Sintesa Dan Karakterisasi Beberapa Senyawa Alkanolamida Turunan Asam Oleat
13
BAB 1
PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang
Asam oleat adalah bahan oleokimia yang potensial tersedia dari berbagai sumber alam
misalnya pada minyak zaitun 55-80% dan minyak sawit 39-45%, ( Salmiah, 2007;
Ketaren, 2008) yang merupakan bahan mentah yang paling penting untuk pengolahan
hidroksi asam-asam lemak. Hidroksi asam-asam lemak dan turunannya banyak
digunakan secara komersial untuk pengolahan berbagai jenis produk, sebagai zat aditif
pada minyak pelumas, pengemulsi, poliol untuk pembuatan poliuretan dan surfaktan
untuk detergen (Koay et al, 2006). Asam oleat ini karena memiliki ikatan rangkap
maka cukup potensial untuk dilakukan epoksidasi seperti yang telah dilakukan oleh
peneliti sebelumnya terhadap minyak kacang kedelai yang kaya asam lemak tidak
jenuh demikian juga terhadap metil linoleat yang memiliki 2 buah ikatan rangkap
(Guodong et al, 2004).
Adanya ikatan rangkap pada metil oleat yang diturunkan dari asam oleat, telah
berhasil diepoksidasi dilanjutkan dengan hidrolisis untuk menghasilkan senyawa
metil-9,10-dihidroksi stearat (Salmiah, 2007) melalui transformasi kimia secara
komersial menjadi epoksida menggunakan oksidator senyawa asam peroksida.
Terbentuknya epoksida ini dapat dilihat dari pemutusaan ikatan rangkap yang
terepoksidasi yang dapat diketahui dari uji bilangan iodium, bilangan hidroksi dan uji
spektroskopi inframerah (Piazza and Foglia, 2006).
Adanya gugus hidroksi akan meningkatkan sifat hidrofil suatu senyawa poliol
(Randal and Lee, 2002), dimana senyawa poliol atau polihidroksi dari berbagai
sumber banyak dimanfaatkan untuk berbagai keperluan industri seperti halnya ester
poliol yang diperoleh dari senyawa sakarida dengan asam lemak yang digunakan
sebagai bahan surfaktan dalam formulasi bahan makanan, kosmetik, maupun dalam
Universitas Sumatera Utara
14
bidang farmasi seperti obat-obatan. Demikian juga dalam bidang industri polimer,
senyawa poliol digunakan untuk pembuatan bahan material seperti poli vinil klorida
(PVC), polietilen terepetalat (PET), polietilen/ polipropilen, poliamida, poliester dan
poliuretan banyak digunakan sebagai pemlastis, pelunak maupun pemantap (Siddiqi et
al, 1984). Senyawa poliol ini dapat diperoleh dari hasil industri petrokimia maupun
langsung dari alam seperti selulosa, amilum, maupun dari hasil transformasi minyak
nabati hasil olahan industri oleokimia. Senyawa poliol dari minyak nabati ini selain
dapat diperbaharui, sumbernya mudah diperoleh juga akrab dengan lingkungan
(Guodung et al, 2004).
Alkanolamida adalah surfaktan bukan ionik dimana gugus hidroksil yang
dimilikinya tidak cukup hidrofilik untuk membuat alkanolamida larut dalam air
(Nuryanto dkk, 2002). Alkanolamida banyak digunakan sebagai bahan foam boosting
dan dalam campuran bahan surfaktan lain berguna sebagai cairan pencuci piring dan
juga dalam pembuatan shampoo. Selain itu alkanolamida merupakan bahan pelembut
rambut, penstabil busa, bahan perekat dan bersama-sama dengan glikol stearat dapat
mengkilaukan rambut (Said dan Salimon, 2001). Pembuatan senyawa alkanolamida
ini dilakukan dengan mereaksikan asam lemak dengan amina pada suhu 120oC-180oC.
Sintesis senyawa alkanolamida yang telah dilakukan adalah melalui reaksi antara
asam lemak dengan etanolamina ataupun dietanolamina dimana dalam hal ini sering
terjadi persaingan antara terbentuknya amida dan ester apabila kondisi reaksi tidak
diatur dengan baik (Maag, 1984).
Peneliti sebelumnya telah melakukan sintesis dan karakterisasi dari senyawa
HELA (N,N-bis-2-hidroksi ethyl linseed oil fatty amide) yaitu dietanolamida yang
diperoleh dari hasil amidasi antara minyak biji rami dengan dietanolamina dengan
bantuan katalis CH 3 Ona melalui pemanasan (Alam et al, 2009). Tarigan, (2009) telah
meneliti
mengenai
sintesis
pembuatan
senyawa
alkanolamida
tetrahidroksi
oktadekanoat yang diturunkan dari minyak kemiri demikian juga Singarimbun, (2010)
telah meneliti mengenai sintesis 9,10-dihidroksi-N,N-bis-(2-hidroksietil) stearat dari
asam oleat. Ginting, (2012) juga telah meneliti mengenai sintesis etanolamida dan
dietanolamida campuran dari metil ester asam lemak bebas minyak kelapa dengan
senyawa etanolamina dan dietanolamina menggunakan katalis natrium metoksida.
Universitas Sumatera Utara
15
Atas dasar pemikiran tersebut peneliti tertarik ingin melakukan penelitian
sintesa dan karakterisasi beberapa alkanolamida turunan asam oleat baik sebelum
dilakukan hidroksilasi maupun sesudah hidroksilasi dalam bentuk senyawa diol,
dimana asam oleat terlebih dahulu diesterifikasi menjadi metil oleat. Dengan adanya
ikatan rangkap pada metil oleat dapat mengalami reaksi addisi elektrofilik ataupun
epoksidasi yang selanjutnya dihidrolisis untuk membuka rantai epoksi yang
menghasilkan poliol. Dengan demikian diharapkan metil oleat dapat diubah menjadi
bahan surfaktan berbagai senyawa alkanolamida turunan asam oleat yang memiliki
jumlah gugus hidrofil yang berbeda sehingga akan diperoleh nilai CMC yang
bervariasi.
1.2 Permasalahan
1. Apakah senyawa alkanolamida turunan asam oleat dapat disintesa melalui
amidasi metil oleat maupun metil-9,10-dihidroksi stearat dengan etanolamina
atau dietanolamina dengan menggunakan katalis NaOCH 3 .
2. Berapakah nilai CMC dari masing-masing senyawa alkanolamida turunan
asam oleat yang diuji melalui metode cincin du Nouy.
1.3 Pembatasan Masalah
1. Pembuatan metil oleat yang diperoleh dari esterifikasi asam oleat dengan
metanol menggunakan katalis H 2 SO 4(p) .
2. Alkanolamida diperoleh dari proses amidasi metil oleat maupun metil-9,10dihidroksi stearat dengan etanolamina atau dietanolamina menggunakan
katalis NaOCH 3
3. Pembuatan
metil-9,10-dihidroksi
stearat
diperoleh
melalui
epoksidasi
dilanjutkan dengan hidrolisis oleh asam performat menggunakan katalis
H 2 SO 4(p) .
Universitas Sumatera Utara
16
4. Alkanolamida yang diperoleh dilakukan penentuan titik lebur dengan
menggunakan melting point apparatus, penentuan CMC menggunakan metode
cincin du Nouy dan konformasi struktur dengan menggunakan spektroskopi
FT-IR.
1.4 Tujuan Penelitian
1. Untuk menghasilkan senyawa alkanolamida turunan asam oleat melalui
amidasi metil oleat maupun metil-9,10-dihidroksi stearat dengan etanolamina
atau dietanolamina dengan menggunakan katalis NaOCH 3 .
2. Untuk mengetahui nilai CMC dari masing-masing senyawa alkanolamida
turunan asam oleat yang diuji melalui metode cincin du Nouy.
1.5 Manfaat Penelitian
Diharapkan hasil penelitian ini dapat memberikan informasi pada bidang
oleokimia dalam hal pemanfaatan salah satu asam lemak tak jenuh yaitu asam oleat
untuk menghasilkan berbagai jenis senyawa alkanolamida yang diharapkan dapat
berfungsi sebagai bahan surfaktan yang memiliki ciri khas masing-masing.
1.6 Metodologi Penelitian
Penelitian ini dilakukan melalui ekperimen laboratorium. Dimana asam oleat
direaksikan dengan metanol dengan menggunakan katalis H 2 SO 4(p) pada kondisi
refluks dengan suhu 80-90oC dan diperoleh senyawa metil oleat. Sebagian metil oleat
yang diperoleh diamidasi langsung dengan etanolamina atau dietanolamina
menggunakan katalis natrium metoksida dalam pelarut metanol pada kondisi refluks
dengan suhu 80-90oC dan sebagian lagi diepoksidasi dengan asam performat diikuti
dengan hidrolisis untuk membentuk metil-9,10-dihidroksi stearat yang selanjutnya
diamidasi dengan etanolamina dan
dietanolamina dengan menggunakan katalis
Universitas Sumatera Utara
17
natrium metoksida dalam pelarut metanol pada kondisi refluks pada suhu 80-90oC.
Alkanolamida yang diperoleh dilakukan penentuan titik lebur dengan melting point
apparatus, penentuan CMC dengan metode cincin du Nouy dan analisa spektroskopi
FT-IR terhadap metil oleat dan alkanolamida.
1.7 Lokasi Penelitian
Penelitian ini dilakukan di Laboratorium Kimia Organik FMIPA-USU Medan.
Analisa spektroskopi FT-IR dilakukan di salah satu Laboratorium Perusahaan Swasta
di Medan. Penentuan titik lebur dilakukan di Laboratorium Kimia Bahan Alam dan
penentuan Critical MicelleConsentration (CMC) di Laboratorium Farmasi Fisik di
Fakultas Farmasi USU.
Universitas Sumatera Utara
BAB 1
PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang
Asam oleat adalah bahan oleokimia yang potensial tersedia dari berbagai sumber alam
misalnya pada minyak zaitun 55-80% dan minyak sawit 39-45%, ( Salmiah, 2007;
Ketaren, 2008) yang merupakan bahan mentah yang paling penting untuk pengolahan
hidroksi asam-asam lemak. Hidroksi asam-asam lemak dan turunannya banyak
digunakan secara komersial untuk pengolahan berbagai jenis produk, sebagai zat aditif
pada minyak pelumas, pengemulsi, poliol untuk pembuatan poliuretan dan surfaktan
untuk detergen (Koay et al, 2006). Asam oleat ini karena memiliki ikatan rangkap
maka cukup potensial untuk dilakukan epoksidasi seperti yang telah dilakukan oleh
peneliti sebelumnya terhadap minyak kacang kedelai yang kaya asam lemak tidak
jenuh demikian juga terhadap metil linoleat yang memiliki 2 buah ikatan rangkap
(Guodong et al, 2004).
Adanya ikatan rangkap pada metil oleat yang diturunkan dari asam oleat, telah
berhasil diepoksidasi dilanjutkan dengan hidrolisis untuk menghasilkan senyawa
metil-9,10-dihidroksi stearat (Salmiah, 2007) melalui transformasi kimia secara
komersial menjadi epoksida menggunakan oksidator senyawa asam peroksida.
Terbentuknya epoksida ini dapat dilihat dari pemutusaan ikatan rangkap yang
terepoksidasi yang dapat diketahui dari uji bilangan iodium, bilangan hidroksi dan uji
spektroskopi inframerah (Piazza and Foglia, 2006).
Adanya gugus hidroksi akan meningkatkan sifat hidrofil suatu senyawa poliol
(Randal and Lee, 2002), dimana senyawa poliol atau polihidroksi dari berbagai
sumber banyak dimanfaatkan untuk berbagai keperluan industri seperti halnya ester
poliol yang diperoleh dari senyawa sakarida dengan asam lemak yang digunakan
sebagai bahan surfaktan dalam formulasi bahan makanan, kosmetik, maupun dalam
Universitas Sumatera Utara
14
bidang farmasi seperti obat-obatan. Demikian juga dalam bidang industri polimer,
senyawa poliol digunakan untuk pembuatan bahan material seperti poli vinil klorida
(PVC), polietilen terepetalat (PET), polietilen/ polipropilen, poliamida, poliester dan
poliuretan banyak digunakan sebagai pemlastis, pelunak maupun pemantap (Siddiqi et
al, 1984). Senyawa poliol ini dapat diperoleh dari hasil industri petrokimia maupun
langsung dari alam seperti selulosa, amilum, maupun dari hasil transformasi minyak
nabati hasil olahan industri oleokimia. Senyawa poliol dari minyak nabati ini selain
dapat diperbaharui, sumbernya mudah diperoleh juga akrab dengan lingkungan
(Guodung et al, 2004).
Alkanolamida adalah surfaktan bukan ionik dimana gugus hidroksil yang
dimilikinya tidak cukup hidrofilik untuk membuat alkanolamida larut dalam air
(Nuryanto dkk, 2002). Alkanolamida banyak digunakan sebagai bahan foam boosting
dan dalam campuran bahan surfaktan lain berguna sebagai cairan pencuci piring dan
juga dalam pembuatan shampoo. Selain itu alkanolamida merupakan bahan pelembut
rambut, penstabil busa, bahan perekat dan bersama-sama dengan glikol stearat dapat
mengkilaukan rambut (Said dan Salimon, 2001). Pembuatan senyawa alkanolamida
ini dilakukan dengan mereaksikan asam lemak dengan amina pada suhu 120oC-180oC.
Sintesis senyawa alkanolamida yang telah dilakukan adalah melalui reaksi antara
asam lemak dengan etanolamina ataupun dietanolamina dimana dalam hal ini sering
terjadi persaingan antara terbentuknya amida dan ester apabila kondisi reaksi tidak
diatur dengan baik (Maag, 1984).
Peneliti sebelumnya telah melakukan sintesis dan karakterisasi dari senyawa
HELA (N,N-bis-2-hidroksi ethyl linseed oil fatty amide) yaitu dietanolamida yang
diperoleh dari hasil amidasi antara minyak biji rami dengan dietanolamina dengan
bantuan katalis CH 3 Ona melalui pemanasan (Alam et al, 2009). Tarigan, (2009) telah
meneliti
mengenai
sintesis
pembuatan
senyawa
alkanolamida
tetrahidroksi
oktadekanoat yang diturunkan dari minyak kemiri demikian juga Singarimbun, (2010)
telah meneliti mengenai sintesis 9,10-dihidroksi-N,N-bis-(2-hidroksietil) stearat dari
asam oleat. Ginting, (2012) juga telah meneliti mengenai sintesis etanolamida dan
dietanolamida campuran dari metil ester asam lemak bebas minyak kelapa dengan
senyawa etanolamina dan dietanolamina menggunakan katalis natrium metoksida.
Universitas Sumatera Utara
15
Atas dasar pemikiran tersebut peneliti tertarik ingin melakukan penelitian
sintesa dan karakterisasi beberapa alkanolamida turunan asam oleat baik sebelum
dilakukan hidroksilasi maupun sesudah hidroksilasi dalam bentuk senyawa diol,
dimana asam oleat terlebih dahulu diesterifikasi menjadi metil oleat. Dengan adanya
ikatan rangkap pada metil oleat dapat mengalami reaksi addisi elektrofilik ataupun
epoksidasi yang selanjutnya dihidrolisis untuk membuka rantai epoksi yang
menghasilkan poliol. Dengan demikian diharapkan metil oleat dapat diubah menjadi
bahan surfaktan berbagai senyawa alkanolamida turunan asam oleat yang memiliki
jumlah gugus hidrofil yang berbeda sehingga akan diperoleh nilai CMC yang
bervariasi.
1.2 Permasalahan
1. Apakah senyawa alkanolamida turunan asam oleat dapat disintesa melalui
amidasi metil oleat maupun metil-9,10-dihidroksi stearat dengan etanolamina
atau dietanolamina dengan menggunakan katalis NaOCH 3 .
2. Berapakah nilai CMC dari masing-masing senyawa alkanolamida turunan
asam oleat yang diuji melalui metode cincin du Nouy.
1.3 Pembatasan Masalah
1. Pembuatan metil oleat yang diperoleh dari esterifikasi asam oleat dengan
metanol menggunakan katalis H 2 SO 4(p) .
2. Alkanolamida diperoleh dari proses amidasi metil oleat maupun metil-9,10dihidroksi stearat dengan etanolamina atau dietanolamina menggunakan
katalis NaOCH 3
3. Pembuatan
metil-9,10-dihidroksi
stearat
diperoleh
melalui
epoksidasi
dilanjutkan dengan hidrolisis oleh asam performat menggunakan katalis
H 2 SO 4(p) .
Universitas Sumatera Utara
16
4. Alkanolamida yang diperoleh dilakukan penentuan titik lebur dengan
menggunakan melting point apparatus, penentuan CMC menggunakan metode
cincin du Nouy dan konformasi struktur dengan menggunakan spektroskopi
FT-IR.
1.4 Tujuan Penelitian
1. Untuk menghasilkan senyawa alkanolamida turunan asam oleat melalui
amidasi metil oleat maupun metil-9,10-dihidroksi stearat dengan etanolamina
atau dietanolamina dengan menggunakan katalis NaOCH 3 .
2. Untuk mengetahui nilai CMC dari masing-masing senyawa alkanolamida
turunan asam oleat yang diuji melalui metode cincin du Nouy.
1.5 Manfaat Penelitian
Diharapkan hasil penelitian ini dapat memberikan informasi pada bidang
oleokimia dalam hal pemanfaatan salah satu asam lemak tak jenuh yaitu asam oleat
untuk menghasilkan berbagai jenis senyawa alkanolamida yang diharapkan dapat
berfungsi sebagai bahan surfaktan yang memiliki ciri khas masing-masing.
1.6 Metodologi Penelitian
Penelitian ini dilakukan melalui ekperimen laboratorium. Dimana asam oleat
direaksikan dengan metanol dengan menggunakan katalis H 2 SO 4(p) pada kondisi
refluks dengan suhu 80-90oC dan diperoleh senyawa metil oleat. Sebagian metil oleat
yang diperoleh diamidasi langsung dengan etanolamina atau dietanolamina
menggunakan katalis natrium metoksida dalam pelarut metanol pada kondisi refluks
dengan suhu 80-90oC dan sebagian lagi diepoksidasi dengan asam performat diikuti
dengan hidrolisis untuk membentuk metil-9,10-dihidroksi stearat yang selanjutnya
diamidasi dengan etanolamina dan
dietanolamina dengan menggunakan katalis
Universitas Sumatera Utara
17
natrium metoksida dalam pelarut metanol pada kondisi refluks pada suhu 80-90oC.
Alkanolamida yang diperoleh dilakukan penentuan titik lebur dengan melting point
apparatus, penentuan CMC dengan metode cincin du Nouy dan analisa spektroskopi
FT-IR terhadap metil oleat dan alkanolamida.
1.7 Lokasi Penelitian
Penelitian ini dilakukan di Laboratorium Kimia Organik FMIPA-USU Medan.
Analisa spektroskopi FT-IR dilakukan di salah satu Laboratorium Perusahaan Swasta
di Medan. Penentuan titik lebur dilakukan di Laboratorium Kimia Bahan Alam dan
penentuan Critical MicelleConsentration (CMC) di Laboratorium Farmasi Fisik di
Fakultas Farmasi USU.
Universitas Sumatera Utara