Sintesis tersier-butil eugenol dari eugenol dan tersier-butil klorida dengan variasi katalis alumunium klorida dan besi (III) klorida - USD Repository

SINTESIS TERSIER-BUTIL EUGENOL DARI EUGENOL DAN TERSIER- BUTIL KLORIDA DENGAN VARIASI KATALIS ALUMINIUM KLORIDA DAN BESI (III) KLORIDA SKRIPSI

  Diajukan untuk Memenuhi Salah Satu Syarat Memperoleh Gelar Sarjana Farmasi (S.Farm.)

  Program Studi Ilmu Farmasi Oleh :

  Handayani NIM : 068114146

FAKULTAS FARMASI

  

SINTESIS TERSIER-BUTIL EUGENOL DARI EUGENOL DAN TERSIER-

BUTIL KLORIDA DENGAN VARIASI KATALIS ALUMINIUM

KLORIDA DAN BESI (III) KLORIDA

SKRIPSI

  Diajukan untuk Memenuhi Salah Satu Syarat Memperoleh Gelar Sarjana Farmasi (S.Farm.)

  Program Studi Ilmu Farmasi Oleh :

  Handayani NIM : 068114146

FAKULTAS FARMASI

  

19 Januari 2010

HALAMAN PERSEMBAHAN

  

Every generation of scientific men (i.e. scientists) starts where

the previous left off,

and the most advance discoveries of one age constitute

elementary axioms of the next.

  Aldous Huxley Special dedicated to :

  My beloved Father,Mom, sisters and brothers All my lovely friends

  

LEMBAR PERNYATAAN PERSETUJUAN

PUBLIKASI KARYA ILMIAH UNTUK KEPENTINGAN AKADEMIS

  Yang bertanda tangan di bawah ini, saya mahasiswa Universitas Sanata Dharma: Nama : Handayani NIM : 068114146

  Demi pengembangan ilmu pengetahuan, saya memberikan kepada Perpustakaan Universitas Sanata Dharma karya ilmiah saya yang berjudul :

  

SINTESIS TERSIER-BUTIL EUGENOL DARI EUGENOL DAN TERSIER-

BUTIL KLORIDA DENGAN

VARIASI KATALIS ALUMINIUM KLORIDA DAN BESI (III) KLORIDA

  berserta perangkat yang diperlukan. Dengan demikian saya memberikan kepada Perpustakaan Universitas Sanata Dharma hak untuk menyimpan, mengalihkan dalam bentuk media lain, mengelolanya dalam bentuk pangkalan data, mendistribusikan secara terbatas, dan mempublikasikan di internet atau media lain untuk kepentingan akademis tanpa perlu meminta izin dari saya maupun memberikan royalti kepada saya selama tetap mencantumkan nama saya sebagai penulis.

  Demikian pernyataan ini yang saya buat dengan sebenarnya. Dibuat di Yogyakarta Pada tanggal 21 Januari 2010

  Yang menyatakan

  Handayani

  

PRAKATA

  Puji syukur penulis panjatkan kepada Tuhan Yesus Kristus atas semua rahmat dan karunia-Nya sehingga penulis dapat menyelesaikan penelitian dan penulisan skripsi yang berjudul “Sintesis Tersier-Butil Eugenol dari Eugenol

  

dan Tersier-Butil Klorida dengan Variasi Katalis Aluminium Klorida dan

Besi (III) Klorida”. Skripsi ini disusun dalam rangka memenuhi salah satu syarat

  untuk memperoleh gelar Sarjana Farmasi (S. Farm).

  Selama penelitian dan penyusunan skripsi ini, penulis tidak terlepas dari bantuan dan dukungan berbagai pihak. Oleh karena itu, penulis mengucapkan terima kasih kepada :

  1. Rita Suhadi, M.Si., Apt selaku Dekan Fakultas Farmasi Universitas Sanata Dharma.

  2. Jeffry Julianus, M.Si., selaku dosen pembimbing atas kesediaannya dalam memberikan arahan, dukungan dan masukan dalam penelitian dan penulisan skripsi ini.

  3. Dra. M. M. Yetty Tjandrawati, M.Si. atas kesediaannya dalam memberikan arahan dukungan dan menjadi dosen penguji atas masukan berupa saran dan kritik yang membangun.

  4. Lucia Wiwid Wijayanti, M.Si. atas kesediaannya dalam memberikan arahan dukungan dan menjadi dosen penguji atas masukan berupa saran dan kritik yang membangun.

  5. Yohannes Dwiatmaka, M.Si., atas izin penggunaan laboratorium; Parlan, Bimo, Kunto dan segenap laboran Fakultas Farmasi yang telah banyak membantu dan memberi kepercayaan selama bekerja di laboratorium.

  6. Hendrix, koko dan saudara yang telah mendukung penulis selama ini.

  7. Tersier-Butil Eugenol Team 2009 yaitu Marissa Winata, Vita Felicia, Prasetya Jati dan Linda Setiawati atas keceriaan, kebersamaan di laboratorium dan perjuangan baik suka maupun duka yang telah kita lalui bersama.

  8. Henny Puspitasari atas bantuan, keceriaan dan kebersamaan kita selama ini.

  9. David Christiansen, Fian, Yoyok, dkk atas kebersamaan dan keceriaan yang singkat di laboratorium lantai 4.

  10. Six CP Girls yaitu Maya Christina, Winda Sugijanto, Marisa Anggraini, Vilia Inggriani dan Vionni atas persahabatan dan dukungannya.

  11. Keluarga besar Kost Gracia atas keceriaan, kekompakan dan dukungannya kepada penulis.

  12. Wiwit, Irene Christina, Jimbong, Reni, Eka, Lia Yumi, dan teman-teman lainnya atas kebersamaan dan kekompakan di kampus.

  13. Teman-teman FST angkatan 2006, khususnya kelas A atas kebersamaan yang diberikan selama 3,5 tahun ini.

  14. Semua pihak yang turut membantu dalam penyusunan skripsi ini.

  Penulis menyadari masih banyak kekurangan yang terdapat dalam penelitian dan penyusunan skripsi ini. Oleh karena itu, penulis mengharapkan kritik dan saran yang menyempurnakan. Semoga penulisan skripsi ini dapat memberikan manfaat bagi semua pihak serta mendukung perkembangan ilmu pengetahuan.

  Yogyakarta, 12 Januari 2010 Penulis,

  Handayani

PERNYATAAN KEASLIAN KARYA

  Penulis menyatakan dengan sesungguhnya bahwa skripsi yang penulis tulis ini tidak memuat karya atau bagian karya orang lain, kecuali yang telah disebutkan dalam kutipan dan daftar pustaka, sebagaimana layaknya karya ilmiah.

  Yogyakarta, 12 Januari 2010 Penulis,

  Handayani

  

INTISARI

  Kemampuan eugenol sebagai antioksidan masih rendah, salah satu cara untuk meningkatkan aktivitas antioksidan eugenol yaitu menambahkan gugus meruah seperti tersier-butil (t-butil) pada posisi orto dari gugus hidroksi fenolik eugenol sehingga dihasilkan t-butil eugenol. Sintesis t-butil eugenol dilakukan dengan mereaksikan eugenol dan t-butil klorida dengan variasi katalis aluminium klorida (AlCl ) dan besi (III) klorida (FeCl ) yang akan mempengaruhi jumlah

  3

  3 senyawa hasil sintesis.

  Senyawa hasil sintesis dilakukan serangkaian analisis berupa uji organoleptis, kromatografi lapis tipis, kromatografi gas dan elusidasi struktur senyawa menggunakan spektrometri massa. Sedangkan analisis kuantitatif yaitu perhitungan AUC senyawa hasil sintesis menggunakan program Image J.

  Berdasarkan perhitungan Area Under Curve (AUC) pada KLT, senyawa hasil sintesis pada penggunaan katalis AlCl

  3 sebesar 10341,024 dan pada

  penggunaan katalis FeCl

  3 sebesar 6766,924. Elusidasi struktur menunjukkan pada

  penggunaan katalis AlCl

  3 menghasilkan 33 macam senyawa dimana dari 5

  senyawa yang dianalisis salah satunya adalah t-butil eugenol, sedangkan pada katalis FeCl

  3 dihasilkan 42 macam senyawa yang tidak dihasilkan t-butil eugenol, namun dihasilkan di-t-butil eugenol.

  Kata kunci : t-butil eugenol, antioksidan, reaksi alkilasi Friedel-Crafts.

  

ABSTRACT

  The antioxidant potency of eugenol is still low, one way to increase the eugenol antioxidant activity was added tertiary-butyl (t-butyl) as bulky group on

  

orto position from phenolic hydroxy group of eugenol, therefore it could present t-

  butyl eugenol. The synthesis of t-butyl eugenol reacted eugenol and t-butyl chloride with variation catalysts of aluminium chloride (AlCl

  3 ) or ferric chloride (FeCl ) which would affect the amount of synthesis result.

3 The synthesis product was tested by the several analyzing such as

  organoleptic, thin layer chromatography, gas chromatography and structure elucidation was used mass spectrometry. While the quantitative analysis was to calculated the synthesis product using Image J program.

  Based on the Area Under Curve (AUC) calculation of thin layer chromatography, showed that the synthesis product using AlCl

  3 as catalyst was

  10341,024 and the using FeCl

  3 as catalyst was 6766,924. Structure elucidation

  showed that on using AlCl

  3 as catalyst presented 33 variant products resulted one

  of the products was t-butyl eugenol which was analyzed from 5 variant products, while using FeCl as catalyst presented 42 variant products which was not

  3 obtained t-butyl eugenol but di-t-butyl eugenol.

  Key words : t-butyl eugenol, antioxidant, Friedel-Crafts alkylation reaction.

  

DAFTAR ISI

  Halaman HALAMAN JUDUL ....................................................................................... ii HALAMAN PERSETUJUAN PEMBIMBING ............................................. iii HALAMAN PENGESAHAN SKRIPSI ......................................................... iv HALAMAN PERSEMBAHAN ..................................................................... v PERSETUJUAN PUBLIKASI ....................................................................... vi PRAKATA ...................................................................................................... vii PERNYATAAN KEASLIAN KARYA ......................................................... x

  INTISARI ........................................................................................................ xi

  

ABSTRACT ...................................................................................................... xii

  DAFTAR ISI ................................................................................................... xiii DAFTAR TABEL ........................................................................................... xvii DAFTAR GAMBAR ...................................................................................... xviii DAFTAR LAMPIRAN ................................................................................... xx BAB I. PENGANTAR .................................................................................

  1 A. Latar Belakang ..........................................................................................

  1 1. Perumusan masalah .............................................................................

  4 2. Keaslian penelitian ..............................................................................

  4 3. Manfaat penelitian ...............................................................................

  5 a. Manfaat teoritis .............................................................................

  5 b. Manfaat metodologis .....................................................................

  5

  B. Tujuan Penelitian ......................................................................................

  5 BAB II. PENELAAHAN PUSTAKA ...........................................................

  6 A. Antioksidan ...............................................................................................

  6 B. Eugenol .....................................................................................................

  7 C. Sintesis Tersier-Butil Eugenol ..................................................................

  8 D. Reaksi Substitusi Nukleofilik 1 (S N 1) .....................................................

  9 E. Tersier-Butil Klorida .................................................................................

  10 F. Katalis Alkilasi Friedel-Crafts ..................................................................

  11 G. Efek Pelarut ...............................................................................................

  13 H. Analisis Hasil ............................................................................................

  14 1. Uji organoleptis ...................................................................................

  14 2. Kromatografi lapis tipis (KLT) ...........................................................

  15 3. Kromatografi gas (GC) .......................................................................

  16 I. Elusidasi Struktur ......................................................................................

  17 J. Perhitungan Jumlah Senyawa Hasil Sintesis dengan Program Image J ......................................................................................................

  18 K. Landasan Teori ..........................................................................................

  18 L. Hipotesis ....................................................................................................

  20 BAB III. METODE PENELITIAN.................................................................

  21 A. Jenis dan Rancangan Penelitian ................................................................

  21 B. Variabel Penelitian dan Definisi Operasional ...........................................

  21 C. Bahan atau Materi Penelitian ....................................................................

  21

  E. Tata Cara Penelitian ..................................................................................

  26 BAB IV. HASIL DAN PEMBAHASAN .......................................................

  40

  3 .....................................

  3. Kromatografi gas (GC) dan spektrometri massa (MS) senyawa hasil sintesis pada penggunaan katalis AlCl

  36

  35 2. Kromatografi lapis tipis (KLT) ...........................................................

  35 1. Uji organoleptis ...................................................................................

  29 C. Analisis Senyawa Hasil Sintesis ...............................................................

  27 B. Sintesis Tersier-Butil Eugenol ..................................................................

  27 A. Sintesis Tersier-Butil Klorida ...................................................................

  5. Perhitungan jumlah senyawa hasil sintesis menggunakan program

Image J ................................................................................................

  22 1. Sintesis tersier-butil klorida ................................................................

  25

  25 4. Elusidasi struktur dengan spektrometri massa (MS) ...........................

  24 3. Kromatografi gas (GC) .......................................................................

  24 2. Kromatografi lapis tipis (KLT) ...........................................................

  24 1. Uji organoleptis ...................................................................................

  23 F. Analisis Hasil ............................................................................................

  3. Sintesis tersier-butil eugenol dengan katalis besi (III) klorida (FeCl 3 ) .................................................................................................

  23

  2. Sintesis tersier-butil eugenol dengan katalis aluminium klorida (AlCl 3 ) .................................................................................................

  22

  4. Kromatografi gas (GC) dan spektrometri massa (MS) senyawa

  5. Perhitungan jumlah senyawa hasil sintesis menggunakan program

Image J ................................................................................................

  50 BAB V. KESIMPULAN DAN SARAN ........................................................

  53 A. Kesimpulan ...............................................................................................

  53 B. Saran ..........................................................................................................

  53 DAFTAR PUSTAKA .....................................................................................

  54 LAMPIRAN ....................................................................................................

  57 BIOGRAFI PENULIS ....................................................................................

  82

  

DAFTAR TABEL

  Halaman Tabel I. Klasifikasi Katalis dalam Reaksi Alkilasi Friedel-Crafts .............

  12 Tabel II. Hasil Uji Organoleptis Senyawa Hasil Sintesis Menggunakan Katalis Aluminium Klorida (AlCl 3 ) .............................................

  35 Tabel III. Hasil Uji Organoleptis Senyawa Hasil Sintesis Menggunakan Katalis Besi (III) Klorida (FeCl ) ..................................................

  36

  3 Tabel IV. Harga R f Kromatografi Lapis Tipis (KLT) Senyawa Hasil Sintesis Menggunakan Fase Gerak Etil Asetat : Toluena (7:93) ..

  39 Tabel V. Area Under Curve (AUC) Senyawa Hasil Sintesis ......................

  51

  

DAFTAR GAMBAR

  Halaman Gambar 1. Struktur Eugenol ........................................................................

  8 Gambar 2. Contoh Mekanisme Reaksi S N 1 pada t-Butil Bromida ..............

  9 Gambar 3. Struktur Tersier-Butil Klorida....................................................

  10 Gambar 4. Hubungan Kenaikan Energi dan Kecepatan Reaksi Terhadap Penggunaan Katalis. ...................................................................

  11 Gambar 5. Struktur Dietil Eter .....................................................................

  14 Gambar 6. Reaksi Sintesis Tersier-Butil Eugenol Melalui Reaksi Alkilasi Friedel-Crafts .............................................................................

  19 Gambar 7. Mekanisme Pembentukan Tersier-Butil Klorida .......................

  27 Gambar 8. Tahap Pembentukan Karbokation Tersier-Butil Menggunakan Katalis Aluminium Klorida (AlCl

  3 ) ...........................................

  30 Gambar 9. Tahap Penyerangan Eugenol Terhadap Karbokation Tersier- Butil ............................................................................................

  30 Gambar 10. Pembentukan Tersier-Butil Eugenol (Rearomatisasi) ...............

  30 Gambar 11. Tahap Pembentukan Karbokation Tersier-Butil Menggunakan Katalis Besi (III) Klorida (FeCl 3 ) ...............................................

  32 Gambar 12. Tahap Penyerangan Eugenol Terhadap Karbokation Tersier- Butil ............................................................................................

  32 Gambar 13. Pembentukan Tersier-Butil Eugenol (Rearomatisasi) ...............

  32 Gambar 14. Gambar Kromatogram Kromatografi Lapis Tipis (KLT)

  Gambar 15. Kromatogram Kromatografi Gas (GC) Eugenol ........................

  40 Gambar 16. Kromatogram Kromatografi Gas (GC) Senyawa Hasil Sintesis Menggunakan Katalis Aluminium Klorida (AlCl

  3 ) ...................

  41 Gambar 17. Spektrum Massa Senyawa Hasil Sintesis Puncak ke-23 pada Waktu Retensi 12,292 Menit Menggunakan Katalis Aluminium Klorida (AlCl 3 ) ...........................................................................

  42 Gambar 18. Mekanisme Fragmentasi Tersier-Butil Eugenol Menggunakan Katalis Aluminium Klorida (AlCl

  3

  ) ........................................... 43 Gambar 19. Kromatogram Kromatografi Gas (GC) Senyawa Hasil Sintesis

  Menggunakan Katalis Besi (III) Klorida (FeCl 3 ) .......................

  45 Gambar 20. Spektrum Massa Senyawa Hasil Sintesis Puncak ke-40 pada Waktu Retensi 17,706 Menit Menggunakan Katalis Besi (III) Klorida (FeCl

  3 ) ...........................................................................

  46 Gambar 21. Mekanisme Reaksi Terbentuknya di-Tersier-Butil Eugenol pada Katalis Besi (III) Klorida (FeCl 3 ) ...............................................

  48 Gambar 22. Pendeaktivasi Cincin Benzena Oleh Aluminium Klorida (AlCl 3 ) ........................................................................................

  49 Gambar 23. Mekanisme Fragmentasi di-Tersier-Butil Eugenol Menggunakan Katalis Besi (III) Klorida (FeCl 3 ) ...............................................

  49

  

DAFTAR LAMPIRAN

  Halaman Lampiran 1. Perhitungan Jumlah Tersier-Butil Klorida, Katalis Aluminium

  Klorida (AlCl 3 ) yang Diperlukan Dalam Reaksi ....................

  57 Lampiran 2. Senyawa Hasil Sintesis Menggunakan Katalis Aluminium Klorida (AlCl 3 ) ........................................................................

  59 Lampiran 3. Senyawa Hasil Sintesis Menggunakan Katalis Besi (III) Klorida (FeCl

  3 ) ........................................................................

  59 Lampiran 4. Perhitungan R f Senyawa Hasil Sintesis...................................

  59 Lampiran 5. Rangkaian Alat Dalam Sintesis Tersier-Butil Eugenol ..........

  60 Lampiran 6. Spesifikasi Kromatografi Gas-Spektrometri Massa (GC-MS) Eugenol ...................................................................................

  61 Lampiran 7. Hasil Kromatografi Gas (GC) Hasil Sintesis Eugenol ............

  61 Lampiran 8. Hasil Spektrometri Massa (MS) Eugenol ...............................

  62 Lampiran 9. Spesifikasi Kromatografi Gas-Spektrometri Massa (GC-MS) Dalam Analisis Senyawa Hasil Sintesis Tersier-Butil Klorida ....................................................................................

  63 Lampiran 10. Hasil Kromatografi Gas (GC) Hasil Sintesis Tersier-Butil Klorida ....................................................................................

  64 Lampiran 11. Hasil Spektrometri Massa (MS) Hasil Sintesis Tersier-Butil Klorida ....................................................................................

  65 Lampiran 12. Spesifikasi Kromatografi Gas-Spektrometri Massa (GC-MS)

  Katalis Aluminium Klorida (AlCl 3 ) ........................................

  66 Lampiran 13. Hasil Kromatografi Gas (GC) Senyawa Hasil Sintesis Menggunakan Katalis Aluminium Klorida (AlCl ) ................

  67

  3 Lampiran 14. Hasil Spektrometri Massa (MS) Senyawa Hasil Sintesis

  Menggunakan Katalis Aluminium Klorida (AlCl 3 ) ................

  68 Lampiran 15. Spesifikasi Kromatografi Gas-Spektrometri Massa (GC-MS) Dalam Analisis Senyawa Hasil Sintesis yang Menggunakan Katalis Besi (III) Klorida (FeCl ) ............................................

  73

  3 Lampiran 16. Hasil Kromatografi Gas (GC) Senyawa Hasil Sintesis

  Menggunakan Katalis Besi (III) Klorida (FeCl 3 ) ....................

  74 Lampiran 17. Hasil Spektrometri Massa (MS) Senyawa Hasil Sintesis Menggunakan Katalis Besi (III) Klorida (FeCl 3 ) ....................

  75

BAB I PENGANTAR A. Latar Belakang Berbagai penelitian telah dilakukan untuk mendapatkan senyawa-

  senyawa antioksidan. Hal ini disebabkan karena timbulnya berbagai macam penyakit yang disebabkan oleh proses oksidasi radikal bebas di dalam tubuh, sehingga dapat membahayakan kelangsungan hidup jika tidak segera ditanggulangi. Oleh karena itu, senyawa antioksidan sangat diperlukan oleh tubuh untuk menetralkan radikal bebas yang masuk ke dalam tubuh.

  Senyawa antioksidan bekerja dengan cara menstabilkan radikal bebas. Mekanisme penstabilannya dengan mendonorkan radikal hidrogen secara cepat ke radikal bebas, sehingga dapat menghambat terjadinya reaksi berantai dari pembentukan radikal bebas yang menyebabkan tekanan oksidatif pada sel normal di dalam tubuh (Gordon, 1990).

  Senyawa yang telah diketahui mempunyai potensi antioksidan adalah senyawa eugenol, Indonesia termasuk penghasil minyak cengkeh dalam jumlah besar dan mudah ditemukan di seluruh wilayah Indonesia (Guenther, 1950). Faktor tersebut yang mendorong penelitian senyawa-senyawa antioksidan alami ini.

  Senyawa eugenol dapat berfungsi sebagai antioksidan karena adanya gugus hidroksi yang dapat mendonorkan radikal hidrogen untuk menetralkan kemampuan eugenol dalam menangkap radikal bebas masih rendah dengan nilai

  IC

  50

  > 800 μM yang diukur menggunakan metode 2,2-difenil-1-pikril hidrazil (DPPH), alasan ini juga yang mendorong perkembangan penelitian dalam upaya untuk meningkatkan potensi antioksidan dari senyawa eugenol. Salah satunya adalah modifikasi struktur eugenol dengan penambahan gugus yang meruah pada posisi orto dari gugus hidroksi fenolik eugenol. Salah satu gugus meruah yang dapat ditambahkan adalah gugus tersier-butil (t-butil) pada posisi orto dari gugus hidroksi fenolik. Penambahan gugus meruah ini akan meningkatkan halangan sterik yang disebabkan gugus-gugus yang mempunyai ukuran molekul besar yang terikat pada cincin benzena eugenol saling berdekatan. Meningkatnya halangan sterik akan mempersulit senyawa radikal yang terbentuk untuk bereaksi kembali, sehingga senyawa radikal tersebut bersifat stabil.

  Modifikasi molekul ini dilakukan berdasarkan prinsip reaksi alkilasi Friedel-Crafts, yaitu mereaksikan suatu benzena dengan alkil halida dengan menggunakan katalis asam Lewis seperti aluminium klorida (AlCl

  3 ) (Fessenden

  and Fessenden, 1986). Sintesis dilakukan dengan mereaksikan eugenol yang mempunyai cincin benzena dan t-butil klorida dengan memvariasikan katalis yaitu aluminium klorida (AlCl

  3 ) dan besi (III) klorida (FeCl 3 ).

  Sintesis t-butil eugenol berdasarkan reaksi alkilasi Friedel-Crafts salah satunya dipengaruhi oleh penggunaan katalis, sehingga dalam penelitian ini hanya dilakukan variasi penggunaan katalis. Katalis berfungsi untuk membantu meningkatkan kecepatan reaksi dengan cara mempercepat terbentuknya perbedaan kecepatan pembentukan karbokation t-butil dan mempengaruhi persentase jumlah senyawa hasil sintesis (Carey and Sunberg, 2007). Hal ini bertujuan untuk membandingkan jumlah senyawa hasil sintesis dari kedua katalis yang digunakan. Katalis AlCl

  3 telah banyak digunakan dalam reaksi alkilasi

  Friedel-Crafts untuk membantu polarisasi senyawa alkil halida, sehingga karbokation t-butil yang terbentuk lebih mudah diserang oleh cincin aromatik seperti benzena (McMurry, 2004). Selain AlCl

  3 digunakan juga alternatif katalis

  lain misalnya FeCl (Yao, 1998). Kedua katalis ini dapat dibedakan menurut

  3 aktivitasnya sebagai asam Lewis dalam alkilasi benzena dengan t-butil klorida.

  Katalis AlCl

  3 termasuk ke dalam katalis yang keaktifannya sangat tinggi,

  sedangkan FeCl

  3 termasuk ke dalam katalis yang keaktifannya sedang (Masahito et al. , 1980).

  Perbedaan struktur molekul antara katalis AlCl dan FeCl akan

  3

  3

  mempengaruhi kereaktifan dari kedua asam Lewis ini, dalam kemampuan membentuk karbokation t-butil. Dalam tabel periodik, atom Al terletak pada golongan IIIA sedangkan atom Fe berada di golongan VIIIB. Atom Al memiliki jari-jari atom yang lebih kecil daripada atom Fe, hal ini dibuktikan dengan ukuran

  3+ 3+

  jari-jari atom Al adalah 0,068 Å, sedangkan atom Fe adalah 1,170 Å (Fessenden dan Fessenden, 1986). Pada jari-jari atom yang lebih kecil, Al mempunyai kerapatan muatan yang lebih besar sehingga mengakibatkan kekuatan Al dalam berikatan dengan gugus metil lebih kuat, hal ini yang menyebabkan AlCl

  3 menjadi asam Lewis yaitu akseptor elektron yang lebih kuat dan lebih

  Perbedaan kereaktifan tersebut akan mempengaruhi kecepatan polarisasi gugus alkil halida yaitu t-butil klorida dalam reaksi alkilasi Friedel-Crafts.

  Sehingga variasi penggunaan katalis ini bertujuan untuk mengetahui pengaruh perbedaan kereaktifan kedua katalis terhadap jumlah senyawa hasil sintesis.

  Penggunaan variasi katalis diharapkan dapat mengetahui katalis mana yang menghasilkan persentase jumlah senyawa hasil sintesis yang optimal.

1. Perumusan masalah

  Berdasarkan latar belakang di atas, masalah yang muncul dapat dirumuskan sebagai berikut : 1) Apakah t-butil eugenol dapat dihasilkan dari reaksi antara eugenol dengan

  t -butil klorida menggunakan katalis AlCl 3 ?

  2) Apakah t-butil eugenol dapat dihasilkan dari reaksi antara eugenol dengan

  t -butil klorida menggunakan katalis FeCl 3 ?

  3) Apakah reaksi antara eugenol dengan t-butil klorida menggunakan katalis AlCl

  3 menghasilkan senyawa hasil sintesis lebih banyak dibandingkan

  hasil reaksi antara eugenol dengan t-butil klorida menggunakan katalis FeCl

  3 ? 2.

   Keaslian penelitian

  Penelitian tentang sintesis t-butil eugenol dengan mereaksikan eugenol dan t-butil klorida menggunakan variasi katalis AlCl dan FeCl sejauh

  3

  3 pengamatan serta penelusuran peneliti, belum pernah dilakukan.

3. Manfaat penelitian

  a. Manfaat teoritis. Penelitian ini diharapkan dapat menambah pengetahuan yang baru mengenai sintesis suatu senyawa untuk meningkatkan pemanfaatan eugenol yang banyak terdapat di Indonesia.

  b. Manfaat metodologis. Penelitian ini diharapkan memberikan pertimbangan dalam pemilihan katalis pada sintesis t-butil eugenol dengan starting

  material eugenol dan t-butil klorida.

  c. Manfaat praktis. Penelitian ini diharapkan dapat memberikan alternatif untuk mensintesis obat yang memiliki aktivitas sebagai antioksidan yang telah diteliti secara teoritis.

B. Tujuan Penelitian

  1. Untuk mengetahui t-butil eugenol dapat dihasilkan dari reaksi antara eugenol dengan t-butil klorida menggunakan katalis AlCl

  3 .

  2. Untuk mengetahui t-butil eugenol dapat dihasilkan dari reaksi antara eugenol dengan t-butil klorida menggunakan katalis FeCl

  3 .

  3. Untuk membandingkan jumlah senyawa hasil sintesis pada reaksi antara eugenol dengan t-butil klorida menggunakan katalis AlCl

  3 apakah lebih

  banyak daripada hasil reaksi antara eugenol dengan t-butil klorida menggunakan katalis FeCl

  3 .

BAB II PENELAAHAN PUSTAKA A. Antioksidan Di Indonesia terjadi peningkatan prevalensi penyakit seperti kanker,

  kardiovaskuler, penyumbatan pembuluh darah, stroke dan proses penuaan yang disebabkan oleh radikal bebas sehingga mendorong adanya penelitian senyawa- senyawa antioksidan yang berasal dari sumber alami (Zang et al., 2000).

  Aktivitas molekul radikal bebas atau Reactive Oxygen Species (ROS) dapat pula menimbulkan kerusakan seluler, genetika, mempercepat proses penuaan dan penyakit degeneratif seperti tekanan darah tinggi serta terganggunya sistem imun tubuh (Ardiansyah, 2007).

  Dalam pencegahan terjadinya stress oksidatif, yaitu keadaan yang tidak seimbang antara jumlah oksidan dan peroksidan dalam tubuh sangat dibutuhkan antioksidan. Senyawa antioksidan adalah senyawa yang mampu menghambat, memperlambat dan mencegah proses autooksidasi pada semua bahan yang mengandung lipida (Niki and Noguchi, 2000).

  Mekanisme kerja antioksidan memiliki 2 cara, pertama sebagai pemberi radikal hidrogen secara cepat ke radikal lipida (R*, ROO*) atau mengubahnya ke bentuk lebih stabil. Turunan radikal antioksidan (A*) tersebut memiliki keadaan lebih stabil daripada radikal lipida. Cara kedua yaitu memperlambat laju autooksidasi dengan berbagai mekanisme di luar mekanisme pemutusan rantai autooksidasi dengan pengubahan radikal lipida ke bentuk lebih stabil (Ardiansyah, 2007).

  Penambahan antioksidan (AH) primer dengan konsentrasi rendah pada lipida dapat menghambat atau mencegah reaksi autooksidasi lemak dan minyak.

  Penambahan tersebut dapat menghalangi reaksi oksidasi pada tahap inisiasi maupun propagasi. Berikut ini reaksinya : Inisiasi : R*

• AH → RH + A* Propagasi: ROO* + AH → ROOH + A*

  Radikal-radikal antioksidan (A*) yang terbentuk pada reaksi tersebut relatif stabil dan tidak mempunyai cukup energi untuk dapat bereaksi dengan molekul lipida lain membentuk radikal lipida baru.

B. Eugenol

  Salah satu senyawa alami yang telah diketahui mempunyai aktivitas sebagai antioksidan adalah eugenol (Ogata et al., 2000). Eugenol atau 2-metoksi- 4-(2-propenil) fenol berupa cairan yang tidak berwarna atau berwarna kuning pucat, bobot molekulnya adalah 164,20 g/mol dengan titik didih 250-255°C, titik lebur -9,2°C sampai -9,1°C, berbau cengkeh dan mempunyai rasa tajam (Anonim, 2001).

  Senyawa eugenol tidak larut air, tetapi larut dalam pelarut organik seperti alkohol (1 ml terlarut dalam 2 ml alkohol 70%), eter, kloroform, minyak, asam asetat glasial dan natrium hidroksida (NaOH) (Anonim, 2001).

  H CO ₃ HO

Gambar 1. Struktur Eugenol

C.

   Sintesis Tersier-Butil Eugenol

  Berdasarkan strukturnya, eugenol dapat dipandang dari dua sisi yakni satu sisi mengandung gugus allil dan sisi lainnya mengandung gugus mirip katekol. Pada prinsipnya dari eugenol dapat diubah menjadi bahan dasar untuk pembuatan senyawa-senyawa yang lebih berdaya guna, salah satunya adalah senyawa t-butil eugenol (Busroni, 2000).

  Aktivitas senyawa antioksidan eugenol masih lemah dengan nilai IC >

  50

  800 μM menggunakan metode 2,2 difenil-1-pikril hidrazil (DPPH). Rendahnya aktivitas eugenol mendorong untuk dilakukan modifikasi struktur, salah satunya adalah dengan menambahkan gugus meruah pada eugenol (Ogata et al., 2000).

  Modifikasi eugenol menjadi t-butil eugenol berdasarkan prinsip reaksi alkilasi Friedel-Crafts yaitu penambahan suatu gugus alkil ke dalam cincin benzena dengan katalis asam Lewis (McMurry, 2004). Dalam reaksi modifikasi ini dilakukan penambahan gugus yang meruah pada eugenol yaitu gugus t-butil.

  Beberapa keterbatasan alkilasi Friedel-Crafts adalah sebagai berikut: Reaksi Friedel-Crafts hanya dapat digunakan gugus alkil halida, sedangkan aril halida dan vinil halida tidak dapat digunakan karena tidak bereaksi. Reaksi Friedel-Crafts tidak terjadi pada cincin aromatik yang telah disubstitusi dengan gugus amin (

  2 , 2 ) atau gugus penarik elektron yang

• –NH –NHR, –NR
• – kuat ( NR

  3 , 2 ,

  2 CH 3 ).

• –NO –CN, –SO –CHO, –COCH –CO –CO Seringkali ditemukan kesulitan dalam proses penghentian reaksi setelah substitusi pertama sehingga banyak dihasilkan produk polialkilasi. Kadang terjadi rearrangement pada gugus alkil selama reaksi berlangsung, terutama jika digunakan alkil halida primer (McMurry, 2004).

  3 H, 3 ,

  2 H,

  

D. 1)

_N Reaksi Substitusi Nukleofilik 1 (S

  Reaksi S N 1 merupakan reaksi subtitusi yang terjadi pada alkil halida tersier yang memiliki rintangan sterik. Reaksi ini berlangsung secara bertahap dengan pembentukan karbokation, karbokation merupakan zat antara reaktif yang terbentuk dalam reaksi dan bereaksi lebih lanjut menghasilkan produk (Fessenden and Fessenden, 1986).

  Contoh reaksi S N 1 adalah pada pembentukan t-butil bromida dari t-butil alkohol dengan HBr. Reaksinya adalah sebagai berikut : _{HBr CH 3 CH H Br 3 H}

  

H C OH H C O

_{3 H t -butil alkohol CH H CH 3 3 CH H C 3 3 ion butiloxonium 3 H H 3 C O ion butiloxonium H 3 C CH H 3 karbokation t-butil} H C _{3 H C 3 H 3 C H 2 O}

_Br

H ^{3 C Br}

E. Tersier-Butil Klorida

  Nama lain t-butil klorida adalah 2-kloro-2-metil propana dengan rumus molekul C H Cl dan memiliki bobot molekul 92,567260 g/mol. Sifat fisika kimia

  4

  9

t -butil klorida yaitu berupa cairan jernih tidak berwarna pada suhu kamar; titik

  didih : 50,9ºC; titik leleh : -26,0ºC; massa jenis : 0,8420 g/ml; sulit larut air, campur dengan alkohol dan eter (Anonim, 2001).

  Tersier -butil klorida merupakan suatu alkil halida yang terdiri dari suatu

  atom klorida yang berikatan dengan gugus alkil tersier yaitu t-butil dalam

  3

  hibridisasi sp . Atom klorida ini yang akan menjadi gugus pergi ketika diserang oleh suatu nukleofil dalam reaksi pembentukan karbokation t-butil (Brown, 1999).

  Dalam ikatan karbon pada gugus t-butil dengan atom klorida, atom klorida mempunyai elektronegatifitas yang lebih besar daripada atom karbon.

  Pada akhirnya, gugus fungsional ini akan terpolarisasi sehingga gugus alkil berperan sebagai elektrofil dan atom klorida sebagai nukleofil (Anonim, 2008).

  Keuntungan penggunaan t-butil klorida dalam sintesis t-butil eugenol adalah menghasilkan karbokation yang lebih stabil dibanding gugus alkil sekunder dan primer. Gugus alkil sekunder dan primer menghasilkan karbokation yang bersifat tidak stabil karena akan mengalami rearragement melalui perpindahan atom hidrogen menjadi gugus tersier (McMurry, 2004). _{H C 3} H C Cl _{3 H C 3}

F. Katalis Alkilasi Friedel-Crafts

  Katalis merupakan suatu substansi kimia yang dapat meningkatkan kecepatan suatu reaksi tanpa diubah dalam reaksi keseluruhan, tetapi bukan berarti katalis tidak terlibat dalam reaksi (Bruice, 1998). Pada saat reaksi berlangsung, katalis akan berada dalam bentuk yang sama sebelum dan sesudah reaksi. Semua reaksi kimia memerlukan energi aktivasi untuk memecah ikatan kimia dan bereaksi. Katalis berfungsi untuk menurunkan energi aktivasi dalam reaksi tersebut, sehingga energi yang diperlukan untuk mencapai terbentuknya produk akan lebih rendah dan reaksi akan berjalan lebih cepat (Silverman, 1992).

  

Gambar 4. Hubungan Kenaikan Energi dan Kecepatan Reaksi Terhadap Penggunaan

Katalis (Purves et al., 2002)

  Reaksi alkilasi Friedel-Crafts sangat bergantung pada penggunaan katalis, suhu dan lama pengadukan. Katalis akan membantu mempercepat reaksi dengan cara mempercepat terjadinya polarisasi pada gugus t-butil klorida yang pada t-butil klorida yang digunakan sehingga akan berpengaruh pada jumlah t- butil eugenol yang dihasilkan (Carey and Sunberg, 2007).

  Katalis yang digunakan dalam sintesis t-butil eugenol adalah asam Lewis aluminium klorida (AlCl

  3 ) anhidrat. Aluminium klorida anhidrat mempunyai

  bobot molekul 133,34 g/mol dan dibuat dari logam aluminium dengan pemanasan gas HCl. Sifat fisika kimia AlCl

  3 anhidrat yaitu: berwarna putih, abu atau kuning

  kehijauan; menguap dalam udara; memiliki bau menyegat HCl; larut dalam pelarut organik contohnya benzophenone, benzena, nitrobenzena, karbon tetraklorida dan kloroform; kelarutan 1 gram AlCl

  3 larut dalam 0,9 ml air; 4 ml alkohol; larut dalam eter, gliserol dan polietilenglikol (Anonim, 2001).

  Selain itu juga digunakan besi (III) klorida (FeCl

  3 ) anhidrat yang

  mempunyai bobot molekul 162,22 g/mol; terdiri dari ion klorida 65,57% serta ion Fe 34,43%; bersifat sangat higroskopis; titik leleh sekitar 37ºC; titik lebur 306ºC; titik didih 315ºC; larut dalam air, alkohol, aseton, dietil eter, etilamin, anilin, tapi tidak larut dalam gliserol dan pH 0,1M dalam pelarut air (Anonim, 2001).

  

Tabel I. Klasifikasi Katalis dalam Reaksi Alkilasi Friedel-Crafts (Masahito et al., 1980)

  Karakteristik dasar yang dapat dibedakan antara kedua katalis adalah atom Al mempunyai kerapatan muatan yang lebih besar ketika berikatan dengan atom Cl daripada atom Fe, sehingga kekuatan Al dalam ikatan dengan atom Cl lebih kuat. Hal ini yang menyebabkan AlCl

  3 menjadi asam Lewis lebih kuat dan

  lebih reaktif dari FeCl

  3 serta perbedaan dalam klasifikasi katalis yang dapat dilihat

  pada Tabel I. Perbedaan kereaktifan tersebut akan mempengaruhi kecepatan polarisasi gugus alkil halida yaitu t-butil klorida dalam reaksi sintesis t-butil eugenol.

G. Efek Pelarut

  Secara umun, pelarut atau solvent terdiri dari 3 jenis, yang pertama adalah protic yaitu pelarut yang mempunyai kemampuan untuk mendonorkan proton pada gugus

• –OH atau gugus –NH–, yang termasuk di dalamnya adalah alkohol, amin, asam karboksilat dan air yang memiliki momen dipol yang cukup besar serta mempunyai kapasitas untuk mengikat hidrogen (Isaacs, 1995).

  Jenis kedua adalah dipolar aprotic, dimana mempunyai momen dipol yang besar dan sifat donor, tapi tidak mempunyai asam untuk mendonorkan proton. Contohnya dimetil-sulfosida, alkil sianida, amida sekunder dan keton (Isaacs, 1995).

  Jenis ketiga adalah non-polar aprotic, dimana hanya mempunyai momen dipol yang kecil, tidak memiliki asam proton atau sifat donor atau akseptor.

  Sehingga dapat menyebabkan kekuatan ikatan intramolekuler yang lemah.

  Pelarut yang digunakan dalam sintesis t-butil eugenol adalah dietil eter mempunyai rumus molekul (C

  2 H 5 )

2 O dengan bobot molekul 74,129 g/mol,

  kemurnian sebesar lebih dari 99,7%; bobot jenis pada suhu 20ºC adalah 0,713- 0,715; titik didih sebesar 34-35ºC; produk stabil dengan 5-10 ppm 2,6 di-t-butil-4 metil fenol (BHT) (Anonim, 2001).

  Menurut Dave et al. (2003), pelarut dietil eter mempunyai momen dipol

• 30

  yang kecil yaitu sebesar 3,8 . 10 Cm, sehingga termasuk ke dalam pelarut aprotik nonpolar yang tidak memiliki kemampuan untuk mensolvatasi nukleofil.

  Sifat dietil eter yang stabil ini digunakan untuk melarutkan dan menghomogenkan campuran antara starting material dan katalis tanpa mempengaruhi reaksi alkilasi Friedel-Crafts yang terjadi pada proses sintesis.

  H H _{2 2} C C H C O CH _{3 3} Gambar 5. Struktur Dietil Eter H.

   Analisis Hasil 1. Uji organoleptis

  Uji ini bertujuan untuk mengetahui sifat fisik dari senyawa hasil sintesis meliputi bentuk, warna dan bau. Uji ini dilakukan dengan membandingkan senyawa hasil sintesis dengan starting material yang digunakan. Pengujian paling sederhana ini dilakukan dengan membandingkan

  Dari hasil pemeriksaan organoleptis dapat diketahui jika senyawa hasil sintesis berbeda dengan senyawa awal (starting material) maka disimpulkan telah dihasilkan senyawa yang baru (Anonim, 1995).