Transformasi magnesium hidroksisitrat menjadi metilester hidrksisitrat menggunakan katalis 1,2-dimetil-1,1,2,2-tetrafenilsulfonatodisilana

BAB 1
PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang
Asam hidroksisitrat telah diketahui memiliki banyak kegunaan, beberapa diantaranya
yaitu untuk mengobati obesitas, menaikkan berat badan, mengatasi kelaparan,
hiperlipemia dan lipemia posprandial lipemia (Bangun,2008). Asam hidroksisitrat
dapat diperoleh dari tumbuhan Genus Garcinia Cambogia dengan kadar 33-54%
(Jena,2002). Asam ini dapat diperoleh dengan mengubah bentuknya menjadi garam,
seperti kalsium hidroksisitrat, magnesium hidroksisitrat dan dalam bentuk esternya.
Hal ini disebabkan asam hidroksisitrat memiliki sifat yang tidak stabil karena
bersetimbang dengan lakton (Gokarju, G. 2007), sehingga tidak dapat diisolasi.
Selain asam hidroksisitrat ester hidroksisitrat juga diketahui memiliki banyak
kegunaan yaitu sebagai anti mikroba, anti bakteri, anti jamur (Mackeen, 2000),
campuran kosmetik dan pembersih kulit (Kamachi,H. 2007), mengurangi bau badan
(Gupta, 2007), anti tumor, anti oksidan dan anti keracunan sel (Mackeen, 2012).
Esterifikasi asam hidroksisitrat telah dilakukan dengan cara mereaksikan asam
hidroksisitrat dengan metanol menggunakan katalis H2SO4 pekat pada suhu 60 0C
selama 2 jam menghasilkan ester dimetil hidroksisitrat (Hida,2005). Selain itu
Kamachi dalam patent nya (2007) telah melaporkan esterifikasi asam hidroksisitrat
menggunakan kalsium hidroksisitrat sebagai prekursor dengan benzil alkohol dan

asam toluensulfonat sebagai katalis dan toluene sebagai pelarut. Campuran ini
direfluks selama 4 jam dan menghasilkan ester tribenzil hidroksi sitrat.
Fantoso (2014) telah mengesterifikasi asam hidroksisitrat yang terbentuk secara
in situ dari kalsium hidroksisitrat dengan H2SO4(p), dengan etanol dan dipanaskan
pada suhu 90 0C selama 6 jam menghasilkan ester trimetilhidroksisitrat dengan yield
17,56%. Kecilnya yield yang diperoleh disebabkan karena kalsium hidroksisitrat yang
dipakai masih kotor, sehingga kadar asam hidroksisitrat didalam kalsium
hidroksisitrat kecil. Reaksi antara kalsium hidroksisitrat dengan asam sulfat

membentuk asam hidroksisitrat secara in situ dapat dilihat dari Gambar 1.1 di bawah
ini:
H
HO C COOH

H
OOC C OH

H
HO C COO
Ca Ca

HO C COO

OOC C OH + 3 H2SO4

H C COO Ca OOC C H
H
H
Kalsium hidroksi sitrat kotor

2 HO C COOH + 3 CaSO4
H C COOH
H
Asam Hidroksi Sitrat in situ

Gambar 1.1. Reaksi antara kalsium hidroksisitrat dengan H2SO4 (Fantoso,2014)
Dan reaksi pembentukan ester trimetil hidroksi sitrat dapat dilihat pada Gambar 1.2
dibawah ini:
H
HO C COOH

H
HO C COO-C2H5

HO C COOH + 3 C2H5-O-SO3H

HO C COO-C2H5

H C COOH
H
Asam Hidroksi Sitrat

+ 3 H2SO4

H C COO-C2H5
H
Trietil Hidroksi Sitrat (yield 17,56%)

Gambar 1.2. Reaksi pebentukan ester trimetil hidroksisitrat (Fantoso, 2010)
Oleh kerena itu untuk membuat ester yang murni perlu pembuatan garam

hidroksi sitrat yang murni. Pemurnian garam hidroksi sitrat dapat dilakukan dengan
cara rekristalisasi. Garam kalsium hidroksisitrat tidak larut dalam air sehingga tidak
dapat direkristalisasi dengan air, tetapi garam Magnesium hidroksisitrat dapat larut
dalam air.
Sehingga dibuat garam magnesium hidroksisitrat. Garam Magnesium hidroksisitrat
dapat dibuat dengan mereaksikan larutan kalium hiroksi sitrat dengan larutan MgCl2 .
Garam Magnesium hidroksisitrat larut dalam air, sehingga dapat dengan mudah
direksristalisasi dengan pelarut air/etanol. Garam Magnesium hidroksisitrat yang
diperoleh ini dapat diubah menjadi bentuk esternya. Reaksi pembentukan magnesium
hidroksi siitrat dapat dilihat pada Gambar 1.3 di bawah ini.

H
HO C COOK
2 HO C COOK + 3 MgCl2
H C COOK
H
Kalium Hidroksisitrat

H
HO C COO

H
OOC C OH
Mg Mg

OOC C OH

HO C COO
H C COO
H

Mg

+ 6 KCl

OOC C H
H

Magnesium Hidroksisitrat

Gambar 1.3 Reaksi pembentukan magnesium hidroksi sitrat.
Untuk memperoleh ester dengan yield yang tinggi, diperlukan penggunaan katalis
asam. Pada umumnya katalis yang digunakan adalah asam sulfat, tetapi kelemahan
katalis ini dapat menimbulkan korosi pada reaktor, pencemaran lingkungan, dan tidak
dapat digunakan kembali sehingga harga produk menjadi lebih mahal (
Basumatary,2013). Oleh karena itu katalis padat dengan gugus fungsi asam sulfonat
telah banyak dikembangkan karena gugus asam sulfonat memiliki aktivitas katalitik
yang tinggi (Voort,dkk, 2013).
Bangun,dkk (2015) baru-baru ini telah mensintesis katalis berfase padat turunan
dari silana yang tersubsitusi dengan gugus fenilsulfonat yaitu 1,2-dimetil-1,1,2,2tetrafenilsulfonatodisilana (DMTPS) dengan cara mensulfonasi 1,2-dimetil-1,1,2,2tetrafenildisilana. Katalis ini memiliki kestabilan termal sangat baik, dapat digunakan
pada suhu tinggi yang bersifat reusable dan mampu mengkatalisis reaksi esterifikasi
asam karboksilat rantai panjang dengan alkohol primer dan skunder. Esterifikasi
asam-asam lemak tinggi seperti asam palmitat dan stearat dengan alkohol primer
(metanol) maupun skunder (2-butanol dan 2-propanol) dengan menggunakan katalis
DMTPS dan diperoleh yield yang cukup baik antara 48%-86,1%. Selain itu, reaksi
transesterifikasi CPO berkadar asam lemak bebas 7,82% dengan metanol juga telah
dilakukan dengan katalis yang sama dan menghasilkan yield yang sangat baik yaitu
95,9% (Bangun,dkk. 2015).
Oleh karena itu,katalis DMTPS digunakan pada esterifikasi garam magnesium
hidroksisitrat dengan metanol. Karena garam Magnesium hidroksisitrat tidak larut

didalam metanol, maka kedalam campuran reaksi ditambahkan sedikit H2SO4(p),
reaksinya dapat dilihat dibawah ini:

H
HO C COO
Mg Mg

HO C COO

H
HO C COOCH3

H
OOC C OH

OOC C OH + 3 CH3OH DMTPS 2 HO C COOCH3 +3 MgSO4 + H2O
H2SO4

H C COOCH3
H

H C COO Mg OOC C H
H
H
Magnesium hidroksisitrat

Metanol

Ester trimetilhidroksi sitrat

Gambar 1.4. Reaksi esterifikasi magnesium hidroksi sitrat dengan metanol
menggunakan katalis DMTPS.

1.2 Permasalan
1. Asam hidroksi sitrat dari buah Cambogia sukar diperoleh karena
bersetimbang dengan lakton. Kalsium hidroksisitrat yang diperoleh sukar larut
dalam air, sehingga tidak dapat dimurnikan.
2. Oleh karena itu untuk mengatasi masalah tersebut, dibuat garam Magnesium
hidroksisitrat yang larut dalam air sehingga mudah dimurnikan dengan
rekristalisasi. Kristal magnesium hidroksisitrat murni dibuat sebagai sumber

asam hidroksisitrat untuk diesterifiksi dengan metanol untuk memperoleh
ester trimetilhidrokisitrat dengan menggunakan katalis 1,2-dimetil-1,1,2,2tetrafenilsulfonatodisilana.

1.3 Tujuan Penelitian

1. Untuk memperoleh garam magnesium hidroksi sitrat yang murni sebagai
sumber asam hidroksisitrat murni.
2. Untuk mendapatkan ester trimetil hidroksi sitrat dari esterifikasi asam
hidroksisitrat

menggunakan

Tetrametilsulfonatodisilana.

katalis

1,2-Dimetil-1,1,2,2-

1.1 Manfaat Penelitian

Penelitian mengenai pemurnian asam hidroksi sitrat dan esterifikasi asam hidroksi
sitrat masih sedikit , sehingga hasil penelitian ini diharapkan dapat menambah
informasi mengenai cara esterifikasi asam hidroksi sitrat dan karakterisasinya.

1.2 Lokasi Penelitian

Penelitian ini di lakukan di Laboratorium Kimia Anorganik FMIPA USU, Medan.
Analisa FT-IR di lakukan di PT SOCI MAS Medan
Analisa SSA dilakukan di Laboratorium BARISTAN Medan
Analisa NMR dilakukan di laboratorium Kimia Organik ITB, Bandung

1.3 Metodologi Penelitian

Ada 2 zat yang di buat dalam penelitian ini:

1. Pembuatan Magnesium Hidroksisitrat
Kalium hidroksi sitrat kasar berupa sirup pH larutan 1% = 10 diencerkan
dengan akuades, kemudian dipanaskan, lalu di tambahkan larutan MgCl2
50% sampai pH = antara 6-7. Campuran larutan tersebut di uapkan pelarut
nya hingga ¾ bagian

yang menguap. Dalam kondisi dingin diperoleh

magnesium hidroksisitrat. Kristal Magnesium hidroksisitrat yang diperoleh di
rekristalisasi menggunakan air/etanol.