SINTESIS TERSIER-BUTIL EUGENOL DARI EUGENOL DAN TERSIER- BUTIL KLORIDA DENGAN KATALIS BESI (III) KLORIDA : TINJAUAN TERHADAP VARIASI SUHU REAKSI SKRIPSI

     

  

SINTESIS TERSIER-BUTIL EUGENOL DARI EUGENOL DAN TERSIER-

BUTIL KLORIDA DENGAN KATALIS BESI (III) KLORIDA :

TINJAUAN TERHADAP VARIASI SUHU REAKSI

SKRIPSI

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

  Program Studi Ilmu Farmasi Oleh :

  Linda Setiawati NIM : 068114052

  

FAKULTAS FARMASI

UNIVERSITAS SANATA DHARMA

YOGYAKARTA

2009

  

 

     

  

SINTESIS TERSIER-BUTIL EUGENOL DARI EUGENOL DAN TERSIER-

BUTIL KLORIDA DENGAN KATALIS BESI (III) KLORIDA :

TINJAUAN TERHADAP VARIASI SUHU REAKSI

SKRIPSI

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

  Program Studi Ilmu Farmasi Oleh :

  Linda Setiawati NIM : 068114052

  

FAKULTAS FARMASI

UNIVERSITAS SANATA DHARMA

YOGYAKARTA

2009

  ii  

     

  Skripsi

  

Sintesis Tersier-Butil Eugenol dari Eugenol dan Tersier-Butil Klorida dengan

Katalis Besi (III) Klorida : Tinjauan Terhadap Variasi Suhu Reaksi

  Yang diajukan oleh : Linda Setiawati

  NIM : 068114052 telah disetujui oleh Pembimbing : Dra. M.M. Yetty Tjandrawati, M.Si. tanggal 16 November 2009   iii  

     

  iv  

     

  

Karena begitu besar kasih Allah akan dunia ini, sehingga Ia

telah mengaruniakan Anak-Nya yang tunggal, supaya setiap

orang yang percaya kepada-Nya tidak binasa, melainkan beroleh

hidup yang kekal

  

(Yohanes 3:16)

Tuhan akan mengangkat engkau menjadi kepala dan bukan menjadi

ekor, engkau akan tetap naik dan bukan turun, apabila engkau

mendengarkan perintah Tuhan, Allahmu, yang kusampaikan pada

hari ini kaulakukan dengan setia

  

(Ulangan 28:13)

Mintalah, maka akan diberikan kepadamu; carilah, maka kamu

akan mendapatkan; ketoklah, maka pintu akan dibukakan bagimu

  

(Matius 7:7)

Kupersembahkan karya kecilku ini untuk Tuhan Bapaku,

Keluarga dan Jerry tercinta, serta Almamaterku

  v  

     

  

LEMBAR PERNYATAAN PERSETUJUAN

PUBLIKASI KARYA ILMIAH UNTUK KEPENTINGAN AKADEMIS

  Yang bertanda tangan di bawah ini, saya mahasiswa Universitas Sanata Dharma : Nama : Linda Setiawati Nomor Mahasiswa : 068114052

  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

Katalis Besi (III) Klorida : Tinjauan Terhadap Variasi Suhu Reaksi

  beserta perangkat yang diperlukan (bila ada). Dengan demikian saya memberikan kepada Perpustakaan Universitas Sanata Dharma hak untuk menyimpan, me- ngalihkan dalam bentuk media lain, mengelolanya dalam bentuk pangkalan data, mendistribusikan secara terbatas, dan mempublikasikannya di Internet atau media lain untuk kepentingan akademis tanpa perlu meminta ijin 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 : 7 Januari 2009 Yang menyatakan ( Linda Setiawati ) vi  

     

  

PRAKATA

  Pujian, hormat, serta syukur senantiasa penulis panjatkan kepada Tuhan Yesus Kristus, Allah, dan Bapa kami karena hanya oleh berkat, anugerah, kemurahan, kasih setia, dan penyertaan-Nya penulis dapat menyelesaikan laporan akhir yang berjudul “Sintesis Tersier-Butil Eugenol dari Eugenol dan Tersier- Butil Klorida dengan Katalis Besi (III) Klorida : Tinjauan Terhadap Variasi Suhu Reaksi” ini guna memenuhi salah satu syarat untuk memperoleh gelar Sarjana Strata Satu Program Studi Ilmu Farmasi (S.Farm.).

  Penulis menyadari bahwa penulisan skripsi ini bukanlah sesuatu hal yang mudah, hanya dengan bantuan dan dukungan dari berbagai pihak penulis mampu menyelesaikan skripsi ini. Oleh karena itu, penulis mengucapkan terima kasih kepada :

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

  2. Dra. M.M. Yetty Tjandrawati, M.Si., selaku dosen pembimbing yang telah memberikan dukungan, bimbingan, masukan, kritik, dan saran kepada penulis.

  3. Jeffry Julianus, M.Si., selaku dosen penguji yang telah memberikan dukungan, bimbingan, masukan, kritik, dan saran kepada penulis.

  4. Lucia Wiwid Wijayanti, M.Si., selaku dosen penguji yang telah memberikan masukan, kritik, dan saran kepada penulis.

  5. Yohanes Dwiatmaka, M.Si., selaku Kepala Laboratorium Farmasi atas izin yang diberikan sehingga penulis dapat melakukan penelitian di laboratorium. vii  

     

  6. Pak Parlan, Pak Kunto, Pak Bimo, dan segenap laboran Fakultas Farmasi yang telah membantu berlangsungnya penelitian.

  7. Orangtua tercinta yang telah merawat, membesarkan, dan mendidik penulis, serta telah memberi dukungan baik materiil maupun spirituil dan juga atas kasihnya yang tiada terkira.

  8. Tante Sri Lestari atas dukungan dan bantuannya, baik materiil maupun spirituil serta persaudaraan yang luar biasa.

  9. Kekasihku Yeremia Priyadi, atas dukungan, kesabaran, pertolongan, dan cinta kasihnya yang tiada terkira, yang senantiasa memberikan semangat dan kebahagiaan bagi penulis.

  10. Keluarga Yeremia Priyadi, atas dukungan dan kepeduliannya.

  11. Teman-teman satu kelompok penelitian, Handa, Marissa, Vita, dan Jati atas kerjasama, kekompakan, dan persahabatannya sejak awal, pertengahan, hingga akhir penelitian.

  12. Teman-teman komsel pemuridan : Anjas Wati, Monic, Yanti, Yuli, Anita, Fung, Intan, dan Viva atas persahabatan dan dukungan di dalam doa.

  13. Teman-teman komsel penginjilan : Reni, Iren, Eka, Nisia, Wiwit, Kaka, dan Monika, Lina Chang atas persahabatan dan dukungan di dalam doa.

  14. Teman-teman kelas A angkatan 2006, khususnya Henny atas persahabatan dan diskusi yang terjalin selama perkuliahan.

  15. Teman-teman kelompok praktikum A FST 2006, khususnya Uut, Nika, dan Shinta atas kerjasama dan kekompakan selama perkuliahan dan praktikum. viii  

     

  16. Semua pihak yang telah membantu penulis dalam menyelesaikan penelitian ini yang tidak bisa penulis sebutkan satu-persatu.

  Akhirnya, dengan segala kerendahan hati penulis menyadari bahwa skripsi ini jauh dari sempurna karena keterbatasan pikiran, waktu, dan tenaga. Oleh karena itu, penulis sangat mengharapkan kritik dan saran yang membangun agar skripsi ini menjadi lebih sempurna. Akhir kata, semoga skripsi ini bermanfaat bagi pembaca semua.

  Yogyakarta, 16 November 2009 Penulis ix  

     

PERNYATAAN KEASLIAN KARYA

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

  Yogyakarta, 16 November 2009 Penulis Linda Setiawati NIM. 068114052 x  

     

  

INTISARI

Eugenol merupakan senyawa antioksidan alami dengan aktivitas lemah.

  Dilakukan modifikasi struktur eugenol untuk meningkatkan aktivitas antioksidan dengan menambahkan gugus tersier-butil pada posisi orto dari gugus fenolik melalui reaksi alkilasi Friedel-Craft yang diharapkan menghasilkan senyawa t- butil eugenol. Pada sintesis t-butil eugenol digunakan 3 variasi suhu reaksi dan diharapkan dapat diketahui suhu reaksi yang menghasilkan senyawa t-butil eugenol terbanyak.

  Sintesis t-butil eugenol dilakukan dengan melarutkan besi (III) klorida anhidrat 5,2722 g dalam dietil eter. Larutan FeCl

  3 ini ditambah dengan t-butil

  klorida 3,6 mL dan didiamkan selama 12 jam. Pada campuran tersebut ditambahkan eugenol 1 mL dan di reflux selama 3 jam. Dilakukan variasi

  o

  pemanasan pada suhu 40

  C, 60 C dan 80 C. Senyawa hasil sintesis berupa larutan berwarna coklat kehitaman. Pengujian dengan kromatografi lapis tipis menunjukkan terdapat senyawa baru dengan nilai R f senyawa hasil sintesis lebih besar dari nilai R f eugenol.

  o

  Peningkatan jumlah senyawa hasil sintesis terbesar diperoleh pada suhu 80 C yaitu 1.096,280 % berdasar analisis area dibawah kurva (ADK) dengan program

  

ImageJ . Hasil analisis dengan kromatografi gas menunjukkan terdapat 42 macam

  senyawa hasil sintesis. Berdasarkan hasil elusidasi struktur dengan spektrometri massa dapat disimpulkan bahwa salah satu senyawa hasil sintesis adalah di-t-butil eugenol. Kata kunci : eugenol, di-t-butil eugenol, alkilasi Friedel-Craft, variasi suhu xi  

     

  

ABSTRACT

Eugenol is a natural antioxidant compound that has weak antioxidant

activity. It was needed to modify eugenol structure to increase antioxidant activity

with added tertiary butyl on orto position to phenolic group with Friedel-Craft

alkylation that was expected to produce t-butyl eugenol. In t-butyl eugenol

synthesis was used 3 variation reaction temperature and was expected to produce

the most t-butyl eugenol.

  Tertiary butyl eugenol synthesis was done by dissolving ferric chloride

anhydrous 5.2722 g on ethoxyethane. This ferric chloride solution was added with

t-butyl chloride 3.6 mL, and waited for 12 hours. The mixture was added with

o eugenol 1 mL and refluxed for 3 hours. It was heated on 40

  C, 60

  C, and 80 C. Synthetic product was brown blackish solution. Analysis with thin layer

chromatography showed that there was a new compound which had R f value

greater than eugenol. The greatest increasing total synthetic product that was

o

obtained on 80 C was 1,096.280 % based on Area Under Curve (AUC) with

ImageJ. Gas chromatography showed that there were 42 compounds in products.

  

Based on structure elucidation with mass spectrometry showed that ones of

synthetic product was di-t-butyl eugenol.

Key words : eugenol, di-t-butyl eugenol, Friedel-Craft akylation, temperature

variation

  xii  

     

  

DAFTAR ISI

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

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

  

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

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

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

  1 1. Permasalahan .......................................................................

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

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

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

  3 BAB II. PENELAAHAN PUSTAKA .............................................................

  4 A. Eugenol sebagai Antioksidan .....................................................

  4 xiii  

      B. Sintesis t-Butil Klorida ...............................................................

  6 C. Sintesis t-Butil Eugenol dengan Variasi Suhu Reaksi ...............

  7 D. Pengaruh Pelarut ........................................................................

  11 E. Analisis Senyawa Hasil Sintesis ................................................

  12 1. Kromatografi lapis tipis (KLT) ............................................

  12 2. Kromatografi gas ..................................................................

  14 3. Elusidasi Struktur dengan Spektrometri Massa ...................

  15

  4. Perhitungan Jumlah Senyawa Hasil Sintesis dengan Program ImageJ ...................................................................

  16 F. Landasan Teori ...........................................................................

  17 G. Hipotesis .....................................................................................

  18 BAB III. METODE PENELITIAN ................................................................

  19 A. Jenis dan Rancangan Penelitian ................................................

  19 B. Definisi Operasional .................................................................

  19 C. Variabel Penelitian ....................................................................

  19 D. Bahan Penelitian ........................................................................

  20 E. Alat Penelitian ...........................................................................

  20 F. Tata Cara Penelitian ..................................................................

  20 1. Sintesis t-butil klorida sebagai starting material ..................

  20

  2. Sintesis t-butil eugenol dengan katalis besi (III) klorida (FeCl 3 ) pada variasi suhu reaksi .........................................

  21

  o a. Sintesis t-butil eugenol pada suhu 40 C .......................

  21

  o b. Sintesis t-butil eugenol pada suhu 60 C .......................

  21 xiv  

      o c. Sintesis t-butil eugenol pada suhu 80 C .......................

  21 3. Analisis Senyawa Hasil Sintesis ........................................

  22 a. Uji organoleptis ............................................................

  22 b. Kromatografi lapis tipis (KLT) ....................................

  22 c. Kromatografi gas (KG) ................................................

  23 d. Perhitungan jumlah senyawa hasil sintesis ..................

  23 e. Elusidasi struktur dengan spektroskopi massa .............

  24 BAB IV. HASIL DAN PEMBAHASAN .......................................................

  25 A. Sintesis t-Butil Eugenol dengan Variasi Suhu Reaksi ...............

  25 B. Analisis Senyawa Hasil Sintesis ................................................

  29 1. Uji organoleptis ...................................................................

  29 2. Uji kromatografi lapis tipis (KLT) ......................................

  30 3. Kromatografi gas .................................................................

  33 4. Perhitungan jumlah senyawa hasil sintesis ..........................

  34 5. Elusidasi senyawa hasil sintesis ..........................................

  35 BAB V. KESIMPULAN DAN SARAN .........................................................

  41 A. Kesimpulan ...............................................................................

  41 B. Saran ..........................................................................................

  41 DAFTAR PUSTAKA .....................................................................................

  42 LAMPIRAN ....................................................................................................

  45 BIOGRAFI ......................................................................................................

  69 xv  

     

  

DAFTAR TABEL

  Halaman Tabel I. Parameter Empiris Kekuatan Pelarut (S)........................................

  13 Tabel II. Hasil Pemeriksaan Organoleptis Senyawa Hasil Reaksi dengan Eugenol ..........................................................................................

  29 Tabel III. Hasil Uji Kromatografi Lapis Tipis Senyawa Hasil Sintesis .........

  32 Tabel IV. Jumlah Senyawa Hasil Sintesis ......................................................

  34 xvi  

     

  

DAFTAR GAMBAR

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

  5 Gambar 2. Kestabilan Karbokation ...............................................................

  7 Gambar 3. Reaksi Pembentukan t-Butil Eugenol .........................................

  8 Gambar 4. Pengaruh Katalis dalam Penurunan Energi Aktivasi ..................

  8 Gambar 5. Pengaruh Suhu Terhadap Distribusi Energi Tumbukan .............

  10 Gambar 6. Reaksi Transfer Proton ................................................................

  11 Gambar 7. Mekanisme Reaksi Sintesis t-Butil Eugenol ...............................

  18 Gambar 8. Mekanisme Sintesis t-Butil Klorida ............................................

  25 Gambar 9. Penomoran Cincin Benzena untuk Substitusi Gugus t-Butil ......

  28 Gambar 10. Profil Bercak Uji Kromatografi Lapis Tipis ...............................

  31 Gambar 11. Kromatogram Kromatografi Gas Standar Eugenol ..................... 33 Gambar 12. Kromatogram Kromatografi Gas Senyawa Hasil Sintesis .......... 33 Gambar 13. Spektrum Massa Standar Eugenol ..............................................

  35 Gambar 14. Spektrum Massa Senyawa Hasil Sintesis ....................................

  35 Gambar 15. Fragmentasi di-t-Butil Eugenol ...................................................

  37 Gambar 16. Mekanisme Sintesis di-t-Butil Eugenol ......................................

  39 xvii  

     

  DAFTAR LAMPIRAN

  Halaman Lampiran 1. Perhitungan Jumlah Reaktan yang Dipergunakan ...................

  45 Lampiran 2. Rangkaian Alat Sintesis Tersier-Butil Eugenol .......................

  47 Lampiran 3. Hasil Uji Organoleptis Senyawa Hasil Sintesis .......................

  48 Lampiran 4. Perhitungan Nilai R f Analisis dengan Kromatografi Lapis Tipis .........................................................................................

  49 Lampiran 5. Perhitungan Jumlah Senyawa Hasil Sintesis............................

  50 Lampiran 6. Spesifikasi Kromatografi Gas-Spektrometer Massa Standar Eugenol .......................................................................

  51 Lampiran 7. Kromatogram Kromatografi Gas Standar Eugenol ..................

  52 Lampiran 8. Spesifikasi Kromatografi Gas-Spektrometer t-Butil Klorida ...

  53 Lampiran 9. Kromatogram Kromatografi Gas t-Butil Klorida .....................

  54 Lampiran 10. Spektrum Massa t-Butil Klorida ..............................................

  55 Lampiran 11. Spesifikasi Kromatografi Gas-Spektrometer Senyawa Hasil Sintesis .....................................................................................

  56 Lampiran 12. Kromatogram Kromatografi Gas Senyawa Hasil Sintesis ........

  57 Lampiran 13. Spektrum Massa Senyawa Hasil Sintesis .................................

  58 xviii  

     

BAB I PENGANTAR A. Latar Belakang Paparan kronik sinar matahari khususnya sinar ultraviolet (UV) yang

  berlebihan pada kulit dapat menyebabkan berbagai reaksi biokimia. Efek merugikan dari radiasi sinar UV dapat dikurangi dengan penggunaan senyawa antioksidan yang dapat mengontrol produksi radikal bebas dan stress oksidatif yang dihasilkan akibat radiasi UV (Morquio et al., 2005).

  Eugenol merupakan metabolit sekunder yang berasal dari tanaman cengkeh (Syzygium aromaticum, (Linn.) Merr) yang memiliki gugus hidroksi (- OH) fenolik yang berperan sebagai penangkap radikal bebas dalam mekanisme aktivitas antioksidan. Keberadaan eugenol yang melimpah di Indonesia menurut Sastrohamidjojo (2008), menunjukkan bahwa eugenol potensial untuk dikembangkan sebagai senyawa antioksidan dari bahan alam. Namun berdasarkan pengujian yang dilakukan oleh Ogata (2000) menunjukkan bahwa aktivitas eugenol sebagai antioksidan bersifat lemah dengan nilai IC

  50 > 800

  μM, berdasarkan metode 2,2-difenil-1-pikril hidrazil (DPPH).

  Modifikasi struktur terhadap eugenol telah dilakukan oleh Ogata (2000) dengan menambahkan gugus meruah didekat gugus hidroksi yang terbukti dapat meningkatkan aktivitasnya sebagai senyawa antioksidan. Keberadaan gugus meruah berupa tersier-butil pada senyawa Butylated Hydroxytoluene (BHT) dapat menyebabkan BHT poten sebagai antioksidan dengan nilai IC = 0,31

  50

  μM (Uto, 1  

  2  

   

  2002). Pada penelitian ini dilakukan penambahan gugus meruah berupa tersier- butil pada posisi orto dari gugus hidroksi fenolik eugenol yang diharapkan dapat menghasilkan senyawa t-butil eugenol dengan aktivitas antioksidan lebih baik daripada eugenol.

  Reaksi sintesis ini didasarkan pada reaksi alkilasi Friedel-Craft dengan menggunakan eugenol dan alkil halida seperti t-butil klorida sebagai starting

  material serta FeCl 3 sebagai katalis yang diharapkan dapat menghasilkan senyawa

t -butil klorida. Besi (III) klorida merupakan katalis asam Lewis yang bersifat

  cukup kuat (Segi, et al., 1980), sehingga reaksi dapat berlangsung dalam suasana lembut (mild) dan diharapkan diperoleh jumlah t-butil eugenol yang lebih besar.

  Semakin tinggi suhu yang dipergunakan dapat meningkatkan frekuensi tumbukan antar molekul (Keenan dkk., 1980) serta memperbanyak fraksi molekul yang memiliki energi melampaui energi aktivasi (Silberberg, 2006) sehingga dapat meningkatkan kinetika reaksi (Corwin, 2001). Dipergunakan variasi suhu

  o o o

  reaksi pada 40 , 60 , dan 80 C dengan tujuan untuk mengetahui suhu reaksi yang menghasilkan t-butil eugenol terbanyak.

1. Permasalahan

  a. Apakah t-butil eugenol dapat disintesis dari eugenol dan t-butil klorida dengan katalis FeCl ?

  3

  b. Pada suhu berapakah diperoleh jumlah t-butil eugenol terbesar?

  3  

    2.

   Keaslian Penelitian

  Penelitian tentang sintesis tersier-butil eugenol dari eugenol dan tersier-butil klorida dengan katalis besi (III) klorida dengan variasi suhu reaksi sejauh pengamatan peneliti belum pernah dilakukan.

3. Manfaat Penelitian

  a. Manfaat teoritis Penelitian ini bertujuan untuk memperkaya pengetahuan dalam bidang sintesis senyawa t-butil eugenol yang berasal dari eugenol dan t-butil klorida dengan katalis FeCl 3 menurut reaksi alkilasi Friedel-Craft.

  b. Manfaat metodologis Penelitian ini bertujuan untuk memperkaya metode sintesis senyawa antioksidan baru yaitu t-butil eugenol.

  c. Manfaat praktis Penelitian ini memberikan sumbangan suatu senyawa antioksidan baru dapat dipergunakan secara luas oleh masyarakat setelah diformulasikan dalam suatu bentuk sediaan obat serta dilakukan uji praklinik dan uji klinik.

B. Tujuan Penelitian

  1. Mengetahui apakah t-butil eugenol dapat disintesis dari eugenol dan t-butil klorida dengan katalis FeCl

  3 .

  2. Mengetahui suhu reaksi yang dapat menghasilkan jumlah t-butil eugenol terbesar.

     

BAB II PENELAAHAN PUSTAKA A. Eugenol sebagai Antioksidan Berbagai macam kerusakan sel dapat menyebabkan munculnya berbagai

  penyakit degeneratif seperti kanker, penyakit jantung koroner, artherosklerosis, dan penuaan dini (Gitawati, 1995). Munculnya berbagai penyakit tersebut disebabkan karena adanya pengrusakan makromolekul seperti Deoxyribose Nucleic Acid, karbohidrat, membran lipid, dan protein oleh radikal bebas.

  Beberapa tahun terakhir ini terjadi peningkatan minat untuk mendapatkan senyawa antioksidan alami (Sunarni dkk., 2007) yang mampu menghambat reaksi berantai radikal bebas dalam tubuh dengan memberikan elektronnya kepada molekul radikal bebas (Kumalaningsih, 2007). Beberapa senyawa antioksidan sintesis seperti Butylated hydroxyanisole (BHA) dan Butylated hydroxytoluene (BHT) diduga bersifat karsinogenik (Rajeshwar et al., 2005) dan bersifat toksik pada dosis tinggi (Halliwell and Gutteridge, 1999), sehingga sekarang lebih banyak dikembangkan antioksidan dari bahan-bahan alami (Hartoyo, 2003).

  Eugenol merupakan senyawa alami yang telah diketahui mempunyai aktivitas sebagai antioksidan (Ogata et al., 2000). Gugus hidroksi (-OH) fenolik pada eugenol (Gambar 1) merupakan gugus yang berperan sebagai penangkap radikal bebas dalam mekanisme antioksidan. Senyawa fenolik lain seperti kurkumin yang memiliki gugus hidroksi (-OH) fenolik dan gugus metilen dalam strukturnya menunjukkan bahwa gugus hidroksi (-OH) fenolik lebih bertanggung

  4  

  5  

   

  jawab terhadap aktivitas antioksidan dibandingkan gugus metilen. Hal ini disebabkan nilai Bond Dissociaton Enthalpies (BDEs) gugus hidroksi (-OH) fenoliknya lebih rendah (5,04 Kkal/mol) daripada nilai BDEs -C-H metilen (116,07 Kkal/mol). Abstraksi atom H dari gugus (–OH) fenolik lebih mudah terjadi daripada abstraksi atom H dari C-H metilen (Sun et al., 2002).

  CH O ² H C ₃ HO

Gambar 1. Struktur Eugenol

  Eugenol diperoleh dari minyak cengkeh, berbentuk cairan tidak berwarna atau kuning pucat dengan BM 164,20. Eugenol memiliki bau cengkeh kuat, menusuk, rasa pedas, dan tidak memutar bidang polarisasi. Bila terpapar udara warna eugenol menjadi lebih tua dan mengental. Eugenol sukar larut dalam air, larut dengan etanol, kloroform, eter, dan minyak lemak. Kelarutan eugenol adalah 1 bagian volume larut dalam 2 bagian volume etanol 70%. Bobot jenis eugenol antara 1,064 dan 1,070 serta indeks bias antara 1,540 dan 1,542 pada suhu 20ºC (Anonim, 2001).

  Menurut Sastrohamidjojo (2008), tanaman cengkeh sebagai penghasil senyawa eugenol yang tumbuh pada area lebih dari 438.000 ha di berbagai wilayah Indonesia, menempati posisi kedua sebagai komoditas ekspor minyak esensial. Dengan keberadaan tanaman cengkeh yang melimpah, maka eugenol memiliki potensi yang tinggi untuk dikembangkan secara komersial sebagai senyawa antioksidan yang berasal dari bahan alam. Namun berdasarkan penelitian

  

 

  6  

   

  yang dilakukan oleh Ogata (2000) dengan metode 2,2-difenil-1-pikril hidrazil (DPPH), menunjukkan bahwa eugenol memiliki aktivitas antioksidan yang lemah (IC > 800

  50 μM).

  Ogata (2000) menemukan bahwa dengan penambahan gugus meruah didekat gugus hidroksi pada eugenol akan meningkatkan aktivitasnya sebagai senyawa antioksidan. Gugus meruah berupa tersier-butil yang terdapat pada senyawa Butylated Hydroxytoluene (BHT) menyebabkan kepotenannya sebagai antioksidan dengan nilai IC = 0,31

  50

  μM (Uto, 2002). Untuk meningkatkan aktivitas antioksidan eugenol dilakukan dengan melakukan modifikasi struktur dengan menambahkan gugus meruah berupa t-butil pada posisi orto dari gugus hidroksi fenolik eugenol menghasilkan senyawa t-butil eugenol.

  B.

  

Sintesis t-Butil Klorida

  Sintesis t-butil klorida didasarkan atas reaksi substitusi nukleofilik 1 (S N 1) pada alkohol. Reaksi substitusi melibatkan reaksi antara elektrofil (spesies kekurangan elektron) dengan nukleofil (spesies kaya elektron). Reaksi S N 1terdiri dari dua tahap dan merupakan reaksi unimolekular. Reaksi ini melalui dua tahap yaitu tahap pertama meliputi pemisahan gugus-pergi (spesies penerima elektron) dari substrat, yang menghasilkan suatu karbokation yang merupakan senyawa antara (intermediate). Tahap kedua merupakan tahap diserangnya karbokation

  2

  oleh nukleofil dari karbokation terhibridisasi sp dari sisi mana pun (Bresnick, 2004).

  

 

  7  

   

  Kestabilan karbokation akan mempengaruhi kecepatan reaksi yaitu dengan semakin stabilnya karbokation akan meningkatkan kecepatan reaksi. Peningkatan substitusi akan menghasilkan lebih banyak gugus yang dapat memberikan elektron (induksi elektron) untuk menstabilkan karbokation. Gugus benzil dan alil bersifat sangat stabil karena delokalisasi muatan positif melalui resonansi. Karbokation dapat berpindah melalui pergeseran untuk membentuk karbokation yang bersifat lebih stabil (Bresnick, 2004). _{CH 3 H C CH}

  > ^{3 2} > > CH > > _{H C CH 3 3 H C CH 3 3} ³ Gambar 2. Kestabilan Karbokation

  Alkohol tidak dapat menjalani reaksi substitusi dalam larutan netral atau basa karena tidak memiliki gugus pergi yang baik seperti dalam alkil halida.

  Alkohol memiliki gugus hidroksil (-OH) yang bersifat basa kuat sehingga merupakan gugus pergi yang buruk. Oleh karena itu diperlukan suasana asam dalam reaksinya agar alkohol dapat mengalami protonasi menghasilkan ion

• oksonium (-OH ), suatu gugus pergi yang baik karena gugus ini akan dilepaskan

  2 sebagai air suatu basa sangat lemah (Fessenden dan Fessenden, 1986a).

  C.

  

Sintesis Tersier-Butil Eugenol dengan Variasi Suhu Reaksi

  Sintesis t-butil eugenol berdasarkan pada reaksi alkilasi Friedel-Craft melibatkan penambahan suatu alkil halida (t-butil klorida) pada cincin aromatis (eugenol) dengan menggunakan katalis asam Lewis kuat (FeCl 3 ) (Gambar 2).

  

 

  8  

    _{H CO 3 CH 3} H CO _{3 Cl CH C} FeCl _{3 CH 3} ³ _{HO C}

• _{HO C}

  t-Butil Klorida Eugenol _{H C CH 3 CH} ^C _{3 3} t -Butil Eugenol

   

Gambar 3. Reaksi Pembentukan t-Butil Eugenol

  Katalis merupakan suatu zat yang meningkatkan kecepatan suatu reaksi kimia tanpa dirinya mengalami perubahan kimia yang permanen (Keenan dkk., 1980). Katalis dapat bereaksi membentuk zat antara, tetapi akan diperoleh kembali dalam tahap reaksi berikutnya (Chang, 2003). Katalis bekerja dengan cara menurunkan barier energi dengan menyediakan energi pengaktifan yang lebih rendah (Gambar 3) sehingga molekul yang energinya tidak tinggi dapat bereaksi (Keenan dkk., 1980).

  

Gambar 4. Pengaruh Katalis dalam Penurunan Energi Aktivasi

  Besi (III) klorida merupakan katalis asam Lewis yang bersifat cukup kuat (Segi et al., 1980), sehingga reaksi sintesis berlangsung dalam suasana yang lembut (mild) dan dihasilkan jumlah senyawa hasil sintesis yang lebih besar. Besi

  

 

  9  

   

  (III) klorida merupakan penerima pasangan elektron dari t-butil klorida yang

• kemudian membentuk ion FeCl 4 (Fessenden dan Fessenden, 1986a).

  Pada reaksi kimia dipergunakan model berupa teori tumbukan yang menyatakan untuk terjadinya suatu reaksi kimia, molekul-molekul yang terlibat di dalamnya harus bertumbukan terlebih dahulu. Pada tumbukan yang sukses dapat menyebabkan perubahan molekul reaktan menjadi molekul produk dengan disertai perusakan ikatan molekul reaktan dan pembentukan ikatan baru pada molekul produk. Teori tumbukan menyebutkan terdapat tiga faktor yang mempengaruhui laju reaksi kimia yaitu : 1. Frekuensi tumbukan yang semakin besar dapat meningkatkan laju reaksi.

  2. Diperlukan energi tumbukan yang cukup untuk membentuk ikatan baru.

  Apabila molekul bertumbukan dengan energi yang belum cukup untuk membentuk ikatan baru maka tidak terjadi reaksi.

  3. Geometri tumbukan, diperlukan orientasi yang tepat antar molekul untuk dapat bereaksi (Corwin, 2001).

  Diperlukan suhu optimum untuk terjadinya reaksi kimia. Setiap

  o

  peningkatan suhu 10 C dapat meningkatkan laju reaksi menjadi 2 atau 3 kali semula (Petrucci, 1987). Kenaikan suhu dapat meningkatkan laju suatu reaksi yang disebabkan oleh :

  1. Adanya pergerakan molekul yang lebih cepat sehingga persentase tabrakan antar molekul yang menghasilkan reaksi kimia akan menjadi lebih besar (Keenan dkk., 1980).

  

 

  10  

   

  2. Adanya peningkatan energi tumbukan (Corwin, 2001) yang dapat memperbesar fraksi tumbukan dengan energi yang cukup untuk melampaui energi aktivasi (Gambar 4) (Silberberg, 2006).

  

Gambar 5. Pengaruh Suhu Terhadap Distribusi Energi Tumbukan

  Walaupun reaksi alkilasi Friedel-Craft ini dipergunakan secara luas dalam sintesis alkilbenzena, namun reaksi ini memiliki 4 batasan, yaitu :

  1. Hanya dapat dipergunakan alkil halida. Sedangkan aril halida dan vinil halida tidak dapat bereaksi karena keduanya membutuhkan energi yang tinggi untuk bereaksi pada kondisi Friedel-Craft.

  2. Reaksi Friedel-Craft tidak berhasil pada cincin aromatik yang tersubstitusi

• baik oleh gugus amino maupun gugus penarik elektron kuat yaitu –NR

  3 , -

  NO , -CN, -SO H, -CHO, -COCH , -COOH, -COOCH , -NH , - NHR, - NR .

  2

  3

  3

  3

  2

  2

  3. Reaksi alkilasi Friedel-Craft sering kali sulit untuk menghentikan reaksinya setelah terjadi substitusi tunggal. Setelah gugus alkil pertama terdapat pada cincin, reaksi substitusi kedua dapat terjadi sehingga menimbulkan polialkilasi.

  4. Penataan ulang kerangka gugus alkil seringkali terjadi selama reaksi, terutama ketika digunakan alkil halida primer. Jumlah penataan ulang tergantung dari

  

 

  11  

   

  katalis, suhu reaksi, dan pelarut reaksi. Penataan ulang lebih sedikit terjadi pada suhu reaksi yang lebih rendah, namun sering kali diperoleh campuran produk (Murry, 2004).

  D.

  

Pengaruh Pelarut

  Reaksi organik lebih sering terjadi pada fase cair yang homogen daripada tidak digunakannya pelarut. Keberadaan pelarut ini sebenarnya tidak diperhitungkan dalam persamaan stoikiometri dan bukan bahan penting untuk reaksi tersebut. Namun perlu diperhatikan interaksi kompleks yang terbentuk antara molekul terlarut dan pelarut yang dapat menyebabkan perubahan besar pada aktivitas, energi bebas, dan tentu saja reaktivitasnya. Oleh karena itu perlu diperhatikan dalam melakukan pemilihan pelarut dalam suatu reaksi kimia. Contoh pengaruh pelarut seperti pada gambar 5 di bawah ini (Isaacs, 1995).

  H

• Ph C CN Ph C CN
• MeOH
• MeO

  Me Me

Gambar 6. Reaksi Transfer Proton

  Pelarut cair dapat dibedakan menjadi tiga kategori utama yaitu :

  1. Protik, merupakan pelarut yang memiliki fungsi sebagai donor proton seperti memiliki gugus –OH atau –NH-, serta memiliki momen dipol yang besar dan mampu untuk membentuk ikatan hidrogen. Contohnya adalah alkohol, amina, asam karboksilat, dan air.

  

 

  12  

   

  2. Dipolar aprotik, memiliki momen dipol yang besar dan sifat pendonor, tetapi tidak memiliki proton asam. Contohnya adalah dimetilsulfoksida, alkil sianida, amida, dan keton sekunder.

  3. Non-polar aprotik, hanya memiliki sedikit momen dipol, tanpa proton asam maupun sifat pendonor atau akseptor sehingga hanya memiliki kekuatan intermolekuler yang lemah. Contohnya adalah hidrokarbon, halokarbon, dan eter (Isaacs, 1995).

  E.

  

Analisis Senyawa Hasil Sintesis

1. Kromatografi lapis tipis (KLT)

  Kromatografi lapis tipis (KLT) merupakan metode pemisahan fisika- kimia yang didasarkan pada perbedaan adsorbsi antara fase diam terhadap fase gerak dan zat terlarut yang terjadi secara kompetitif. Bercak dengan nilai R f sama kemungkinan adalah senyawa yang sama. Campuran yang akan dipisahkan dilarutkan dalam pelarut yang sesuai dan lebih menguntungkan jika digunakan pelarut pengembang yang kepolarannya sama (Gritter dkk., 1991). Gasparic (1978) menyebutkan bahwa terbentuknya suatu bercak tunggal tidak dapat disimpulkan sebagai suatu senyawa murni sebelum digunakan sistem pelarut dengan kepolaran yang berbeda.

  Pada sistem seperti KLT, dimana bagian lintasan dan koefisien partisi mungkin tidak konstan sepanjang jarak pengembangan, rasio jarak yang dilalui oleh zat terlarut dan fase gerak disebut sebagai retardation factor (R f ) dengan rumus sebagai berikut :

  

 

  13  

   

  R

  f

  = Pemilihan pelarut untuk menghasilkan pemisahan yang baik memerlukan sejumlah percobaan. Sistem pelarut biasanya merupakan campuran yang tediri dari dua komponen yaitu air dan pelarut organik polar yang larut dalam air. Pemilihan sistem pelarut ini dapat dilakukan secara eksperimental maupun dengan menghitung nilai kekuatan pelarut (S’) dengan rumus :

  S’ = F a S a + F b S b + … dengan F adalah volume fraksi dari pelarut murni (a, b, dan seterusnya) dan S adalah parameter kekuatan pelarut. Dengan semakin besar nilai S menunjukkan bahwa semakin kuat solut untuk teradsorpsi pada silika gel KLT tetapi akan semakin lemah terikat pada sistem KLT fase terbalik (Dean, 1995).

  

Tabel I. Parameter Empiris Kekuatan Pelarut (S)

Solven S

  Heksan 1-Propanol

  Tetrahidrofuran Etil asetat

  Etanol Kloroform

  Asam asetat Metanol

  Air 0,0 3,9 4,2 4,3 5,2 4,4 6,2 6,6 9,0

  (Dean, 1995) Silika gel lebih sering digunakan untuk bahan pelapis. Lapisan silika gel merupakan kumpulan sangat tebal dari partikel kecil dengan ukuran seragam (6-13 µm) dengan permukaan halus dan rata (Dean, 1995). Silika gel

  

 

  14  

   

  bersifat sedikit asam sehingga sampel dengan sifat asam sering agak mudah dipisahkan sehingga dapat meminimumkan reaksi asam-basa antara penjerap dan senyawa yang dipisahkan (Gritter dkk., 1991). Pengikat yang sering digunakan untuk serbuk silika gel adalah 5-20 % kalsium sulfat hemihidrat, bentuk halus dari gipsum (silika gel G) yang dipergunakan untuk meningkatkan kohesi dari partikel adsorben dan meningkatkan adhesi dari lapisan adsorben dengan lempeng (Dean, 1995).

2. Kromatografi gas

  Kromatografi gas adalah suatu metode pemisahan dengan proses migrasi diferensial dimana komponen-komponen cuplikan ditahan secara selektif oleh fasa diam berupa padatan maupun cairan serta fase gerak berupa gas. Kromatografi gas ini dapat digunakan untuk analisa kualitatif (penentuan sifat-sifat dari suatu komponen atau campuran dari komponen) serta analisa kuantitatif (penentuan jumlah dari suatu komponen atau komponen-komponen dalam suatu campuran) (Sastrohamidjojo, 1991).

  Data kromatografi gas biasanya terdiri dari waktu retensi atau waktu tambat berbagai komponen campuran. Waktu retensi diukur mulai dari titik penyuntikan sampai titik maksimum puncak dan sangat khas untuk senyawa tertentu pada kondisi tertentu (kolom, suhu, gas pembawa, dan laju aliran).

  Adanya komponen tertentu dapat dipisahkan dengan cara spiking jika tersedia senyawa murninya. Senyawa murni ditambahkan ke dalam cuplikan yang diduga mengandung senyawa yang diinginkan dan dikromatografi. Jika puncak yang sesuai diperkuat secara simetris pada dua sistem fase diam yang

  

 

  15  

   

  berlainan dan kepolarannya berbeda, komponen itu mungkin ada (Gritter dkk., 1991).

  Metode kromatografi gas dan spektrometri massa memberikan keuntungan saat keduanya digunakan secara bersamaan. Proses pemisahan dilakukan oleh kromatografi gas, sedangkan proses identifikasi dan kuantitatif dilakukan oleh spektrometri massa. Keuntungan dari kromatografi gas- spektrometri massa antara lain metode ini dapat digunakan untuk hampir semua jenis analit, memiliki batas deteksi yang rendah, dan memberi informasi penting tentang spektrum massa dari suatu senyawa organik (Dean, 1995).

3. Elusidasi Struktur dengan Spektrometri Massa (Mass Spectrometry)

  Penentuan struktur molekul organik dapat dilakukan dengan metode spektroskopi. Dalam hal ini dapat digunakan spektroskopi ultraviolet, spektrofotometri inframerah, spektroskopi resonansi magnetik inti, dan spektrometri massa (Samhoedi, 1980).

  Pada spektrometri massa sering kali dipergunakan metode Electron

  Impact (EI) yaitu spektrometer massa membombardir molekul dalam fase uap

  dengan sinar elektron berenergi tinggi dan mencatat hasil tumbukan elektron sebagai spektrum ion positif dan dinyatakan dalam massa/muatan (m/z) (Silverstein and Webster, 1998). Ion bermuatan positif yang berenergi tinggi ini disebut ion molekuler yang kemudian dapat dipecah menjadi ion berukuran lebih kecil (Sastrohamijojo, 1991).

  

 

  16  

   

  Proses ini menginisiasi ion radikal yang disebut ion molekuler atau induk. Untuk spesies molekuler M, pembentukan ion sering ditulis dalam persamaan :

  M + e Æ + 2 e M .