Sintesis asetil eugenol dari eugenol dan anhidrida asam asetat dengan katalis natrium hidroksida - USD Repository
SINTESIS ASETIL EUGENOL
DARI EUGENOL DAN ANHIDRIDA ASAM ASETAT
DENGAN KATALIS NATRIUM HIDROKSIDA
SKRIPSIDiajukan untuk Memenuhi Salah Satu Syarat Memperoleh Gelar Sarjana Farmasi (S.Farm.)
Program Studi Farmasi Oleh :
Florentinus Dika Octa Riswanto NIM : 078114055
FAKULTAS FARMASI UNIVERSITAS SANATA DHARMA YOGYAKARTA 2011
SINTESIS ASETIL EUGENOL
DARI EUGENOL DAN ANHIDRIDA ASAM ASETAT
DENGAN KATALIS NATRIUM HIDROKSIDA
SKRIPSIDiajukan untuk Memenuhi Salah Satu Syarat Memperoleh Gelar Sarjana Farmasi (S.Farm.)
Program Studi Farmasi Oleh :
Florentinus Dika Octa Riswanto NIM : 078114055
FAKULTAS FARMASI UNIVERSITAS SANATA DHARMA YOGYAKARTA 2011
ii
Persetujuan Pembimbing SINTESIS ASETIL EUGENOL DARI EUGENOL DAN ANHIDRIDA ASAM ASETAT DENGAN KATALIS NATRIUM HIDROKSIDA
Florentinus Dika Octa Riswanto NIM : 078114055 telah disetujui oleh:
Pembimbing (Jeffry Julianus, M.Si.)
Tanggal 25 November 2010
iii iv
HALAMAN PERSEMBAHAN
v
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.
Apabila di kemudian hari ditemukan indikasi plagiarisme dalam naskah ini, maka saya bersedia menanggung segala sanksi sesuai peraturan perundang- undangan yang berlaku.
Yogyakarta, 13 Januari 2011 Penulis
Florentinus Dika Octa Riswanto
vi
LEMBAR PERNYATAAN PERSETUJUAN
PUBLIKASI KARYA ILMIAH UNTUK KEPENTINGAN AKADEMIS
Yang bertanda tangan di bawah ini, saya mahasiswa Universitas Sanata Dharma : Nama : Florentinus Dika Octa Riswanto No mahasiswa : 078114055
Demi pengembangan ilmu pengetahuan, saya memberikan kepada Perpustakaan Universitas Sanata Dharma karya ilmiah yang berjudul : “Sintesis Asetil Eugenol dari Eugenol dan Anhidrida Asam Asetat dengan
Katalis Natrium Hidroksida
” beserta perangkat yang diperlukan (bila ada). Dengan demikian saya memberikan kepada Perpustakaan Universitas Sanata Dharma hak untuk menyimpan, mengalihkan dalam bentuk media lain, mengelolanya dalam bentuk pangkalan data, mendistribusikan secara terbatas, dan memublikasikannya di internet atau media lain untuk kepentingan akademis tanpa perlu meminta ijin dari saya maupun memberikan royalti kepada saya selama mencantumkan nama saya sebagai Penulis.
Demikian pernyataan ini saya buat dengan sebenarnya. Dibuat di Yogyakarta Pada tanggal 21 Februari 2011 Yang menyatakan Florentinus Dika Octa Riswanto
vii
PRAKATA
Puji syukur kepada Tuhan Yang Maha Esa atas berkat dan karunia-Nya Penulis dapat menyelesaikan skripsi yang berjudul “Sintesis Asetil Eugenol dari Eugenol dan Anhidrida Asam Asetat dengan Katalis Natrium Hidroksida” sebagai salah satu syarat untuk mencapai gelar sarjana pada Fakultas Farmasi Universitas Sanata Dharma Yogyakarta.
Penulis menyadari bahwa keberhasilan penulisan skripsi ini tidak lepas dari dukungan serta bantuan berbagai pihak. Pada kesempatan ini Penulis mengucapkan penghargaan dan terima kasih kepada:
1. Ipang Djunarko, M.Sc., Apt. selaku Dekan Fakultas Farmasi Universitas Sanata Dharma Yogyakarta.
2. Jeffry Julianus, M. Si. selaku dosen pembimbing atas bimbingan serta pengarahannya baik selama penelitian maupun penyusunan skripsi ini.
3. Dra. M.M. Yetty Tjandrawati, M.Si. selaku penguji atas segala masukan, kritik, dan sarannya.
4. Lucia Wiwid Wijayanti, M.Si. selaku penguji atas segala masukan, kritik, dan sarannya.
5. Ambar Novika Wijayanti atas cinta dan kasih sayang yang selalu menjadi motivasi bagi Penulis untuk terus berusaha menjadi lebih baik.
6. Keluarga Pakdhe FX. Haryono di Condong Catur atas bantuan serta dukungan baik moriil maupun materiil selama ini.
7. Albertus Eka Yudistira Sarwono selaku rekan kerja penelitian atas segala kekompakan dan kerja sama selama penelitian maupun penulisan skripsi.
viii
ix
8.Wawan „Jinguk‟, Dani, Devi, Maya, dan Yosi sebagai rekan kerja proyek atas segala dorongan, motivasi, serta bantuan dalam penelitian bersama ini.
9. Rekan kontrakan serta pacar-pacarnya: Daniel dan Yemima, Dani dan Riris, Wicak dan Riza, serta Heru atas kekeluargaan yang penuh cinta selama ini.
10. Sobat “12 Dewa”: Toro, Nana Upil, Sano, Ticubiz, Cosa, Yossy, Bimo, Ping- Ping, Katrin, Dama, dan Ucup atas persahabatan yang tak tergantikan.
11. Lala, Ius, Lia, Ridho, Pace, Tere, Benny, Cinthya, Siska, Edhi, Yosafat, Seno, dan Bella atas kekompakan dan kebersamaan selaku rekan belajar serta kelompok laporan selama Penulis menjalani perkuliahan.
12. Rekan-rekan angkatan 2007 khususnya FST 2007 serta kelas B 2007 atas persahabatan dan kekompakan selama perkuliahan maupun praktikum.
13. Pak Parlan, Mas Kunto, dan Mas Bimo atas bantuannya selama Penulis bekerja di laboratorium Kimia Organik, Kimia Analisis, dan Kimia Analisis Instrumen.
14. Segenap rekan dan pihak-pihak yang membantu namun tidak dapat disebutkan satu persatu.
Akhir kata, Penulis menyadari bahwa karya penulisan skripsi ini masih jauh dari sempurna. Oleh karena itu, Penulis sangat membutuhkan saran dan kritik yang membangun demi kesempurnaan skripsi ini. Semoga skripsi ini dapat bermanfaat dan memberikan sumbangsih yang berguna bagi perkembangan ilmu pengetahuan.
Yogyakarta, 13 Januari 2011 Penulis
DAFTAR ISI
HALAMAN JUDUL .................................................................................... ii HALAMAN PERSETUJUAN PEMBIMBING .......................................... iii HALAMAN PENGESAHAN ...................................................................... iv HALAMAN PERSEMBAHAN .................................................................. v PERNYATAAN KEASLIAN KARYA ...................................................... vi PERNYATAAN PERSETUJUAN PUBLIKASI ........................................ vii PRAKATA ................................................................................................... viii DAFTAR ISI ................................................................................................ x DAFTAR TABEL ........................................................................................ xiv DAFTAR GAMBAR ................................................................................... xv DAFTAR LAMPIRAN ................................................................................ xvi
INTISARI ..................................................................................................... xvii
ABSTRACT
................................................................................................... xviii
BAB I PENGANTAR .................................................................................. 1 A. Latar Belakang ................................................................................. 1
1. Permasalahan .............................................................................. 3
2. Keaslian Penelitian ..................................................................... 3
3. Manfaat Penelitian ..................................................................... 4
B. Tujuan Penelitian ............................................................................. 4
1. Tujuan umum ............................................................................. 4
2. Tujuan khusus ............................................................................ 4
x
BAB II PENELAAHAN PUSTAKA ........................................................... 5 A. Eugenol sebagai Antiinflamasi ......................................................... 5 B. Asetil Eugenol ... ............................................................................... 6 C. Reaksi Esterifikasi Eugenol .............................................................. 7 D. Kromatografi Lapis Tipis ................................................................. 9 E. Kromatografi Gas .............................................................................. 10 F. Elusidasi Struktur ............................................................................. 11
1. Spektroskopi Inframerah ............................................................ 11
2. Spektroskopi Resonansi Magnet Inti Proton .............................. 13
3. Spektrometri Massa ..................................................................... 15
G. Landasan Teori ................................................................................. 16 H.
Hipotesis … ....................................................................................... 17
BAB III METODE PENELITIAN ............................................................... 18 A. Jenis dan Rancangan Penelitian ....................................................... 18 B. Definisi Operasional ......................................................................... 18 C. Variabel Penelitian ........................................................................... 18 D. Bahan Penelitian ............................................................................... 19 E. Alat Penelitian .................................................................................. 19 F. Tata Cara Penelitian ......................................................................... 19
1. Sintesis Asetil Eugenol .............................................................. 19
2. Pemurnian Asetil Eugenol ......................................................... 20
3. Pemisahan Asetil Eugenol dari Pelarut Kloroform .................... 20
4. Pemeriksaan Pendahuluan Senyawa Hasil Sintesis .................... 20
xi
xii
1. Uji Organoleptis ......................................................................... 27
3. Spektrometri Massa .................................................................... 36
2. Spektroskopi Resonansi Magnet Inti Proton .............................. 32
1. Spektroskopi Inframerah ............................................................. 30
D. Elusidasi Struktur ............................................................................. 29
3. Uji Kromatografi Gas ................................................................. 28
2. Uji Kromatografi Lapis Tipis (KLT) .......................................... 27
BAB IV PEMBAHASAN ............................................................................ 23 A. Sintesis Asetil Eugenol .................................................................... 23 B. Rendemen ......................................................................................... 26 C. Uji Pendahuluan ............................................................................... 27
5. Elusidasi Struktur Senyawa Hasil Sintesis .................................. 21
3. Perhitungan Rendemen ............................................................. 22
2. Elusidasi Struktur Senyawa Hasil Sintesis ................................. 22
1. Pemeriksaan Pendahuluan Senyawa Hasil Sintesis ................... 22
G. Analisis Hasil ................................................................................... 22
c. Spektrometri Massa ............................................................... 22
b. Spektroskopi Resonansi Magnet Inti Proton ........................ 21
a. Spektroskopi Inframerah ...................................................... 21
BAB V KESIMPULAN DAN SARAN ........................................................ 38 A. Kesimpulan ...................................................................................... 38 B. Saran ................................................................................................. 38
DAFTAR PUSTAKA .................................................................................. 39 LAMPIRAN ................................................................................................. 42 BIOGRAFI PENULIS … ............................................................................. 52
xiii
DAFTAR TABEL
Tabel I. Data Organoleptis Senyawa Hasil Sintesis dan Eugenol.............. 27 Tabel II. Analisis Gugus dari Spektra Inframerah Senyawa Hasil
Sintesis .......................................................................................... 31 Tabel III. Hasil Interpretasi Spektra RMI Proton ......................................... 35
xiv
DAFTAR GAMBAR
Gambar 1. Gambaran sisi aktif COX-1 dan COX-2 .................................. 2 Gambar 2. Struktur eugenol ...................................................................... 5 Gambar 3. Reaksi esterifikasi fenol pada kondisi basa ............................. 7 Gambar 4. Struktur anhidrida asam asetat ................................................. 8 Gambar 5. Pengaruh katalis dalam penurunan energi pengaktifan ........... 9 Gambar 6. Reaksi pembentukan asetil eugenol ........................................ 16 Gambar 7. Reaksi pembentukan asam asetat dan natrium asetat dari anhidrida asam asetat dengan natrium hidroksida .................. 24 Gambar 8. Mekanisme reaksi pembentukan asetil eugenol ....................... 25 Gambar 9. Reaksi pemecahan asetil eugenol menjadi natrium eugenolat dan asam asetat ........................................................ 26 Gambar 10. Kromatogram kromatografi lapis tipis ..................................... 28 Gambar 11. Kromatogram kromatografi gas senyawa hasil sintesis ........... 29 Gambar 12. Spektra inframerah senyawa hasil sintesis ............................... 31 Gambar 13. Pencacahan tipe proton asetil eugenol ..................................... 32 Gambar 14. Spektra resonansi magnet inti proton senyawa hasil sintesis .. 34 Gambar 15. Spektra massa senyawa hasil sintesis pada waktu retensi
13,213 menit ............................................................................ 36 Gambar 16. Usulan mekanisme reaksi fragmentasi asetil eugenol ............. 37
xv
DAFTAR LAMPIRAN
Lampiran 1. Perhitungan Rendemen Asetil Eugenol ................................. 42 Lampiran 2. Dokumentasi Penelitian ......................................................... 43 Lampiran 3. Spektra Inframerah Senyawa Hasil Sintesis ...
……............. 44 Lampiran 4. Spektra RMI Senyawa Hasil Sintesis .................................... 45 Lampiran 5. Spesifikasi Kromatografi Gas-Spektrometer Massa ............. 46 Lampiran 6. Kromatogram Kromatografi Gas Senyawa Hasil
Sintesis ................................................................................... 47 Lampiran 7. Spektra Massa Senyawa Hasil Sintesis pada Waktu
Retensi 10,158 menit ............................................................. 48 Lampiran 8. Spektra Massa Senyawa Hasil Sintesis pada Waktu
Retensi 13,213 menit ............................................................. 49 Lampiran 9. Spektra Inframerah Senyawa Eugenol .................................. 50 Lampiran 10. Spektra Resonansi Magnet Inti Proton Senyawa
Eugenol .................................................................................. 51
xvi
SINTESIS ASETIL EUGENOL
DARI EUGENOL DAN ANHIDRIDA ASAM ASETAT
DENGAN KATALIS NATRIUM HIDROKSIDA
INTISARI
Eugenol terbukti memiliki aktivitas antiinflamasi yang dihubungkan dengan kemampuan menghambat pembentukan prostaglandin pada jalur siklooksigenase 2 (COX-2). Meskipun demikian, eugenol memiliki struktur molekul yang relatif kecil dan kurang meruah sehingga dapat pula menghambat enzim siklooksigenase 1 (COX-1). Oleh karena itu perlu dilakukan modifikasi terhadap struktur eugenol dengan menambahkan gugus asetil sehingga dihasilkan asetil eugenol (4-alil-2-metoksifenil asetat). Penambahan gugus asetil melalui reaksi esterifikasi akan membuat struktur senyawa eugenol menjadi lebih besar sehingga dapat meningkatkan selektivitas penghambatan pembentukan prostaglandin pada jalur COX-2 serta dapat meningkatkan aktivitas antiinflamasinya.
Sintesis asetil eugenol dilakukan dengan mereaksikan senyawa eugenol (0,0323 mol) dan anhidrida asam asetat (0,0969 mol) dengan katalis natrium hidroksida 10%. Senyawa hasil sintesis dianalisis dengan uji organoleptis, uji kromatografi lapis tipis, kromatografi gas, elusidasi struktur dengan spektroskopi inframerah, spektroskopi resonansi magnet inti proton, dan spektrometri massa.
Senyawa hasil sintesis berupa cairan berwarna merah tua dan berbau cengkeh. Pada uji kromatografi lapis tipis senyawa hasil sintesis mempunyai nilai R f sebesar 0,80 yang berbeda dengan R f eugenol sebesar 0,67. Berdasarkan hasil elusidasi struktur dengan spektroskopi inframerah, spektroskopi resonansi magnet inti proton, dan spektrometri massa menunjukkan bahwa senyawa hasil sintesis adalah asetil eugenol yang mempunyai bobot molekul 206 g/mol dan rumus molekul C
12 H
14 O 3 . Rendemen kasar asetil eugenol yang dihasilkan sebesar 86,87%.
Kata kunci: eugenol, asetil eugenol, esterifikasi, antiinflamasi
xvii
SYNTHESIS OF ACETYL EUGENOL
FROM EUGENOL AND ACETIC ACID ANHYDRIDE
WITH SODIUM HYDROXIDE AS CATALYST
ABSTRACT
Eugenol proved to have anti-inflammatory activity associated with the ability to inhibit the formation of prostaglandins on path of cyclooxygenase 2 (COX-2). However, eugenol has molecular structure which is relatively small and less bulky so it can also inhibit the cyclooxygenase 1 enzyme (COX-1). Therefore it is necessary modifications to the structure of eugenol by adding acetyl groups to produce acetyl eugenol (4-allyl-2-methoxyphenyl acetate). The addition of acetyl groups through esterification reaction will make the structure of eugenol compounds become larger so it can increase the selectivity of inhibition of prostaglandin formation in path of COX-2 and can increase its anti-inflammatory activity.
Synthesis of acetyl eugenol eugenol performed by reacting compound (0.0323 mol) and acetic acid anhydride (0.0969 mol) with 10% sodium hydroxide catalyst. The result of organoleptic test were analyzed, thin layer chromatography, gas chromatography, structure elucidation with infrared spectroscopy, proton nuclear magnetic resonance spectroscopy, and mass spectrometry.
The result of the synthesis was a crimson liquid that smelling of cloves. Thin layer chromatographic analysis of compounds synthesized having R f value of 0.80 which is different from eugenol R f of 0.67. Based on the results of structure elucidation with infrared spectroscopy, proton nuclear magnetic resonance spectroscopy, and mass spectrometry showed that the compound is synthesized acetyl eugenol which has a molecular weight of 206 g/mol and molecular formula C
12 H
14 O 3 . Crude rendemen of acetyl eugenol obtained was 86,87%.
Keywords: eugenol, acetyl eugenol, esterification, anti-inflammatory.
xviii
BAB I PENGANTAR A. Latar Belakang Tanaman cengkeh (Syzygium aromaticum L.) yang berasal dari Maluku
sudah banyak dibudidayakan untuk diambil bunga dan minyaknya. Minyak cengkeh di Indonesia kegunaannya masih sangat terbatas sebagai minyak gosok untuk penyembuh rasa sakit. Sebagai obat tradisional, cengkeh memiliki khasiat mengatasi sakit gigi, mual, muntah, kembung, masuk angin, sakit kepala, dan radang lambung (Tarigan, 2009).
Salah satu senyawa penyusun minyak cengkeh adalah eugenol yang telah terbukti memiliki aktivitas antiinflamasi. Eugenol sebagai komponen utama dari minyak cengkeh telah terbukti memiliki aktivitas antiinflamasi yang dihubungkan dengan penghambatan pembentukan prostaglandin pada jalur siklooksigenase 2 (COX-2) (Öztürk dan Özbek, 2005). Meskipun demikian, eugenol memiliki struktur molekul yang relatif kecil dan kurang meruah sehingga dapat pula menghambat enzim siklooksigenase 1 (COX-1) yang memiliki kemiripan struktur dengan enzim COX-2. Perbedaan diantara keduanya terletak pada posisi 89 dan 523 sisi aktifnya dimana pada COX-2 terdapat asam amino valin sedangkan pada COX-1 terdapat asam amino isoleusin. Struktur valin yang kurang meruah memberikan kemungkinan adanya interaksi dengan molekul yang lebih meruah (Fabiola, Damodharan, Pattabhi, dan Nagarajan, 2001).
2 Gambar 1. Gambaran sisi aktif COX-1 dan COX-2 (Fabiola dkk., 2001)
Senyawa derivat eugenol yang berpotensi dikembangkan sebagai senyawa antiiflamasi adalah asetil eugenol (4-alil-2-metoksifenil asetat). Penambahan gugus asetil pada eugenol akan membuat struktur senyawa eugenol menjadi lebih besar yang memungkinkan peningkatan selektivitas serta inhibisi enzim COX-2.
Sintesis asetil eugenol dapat dilakukan berdasarkan reaksi esterifikasi yang merupakan reaksi antara suatu alkohol dengan derivat asam karboksilat. Eugenol merupakan senyawa golongan alkohol karena adanya gugus
- –OH fenolik sedangkan anhidrida asam asetat merupakan derivat asam karboksilat yang digunakan sebagai agen pengasilasi. Adanya gugus
- –OH fenolik yang bermuatan
3
- ) dapat bereaksi dengan atom C karbonil yang bermuatan parsial positif (
parsial negatif (
- ) yang terdapat pada anhidrida asam asetat.
Penggunaan katalis natrium hidroksida yang bersifat basa akan menyebabkan pembentukan nukleofil yaitu ion eugenolat sehingga reaksi dapat berjalan lebih cepat dan efektif. Hal ini mengakibatkan terjadinya peningkatan nukleofilisitas sehingga penyerangan atom C karbonil pada anhidrida asam asetat dapat berlangsung lebih mudah. Oleh karena itu, diharapkan rendemen yang dihasilkan lebih banyak.
1. Permasalahan
a. Apakah asetil eugenol (4-alil-2-metoksifenil asetat) dapat disintesis dari eugenol dan anhidrida asam asetat dengan katalis natrium hidroksida? b. Berapakah rendemen asetil eugenol (4-alil-2-metoksifenil asetat) hasil sintesis dari eugenol dan anhidrida asam asetat dengan katalis natrium hidroksida? 2.
Keaslian Penelitian
Penelitian terkait sintesis asetil eugenol pernah dilakukan oleh Bulan (2004) pada “Reaksi Asetilasi Eugenol dan Oksidasi Metil Iso Eugenol” dengan asam sulfat sebagai katalis, Manoppo (2010) pada “Isolasi Eugenol dari Bunga Cengkeh dan Sintesis Eugenil Asetat
” dengan natrium asetat sebagai katalis, dan Carrasco dkk. (2008) pada “Eugenol and Its Synthetic
Analogues Inhibit Cell Growth of Human Cancer Cells (Part I)
” dengan piridin sebagai katalis. Sejauh pengetahuan Penulis, sintesis asetil eugenol
4
dari eugenol dan anhidrida asam asetat dengan katalis natrium hidroksida belum pernah dilakukan.
3. Manfaat Penelitian
a. Manfaat teoritis. Penelitian ini diharapkan dapat memperkaya ilmu pengetahuan pada jalur-jalur modifikasi senyawa eugenol.
b. Manfaat metodologis. Penelitian ini diharapkan dapat menjadi salah satu metode alternatif untuk sintesis senyawa turunan eugenol dengan metode esterifikasi gugus hidroksi pada molekul eugenol.
B. Tujuan
1. Penelitian ini bertujuan untuk mensintesis asetil eugenol (4-alil-2- metoksifenil asetat) dari eugenol dan anhidrida asam asetat dengan katalis natrium hidroksida.
2. Mengetahui rendemen asetil eugenol (4-alil-2-metoksifenil asetat) hasil sintesis dari eugenol dan anhidrida asam asetat dengan katalis natrium hidroksida.
BAB II PENELAAHAN PUSTAKA A. Eugenol sebagai Antiinflamasi Minyak cengkeh (Eugenia caryophyllata) mengandung banyak eugenol. Carrophyllene tersedia dalam jumlah yang sedikit dalam senyawa terpen lainnya. Eugenol merupakan fenol atau senyawa aromatis hidroksi (Tarigan, 2009). Eugenol diperoleh dari minyak cengkeh, berbentuk cairan tidak berwarna
atau kuning pucat dengan bobot molekul 164,20 g/mol. Eugenol memiliki bau cengkeh kuat, menusuk, dan rasa pedas. 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 g/mL dan 1,070 g/mL (Budavari, 2001).
Gambar 2. Struktur eugenol
Eugenol sebagai komponen utama dari minyak cengkeh telah terbukti memiliki aktivitas antiinflamasi yang dihubungkan dengan penghambatan pembentukan prostaglandin pada jalur siklooksigenase 2 (COX-2) (Öztürk dan Özbek, 2005).
Eugenol memiliki gugus -OH yang terikat pada cicin benzen, karena itu disebut senyawa fenolik (Lahlou, Interaminense, Magalhães, Leal-Cardoso, dan
6
Duarte, 2004). Gugus ini merupakan gugus reaktif yang dapat bereaksi dalam reaksi esterifikasi sebagai nukleofil dan akan menyerang elektrofil pada molekul
b asam karboksilat (Fessenden dan Fessenden, 1986 ).
B. Asetil Eugenol
Asetil eugenol dapat disintesis dengan mereaksikan eugenol dengan anhidrida asam asetat melalui reaksi esterifikasi. Struktur eugenol mengandung gugus
- –OH yang terikat pada cincin benzena, memungkinkan penggunaannya dalam mensintesis eugenil asetat (Manoppo, 2010).
Pada penelitian Bulan (2004) dilakukan sintesis asetil eugenol dengan mereaksikan eugenol dengan anhidrida asam asetat menggunakan katalis asam sulfat. Hasil pengamatan kromatografi lapis tipis pada pembuatan asetil eugenol diperoleh harga R f dari hasil percobaan adalah 0,48 sedangkan harga R f standard 0,33. Hasil analisa kromatografi gas terdapat dua puncak yang berdekatan puncak pertama adalah eugenol dengan persentase 31% dan puncak kedua asetil eugenol dengan persentase 69%.
Pada penelitian Manoppo (2010) dilakukan sintesis asetil eugenol dengan mereaksikan eugenol dengan anhidrida asam asetat menggunakan katalis natrium asetat. Elusidasi struktur menggunakan kromatografi gas, spektrofotometri inframerah, dan spektrometri massa menunjukkan asetil eugenol telah terbentuk.
Reaksi esterifikasi eugenol dengan asetat anhidrida dan natrium asetat anhidrat sebagai katalis diperoleh eugenil asetat 63,54% dengan kemurnian 98,38%.
7
Pada penelitian Carrasco dkk. (2008) dilakukan sintesis asetil eugenol dengan mereaksikan eugenol dengan anhidrida asam asetat menggunakan katalis piridin.
C. Reaksi Esterifikasi Eugenol
Ester-ester fenil dapat dibuat dengan menggunakan kondisi asam atau kondisi basa. Pada kondisi basa, mula-mula dibuat garam natrium dari fenol dan
b kemudian diolah dengan anhidridanya (Fessenden dan Fessenden, 1986 ). OH O Na OCCH NaOH H 3 C O O O CH 3 O 3 O O H 3 C Na
Gambar 3. Reaksi esterifikasi fenol pada kondisi basa
Esterifikasi fenol seperti pada eugenol tidak melibatkan pemaksapisahan ikatan C-O yang kuat dari fenol tetapi bergantung pada pemaksapisahan ikatan OH. Esterifikasi suatu fenol dapat dengan suatu asam karboksilat atau dengan derivat asam karboksilat yang lebih reaktif seperti anhidrida asetat. Esterifikasi dengan asam karboksilat rendemennya yang lebih kecil sehingga digunakan derivatnya yang lebih reaktif supaya rendemen yang dihasilkan banyak
a (Fessenden dan Fessenden, 1986 ).
Anhidrida asam karboksilat, ROC-O-COR biasanya hanya disebut anhidrida. Kata anhidrida berarti tanpa air dan senyawa ini dapat disintesis dari dua gugus karboksilat serta penghilangan molekul air (Suggs, 2002). Turunan dari asam karboksilat ini memiliki gugus pergi yang terikat pada karbon karbonil sedangkan aldehida dan keton tidak. Asil klorida dan anhidrida asam mempunyai
8
gugus pergi yang baik, mudah diserang oleh air. Namun karena kereaktifannya tinggi, turunan asam karboksilat ini sangat berharga dalam sintesis senyawa
b organik lainnya (Fessenden dan Fessenden, 1986 ).
Anhidrida asam asetat lebih reaktif daripada asam karboksilat dan dapat digunakan untuk mensintesis keton, ester atau amida. Hal ini dikarenakan anhidrida asam asetat merupakan turunan asam karboksilat dalam bentuk ester sehingga memiliki gugus pergi (leaving group) yang lebih baik bila dibandingkan
b dengan asam karboksilat (Fessenden dan Fessenden, 1986 ).
O O
H C C O C CH
3 3 Gambar 4. Struktur anhidrida asam asetatAnhidrida asam asetat (C
4 H
6 O 3 ) memiliki bobot molekul 102,9 g/mol
dengan persentase atom C 47,06%, atom H 5,92%, atom O 47,02%, setara dengan 117,64% asam asetat. Merupakan cairan yang sangat reaktif, berbau asetat kuat, mudah terbakar, titik nyala pada 130° F, titik lebur -73° C, titik didih 139°C, mudah larut air, membentuk asam asetat, dengan alkohol membentuk etil asetat, dan larut dalam kloroform dan eter (Budavari, 1989).
Reaksi esterifikasi prosesnya sangat lambat tanpa adanya katalis maka penggunaan katalis pada asetilasi bertujuan untuk mempercepat reaksi (Fessenden
b
dan Fessenden, 1986 ). Katalis merupakan suatu zat yang meningkatkan kecepatan reaksi kimia tanpa dirinya mengalami perubahan kimia yang permanen.
Katalis dapat mempengaruhi kecepatan reaksi melalui pembentukan senyawa antara. Cara kerja katalis yaitu menurunkan barier energi sehingga tersedia suatu
9
jalan dengan energi pengaktifan yang lebih rendah supaya molekul yang energinya tidak tinggi dapat bereaksi (Keenan, Kleinfelter, dan Wood, 1980).
Gambar 5. Pengaruh katalis dalam penurunan energi pengaktifan
(Delpierre dan Sewell, 2011)
Eugenol direaksikan terlebih dahulu dengan katalis natrium hidroksida yang bersifat basa. Katalis basa yang digunakan dalam reaksi substitusi
nukleofilik asil akan mengubah nukleofil lemah ( OH) menjadi nukleofil O yang
- lebih kuat atau basanya sendiri ( OH) dapat bertindak sebagai reagen nukleofilik kuat (Sykes, 1985).
D. Kromatografi Lapis Tipis
Kromatografi lapis tipis (KLT) dapat digunakan untuk menguji kemurnian secara kualitatif dari campuran suatu senyawa. Hal ini berkaitan untuk pembuktian ada atau tidaknya komponen yang dicari dan apakah komponen tersebut murni atau tidak. Penggunaan secara khusus KLT adalah untuk mengetahui kemurnian senyawa selama proses pemurnian. Hal ini dilakukan dengan cara membandingkan senyawa hasil pemurnian dengan senyawa
10
standarnya. Senyawa yang murni akan memberikan bercak tunggal pada berbagai fase gerak dengan berbagai tingkat kepolaran dan mempunyai harga R f yang sama dengan senyawa standarnya (Gasparic dan Churacek, 1978).
Proses KLT dapat diubah-ubah dengan memodifikasi fase diam atau dengan mengubah kepolaran fase gerak yang digunakan, dimana mengubah kepolaran fase gerak lebih mudah dilakukan. Polaritas fase gerak diubah dengan cara menambahkan fase gerak lain sehingga diperoleh kepolaran yang tepat untuk memisahkan campuran senyawa (Gritter, Bobbit, dan Scharting, 1991).
E. Kromatografi Gas
Kromatografi gas merupakan metode yang dinamis untuk pemisahan dan deteksi senyawa-senyawa organik yang mudah menguap dan senyawa-senyawa gas anorganik dalam suatu campuran. Prinsip dasar kromatografi gas melibatkan volatilisasi atau penguapan sampel dalam inlet injektor, pemisahan komponen- komponen dalam campuran dan deteksi tiap komponen dengan detektor (Rohman, 2009).
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) (Gritter dkk., 1991).
Detektor pada kromatografi gas adalah suatu sensor elektronik yang mengubah sinyal gas pembawa dan komponen-komponen di dalamnya menjadi
11
sinyal elektronik. Sinyal elektronik detektor akan sangat berguna untuk analisis kualitatif maupun kuantitatif terhadap komponen-komponen yang terpisah di antara fase diam dan fase gerak (Rohman, 2009). Data kualitatif digunakan untuk mendeteksi ada berapa komponen yang terelusi sedangkan data kuantitatif menunjukkan kebanyakan luasan dari puncak yang terelusi sebanding dengan massa komponen yang terelusi (Sastrohamidjojo, 2005).
F. Elusidasi Struktur
Elusidasi struktur suatu molekul organik dapat menggunakan spektroskopi inframerah, spektroskopi resonansi magnet inti proton, dan spektrometri massa.
1. Spektroskopi Inframerah
Spektroskopi inframerah merupakan spektroskopi ikatan ulur (streching) dan ikatan tekuk (bending) karena sejumlah energi pada radiasi inframerah merupakan energi yang berpindah ke ikatan ulur maupun ikatan tekuk (Suggs, 2002). Banyaknya energi yang diserap oleh suatu ikatan bergantung pada perubahan dalam momen ikatan seperti vibrasi atom-atom yang saling berikatan.
Perubahan dalam momen ikatan yang lebih besar mengakibatkan serapan
a sejumlah energi juga lebih besar (Fessenden dan Fessenden, 1986 ).
Spektrum inframerah pada dasarnya merupakan gambaran dari pita serapan yang spesifik dari gugus fungsional yang mengalami vibrasi karena pemberian energi. Interaksi antara gugus dengan atom yang mengelilinginya dapat menandai spektrum itu dalam setiap senyawa. Untuk analisa kualitatif, ada atau
12
tidaknya serapan pada frekuensi tertentu merupakan penanda ada tidaknya gugus fungsional tertentu. Penggunaan spektroskopi inframerah pada bidang kimia
- 1
organik mengunakan daerah dari 650-4000 cm . Daerah dengan frekuensi lebih rendah 650 cm-1 disebut inframerah jauh dan daerah dengan frekuensi lebih tinggi dari 4000 cm-1 disebut inframerah dekat (Sastrohamidjojo, 2001).
Inti-inti atom yang terikat oleh ikatan kovalen mengalami getaran (vibrasi) atau osilasi (oscillation), dengan cara serupa dengan dua bola yang terikat oleh suatu pegas. Bila molekul meresap radiasi inframerah, energi yang diserap menyebabkan peningkatan amplitudo getaran atom-atom yang terikat tersebut. Oleh karena itu, molekul ini berada dalam keadaan vibrasi tereksitasi (excited vibration state, energi yang terserap ini akan dibuang dalam bentuk panas
a bila molekul itu kembali ke keadaan dasar) (Fessenden dan Fessenden, 1986 ).
Suatu ikatan dalam sebuah molekul dapat mengalami berbagai macam osilasi sehingga suatu ikatan tertentu dapat menyerap energi pada lebih dari satu panjang gelombang. Misalnya, suatu ikatan O-H menyerap energi pada kira-kira
- 1
3330 cm (3,0 μm); energi pada panjang gelombang ini dapat menyebabkan kenaikan vibrasi ulur (stretching vibration) ikatan O-H itu. Suatu ikatan O-H itu
- 1
juga menyerap energi pada kira-kira 1250 cm (8,0 μm); energi pada panjang gelombang ini menyebabkan kenaikan vibrasi tekuk (bending vibration)
a (Fessenden dan Fessenden, 1986 ).
Molekul yang tersusun dari banyak atom mempunyai sangat banyak frekuensi vibrasi. Setiap ragam vibrasi yang berbeda mungkin dapat memberikan
13
pita serapan yang berbeda. Sejumlah vibrasi yang mempunyai frekuensi sama maka pita-pita serapannya akan saling tumpang tindih (Sastrohamidjojo, 2001).
2. Spektroskopi Resonansi Magnet Inti Proton
Spektroskopi resonansi magnetik inti (RMI) proton merupakan cara yang mampu memberi keterangan mengenai struktur molekul dengan mengkaji sifat magnet atom-atom tertentu dalam molekul. Spektroskopi resonansi magnet inti dapat dilakukan pada inti yang memiliki sebuah momen magnet (Pine, 1980).
Spektroskopi RMI didasarkan pada penyerapan gelombang radio oleh inti-inti tertentu dalam molekul organik, apabila molekul ini berada dalam medan magnet
a yang kuat (Fessenden dan Fessenden, 1986 ).
Seperti halnya elektron, inti atom-atom tertentu dapat dianggap berputar. Inti atom hidrogen mempunyai satu proton yang dianggap berputar, dan dalam melakukan putarannya inti tersebut dipandang sebagai sebuah batang magnet kecil. Bila sejumlah proton ditempatkan dalam medan magnet, beberapa proton akan terletak searah sedangkan beberapa yang lain terletak berlawanan arah terhadap medan magnet yang digunakan. Proton yang terletak searah dengan medan magnet dianggap lebih stabil. Dibutuhkan energi untuk “membalik” magnet proton kecil ke arah yang lebih tidak stabil yang berlawanan arah dengan medan magnet. Apabila inti yang berputar ini dikenai radiasi elektromagnetik pada frekuensi yang tepat (frekuensi radio), proton yang berenergi spin lebih rendah dapat menyerap energi dan akan “meloncat” ke keadaan spin berenergi lebih tinggi (Bresnick, 1996).
14
Pergerakan elektron mengelilingi proton akan menciptakan medan magnet tersendiri. Medan magnet ini terletak searah sedemikian rupa sehingga melawan medan magnet yang diberikan. Dengan demikian, pengaruh medan magnet yang dirasakan oleh proton akan berkurang dan proton dikatakan terperisai. Apabila sirkulasi elektron (terutama elektron-
π) menginduksi suatu medan yang memperkuat medan yang diberikan, proton tersebut dinyatakan tak terperisai.
Suatu senyawa standar digunakan sebagai pembanding terhadap senyawa yang diuji. Tetrametil silan (TMS) sering digunakan sebagai standar internal.
Proton metil pada senyawa ini sangat terperisai sehingga menghasilkan pemisahan energi yang realtif kecil antara kedua status spin. Dengan demikian, energi frekuensi radio yang dibutuhkan agar proton beresonansi relatif lebih rendah. Standar TMS selalu ditandai dengan 0 hertz (Hz), sedangkan frekuensi lain dinyatakan sesuai dengan banyaknya hertz yang menunjukkan jarak dari sinyal TMS. Resonansi sering kali dinyatakan sebagai δ atau part per million (ppm) (Bresnick, 1996).
Hidrogen-hidrogen benzena dikatakan terlindungi oleh anisotropi diamagnetik dari cincin. Dalam terminologi elektromagnetik medan isotropik salah satu kerapatan yang sama dimana-mana atau dalam distribusi sferis simetris; medan anisotropik adalah “tidak isotropik” atau “tidak sama”, medan magnetik yang diberikan (H o ) adalah anisotropik di dekat molekul benzena, karena elektron- elektron labil dalam cincin berinteraksi dengan medan magnet yang diberikan. Ini menciptakan ketidakhomogenitasan di dekat molekul sehingga proton yang terikat
15
pada cincin benzena dipengaruhi oleh tiga medan magnet yaitu medan magnet kuat yang diberikan oleh elektromagnet dari spektrometer RMI dan dua medan yang lebih lemah, satu yang disebabkan oleh lindungan biasanya oleh elektron valensi di sekitar proton, dan yang lain disebabkan anisotropi yang dihasilkan oleh elektron-elektron sistem cincin. Efek anisotropi inilah yang mengakibatkan proton-proton benzena mempunyai pergeseran kimia yang lebih besar daripada yang diharapkan (Sastrohamidjojo, 2001).
3. Spektrometri Massa
Dalam spektrometri massa, molekul-molekul organik ditembak dengan berkas elektron dan diubah menjadi ion-ion bermuatan positif yang bertenaga tinggi (ion-ion molekular atau ion-ion induk), yang dapat pecah menjadi ion-ion yang lebih kecil (ion-ion pecahan atau ion-ion anak); lepasnya elektron dari
- molekul menghasilkan radikal kation dan proses ini dinyatakan sebagai M→M .
- Ion molekular M biasanya terurai menjadi sepasang fragmen/pecahan yang dapat berupa radikal dan ion, atau pecahan molekul kecil dan radikal kation (Sastrohamidjojo, 2001).
Kromatografi gas dan spektrometri massa merupakan teknik dengan kompatibilitas tinggi. Pada kedua teknik tersebut, sampel berada pada fase uap dan kedua berhubungan dengan kesamaan jumlah sampel (biasanya kurang dari 1 ng) (Hites, 1997).
Metode kromatografi gas dan spektrometri massa memberikan keuntungan saat dua metode ini digunakan secara bersamaan. Proses pemisahan
16
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).
G. Landasan Teori
Reaksi esterifikasi fenol merupakan reaksi pembentukan suatu ester dari asam karboksilat maupun turunannya dengan suatu senyawa fenolik. Dalam hal ini, anhidrida asam asetat yang merupakan turunan asam karboksilat berperan sebagai agen pengasilasi sedangkan eugenol merupakan suatu senyawa fenolik.
Sintesis asetil eugenol (4-alil-2-metoksifenil asetat) didasarkan pada reaksi esterifikasi fenol dimana anhidrida asam asetat direaksikan dengan eugenol dengan katalis natrium hidroksida.
Dengan menggunakan katalis basa yaitu natrium hidroksida, diharapkan kecepatan reaksinya akan meningkat. Katalis basa yang digunakan dalam reaksi substitusi nukleofilik asil akan mengubah nukleofil lemah menjadi nukleofil yang lebih kuat sehingga reaksi berjalan lebih cepat dan rendemen yang dihasilkan lebih banyak. H 2 C O O O CH 3 NaOH O H C 2 O CH 3 O Eugenol OH H Anhidrida asam asetat Asetil eugenol 3 C O CH 3 70 - 80 C O Na O CH 3 Natrium asetat CH 3 Gambar 6. Reaksi pembentukan asetil eugenol
17
H. Hipotesis
1. Asetil eugenol dapat disintesis dari eugenol dan anhidrida asam asetat dengan katalis natrium hidroksida.
2. Sintesis asetil eugenol dari eugenol dan anhidrida asam asetat dapat menghasilkan rendemen dalam jumlah banyak.