
3.5
4.1-4.6
5.1
5.3

Normalisasi
0.8237
2.9164
3.0000
6.4457
38.3552
0.7700
6.4338

D
B
C

23
Lampiran 9 Spektrum 1H-NMR N-dodesilkitosan pada suhu 80 ᵒC (500 MHz,
CD3COOD/D2O 1%)

Kelimpahan

’-2, H-3,4,5,6

H-2

H-1

CH3

(CH2)10
CH3

Geseran kimia (ppm)

Proton
CH3
(CH2)10
CH3
H-2
’-2, H-3,4,5,6
H-1

=

n
6

3.0000 + 22.4118
41.1822 + 246.6095

DS = 0.02

=

25
6

Geseran kimia
(ppm)
1.3
1.8
2.5
3.6
4.1-4.5
5.3

Normalisasi
3.0000
22.4118
19.4486
41.1822
246.6095
40.0773

D
B
C

24
Lampiran 10 Penentuan bobot monomer dan rendemen N-alkilkitosan

Sampel

Ulangan

N-Oktilkitosan

1
2
Rerata
N-Desilkitosan
1
2
Rerata
N-Dodesilkitosan
1
2
Rerata

Bobot kitosan
(bahan awal)
(g)
0.5036
0.5038

Bobot Nalkilkitosan
(produk) (g)
0.4119
0.4344

0.5072
0.5050

0.4590
0.4273

0.5094
0.5088

0.4486
0.4290

Rendemen
(%)
73.33
76.67
75.00
89.94
83.33
86.64
86.67
83.33
85.00

Contoh perhitungan ulangan 1 N-oktilkitosan:
DD kitosan = 0.85
mmol bahan awal =

DA = 0.15
0.5036

DS N-oktilkitosan = 0.16
mmol N-oktilkitosan =
Rendemen =

0.4119

mmol produk

× 100% =

mmol bahan awal
73.33 +76.67

Rerata rendemen =

= 0.0030 mmol

2

0.0022
0.0030

= 75.00%

= 0.0022 mmol

× 100% = 73.33%

25

RIWAYAT HIDUP
Penulis dilahirkan di Sleman, Yogyakarta pada tanggal 9 Mei 1993,
merupakan putri pertama dari 3 bersaudara dari pasangan Muslim dan Siti
Nafia’ah. Penulis menyelesaikan pendidikan di Sekolah Menengah Atas Negeri 3,
Medan pada tahun 2010 dan pada tahun yang sama lulus seleksi masuk Institut
Pertanian Bogor melalui jalur Undangan Seleksi Mahasiswa IPB (USMI).
Selama mengikuti perkuliahan, penulis pernah aktif di beberapa kegiatan
akademik seperti asisten praktikum Kimia Tingkat Persiapan Bersama (TPB) pada
tahun ajaran 2011/2012 dan 2013/2014; Kimia Organik Layanan S1 Biokimia,
Kimia Organik Berbasis Kompetensi S1 Kimia, dan Kimia Organik D3 Analisis
Kimia pada tahun ajaran 2013/2014. Pada bulan Juli‒Agustus 2013, penulis
berkesempatan melaksanakan praktik lapangan di Lembaga Minyak dan Gas
Bumi (PPPTMGB Lemigas) dengan judul Analisis Sifat Fisika Minyak Bumi.