Sintesis Dan Karakterisasi P-T-Butilkaliks[4]Arena Yang Diikatkan Pada Kitosan

SINTESIS DAN KARAKTERISASI

• -t-BUTILKALIKS[4]ARENA YANG DIIKATKAN PADA KITOSAN Disusun oleh : ARBIANTI RESTUTI M0308028 SKRIPSI Diajukan untuk memenuhi sebagian persyaratan mendapatkan gelar Sarjana Sains FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM UNIVERSITAS SEBELAS MARET SURAKARTA DESEMBER, 2012

  commit to user

  p commit to user

  PERNYATAAN

  Dengan ini saya menyatakan bahwa skripsi saya yang berjudul

  “SINTESIS DAN KARAKTERISASI p-t-BUTILKALIKS[4]ARENA YANG DIIKATKAN PADA KITOSAN” adalah benar-benar hasil penelitian sendiri

  dan tidak terdapat karya yang pernah diajukan untuk memperoleh gelar kesarjanaan di suatu perguruan tinggi, dan sepanjang sepengetahuan saya juga tidak terdapat kerja atau pendapat yang pernah ditulis atau diterbitkan oleh orang lain, kecuali yang secara tertulis diacu dalam naskah ini dan disebutkan dalam daftar pustaka.

  Surakarta, Desember 2012 ARBIANTI RESTUTI M0308028

  commit to user

  SINTESIS DAN KARAKTERISASI p-t-BUTILKALIKS[4]ARENA YANG DIIKATKAN PADA KITOSAN

  ARBIANTI RESTUTI Jurusan Kimia, Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam

  Universitas Sebelas Maret

  ABSTRAK

  Telah dilakukan sintesis polimer baru yaitu kitosan-p-t- butilkaliks[4]arena beserta karakterisasinya. Tahapan sintesis meliputi redeasetilasi kitosan dan dilanjutkan dengan pengikatan p-t-butilkaliks[4]arena pada kitosan menggunakan agen pengkopling diisopropyl carbodiimide (DIC). Redesetilasi kitosan dilakukan melalui reaksi hidrolisis dengan NaOH 45%. Sintesis kitosan-p-t-butilkaliks[4]arena dilakukan melalui reaksi subtitusi nukleofilik antara kitosan, p-t-butilkaliks[4]arena dan DIC dengan pereaksi diklorometana pada suhu kamar dibawah kondisi atmosfer nitrogen. Analisis struktur kitosan dilakukan dengan spektrofotometer FTIR, sedangkan analisis struktur kitosan-p-t-butilkaliks[4]arena dilakukan dengan spektrofotometer FTIR dan XRD. Karakterisasi senyawa dilakukan dengan menentukan titik leleh, uji kelarutan, SAA dan SEM.

  Produk hasil sintesis polimer kitosan-p-t-butilkaliks[4]arena berupa serbuk berwarna putih kecoklatan dengan titik leleh sebesar 238 °C. Hasil analisis FTIR dari kitosan-p-t-butilkaliks[4]arena menunjukkan munculnya serapan pada

• 1

  bilangan gelombang 3346,50 cm yang mengindikasikan adanya ikatan N-H amina sekunder. Pola difraksi hasil analisis XRD menunjukkan adanya perubahan yang mengindikasikan bahwa kitosan berhasil dimodifikasi. Senyawa kitosan-p-t-butilkaliks[4]arena larut dalam pelarut asam

  CH

3 COOH dan larut sebagian dalam pelarut organik. Hasil analisis SAA

  menunjukkan bahwa kitosan-p-t-butilkaliks[4]arena memiliki pori dengan rata-

  2

  rata jejari pori sebesar 673,6 Å dan luas permukaan sebesar 16,352 m /g. Hasil SEM menunjukkan bahwa kitosan-p-t-butilkaliks[4]arena memiliki morfologi permukaan berpori.

  Kata kunci: kitosan, polimer, p-t-butilkaliks[4]arena

  commit to user

  SYNTHESIS AND CHARACTERIZATION OF CHITOSAN-LINKED p-t-BUTYLCALIX[4]ARENE

  ARBIANTI RESTUTI Department of Chemistry. Mathematic and Science Faculty. Sebelas Maret University

  ABSTRACT

  Synthesis and characterization a new polymer chitosan-p-t- butylcalix[4]arene had been done. The research included the redeacetylation of chitosan and chitosan linked p-t-butylcalix[4]arene using diisopropyl carbodiimide (DIC) as coupling agent. Process deacetylation of chitosan had been hydrolisis reaction with NaOH 45%. Synthesis of chitosan-p-t-butylcalix[4]arene had been via a nucleophilic subtitution reaction between chitosan, p-t- butylcalix[4]arene and DIC in reagent dichlorometane at room temperature and under nitrogen atmosphere. Analysis structure of chitosan was determined with spectrophotometer FTIR, while analysis structure of the chitosan-p-t- butylcalix[4]arene was determined with spectrophotometer FTIR and XRD. Characterization was done by determined the melting point, solubility, SAA and SEM.

  The result of polymer chitosan-p-t-butilkaliks[4]arene was white brown powder having melting point 238 ºC. The FTIR analysis showed an apperance of

• 1

  absorption wavenumbers at 3346.50 cm indicated the presence of the N-H bonds secondary amine. The diffraction pattern XRD analysis result indicated the successfully. The polymer of chitosan-p-t-butylcalix[4]arene had soluble in solvent acid CH COOH and partly soluble in organic solvents. The SAA analysis

  3

  were showed that chitosan-p-t-butylcalix[4]arene has porous with average of

  2

  radius porous 673.6 Å and the surface area was 16.352 m /g. Analysis SEM were showed that chitosan-p-t-butylcalix[4]arene having morphology a porous surface. Key words: chitosan, polymer, p-t-butylcalix[4]arene

  commit to user

• -QS. Al-Baqarah: 153- “Allah tidak memberi apa yang kita harapkan tapi Dia memberi apa yang kita butuhkan. Kadangkala kita sedih dan kecewa. Tapi jauh diatas sana Dia sedang mengatur yang terbaik untuk kehidupan kita”
• -Unknwown Author- Setiap peristiwa adalah potongan mozaik yang tersebar dalam rentang waktu dan ruang.
• -Andrea Hirata-

  commit to user MOTTO

  “..., jadikanlah sabar dan shalat sebagai penolongmu, sesungguhnya Allah beserta orang-orang yang sabar.”

  “Maka berkelanalah di atas muka bumi untuk menemukan mozaikmu!” Jika kuibaratkan semangat manusia sebuah kurva grafik maka sikap optimis akan membawa kurva itu terus menanjak

  PERSEMBAHAN Karya kecilku ini kupersembahkan untuk :

  Bapak dan Ibu tercinta yang setia mendampingi saat suka maupun duka dan memanjatkan doa dalam setiap sujudnya.

  Mba mira, mba nia, andre dan si kecil dik haura dan dik parsa.

  Being the one of my part is the best way for me.

  My best friends imas, ucik, riska, trias.

  Justmine Community (kost melati) echa, ida, nene’, nopi, ully, sari, inung, monik, awe, lya, hilda, vieta, reva.

  commit to user

KATA PENGANTAR

  Puji syukur kehadirat Allah SWT atas segala limpahan anugerah-Nya sehingga penulis dapat menyelesaikan penulisan skripsi ini untuk memenuhi sebagian persyaratan guna mencapai gelar Sarjana Sains dari Jurusan Kimia Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam, Universitas Sebelas Maret. Shalawat dan salam senantiasa penulis haturkan kepada Rasulullah SAW sebagai pembimbing seluruh umat manusia.

  Dalam penyusunan laporan ini, penulis tidak lepas dari bimbingan, pengarahan dan bantuan dari berbagai pihak karena itu pada kesempatan ini penulis menyampaikan ucapan terima kasih kepada :

  1. Bapak Prof. Ir. Ari H. R., M.Sc., (Hons), Ph. D. selaku Dekan Fakultas MIPA Universitas Sebelas Maret Surakarta.

  2. Bapak Dr. Eddy Heraldy, M.Si. selaku Ketua Jurusan Kimia Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam Universitas Sebelas Maret.

  3. Ibu Dr. Desi Suci Handayani, M.Si. selaku Pembimbing I yang telah memberikan bimbingan dengan penuh kesabaran, terima kasih atas waktu, tenaga, pikiran dan motivasi yang diberikan selama penelitian dan penyusunan skripsi ini.

  4. Ibu Dr. Triana Kusumaningsih, M.Si. selaku Pembimbing II yang telah memberikan bimbingan dengan penuh kesabaran, terima kasih atas waktu, tenaga, pikiran dan motivasi yang diberikan demi keberhasilan penyusunan skripsi ini.

  5. Ibu Prof. Dra. Neng Sri Suharty, M.S., Ph.D. selaku Penguji I yang telah memberikan saran dan kritik yang membangun.

  6. Drs. Patiha, M.S. selaku Penguji II yang telah memberikan saran dan kritik yang membangun.

  7. Bapak Drs. Mudjijono, Ph. D selaku Pembimbing Akademik.

  8. Bapak Edi Pramono, M.Si. selaku Ketua Laboratorium Kimia Dasar Jurusan Kimia Universitas Sebelas

  commit to user

  9. Bapak Dr. rer. nat Atmanto Heru Wibowo, M.Si. selaku Ketua Laboratorium Pusat MIPA Sub Laboratorium Kimia Universitas Sebelas Maret.

  10. Teman-teman seperjuangan dalam penelitian: Riska Azizawati Sholikh, Ucik Agus Utami, Zainal Arifin, Gigih Ari Sadewo, Diniyah dan Lia atas saran, kerjasama dan dorongan semangat.

  11. Teman-teman kimia angkatan 2008, terima kasih atas persahabatan dan kebersamaan selama ini.

  12. Semua pihak yang tidak dapat penulis sebutkan satu persatu.

  Penulis menyadari bahwa skripsi ini masih jauh dari kesempurnaan, untuk itu penulis mengharapkan kritik dan saran dari pembaca sebagai bahan karya ini dapat memberi tambahan ilmu dan bermanfaat bagi pembaca.

  Surakarta, Desember 2012 Penyusun

  Arbianti Restuti

  commit to user

  DAFTAR ISI

  Halaman HALAMAN JUDUL .................................................................................... i HALAMAN PENGESAHAN ....................................................................... ii HALAMAN PERNYATAAN....................................................................... iii HALAMAN ABSTRAK ............................................................................... iv HALAMAN ABSTRACT............................................................................. v HALAMAN MOTTO ................................................................................... vi HALAMAN PERSEMBAHAN .................................................................... vii KATA PENGANTAR .................................................................................. viii DAFTAR TABEL ........................................................................................ xiii DAFTAR GAMBAR .................................................................................... xiv DAFTAR LAMPIRAN ................................................................................. xv

  BAB I PENDAHULUAN ........................................................................ 1 A. Latar Belakang Masalah ........................................................... 1 B. Perumusan Masalah .................................................................. 2

  1. Identifikasi Masalah ............................................................. 2

  2. Batasan Masalah .................................................................. 3

  3. Rumusan Masalah ............................................................... 4

  C. Tujuan Penelitian...................................................................... 5

  D. Manfaat Penelitian .................................................................... 5

  BAB II LANDASAN TEORI .................................................................... 6 A. Tinjauan Pustaka ...................................................................... 6

  1. Kitosan ................................................................................ 6

  2. Karakterisasi Kitosan ........................................................... 7

  3. Modifikasi Kitosan .............................................................. 11

  commit to user

  xi

  4. Kaliksarena .......................................................................... 12

  5. Senyawa p-t-butilkaliks[4]arena........................................... 13

  6. Sifat Fisik Kaliksarena ......................................................... 15

  7. DIC (N,N’-Diisopropyl Carbodiimide)................................. 16

  B. Kerangka Pemikiran ................................................................. 16

  C. Hipotesis .................................................................................. 17

  BAB III METODOLOGI PENELITIAN .................................................... 18 A. Metode Penelitian.................................................................... 18 B. Tempat dan Waktu Penelitian .................................................. 18 C. Alat dan Bahan ........................................................................ 18

  1. Alat ................................................................................... 18

  D. Prosedur Penelitian .................................................................. 20

  E. Pengumpulan Data .................................................................. 22

  F. Teknik Analisis Data ............................................................... 22

  BAB IV HASIL PENELITIAN DAN PEMBAHASAN .............................. 24 A. Proses Redeasetilasi Kitosan ................................................... 24

  1. Reaksi Redeasetilasi Kitosan ............................................. 25

  2. Analisis Struktur Kitosan ................................................... 25

  3. Karakterisasi Kitosan ......................................................... 28

  B. Sintesis Pengikatan p-t-butilkaliks[4]arena pada Kitosan ......... 29

  1. Reaksi Kitosan-p-t-butilkaliks[4]arena dengan Pengkopling DIC ............................................................... 30

  2. Analisis Struktur Kitosan-p-t-butilkaliks[4]arena ............... 32

  a. Analisis Struktur Kitosan-p-t-butilkaliks[4]arena Menggunakan Spektrometer FTIR ............................... 32

  b. Analisis Struktur Kitosan-p-t-butilkaliks[4]arena Menggunakan XRD ..................................................... 35

  3. Karakterisasi Kitosan-p-t-butilkaliks[4]arena ..................... 36

  a. Penentuan Titik Leleh Menggunakan Melting Point ..... 36

  b. Penentuan Uji Kelarutan Kitosan-

  commit to user

• t-butilkaliks[4]arena ................................................. 36

  commit to user

  xii

  p

  c. Analisis Permukaan Kitosan-p-t-butilkaliks[4]arena Menggunakan SAA ..................................................... 37

  d. Analisis Morfologi Kitosan-p-t-butilkaliks[4]arena Menggunakan SEM ..................................................... 39

  BAB V KESIMPULAN DAN SARAN ..................................................... 41 A. Kesimpulan ............................................................................. 41 B. Saran ....................................................................................... 41 DAFTAR PUSTAKA ................................................................................... 42 LAMPIRAN ................................................................................................. 45

  DAFTAR TABEL

  Halaman Tabel 1. Standar Mutu Kitosan Komersial ..................................................... 8 Tabel 2. Karakteristik Gugus Fungsi FTIR Kitin dan Kitosan ........................ 11 Tabel 3. Hasil Redeasetilasi Kitosan .............................................................. 24 Tabel 4. Perbandingan Gugus Fungsi Kitosan Sebelum dan Setelah

  Redeasetilasi .................................................................................... 27 Tabel 5. Karakterisasi Kitosan ....................................................................... 28 Tabel 6. Hasil Sintesis Kitosan-p-t-butilkaliks[4]arena .................................. 30 Tabel 7. Perbandingan Spektra FTIR antara p-t-butilkaliks[4]arena,

  Kitosan dan Kitosan-p-t-butilkaliks[4]arena ..................................... 34 Tabel 8. Hasil Uji Kelarutan Senyawa Kitosan-p-t-butilkaliks[4]arena........... 37 Tabel 9. Data Analisa SAA Kitosan-p-t-butilkaliks[4]arena ........................... 38

  commit to user

  DAFTAR GAMBAR

  Halaman Gambar 1. Struktur Kitosan ....................................................................... 6 Gambar 2. Pemilihan Garis Dasar Metode Base line Menggunakan

  Spektra FTIR ............................................................................ 10 Gambar 3. Struktur Kaliks[n]arena ............................................................ 13 Gambar 4. Struktur Molekul p-t-butilkaliks[4]arena ................................... 14 Gambar 5. Sintesis p-t-butilkaliks[4]arena ................................................. 14 Gambar 6. Mekanisme Reaksi Kondensasi p-t-butilkaliks[4]arena ............. 15 Gambar 7. Struktur DIC ............................................................................. 16 Gambar 8. Mekanisme Reaksi Redeasetilasi Kitosan ................................. 25 Gambar 9. Spektra FTIR dariKitosan (a) Sebelum Redeasetilasi dan

  (b) Setelah Redeasetilasi ........................................................... 26 Gambar 10. Reaksi Sintesis Kitosan-p-t-butilkaliks[4]arena......................... 30 Gambar 11. Mekanisme Reaksi Sintesis Kitosan-p-t-butilkaliks[4]arena ...... 31 Gambar 12. Model Interaksi Struktur Kimia Kitosan-p-t-butilkaliks[4]arena 32 Gambar 13. Spektra FTIR dari (a) Kitosan, (b) p-t-butilkaliks[4]arena dan (c) Kitosan-p-t-butilkaliks[4]arena ..................................... 33 Gambar 14. Difraktogram X-Ray (a) Kitosan dan

  (b) Kitosan-p-t-butilkaliks[4]arena ........................................... 35 Gambar 15. Hasil SEM Kitosan-p-t-butilkaliks[4]arena (a) perbesaran 100x,

  (b) Perbesaran 1000xdan (c) Perbesaran 5000x ......................... 39

  commit to user

  DAFTAR LAMPIRAN

  Halaman Lampiran 1. Perhitungan Rendemen Hasil Redeasetilasi Kitosan ............... 46 Lampiran 2. Perhitungan Derajat Deasetilasi Kitosan ................................. 47 Lampiran 3. Penarikan Garis Base line untuk Penentuan Derajat

  Deasetilasi .............................................................................. 49 Lampiran 4. Perhitungan Kadar Air Kitosan ............................................... 51 Lampiran 5. Perhitungan Kadar Abu Kitosan ............................................. 52 Lampiran 6. Perhitungan Berat Molekul Relatif Kitosan ............................ 53 Lampiran 7. Perhitungan Rendemen Hasil Sintesis Senyawa Kitosan-p-t- butilkaliks[4]arena ................................................................. 56 Lampiran 8. Perhitungan Uji Kelarutan dari Senyawa Kitosan-p-t- butilkaliks[4]arena ................................................................. 57 Lampiran 9. Diagram Alir Proses Redeasetilasi Kitosan ............................. 58 Lampiran 10. Diagram Alir Kadar Air Kitosan............................................. 59 Lampiran 11. Diagram Alir Kadar Abu Kitosan ........................................... 60 Lampiran 12. Diagram Alir Penentuan Berat Molekul Relatif Kitosan ......... 61 Lampiran 13. Sintesis Pengikatan p-t-butilkaliks[4]arena pada Kitosan ........ 62 Lampiran 14. Uji Kelarutan Senyawa Kitosan-p-t-butilkaliks[4]arena .......... 63 Lampiran 15. Spektra FTIR Kitosan Sebelum Redeasetilasi ......................... 64 Lampiran 16. Spektra FTIR Kitosan Setelah Redeasetilasi ........................... 64 Lampiran 17. Spektra FTIR p-t-butilkaliks[4]arena ...................................... 65 Lampiran 18. Spektra FTIR Kitosan-p-t-butilkaliks[4]arena ......................... 65 Lampiran 19. Data SAA Kitosan-p-t-butilkaliks[4]arena .............................. 66 Lampiran 20. Gambar Senyawa Hasil Sintesis ............................................. 68

  commit to user