Sintesis tersier-butil eugenol dari eugenol dengan tersier-butil klorida menggunakan katalis aluminium klorida dengan variasi suhu pemanasan - USD Repository

SINTESIS TERSIER-BUTIL EUGENOL DARI EUGENOL DENGAN

TERSIER-BUTIL KLORIDA MENGGUNAKAN KATALIS ALUMINIUM

  SKRIPSI Diajukan untuk Memenuhi Salah Satu Syarat

  Memperolah Gelar Sarjana Farmasi (S. Farm) Program Studi Ilmu Farmasi

  Oleh: Prasetya Jati

  NIM : 06 8114 144

  

FAKULTAS FARMASI

UNIVERSITAS SANATA DHARMA

YOGYAKARTA

2010

SINTESIS TERSIER-BUTIL EUGENOL DARI EUGENOL DENGAN

TERSIER-BUTIL KLORIDA MENGGUNAKAN KATALIS ALUMINIUM

  SKRIPSI Diajukan untuk Memenuhi Salah Satu Syarat

  Memperolah Gelar Sarjana Farmasi (S. Farm) Program Studi Ilmu Farmasi

  Oleh: Prasetya Jati

  NIM : 06 8114 144

  

FAKULTAS FARMASI

UNIVERSITAS SANATA DHARMA

YOGYAKARTA

2010

HALAMAN PERSEMBAHAN

  

“Aku iki dalané marang Gusti Allah lan Aku sing nuduhaké,

Gusti Allah kuwi sapa lan kepriyé kaanané;

Aku uga sing mènèhi urip marang manungsa.

Ora ana wong siji waé sing bisa sowan marang Sang Rama, yèn ora

lantaran Aku.”

  Akulah jalan dan kebenaran dan hidup. Tidak ada seorangpun yang datang kepada Bapa, kalau tidak melalui Aku

  (Yohanes 14:6)

  

Kupersembahkan karya ini untuk:

Bapak, Ibu, Nendya, dan Oline, terimakasih untuk semuanya.

  

PRAKATA

  Puji dan syukur kepada Tuhan Yesus Kristus atas anugrah dan karya indah-Nya melalui penulis, sehingga penulis dapat menyelesaikan skripsi yang berjudul “Sintesis Tersier-Butil Eugenol Dari Eugenol Dengan Tersier-Butil Klorida Menggunakan Katalis Aluminium Klorida Dengan Variasi Suhu Pemanasan”. Skripsi ini merupakan salah satu syarat untuk memperoleh gelar Sarjana Strata Satu Program Studi Ilmu Farmasi (S.Farm.) di Universitas Sanata Dharma Yogyakarta.

  Penulisan skripsi ini tidak akan pernah lepas dari bantuan, saran, dorongan dan bimbingan dari berbagai pihak. Oleh karena itu, pada kesempatan ini penulis ingin menyampaikan rasa terima kasih kepada :

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

  2. Dra. Maria Margaretha Yetty Tjandrawati, M.Si. selaku dosen pembimbing yang bersedia untuk mengarahkan dan membantu penulis sehingga skripsi ini dapat terselesaikan.

  3. Jeffry Julianus, M.Si selaku dosen penguji atas pengarahan, saran, dan kritiknya selama penelitian maupun penyusunan skripsi.

  4. Lucia Wiwid Wijayanti, M.Si. selaku dosen penguji atas waktu, bantuan dan saran yang telah diberikan.

  5. Yohanes Dwiatmaka, S.Si., M.Si. selaku Kepala Laboratorium Fakultas Farmasi Universitas Sanata Dharma.

  6. Seluruh staf laboratorium di Fakultas Farmasi Universitas Sanata Dharma Yogyakarta terutama Pak Parlan, Mas Bimo, dan Mas Kunto, terimakasih atas bantuannya selama penelitian berlangsung.

  7. Bapak, Ibu, Nendya, Oline, dan seluruh keluarga besar tercinta. Terimakasih untuk doa, semangat, dan dukungannya selama penyusunan skripsi ini.

  8. Keluarga Prasodjo dan Sukrisno terimakasih atas bantuan dan dukungan selama penyusunan skripsi ini.

  9. Vita, Handa, Marissa, dan Linda, tim seperjuangan yang hebat. Terimakasih untuk semangat, bantuan, dan dukungannya

  10. Thomplink, Angel, Rudi, Lulu, Oktav, dan Mbak Dita terimakasih untuk semangat, kegilaan dan kebersamaannya selama ini.

  11. Teman-teman kos Progresif; Anton, Aan, Jimbong, dan Pungki. Sukses selalu untuk kita semua.

  12. Teman-teman Farmasi Angkatan 2006, terutama minat FST 2006 yang tidak dapat penulis sebut satu per satu. Terimakasih untuk semangat kalian selama di farmasi. Semoga selalu sukses.

  13. Teman-teman KKN Palihan XXXVIII dan seluruh warga Dusun Palihan, terutama; Mbah Joyo, Mas Aga, dan Mas Bayu. Sukses selalu untuk kita semua.

  14. Semua pihak dalam perjalanan hidup penulis yang selalu menjadi inspirasi bagi penulis.

  15. Semua pihak yang telah membantu dan memberikan dukungan yang tidak dapat disebutkan satu persatu.

  Penulis menyadari bahwa dalam penyusunana skripsi ini masih terdapat banyak kekurangan. Oleh karena itu, sumbangan pemikiran, saran dan kritik yang membangun akan sangat diharapkan. Akhir kata penulis memohon maaf atas segala kekurangan dan mudah mudahan skripsi ini dapat bermanfaat bagi pembaca.

  Penulis,

SINTESIS TERSIER-BUTIL EUGENOL DARI EUGENOL DENGAN

TERSIER-BUTIL KLORIDA MENGGUNAKAN KATALIS ALUMINIUM

  

INTISARI

  Penambahan gugus meruah didekat gugus hidroksi dapat meningkatkan aktivitas antioksidan. Sintesis tersier-butil eugenol dilakukan untuk meningkatkan aktivitas antioksidan dari eugenol. Sintesis dilakukan dengan mereaksikan eugenol dengan tersier-butil klorida menggunakan katalis Aluminium klorida (AlCl

  3 ). Variasi suhu pemanasan dilakukan untuk mendapatkan suhu pemanasan

  yang optimal selama proses sintesis t-butil eugenol sehingga didapatkan jumlah senyawa hasil sintesis yang optimal.

  Penelitian ini termasuk penelitian eksperimental murni. Proses sintesis dilakukan menurut reaksi alkilasi Friedel Craft, dengan cara mereaksikan suatu eugenol dengan t-butil klorida dengan menggunakan katalis AlCl

  3 . Reaksi sintesis

  dilakukan selama 3 jam. Suhu pemanasan divariasikan menjadi 40

  C, 60

  C, dan

  80 C.

  Hasil sintesis kemudian diuji organoleptis, Kromatografi Lapis Tipis (KLT), dan Kromatografi Gas (GC) – Spektroskopi Massa (MS). Uji KLT dilakukan dengan lempeng silika gel 60 GF 254 , fase gerak toluena : etilasetat (93:7) dan dideteksi dengan sinar UV 254 nm . Hasil uji KLT menunjukkan adanya bercak senyawa baru pada hasil sintesis dengan suhu pemanasan 60

  C, sedangkan pada suhu 40 C dan 80 C tidak diperoleh bercak senyawa baru. Hasil GC-MS menunjukkan terbentuk tersier-butil eugenol pada pada hasil sintesis pada suhu pemanasan 60

  C. Jadi tersier-butil eugenol dapat disintesis dari eugenol dengan t- butil klorida menggunakan katalis AlCl

  3 dan variasi suhu pemanasan mempengaruhi jumlah t-butil eugenol yang dihasilkan.

  Kata kunci: t-butil eugenol, Friedel Craft, variasi suhu pemanasan

SINTESIS TERSIER-BUTIL EUGENOL DARI EUGENOL DENGAN

  

KLORIDA DENGAN VARIASI SUHU PEMANASAN

ABSTRACT

  Adding of large groups near the hydroxy group can increase the antioxidant activity. Synthesis of tertiary-butyl eugenol done to improve the antioxidant activity of eugenol. Synthesis carried out by reacting eugenol with tertiary-butyl chloride using aluminum chloride catalyst (AlCl3). Heating temperature variations made to obtain the optimum heating temperature during the synthesis of t-butyl eugenol, so get the optimal yield.

  This experiment is an experimental method. Synthesis process is based on Friedel Craft alkilasi reaction, by reacting a eugenol with t-butyl chloride with AlCl

  3 as catalyst. Synthesis reaction carried out during 6 hours. Heating

  temperature was varied to 40

  C, 60

  C, and 80 C. The results of synthesis and then tested organoleptis, Thin Layer

  Chromatography (KLT), and Gas Chromatography (GC) - Mass Spectroscopy (MS). KLT test performed with plates silica gel 60 GF254, motion phase toluene: etilasetat (93:7) and detected by UV254 nm light. KLT test result indicates a new compound spots on the synthesis by heating temperature 60

  C, whereas at temperature 40 C and 80 C did not obtain a new compound spots. GC-MS results show tertiary-butyl formed eugenol on the synthesis of the heating temperature

  60 C. So tertiary-butyl eugenol can be synthesized from eugenol with t-butyl chloride with AlCl

  3 as catalyst, heating temperature variations affect the amount of tertiary-butyl eugenol produced.

  Keywords: tertiary-butyl eugenol, Friedel Craft, heating temperature variation

DAFTAR ISI

  HALAMAN JUDUL ii

  HALAMAN PERSETUJUAN PEMBIMBING iii HALAMAN PENGESAHAN iv

  HALAMAN PERSEMBAHAN v

  PERNYATAAN PERSETUJUAN PUBLIKASI vi PRAKATA vii

  PERNYATAAN KEASLIAN KARYA x

  INTISARI xi

  ABSTRACT

  xii DAFTAR ISI xiii

  DAFTAR TABEL xvi

  DAFTAR GAMBAR xvii

  DAFTAR LAMPIRAN xix

  BAB I. PENGANTAR

  1 A. Latar Belakang

  1

  1. Permasalahan 3

  2. Keaslian Penelitian

  3

  3. Manfaat Penelitian

  4 B. Tujuan Penelitian 4

  BAB II. PENELAAHAN PUSTAKA

  5 A. Antioksidan

  5 B. Eugenol

  7 C. Aluminium Klorida

  8 D. Tersier-Butil Klorida

  9 E. Pelarut

  10 F. Reaksi Friedel-Craft

  11 G. Uji Organoleptis 13

  H. Kromatografi Lapis Tipis (KLT) 13

  I. Kromatografi Gas 15 J. Spektrometri massa (MS)

  16 K. Program Image J 18 L. Landasan Teori

  18 M. Hipotesis 20

  BAB III. METODE PENELITIAN 21 A. Jenis dan Rancangan Penelitian 21 B. Variabel 21 C. Definisi Operasional

  21 D. Bahan Penelitian 22

  E. Alat Penelitian

  22 F. Tata Cara Penelitian

  22

  1. Sintesis t-butil klorida dari t-butanol dan asam klorida (HCl)

  22

  2. Sintesis t-butil eugenol dengan katalis Aluminium Klorida 23

  3. Analisis hasil 24

  a. Perhitungan jumlah senyawa hasil sintesis 24 b. Uji organoleptis

  24

  c. Kromatografi lapis Tipis (KLT) 24

  d. Elusidasi Struktur dengan spektrometri massa

  25 BAB IV. HASIL DAN PEMBAHASAN

  26 A. Sintesis tersier-butil klorida

  26 B. Sintesis tersier-butil eugenol

  28 C. Analisis hasil

  31

  1. Uji organoleptis

  31

  2. Kromatografi lapis Tipis (KLT)

  32

  3. Elusidasi struktur senyawa hasil sintesis

  38

  4. Perhitungan jumlah senyawa hasil sintesis

  44 BAB V. KESIMPULAN DAN SARAN

  49 A. Kesimpulan

  49 B. Saran

  49 DAFTAR PUSTAKA

  50 LAMPIRAN

  52 BIOGRAFI PENULIS

  66

  DAFTAR TABEL

  Tabel 1. Hasil pemeriksaan organoleptis senyawa hasil sintesis dan

  starting material

  31 Tabel 2. Data R f eugenol dan senyawa hasil sintesis

  38 Tabel 3. Data AUC eugenol dan senyawa hasil sintesis

  47

  DAFTAR GAMBAR

  3 dengan t-butil klorida ketika larutan didiamkan

  37 Gambar 17. Kromatogram senyawa hasil sintesis dengan kromatografi gas

  3

  36 Gambar 16. KLT senyawa hasil sintesis dan katalis AlCl

  35 Gambar 15. KLT senyawa hasil sintesis

  35 Gambar 14. Ikatan hidrogen senyawa hasil sintesis dengan silika gel

  30 Gambar 13. Ikatan hidrogen eugenol dengan silika gel

  3

  29 Gambar 12. Reaksi sintesis t-butil eugenol dari eugenol dan t-butil klorida dengan katalis AlCl

  semalam

  28 Gambar 11. Reaksi AlCl

  Gambar 1. Reaksi penghambatan radikal primer terhadap radikal lipida

  27 Gambar 10. Reaksi penetralan asam klorida

  15 Gambar 9. Mekanisme reaksi pembentukan t-butil klorida

  13 Gambar 8. Instrumen kromatografi gas

  12 Gambar 7. Reaksi eugenol dengan t-butil klorida

  11 Gambar 6. Contoh reaksi Friedel-Craft

  9 Gambar 5. Struktur dietil eter

  7 Gambar 4. Diagram keadaan energi

  7 Gambar 3. Struktur eugenol

  6 Gambar 2. Antioksidan bertindak sebagai proksidan

  39 Gambar 18. Spektrum massa senyawa pada peak nomor 23 dengan waktu retensi 12,242 menit

  40 Gambar 19. Penembakan molekul senyawa hasil sintesis dengan elektron berenergi tinggi

  41

• Gambar 20. Fragmentasi kation t-butil (C H ) (m/z = 57)

  42

  4

  9

• +

  Gambar 21. Fragmentasi kation C

  3 H 5 (m/z = 41)

  43 Gambar 22. Tersier-butil eugenol masih berikatan dengan katalis

  44

DAFTAR LAMPIRAN

  Lampiran 1. Perhitungan bahan

  53 Lampiran 2. Penimbangan AlCl

  3

  54 Lampiran 3. KLT senyawa hasil sintesis

  55 Lampiran 4. KLT senyawa hasil sintesis dan katalis AlCl

  3

  56 Lampiran 5. Kondisi GC-MS

  57 Lampiran 6. Hasil elusidasi struktur dengan Kromatografi Gas

  58 Lampiran 7. Spektrum massa senyawa hasil sintesis

  59 Lampiran 8. Perhitungan nilai R

  60

  f

  Lampiran 9. Hasil AUC dengan program Image J (Eugenol, pemanasan 40

  C, dan 60

  C)

  61 Lampiran 10. Hasil AUC dengan program Image J (Eugenol dan pemanasan 80 C)

  62 Lampiran 11. Hasil AUC dengan program Image J (Pemanasan 60 C dan bercak baru senyawa hasil sintesis)

  63 Lampiran 12. Hasil AUC dengan program Image J

  64 Lampiran 13. Perhitungan jumlah senyawa hasil sintesis

  65

BAB I PENGANTAR A. Latar Belakang Saat ini berbagai macam penyakit dapat timbul seperti kanker,

  kardiovaskuler, penyumbatan pembuluh darah, stroke, dan penuaan dini yang salah satu penyebabnya disebabkan oleh terjadinya proses oksidasi radikal bebas di dalam tubuh. Oleh karena itu sangat diperlukan suatu senyawa yang dapat menangkap atau menetralkan proses oksidasi radikal bebas, salah satunya adalah senyawa antioksidan. Senyawa antioksidan diperlukan oleh tubuh untuk menetralkan radikal bebas dan mencegah kerusakan yang ditimbulkannya terhadap sel normal, protein dan lemak. Senyawa antioksidan menstabilkan radikal bebas dengan cara mendonorkan radikal hidrogennya untuk melengkapi elektron yang dimiliki oleh suatu radikal bebas. Hal ini dapat menghambat terjadinya reaksi berantai dari pembentukan radikal bebas yang dapat memberikan tekanan oksidatif terhadap sel-sel tubuh.

  Telah banyak penelitian dilakukan untuk mendapatkan senyawa antioksidan. Salah satu senyawa yang memiliki aktivitas antioksidan adalah eugenol. Senyawa ini banyak terkandung pada tanaman cengkeh yang banyak terdapat di Indonesia. Hal ini mendorong pemanfaatan eugenol sebagai antioksidan karena kemudahannya untuk didapatkan di Indonesia. Walaupun demikian aktivitas eugenol sebagai senyawa antioksidan ternyata masih rendah, sehingga perlu dilakukan modifikasi senyawa untuk menghasilkan turunan eugenol yang mempunyai aktivitas antioksidan lebih baik.

  Pada penelitian ini, dilakukan modifikasi eugenol menjadi tersier-butil eugenol untuk meningkatkan aktivitas antioksidannya. Penambahan gugus t-butil pada posisi orto dari gugus hidroksi fenolik bertujuan untuk meningkatkan aktivitas antioksidan eugenol. Pada sebuah penelitian, telah terbukti bahwa penambahan gugus meruah didekat gugus hidroksi dapat meningkatkan aktivitas antioksidan (Ogata et al., 2000). Penambahan gugus yang meruah seperti t-butil didekat gugus hidroksi fenolik dapat dilihat pada senyawa BHT (Butylated

  

Hidroxytoluene ) ternyata mempunyai aktivitas antioksidan lebih baik. Karena itu,

  sintesis t-butil eugenol dilakukan dengan menambahkan gugus meruah pada posisi orto dari gugus hidroksi eugenol.

  Proses sintesis tersier-butil eugenol dapat dilakukan berdasarkan reaksi alkilasi Friedel Craft, yaitu dengan cara mereaksikan suatu benzen dengan alkil halida dengan menggunakan katalis Aluminium klorida (Fessenden dan Fessenden, 1986). Dalam sintesis ini, digunakan starting material eugenol dan t- butil klorida yang direaksikan menggunakan katalis AlCl

  3. Faktor-faktor yang

  berpengaruh dalam reaksi alkilasi Friedel Craft, diantaranya adalah penggunaan katalis, suhu, dan lama pemanasan. Dalam penelitian ini dilakukan optimasi pada suhu pemanasan.

  Pengaruh suhu pemanasan terhadap laju reaksi adalah apabila suhu pada suatu reaksi dinaikkan, maka menyebabkan partikel semakin aktif bergerak, sehingga tumbukan yang terjadi semakin sering, menyebabkan laju reaksi semakin besar. Hal ini disebabkan karena adanya pemanasan akan memberikan energi yang meningkatkan pergerakan molekul starting material sehingga kontak atau tumbukan antar starting material makin besar dan mempercepat reaksi pembentukan senyawa target. Dalam reaksi alkilasi Friedel Craft diperlukan suhu optimal agar dihasilkan senyawa hasil sintesis dalam jumlah optimum. Oleh karena itu, dalam penelitian ini dilakukan variasi suhu pemanasan untuk mengetahui pada suhu mana dihasilkan t-butil eugenol dalam jumlah terbanyak.

  1. Permasalahan

  Dari latar belakang yang telah diuraikan di atas, masalah yang muncul dapat dirumuskan sebagai berikut: a. Apakah t-butil eugenol dapat disintesis dari eugenol dengan t-butil klorida menggunakan katalis Aluminium klorida (AlCl

  3 )?

  b. Apakah variasi suhu pemanasan dapat mempengaruhi jumlah senyawa t-butil eugenol yang dihasilkan?

  2. Keaslian Penelitian

  Sejauh pengamatan penulis, penelitian tentang sintesis t-butil eugenol dari eugenol dan t-butil klorida menggunakan katalis aluminium klorida dengan variasi suhu pemanasan belum pernah dilakukan.

  3. Manfaat Penelitian

  Secara teoritis, penelitian ini bermanfaat untuk perkembangan ilmu kefarmasian tentang sintesis t-butil eugenol dari eugenol dan t-butil klorida menggunakan katalis aluminium klorida.

  Secara praktis, penelitian ini bermanfaat dalam hal memberikan data mengenai pengaruh suhu pemanasan terhadap jumlah senyawa t-butil eugenol yang dihasilkan.

  B.

  

Tujuan

  Penelitian ini bertujuan untuk:

  1. Mengetahui apakah t-butil eugenol dapat disintesis dari eugenol dengan t-butil klorida menggunakan katalis Aluminium klorida (AlCl

  3 )

  2. Mengetahui pengaruh variasi suhu pemanasan terhadap jumlah senyawa t-butil eugenol yang dihasilkan.

BAB II PENELAAHAN PUSTAKA A. Antioksidan Antioksidan adalah senyawa yang mempunyai struktur molekul yang

  dapat memberikan elektronnya kepada molekul radikal bebas tanpa terganggu sama sekali dan dapat memutus reaksi berantai dari radikal bebas. Antioksidan juga didefinisikan sebagai senyawa yang dapat menunda, memperlambat, dan mencegah proses oksidasi lipid. Antioksidan mampu menunda dan mencegah terjadinya reaksi antioksidasi radikal bebas dalam oksidasi lipid (Anonim, 2009).

  Sumber-sumber antioksidan dapat dikelompokkan menjadi 2, yaitu:

  a. Antioksidan sintetik : Antioksidan yang diperoleh dari hasil sintesa reaksi kimia, contohnya tokoferol, Butylated hydroxytoluene (BHT), Butylated hydroxyanisole (BHA), dan propil galat.

  b. Antioksidan alami : Antioksidan hasil ekstraksi bahan alami, contohnya golongan flavonoid, turunan asam sinamat, kumarin dan lain-lain (Ardiansyah, 2007). Sebagai senyawa yang dapat menstabilkan radikal bebas, antioksidan memiliki 2 cara kerja. Cara pertama sebagai pendonor radikal hidrogen. Mekanisme kerja senyawa ini mampu memberikan radikal hidrogen secara cepat ke radikal lipida (R*, ROO*) atau mengubahnya ke bentuk lebih stabil, sementara turunan radikal antioksidan (A*) tersebut memiliki keadaan lebih stabil daripada radikal lipida.Sedangkan cara kedua merupakan fungsi sekunder antioksidan, yaitu memperlambat laju autooksidasi dengan berbagai mekanisme di luar mekanisme pemutusan rantai autooksidasi dengan pengubahan radikal lipida ke bentuk lebih stabil (Ardiansyah,2007). Beberapa kriteria senyawa antioksidan diantaranya adalah memiliki kelarutan yang tinggi dalam lipida, efektif dalam jumlah realtif sedikit, toksisitas rendah, dan radikal yang terbentuk harus lebih stabil daripada radikal bebasnya (Puspita-Nienaber dkk., 1997).

  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 (gambar 1). 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. Besar konsentrasi antioksidan yang ditambahkan dapat berpengaruh pada laju oksidasi. Pada konsentrasi tinggi, aktivitas antioksidan grup fenolik sering lenyap bahkan antioksidan tersebut menjadi prooksidan (gambar 2).

  Inisiasi : R* + AH → RH + A*

  Propagasi : ROO* + AH → ROOH + A*

  

Gambar 1. Reaksi penghambatan antioksidan primer terhadap radikal

lipida

  AH + O

  2

  → A* + HOO* AH + ROOH

  → RO* + H2O + A*

  

Gambar 2. Antioksidan bertindak sebagai prooksidan

  (Ardiansyah, 2007)

B. Eugenol

  Eugenol merupakan senyawa berbentuk cairan tidak berwarna atau berwarna kuning-pucat, dapat larut dalam alkohol, eter dan kloroform. Senyawa ini termasuk turunan guaiakol yang mendapat tambahan rantai alil, dikenal dengan nama IUPAC 2-metoksi-4-(2’-propenil) fenol. Eugenol sedikit larut dalam air namun mudah larut pada pelarut organik (Anonim, 1986). Hal ini memenuhi salah satu kriteria antioksidan, dimana eugenol dapat larut ke dalam lipid, sehingga dapat bekerja efektif dalam menangkal radikal bebas.

  HO H CO

  3 Gambar 3. Struktur Eugenol

  Eugenol merupakan salah satu senyawa alami yang memiliki aktivitas antioksidan. Secara struktural, eugenol merupakan jenis senyawa yang yang memiliki kemampuan untuk menangkap radikal bebas, sehingga dapat memutus rantai reaksi radikal. Proses ini menghasilkan senyawa yang lebih stabil dari radikal bebasnya. Gugus dalam struktur eugenol yang berperan sebagai penangkap radikal bebas adalah gugus hidroksi (-OH). Hal ini didasarkan pada senyawa fenolik lain seperti kurkumin yang juga memiliki aktivitas antioksidan dikarenakan nilai bond dissociation enthalpies (BDEs) gugus O-H fenoliknya lebih rendah 5,04 Kkal/mol daripada nilai BDEs C-H metilen 116,07 Kkal/mol. Sehingga atom H dari gugus –Oh fenoliknya lebih mudah diabstraksi daripada abstraksi atom H dari C-H metilen (Sun et al., 2002).

  Modifikasi struktur eugenol dilakukan untuk meningkatkan aktivitas antioksidan dari eugenol. Penambahan gugus meruah didekat gugus hidroksi fenolik dapat meningkatkan aktivitas antioksidan (Ogata et al., 2000). Modifikasi dilakukan dengan menambahkan suatu gugus yang meruah yaitu t-butil pada posisi orto dari gugus hidroksi fenolik eugenol.

C. Aluminium Klorida

  Aluminium Klorida (AlCl

  3 ) berupa serbuk putih pada kondisi masih

  murni, memiliki bau yang kuat seperti HCl, higroskopis dan larut dalam pelarut organik, seperti etanol dan eter. Memiliki berat molekul 133,34 (Anonim,1989).

  AlCl adalah garam logam anhidrat yang merupakan asam lewis. Asam

  3

  lewis adalah zat yang dapat menerima sepasang elektron. AlCl

  3 merupakan asam

  lewis yang umum digunakan dalam reaksi alkilasi Friedel Craft (Fessenden dan Fessenden, 1986).

  Katalis adalah suatu zat yang mempercepat suatu laju reaksi, namun bahan ini secara kimiawi, tidak berubah pada akhir reaksi. Penggunaan katalis memberikan perubahaan yang berarti pada energi aktivasi. Energi aktivasi adalah energi minimum yang dibutuhkan untuk memulai suatu reaksi kimia. Biasanya dilambangkan E , dengan satuan kilo joule/mol. Dengan adanya katalis maka

  a

  suatu reaksi akan memiliki energi aktivasi yang lebih rendah. Gambaran keadaan energi dengan adanya katalis dapat dilihat pada diagram di bawah ini:

  

Gambar 4. Diagram keadaan energi

  (Anonim, 2004)

D. Tersier-Butil Klorida

  Tersier- butil klorida memiliki nama kimia 2-kloro-2-metilpropana

  berbentuk cairan dengan berat molekul 92,57, berat jenis 0,847, dan titik didih 51,0 C. Tersier-butil klorida larut dalam air, alkohol, dan eter (Anonim, 1989).

  

Tersier- butil klorida merupakan senyawa alkil halida. Ada 4 tipe alkil halida,

  yaitu: metil, primer, sekunder, dan tersier. Tipe alkil halida ini akan mempengaruhi tipe kestabilan karbokation yang terbentuk, karena karbokation tidak stabil dan dengan cepat bereaksi lebih lanjut. Dalam suatu karbokation, karbon yang bermuatan positif adalah suatu pusat elektropositif. Rapatan elektron dari ikatan-ikatan sigma digeser ke arah karbon positif. Geseran rapatan ini menciptakan muatan positif parsial (sebagian) pada atom-atom yang berdekatan.

  Muatan parsial positif ini mempolarisasi ikatan-ikatan sigma berikutnya. Dengan cara ini muatan positif karbokation agak disebar, dan karbokation itu terstabilkan.

  Gugus alkil mengandung lebih banyak atom dan elektron daripada sebuah atom hidrogen. Semakin banyak gugus alkil terikat pada atom karbon bermuatan positif, berarti makin banyak atom yang dapat membantu membagi muatan positif itu dan membantu menstabilkan karbokation (Fessenden dan Fessenden, 1986).

E. Pelarut

  Dalam reaksi organik, pengaruh dari pelarut yang digunakan merupakan hal penting. Pelarut dalam reaksi organik dapat dibagi menjadi tiga, yakni: a. Protik

  Merupakan pelarut yang berfungsi sebagai pendonor proton, gugus –OH ataupun –NH, dan termasuk turunan alkohol, amina, asam karboksilat, dan air.

  Senyawa ini memiliki momen dipol dan kapasitas ikatan hidrogen yang besar.

  b. Dipolar aprotik

  Pelarut ini memiliki momen dipol dan sifat pendonor yang besar. Contohnya adalah dimetil sulfoksida, alkil sianida, amina sekunder, dan keton.

  c. Non-polar Aprotik Pelarut ini memiliki momen dipol yang kecil, tidak memiliki proton asam ataupun sifat donor maupun akseptor. Pelarut ini juga memiliki gaya intermolekular yang lemah. Contohnya adalah senyawa hidrokarbon, halokarbon, dan eter (Isaacs, 1995).

  Dalam sintesis t-butil eugenol digunakan pelarut dietil eter yang termasuk pelarut non-polar aprotik. Dietil eter memiliki momen dipol yang kecil, terlihat dari strukturnya yang simetris.

  H

  3 C H

  2 C O H

  2 C CH

  3 Gambar 5. Struktur dietil eter

  Dietil eter memiliki bobot molekul 74, 12, titik didih 34,4

  C, dan berat jenis 0,714. Berwujud cairan (bening), bau khas, mudah menguap, dan mudah terbakar (Anonim, 2008).

F. Reaksi Friedel Craft

  Reaksi alkilasi atau penambahan suatu gugus alkil ke dalam cincin benzen dapat dilakukan berdasarkan reaksi alkilasi Friedel-Craft dengan menggunakan katalis asam Lewis seperti Aluminium Klorida. Alkilasi Friedel-Craft merupakan substitusi suatu gugus alkil pada cincin benzen yang akan mengaktifkan cincin sehingga substitusi kedua juga dapat terjadi. Maka biasanya digunakan senyawa aromatik berlebih ( Fessenden dan Fessenden,1986).

  AlCl

  3 (CH ) CHCl +

  3

  3

  2 (H

2 CH(CH )

  C) HC CH(CH )

  3

  

2

  3

  2 Gambar 6. Contoh Reaksi Friedel-Craft

  Penambahan gugus t-butil dalam eugenol dapat dilakukan berdasarkan reaksi Friedel-Craft. Dalam reaksi tersebut, eugenol direaksikan dengan t-butil klorida dengan katalis AlCl

  3 . Gugus t-butil akan masuk pada posisi orto dari

  gugus hidroksi sehingga dengan adanya tambahan gugus t-butil tersebut akan meningkatkan kemeruahan gugus didekat gugus -OH fenolik pada eugenol.

  Adanya gugus hidroksi pada eugenol yang bersifat sebagai aktifator dan pengarah orto – para maka gugus t-butil akan masuk pada posisi orto dari gugus hidroksi. Posisi para dari gugus hidroksi tidak dapat dimasuki gugus t-butil karena sudah diduduki gugus lain, yaitu gugus propenil. Karakteristik utama pada seluruh gugus pengaktivasi adalah kemampuannya memberikan elektron-elektron pada cincin benzen, yang membuat cincin benzen semakin kaya elektron dan dengan cepat mampu menstabilkan karbokation, sehingga menurunkan energi aktivasi dari reaksi (McMurry, 2008).

  H CO ₃ CH H CO _{3 3} AlCl

  3

• H C C Cl
₃
• 4

  HO CH _{3 HO} H C C CH _{3 3} CH eugenol ³ t -butil klorida t -butil eugenol

  

Gambar 7. Reaksi eugenol dengan t-butil klorida

  Optimasi proses sintesis perlu dilakukan agar diperoleh jumlah senyawa t- butil eugenol yang optimal. Reaksi alkilasi Friedel-Craft sangat bergantung pada penggunaan katalis, suhu, dan lama pemanasan.

G. Uji Organoleptis

  Uji organoleptis bertujuan untuk mengetahui sifat fisik dari senyawa hasil sintesis, meliputi bentuk, warna, bau dan rasa. Uji ini dilakukan dengan membandingkan senyawa hasil sintesis dengan starting material yang digunakan. Uji ini merupakan uji paling sederhana, dapat dilakukan tanpa bantuan alat. 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).

H. Kromatografi Lapis Tipis (KLT)

  Kromatografi Lapis Tipis (KLT) digunakan untuk dua tujuan, pertama sebagai metode untuk mencapai hasil uji kualitatif, kuantitatif, dan preparatif, kedua untuk menjajaki system pelarut dan system penyangga yang akan dipakai dalam kromatografi kolom atau kromatografi cair kinerja tinggi.

  Kromatografi lapis tipis dapat digunakan untuk mengidentifikasi komponen tertentu. Teknik ini sering dilakukan dengan lempeng kaca atau plastik yang dilapisi dengan fase diam. Senyawa yang akan dianalisis ditotolkan pada dasar lempengan yang dilapisi fase diam dan dielusi dengan fase gerak yang akan bergerak naik oleh karena gaya kapilaritas (Bresnick, 2004).

  Jika fase diam bersifat polar maka senyawa yang bersifat polar akan melekat lebih kuat pada lempeng daripada senyawa non polar akibat interaksi tarik-menarik dipol-dipol. Senyawa non polar kurang melekat pada fase diam polar sehingga terelusi lebih cepat. Berdasarkan hal tersebut dapat disimpulkan bahwa jarak rambat senyawa pada lempengan dapat digunakan sebagai cerminan polaritas suatu senyawa (Bresnick, 2004).

  Fase diam yang digunakan berupa serbuk halus yang berfungsi sebagai permukaan penyerap atau berfungsi sebagai permukaan penyangga untuk lapisan zat cair. Fase diam yang biasa digunakan adalah silika gel (asam silika), alumina (aluminium oksida), selulosa, kiselgur (tanah diatom). Sedangkan untuk fase gerak dapat digunakan segala macam pelarut, didasarkan pada pustaka yang ada atau dari hasil percobaan dengan variasi tingkat kepolaran (Gritter dkk, 1991).

  Identifikasi senyawa-senyawa yang dipisahkan dengan kromatografi lapis tipis lebih baik dikerjakan dengan pereaksi kimia dan reaksi-reaksi warna. Tetapi lazimnya menggunakan harga Retardation factor (R ). Harga-harga R untuk

  f f

  senyawa-senyawa murni dapat dibandingkan dengan harga standar (Sastrohamidjojo, 1991).

  Nilai R f diperoleh dari perbandingan jarak yang ditempuh oleh bercak senyawa yang diidentifikasi dengan jarak yang ditempuh pelarut (jarak pengembangan), R f didefinisikan dalam satuan panjang yang lazim digunakan (Gritter dkk, 1991).

  Untuk mengidentifikasi bercak yang ada pada lempeng KLT dapat dilakukan menempatkan lempeng KLT dibawah sinar UV atau dengan menyemprotkan larutan yang dapat bereaksi dengan senyawa sehingga dapat menimbulkan warna (Bresnick, 2004).

I. Kromatografi Gas

  Kromatografi gas merupakan instrumen analitis yang memberikan informasi baik kualitatif maupun kunatitatif mengenai komponen dari suatu sampel. Sampel akan mengalami proses pemisahan dalam kolom, kemudian dideteksi dan direkam sebagai pita elusi (Day and Underwood, 1996).

  Secara umum instrument dari kromatografi gas adalah sebagai berikut :

  

Gambar 8. Instrumen Kromatografi gas Data kromatografi gas biasanya terdiri atas waktu retensi 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, laju aliran). Adanya komponen tertentu dapat diidentifikasikan dengan cara spiking apabila 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 berlainan dan kepolarannya berbeda, komponen itu mungkin ada (Gritter, 1991).

  

J. Spektrometri Massa (MS)

  Spektroskopi massa merupakan suatu teknik yang digunakan dalam penentuan suatu massa dan juga berat molekul suatu senyawa. Untuk mendapatkan informasi yang mungkin mengenai struktur suatu senyawa dapat dilakukan dengan mengukur massa dari fragmen-fragmen ketika molekul mengalami pemecahan (McMurry, 2004).

  Tabrakan antara sebuah molekul organik dengan salah satu elektron berenergi tinggi yang menyebabkan lepasnya sebuah elektron dari molekul tersebut dan membentuk ion organik. Ion organik yang dihasilkan dari penembakan elektron berenergi tinggi ini tidak stabil dan pecah menjadi fragmen kecil, baik berbentuk radikal bebas maupun ion-ion lain. Dalam sebuah spektometri massa, hanya fragmen bermuatan positif yang akan dideteksi.

  Spektrum massa adalah grafik antara kelimpahan relatif fragmen bermuatan positif lawan perbandingan massa/muatan (m/z). Muatan ion dari kebanyakan partikel yang terdeteksi dalam spektrum massa adalah +1. Nilai m/z ion semacam ini sama dengan massanya. Dari segi praktis, spektrum massa adalah rekaman dari massa partikel lawan kelimpahan relatif partikel tesebut.

  Suatu molekul atau ion pecah menjadi fragmen-fragmen bergantung pada kerangka karbon dan gugus fungsional yang ada. Oleh karena itu, struktur dan massa fragmen memberikan petunjuk mengenai struktur molekul induknya. Selain itu, spektrum massa digunakan juga untuk menentukan bobot molekul suatu senyawa (Fessenden dan Fessenden, 1986).

  Untuk pembuatan spektrum massa hanya dibutuhkan sekitar 1µg hingga 0,5 mg zat. Pada spektroskopi massa, proses yang terjadi adalah sebagai berikut: (1) Ionisasi molekul pada bagain mana akan terbentuk hasil ionisasi bermuatan positif, (2) Mempercepat ion positif melalui medan magnet, (3) Pemisahan ion bedasarkan perbandingan massanya terhadap muatan (m/e), (4) Identifikasi dan registrasi ion tersebut.

  Proses ionisasi, senyawa yang menguap dalam vakum tinggi ditembak dengan elektron. Dalam hal ini, elektron akan terlempar keluar dari molekul.

  Akan diperoleh kation-molekul bermautan positif tunggal atau ganda. Bagian dari kation-molekul ini pada waktu bertemu dengan elektron akan menerima sejumlah energi tinggi yang akan menyebabkan penguraian lebih lanjut menjadi fragmen yang lebih kecil (fragmentasi).

K. PROGRAM

  IMAGE J

  Image J adalah sebuah program dari The National Institute of Health (NIH) yang memungkinkan Anda untuk menganalisis ukuran partikel dalam foto.

  Analisis dapat dilakukan terhadap ukuran butir dan distribusi di bagian lintas material dan menggunakan informasi tersebut untuk menentukan beberapa sifat mekanik dari sistem (Anonim, 2009).

  Program ini merupakan program grafis yang cukup mudah dan telah dipilih karena kemudahan penggunaan bagi komputer berbasis kegiatan pencitraan yang terintegrasi di dalam buku. Kode sumbernya tersedia secara bebas, sehingga pengguna memiliki kebebasan penuh untuk menjalankan, menyalin, mendistribusikan, mempelajari, mengubah dan meningkatkan kinerja perangkat lunak Pada tingkat yang lebih mendasar ini memungkinkan pengguna untuk mengumpulkan operasi pencitraan bersama di makro, yang disimpan sebagai file teks dan mudah untuk menulis, mengedit dan debug (Anonim, 2009).

  

L. Landasan Teori

  Reaksi alkilasi Friedel Craft adalah reaksi alkilasi atau penambahan suatu gugus alkil ke dalam cincin benzen menggunakan katalis asam Lewis seperti Aluminium Klorida. Reaksi ini sangat bergantung pada kondisi tertentu, seperti penggunaan katalis, suhu, dan lama pemanasan.

  Eugenol merupakan salah satu senyawa alami yang memiliki aktivitas antioksidan. Aktivitas antioksidan dan kemampuan dari eugenol menangkap radikal bebas dipengaruhi oleh gugus hidroksi fenolik pada eugenol. Modifikasi struktur eugenol dengan penambahan gugus t-butil pada posisi orto dari gugus hidroksi fenolik eugenol dapat meningkatkan aktivitas antioksidan eugenol.

  Modifikasi struktur eugenol ini dilakukan dengan reaksi alkilasi Friedel Craft dengan katalis asam lewis. Reaksi yang terjadi adalah penambahan gugus t-butil ke dalam cincin benzen dari senyawa eugenol, dengan menggunakan katalis Aluminium klorida.

  Gugus hidroksi fenolik pada eugenol merupakan gugus aktifator dan merupakan pengarah orto-para, sehingga gugus t-butil akan masuk pada posisi orto dari gugus hidroksi. Gugus t-butil tidak akan masuk pada posisi para dari gugus hidroksi fenolik eugenol. Karena pada posisi ini sudah diduduki gugus lain yaitu, gugus propenil dan posisi orto yang lain sudah diduduki gugus metoksi.

  Reaksi alkilasi Friedel-Craft sangat bergantung pada kondisi tertentu, seperti penggunaan katalis, suhu, dan lama pemanasan. Salah satu faktor yaitu suhu pemanasan akan mempengaruhi jumlah senyawa t-butil eugenol yang dihasilkan. Hal ini dikarenakan suhu akan mempengaruhi kecepatan reaksi dan kecepatan terbentuknya senyawa target. Sehingga makin tinggi suhu maka kecepatan reaksi dan kecepatan terbentuknya senyawa target akan semakin meningkat dan mempengaruhi jumlah senyawa t-butil eugenol yang dihasilkan.

  

M. Hipotesis

  1. Tersier-butil eugenol dapat disintesis dari eugenol dengan t-butil klorida menggunakan katalis Aluminium klorida (AlCl

  3 ).

  2. Variasi suhu pemanasan mempengaruhi jumlah senyawa t-butil eugenol yang dihasilkan.

BAB III METODE PENELITIAN A. Jenis dan Rancangan Penelitian Penelitian ini termasuk dalam penelitian eksperimental karena ada perlakuan terhadap subjek uji, yaitu eugenol. B. Variabel dan Definisi Operasional

  1. Variabel penelitian

  a. Variabel bebas pada penelitian ini adalah suhu pemanasan 40

  C, 60

  C, dan 80 C.

  b. Variabel tergantung pada penelitian ini adalah jumlah senyawa t-butil eugenol karena merupakan obyek yang kehadirannya akibat reaksi antara eugenol dengan t-butil klorida.

  c. Variabel pengganggu terkendali pada penelitian ini adalah lama pemanasan dan kondisi peralatan.

  2. Definisi operasional

  a. Starting material adalah senyawa awal yang digunakan dalam proses sintesis dengan tujuan untuk mendapatkan senyawa yang kita inginkan.

  

Starting material dalam penelitian ini adalah eugenol dan t-butil klorida.

  b. Molekul target adalah senyawa akhir yang dihasilkan melalui proses reaksi

  starting material dengan katalis. Molekul target dalam penelitian ini adalah t- butil eugenol. c. Katalis adalah senyawa yang digunakan untuk mempercepat reaksi pembentukan molekul target. Katalis yang digunakan dalam penelitian ini adalah alumunium klorida.

C. Bahan Penelitian

  Eugenol (p.a., Sigma), t-butil klorida (p.a., Merck), alumunium klorida (p.a., Merck), aquadest, etil asetat (p.a., Merck), toluena (p.a., Merck), dan silika gel 60 GF 254 (Merck).

D. Alat Penelitian

  Alat yang digunakan meliputi alat-alat gelas, perangkat alat refluks, perangkat kromatografi lapis tipis, pemanas elektrik (Heidolph MR2002), timbangan elektrik (Mextler PM 100), mikropipet (Socorex Swiss), termometer,

  

thermopan (electrothermal 9100), kromatografi gas-spektrometer massa

(Shimadzu QP 2010S), dan lampu UV nm.

  254

E. Tata Cara Penelitian

1. Sintesis t-butil klorida dari t-butanol dan asam klorida (HCl)

  Tersier -butanol 15 ml dicampurkan dengan asam klorida (HCl) 40 ml

  dalam erlenmeyer. Kemudian campuran diaduk dengan stirer (400rpm/menit) selama 15 menit. Campuran dimasukkan dalam corong pisah dan diambil fase atasnya. Cuci dengan 6 ml larutan Natrium Klorida jenuh, 6 ml larutan Natrium bikarbonat, dan 6 ml larutan Natrium Klorida jenuh secara berturut-turut dan diambil lapisan atasnya.

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

  a. Aluminium Klorida 4,3336 g dilarutkan dalam dietil eter 100 ml dalam labu alas bulat. Kemudian tambahkan t-butil klorida sebanyak 3,6 ml ke dalam labu alas bulat. Campuran dibiarkan selama 1 malam. Eugenol 1 ml ditambahkan pada campuran di atas dan dipanaskan pada suhu 40 C selama 3 jam.

  b. Aluminium Klorida 4,3336 g dilarutkan dalam dietil eter 100 ml dalam labu alas bulat. Kemudian tambahkan t-butil klorida sebanyak 3,6 ml ke dalam labu alas bulat. Campuran dibiarkan selama 1 malam. Eugenol 1 ml ditambahkan pada campuran di atas dan dipanaskan pada suhu 60 C selama 3 jam.

  c. Aluminium Klorida 4,3336 g dilarutkan dalam dietil eter 100 ml dalam labu alas bulat. Kemudian tambahkan t-butil klorida sebanyak 3,6 ml ke dalam labu alas bulat. Campuran dibiarkan selama 1 malam. Eugenol 1 ml ditambahkan pada campuran di atas dan dipanaskan pada suhu 80 C selama 3 jam.

3. Analisis hasil a. Perhitungan jumlah senyawa hasil sintesis

  Setiap proses sintesis dihitung jumlahnya dan dibandingkan sehingga dapat diperoleh suatu proses sintesis yang menghasilkan jumlah senyawa

  t- butil eugenol yang optimal. Jumlah senyawa hasil sintesis dihitung dengan program Image J.

  b. Uji organoleptis

  Senyawa hasil sintesis diamati warna, bau dan bentuk dan dibandingkan dengan eugenol. Adanya perbedaan sifat fisis senyawa hasil sintesis dengan eugenol menunjukkan telah terbentuknya senyawa baru yang berbeda dengan starting material eugenol.

  c. Kromatografi lapis tipis (KLT)

  Eugenol 1 ml diencerkan dengan dietil eter100 ml digunakan sebagai baku pembanding. Baku pembanding dan ketiga senyawa hasil sintesis sebanyak 15 µl ditotolkan pada lempeng silika gel 60 GF 254 dengan mikropipet, kemudian dielusi dengan fase gerak toluena : etil asetat (93:7) dengan jarak elusi 15 cm dan dideteksi dengan sinar UV 254 nm . Amati bercak yang terdapat pada lempeng KLT. Bandingkan harga R f senyawa hasil sintesis dengan harga R eugenol. Jika harga R senyawa hasil sintesis berbeda dengan harga R f eugenol, maka didapatkan senyawa baru yang berbeda dengan eugenol.

d. Elusidasi struktur dengan spektrometri massa

  Senyawa hasil sintesis diidentifikasi strukturnya dengan menggunakan spektroskopi massa. Masing-masing spektrum yang dihasilkan dapat digunakan untuk menyimpulkan struktur senyawa hasil sintesis.