PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI - core.ac.uk · Pemutusan ikatan secara heterolitik...

SINTESIS ASAM 4-HIDROKSI-3-METOKSISINAMAT

DARI 4-HIDROKSI-3-METOKSIBENZALDEHIDA DAN ASAM MALONAT

DENGAN KATALIS AMONIA

SKRIPSI

Diajukan Untuk Memenuhi Salah Satu SyaratMemperoleh Gelar Sarjana Farmasi (S. Farm)

Program Studi Ilmu Farmasi

Oleh:

Yusak Gunawan

NIM : 048114076

FAKULTAS FARMASIUNIVERSITAS SANATA DHARMA

YOGYAKARTA2010

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJIPLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

ii

SINTESIS ASAM 4-HIDROKSI-3-METOKSISINAMAT

DARI 4-HIDROKSI-3-METOKSIBENZALDEHIDA DAN ASAM MALONAT

DENGAN KATALIS AMONIA

SKRIPSI

Diajukan Untuk Memenuhi Salah Satu SyaratMemperoleh Gelar Sarjana Farmasi (S. Farm)

Program Studi Ilmu Farmasi

Oleh :

Yusak Gunawan

NIM : 048114076

FAKULTAS FARMASIUNIVERSITAS SANATA DHARMA

YOGYAKARTA2010


iii


iv


v

HALAMAN PERSEMBAHAN

Menjadi mandiri, kreatif dan berjiwa seni

(Titik Qudarsih)

karya ini :

Saya persembahkan dengan hati yang bersyukur kepada

Papah, Mamah, Yoseph, Reni serta keluarga di rumah,

Guru dan pembimbing ku

And my lovely gamelan

Terima kasih.


vi

PRAKATA

Puji syukur penulis panjatkan kepada Tuhan Yesus Kristus atas semua

rahmat dan karuniaNya sehingga penulis dapat menyelesaikan penelitian dan

penulisan skripsi yang berjudul “Sintesis Asam 4-Hidroksi-3-metoksisinamat dari

4-Hidroksi-3-metoksibenzaldehid dan Asam Malonat dengan Katalis Amonia.”

Skripsi ini disusun dalam rangka memenuhi salah satu syarat untuk memperoleh

gelar Sarjana Farmasi (S.Farm).

Selama penelitian dan penyusunan skripsi ini, penulis tidak terlepas dari

bantuan dan dukungan berbagai pihak. Oleh karena itu, penulis mengucapkan

terimakasih kepada :

1. Ipang Djunarko, M.Sc.,Apt., selaku Dekan Fakultas Farmasi Universitas Sanata

Dharma.

2. Lucia Wiwid Wijayanti, M.Si., selaku dosen pembimbing atas kesediaannya

dalam memberikan perhatian dan dukungan dalam penelitian dan penulisan

skripsi ini.

3. Dra. M. M. Yetty Tjandrawati M.Si., selaku dosen penguji yang telah

memberikan saran dan masukan kepada penulis.

4. Jeffry Julianus, M.Si., selaku dosen penguji yang telah banyak memberikan saran

dan masukan kepada penulis..

5. Yohannes Dwiatmaka, M.Si., atas izin penggunaan laboratorium; Pak Parlan, dan

segenap laboran Fakultas Farmasi yang telah banyak membantu dan memberi

kepercayaan selama bekerja di laboratorium.


vii


viii


ix

INTISARI

Sintesis asam 4-hidroksi-3-metoksisinamat yang memiliki aktivitas sebagaitirosinase inhibitor telah banyak dilakukan. Adanya substituen metoksimeningkatkan aktivitas tirosinase inhibitor turunan asam sinamat.

Senyawa asam malonat merupakan asam diprotik yang memiliki dua protonyang bersifat asam, yang memiliki hidrogen yang berposisi alfa pada kedua guguskarbonil. Senyawa ini diharapkan dapat mengalami reaksi kondensasi Knoevenagledengan 4-hidroksi-3-metoksi benzaldehid menggunakan katalis amonia. Tujuanpenelitian ini adalah mengetahui apakah asam 4-hidroksi-3-metoksisinamat dapat disintesis dari material awal asam malonat dan 4-hidroksi-3-metoksibenzaldehidmenggunakan katalis amonia berdasarkan reaksi kondensasi Knoevenagel.

Penelitian ini merupakan penelitian non-eksperimental deskriptif non-analitik.Analisis hasil dilakukan dengan uji pendahuluan yang meliputi uji organoleptis, ujikelarutan, uji titik lebur, dan elusidasi struktur menggunakan kromatogarfi gas-spektroskopi massa (GC-MS).

Hasil penelitian yaitu: serbuk kasar berwarna coklat muda, rasa pahit, harumvanilla, larut dalam etil asetat, metanol, aquades panas; sukar larut dalam aquadespanas dan tidak larut dalam kloroform. Titik lebur 81-820C. Senyawa hasil reaksimasih terdapat dalam bentuk 4-hidroksi-3-metoksibenzaldehid, dapat di simpulkanbahwa reaksi tidak berjalan menurut reaksi kondensasi Knoevenagel.

Kata kunci: 4-hidroksi-3-metoksibenzaldehid, asam malonat, kondensasiKnoevenagel, kromatogarfi gas-spektroskopi massa (GC-MS).


x

ABSTRACT

4-hidroksi-3-metoksicinnamic acid synthesis which has activity as tirosinaseinhibitor has been done for many times. The existence of methoksi substituentincrease the tirosinase inhibitor cinnamic acid derivative activity.

Malonic acid compound is diprolitic acid which has two acid characteristicprotons, which has alpha position hydrogen on the both of carbonyl functionalgroups. This compound is expected to experience Knoevenagle condensationreaction with 4-hidroksi-3-metoksibenzaldehid by using ammoniac and natriumhydroxide catalysts. The purpose of this research is to figure out whether 4-hidroksi-3-methoksicinnamic acid could be synthesized from the raw materials mallonic acidand 4-hidroksi-3-metoksi benzaldehid using catalysts, ammoniac catalysts onKnoevenagel condensation reaction.

This research is non-analytic descriptive non-experimental research. Resultanalysis was done by introduction test which include organoleptic test, solubility test,melting-point test, and structure elucidation using gas chromatography-massspectrometry (GC-MS).

The product of this research is a compound with soft-powder form,bitter, vanilla scent, soluble in ethyl acetate, methanol and aquadest, hot aquadest,unsoluble in chloroform, melting point 81-820C. The compound result is still 4-hydroxy-3-methoxybenzaldehid. The reaction is not following Knoevenagelcondensation reaction.

Key words: 4-hydroxy-3-methoxybenzaldehid, mallonic acid, Knoevenagelcondensation, gas chromatography-mass spectrometry (GC-MS).


xi


xii

DAFTAR ISI

HALAMAN JUDUL…………………………………………………………………ii

PERSETUJUAN PEMBIMBING...............................................................................iii

PENGESAHAN SKRIPSI…………………………………………………………...iv

HALAMAN PERSEMBAHAN...................................................................................v

PRAKATA..................................................................................................................vi

PERNYATAAN KEASLIAN KARYA....................................................................viii

INTISARI....................................................................................................................ix

ABSTRACT..................................................................................................................x

LEMBAR PERNYATAAN PERSETUJUAN PUBLIKASI……………………….xi

DAFTAR ISI..............................................................................................................xi

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

a. Manfaat Teoritis........................................................................................4

b. Manfaat Praktis.........................................................................................4

B. Tujuan...............................................................................................................4


xiii

BAB II

PENELAAHAN PUSTAKA........................................................................................5

A. Asam Sinamat...................................................................................................5

B. Asam 4-hidroksi-3metoksisinamat...................................................................6

C. Asam malonat...................................................................................................7

D.Vanilin...............................................................................................................8

E. Amina............................................................................................................... 9

F. Aldehid ...........................................................................................................10

G. Kondensasi Knoevenagel................................................................................11

I. Ekstraksi Pelarut..............................................................................................13

H. Rekristalisasi...................................................................................................14

J. Katalis............................................................................................................. ..15

K.Uji Pendahuluan ................................................................................................15

1. Pemeriksaan organoleptis...........................................................................16

2. Pemeriksaan Kelarutan..............................................................................16

3.Pemeriksaan Titik Lebur...............................................................................17

4. Kromatografi gas.........................................................................................17

K. Spektoskopi Massa untuk Elusidasi Struktur Senyawa Hasil Sintesis............18

1. Pengertian ...................................................................................................18

2. Pola fragmentasi molekul…………………………….………………….....18

L. Kromatografi Gas-Spektrometri Massa (GC-MS).......................................... 22

M. Landasan Teori………………………………………………………….……23

N. Hipotesis.........................................................................................................24


xiv

BAB III

METODE PENELITIAN............................................................................................27

A. Jenis dan Rancangan Penelitian......................................................................27

B. Variabel Penelitian..........................................................................................27

C. Bahan / Materi Penelitian................................................................................28

D. Alat..................................................................................................................28

E. Tata Cara Penelitian........................................................................................28

1. Sintesis asam 4-hidroksi-3-metoksisinamat....................................................28

2. Ekstraksi Senyawa Hasil Sintesis...................................................................29

3. Rekristalisasi Senyawa Hasil Sintesis............................................................29

4. Uji Pendahuluan..............................................................................................30

a. Uji organoleptis.......................................................................................30

b. Uji kelarutan............................................................................................30

c. Titik Lebur..............................................................................................30

d. Kromatografi gas....................................................................................30

4. Elusidasi struktur senyawa hasil sintesis........................................................30

a. Spektrometri massa.................................................................................30

BAB IV

HASIL DAN PEMBAHASAN..................................................................................32

A. Reaksi Kondensasi Knoevenagel…………………………………....……….....32

B.Uji pendahuluan................................................................................................33

1. Uji organoleptis..........................................................................................33

2. Uji Titik Lebur...........................................................................................33


xv

3.Uji kelarutan ..............................................................................................34

C. Pengujian hasil reaksi dengan metode GC-MS..............................................34

BAB V

KESIMPULAN DAN SARAN..................................................................................40

A. Kesimpulan.....................................................................................................40

B. Saran...............................................................................................................40

DAFTAR PUSTAKA.................................................................................................41

LAMPIRAN................................................................................................................43

BIOGRAFI PENULIS................................................................................................48


xvi

DAFTAR TABEL

Tabel I. Urutan kebasaan senyawa amina......................................................... ..9

Tabel II. Istilah kelarutan menurut Farmakope Indonesia IV ........................... 17

Tabel III. Perbandingan senyawa hasil reaksi dengan reaktan ........................... 33

Tabel IV. Perbandingan kelarutan hasil reaksi dengan reaktan .......................... 34


xvii

DAFTAR GAMBAR

Gambar1. Struktur asam sinamat..................................................................................5

Gambar 2. Bentuk isomer trans dan cis pada asam sinamat.........................................6

Gambar 3. Bentuk isomer trans dan cis Asam 4-hidroksi-3-metoksisinamat..............7

Gambar 4. Struktur asam malonat ...............................................................................7

Gambar 5. Deaktivasi gugus karboksilat .....................................................................7

Gambar 6. Vanilin………………………………………...........…………………......8

Gambar 7. Struktur umum aldehid .............................................................................10

Gambar 8. Reaksi penyerangan gugus karbonil oleh nukleofil dan elektrofil ...........10

Gambar 9. Efek induktif dari penarikan elektron .............................………….........11

Gambar 10. Stabilisasi resonansi ion enolat……………..........……………….........11

Gambar 11. Reaksi kondensasi Knoevenagel antara benzaldehid dan

asam malonat.........................................................................................12

Gambar 12. Dekarboksilasi pada asam malonat dan tautomerasi keto-enol….........13

Gambar 13. spektra massa etanol ...............................................................................19

Gambar 14. Pemutusan homolitik pada etanol .........................................................20

Gambar 15. Pemutusan heterolitik pada etanol .........................................................20

Gambar 16. Beberapa contoh pemutusan homolitik...................................................20

Gambar 17. Pemutusan dengan transfer proton melalui dua tahap ...........................21

Gambar 18. Pemutusan ikatan sikloheksanol dengan penataulangan struktur ..…....21

Gambar 19. Pemutusan ikatan sikloheksanol dengan kehilangan air………….........22

Gambar 20. fragmentasi yang mengikuti reaksi retro-Diels –Aldel ……..........…....22


xviii

Gambar 21. Reaksi umum pembentukan asam 4-hidroksi-3-metoksisinamat ..........24

Gambar 22. Reaksi pembentukan garam malonat dan ion enolat

dari asam malonat..................................................................................24

Gambar 23. Reaksi antara 4-hidroksi-3-metoksibenzaldehid dengan ion enolat.......25

Gambar 24. Reaksi dehidrasi dan dekarboksilasi pada asam 4-hidroksi-3-

metoksisinamat......................................................................................25

Gambar 25. Foto hasil reaksi dan reaktan...................................................................33

Gambar 26. Kromatogram GC....................................................................................36

Gambar 27. Spektra Massa B ...................................................................................37

Gambar 28 . Pemutusan ikatan secara homolitik menghasilkan (C8H7O3.+)

dan radikal H. ......................................................................................38

Gambar 29. Pemutusan ikatan secara heterolitik menghasilkan (C7H8O2+)

dan C=O ................................................................................................38

Gambar 30 . Penataulanggan H pelepasan secara heterolitik COH2 ...................................... 38

Gambar 31 . Pelepasan C=C. secara retro-Diels –Aldel ............................................38


xix

DAFTAR LAMPIRAN

Lampiran 1. Data kromatogram GC .................................................................... .....43

Lampiran 2. Data spesifikasi alat dan penggunaannya...............................................44

Lampiran 2. Data Spektra massa................................................................................45


1

BAB I

PENGANTAR

A.Latar belakang

Asam sinamat biasa diisolasi dari kulit kayu manis (Cinnamomum

burmani). Pada penelitian yang dilakukan oleh Tuzen dan Ozdemir (2003)

terhadap tanaman Galanthus elwesii, proses isolasi memerlukan tahapan yang

panjang dan sulit dilakukan serta jumlah rendemen asam sinamat yang dihasilkan

hanya sedikit, yaitu sekitar 8,3%. Oleh karena itu, asam sinamat lebih umum

dilakukan dengan cara sintesis.

Hasil penelitian menunjukan adanya subtituen metoksi pada sistem

aromatis memiliki aktifitas sebagi tirosinase inhibitor, material awal untuk

sintesis senyawa tabir surya, analgetika & anti inflamasi NSAID. Sebagai

tirosinase inhibitor, adanya substituen metoksi meningkatkan aktivitas turunan

sinamat tersebut (LD50 asam sinamat=0,65mM;LD50 asam p-metoksisinamat

=0,34 mM) (Haet al., 2001; Kubo et al., 1994; Kubo & Hori, 1999; Leeet al.,

2000; Lee HS, 2002; Budiati dkk.,2003).Mengingat pentingnya senyawa tersebut,

maka penelitian tentang senyawa golongan sinamat perlu dikembangkan.

Sintesis turunan asam sinamat telah banyak dilakukan dengan beberapa

macam reaksi dan penggunaan katalis. Seperti sintesis asam p-metoksi sinamat

dari asam malonat dan p-metoksi benzaldehid dengan katalis piridin yang

dilakukan oleh Ekawati ( 2005 ) dengan persentase rendemen 54%.

1


2

Sintesis asam sinamat dapat dilakukan melalui reaksi Knoevenagel dan

reaksi Perkin. Reaksi Knoevenagel lebih sering digunakan karena jumlah senyawa

yang diperoleh lebih banyak dibandingkan dengan reaksi Perkin. Reaksi

Knoevenagel merupakan reaksi kondensasi antara suatu aldehid dan senyawa

yang mempunyai hidrogen α dengan dua gugus karbonil dengan menggunakan

amonia atau suatu amina sebagai katalis. (Fessenden and Fessenden, 1986).

Senyawa asam malonat merupakan asam diprolitik yang memiliki dua

proton yang bersifat asam yang memiliki hidrogen yang berposisi alfa pada kedua

gugus karbonil (Fessenden and Fessenden, 1986). Untuk mengetahui reaksi yang

terjadi dari asam malonat bila direaksikan dengan katalis yaitu amonia dalam

membentuk ion enolat. Maka perlu dilakukan penelitian dengan mereaksikannya

dengan dengan suatu senyawaan yang memiliki gugus aldehid dalam hal ini 4-

hidroksi-3-metoksi benzaldehid.

Suatu senyawa organik dapat diketahui strukturnya dengan beberapa

teknik analisis, salah satunya dengan spektroskopi massa. Dalam

perkembangannya dapat juga digabungkan dengan kromatografi gas dan

spektroskopi massa (GC-MS). Kombinasi dari kromatografi gas dan spektroskopi

massa memberikan beberapa keuntungan dalam analisis suatu senyawa organik.

Proses elusi dapat dilakukan oleh kromatografi gas berdasarkan polaritasnnya

sedangkan proses indentifikasi dan kuantitatif dapat ditelusuri lewat fragmen-

fragmen yang terbentuk.

Dalam spektroskopi massa, terjadi proses ionisasi senyawa organik dan

menghasilkan suatu radikal kation yang mudah terfragmentasi karena tidak stabil.


3

Ion-ion molekul ini akan terfragmentasi menjadi fragmen yang paling stabil. Oleh

sebab itu struktur dan massa fargmen dapat memberikan informasi mengenai

senyawa induk dari suatu molekul. Spektra massa yang didapatkan dapat

dipergunakan untuk menentukan bobot molekul namun masih perlu digabungkan

dengan spektra infrared (IR), spektra Proton Nuklear Magnetic Resonance (H-

NMR), spekra Carbon-13 Nuclear Magnetic Resonance (C-NMR).

1. Permasalahan

Dari latar belakang diatas, maka dapat dirumuskan permasalahannya

yaitu apakah asam 4-hidroksi-3-metoksi sinamat dapat di sintesis dari material

awal asam malonat dan 4-hidroksi-3-metoksi benzaldehid menggunakan katalis

yaitu amonia berdasarkan reaksi Knoevenagel?

2. Keaslian penelitian

Sejauh pengetahuan penulis belum ada laporan produk yang dihasilkan dari

reaksi antara asam malonat dan 4-hidroksi-3-metoksi benzaldehid menggunakan

katalis amonia. Beberapa senyawa yang dihasilkan berdasarkan reaksi

Knoevenagel yaitu asam malonat dengan para-metoksi benzaldehid

menggunakan katalis piridin (Ekawati 2005a) dan asam malonat dengan meta-

metoksi benzaldehid menggunakan katalis piridin (Ekawati, 2005b),

asam malonat dengan para-hidroksi benzaldehid menggunakan katalis amonia

(Disastra, 2008), asam malonat dengan benzaldehid asam malonat dengan

benzaldehid menggunakan katalis dietilamin (Luckvano, 2009)


4

3. Manfaat penelitian

Mendapatkan informasi mengenai apakah asam 4-hidroksi-3-metoksi

sinamat dapat disintesis dari material awal asam malonat dan 4-hidroksi-3-

metoksi benzaldehid menggunakan katalis yaitu amonia berdasarkan reaksi

Knoevenagel?

B.Tujuan Penelitian

Tujuan penelitian ini adalah mengetahui apakah asam 4-hidroksi

-3-metoksi sinamat dapat di sintesis dari material awal asam malonat dan

4-hidroksi-3-metoksi benzaldehid menggunakan katalis yaitu amonia berdasarkan

reaksi Knoevenagel.


5

BAB II

PENELAAHAN PUSTAKA

A. Asam Sinamat

Asam sinamat merupakan senyawa yang berasal dari isolasi kulit kayu

manis (Cinnamomum burmanni) dan termasuk dalam famili Lauraceae. Kulit

kayu manis berguna sebagai pewangi atau menimbulkan cita rasa dalam makanan,

kosmetik, sabun, dan produk-produk industri farmasi lainnya. Minyak kayu manis

memiliki efek antiseptik terhadap mikroorganisme. Kandungan utama minyak

kayu manis adalah sinamaldehid yang jika teroksidasi akan menghasilkan asam

sinamat. (Anwar et al., 1994).

Asam sinamat dikenal pula dengan nama asam 3-fenil-2-propenoat, asam β-

fenilakrilat. Asam sinamat memiliki bobot molekul 148,16 g/mol dengan rumus

molekul C9H8O2; memiliki titik lebur 133°C dan titik didih 300°C; memiliki

panjang gelombang serapan maksimum pada daerah ultraviolet (dalam pelarut

etanol) sebesar 273 nm; sangat sukar larut dalam air dingin; larut dalam air panas;

mudah larut dalam alkohol, etanol, dan kloroform.

OH

O

Gambar 1. Struktur asam sinamat (Anonim, 2001).

Asam sinamat memiliki 2 bentuk isomer, yaitu asam cis-sinamat dan asam

trans-sinamat. Kedua bentuk isomer ini memiliki titik lebur yang berbeda. Asam

5


6

trans-sinamat memiliki titik lebur 133°C, sedangkan asam cis-sinamat memiliki

titik lebur 68°C.

OHO

O

OH

asam cis-sinamatasam trans-sinamat

Gambar 2. Bentuk isomer trans dan cis pada asam sinamat (Anwar et al., 1994).

B. Asam 4-hidroksi-3-metoksisinamat

Asam 4-hidroksi-3-metoksisinamat merupakan turunan asam sinamat yang

memiliki gugus hidroksi pada posisi para dan metoksi pada posisi meta dari

cincin aromatis dan terikat pada rantai alifatik. Senyawa ini juga dikenal dengan

nama ferulic acid, asam 3-metil-eter caffeic, diisolasi dari Ferula foetida; pinus;

kayu manis, sebagian besar terdistribusi dalam jumlah sedikit pada banyak

tumbuhan,

Asam 4-hidroksi-3-metoksisinamat memiliki 2 bentuk isomer, yaitu Asam

cis-4-hidroksi-3-metoksisinamat dan Asam trans-4-hidroksi-3-metoksisinamat.

Kedua isomer ini memiliki karakteristik yang berbeda. Asam cis-4-hidroksi-3-

metoksisinamat yang berbentuk minyak berwarna kuning, memiliki panjang

gelombang serapan maksimum pada daerah ultraviolet (dalam pelarut etanol)

sebesar 316 nm. Asam trans-4-hidroksi-3-metoksisinamat berbentuk kristal

orthorhombic dalam air, memiliki panjang gelombang serapan maksimum pada

daerah ultraviolet (dalam pelarut etanol) sebesar 236 dan 322 nm, larut dalam, air


7

panas, etil asetat, alkohol. Agak sukar larut dalam eter, sedikit larut dalam

petroleum eter, benzene, Berat molekul 194.18 g/mol, titik lebur 1740C rumus

molekul C10H10O4. Aktifitas sebagai tirosinase inhibitor, material awal untuk

sintesis senyawa tabir surya, analgetika, pengawet makanan dan anti inflamasi

NSAID

H3CO

HO OHO

OH

O

H3CO

HO

Asam cis-4-hidroksi-3-metoksisinamat Asam trans-4-hidroksi-3-metoksisinamat

Gambar 3. Bentuk isomer Asam cis-4-hidroksi-3-metoksisinamat dan Asam trans-4-hidroksi-3-metoksisinamat (Anonim, 2001).

C. Asam malonat

Asam malonat termasuk golongan asam karboksilat karena memiliki dua

gugus karboksil. Nama lain dari asam malonat adalah asam propanadioat, asam

metanadikarboksilat. Asam malonat memiliki bobot molekul 104,06 g/mol dengan

rumus molekul C3H4O4. Senyawa ini berupa kristal putih dengan titik lebur

sebesar 135°C, sangat mudah larut dalam air, alkohol, metanol, propil alkohol,

mudah larut dalam piridin dan larut dalam eter.

O

OH

O

HOGambar 4. Struktur asam malonat (Anonim, 2001).

Reaksi antara suatu asam karboksilat dengan amina akan menghasilkan

suatu garam amina. Garam amina lazim diberi nama sebagai garam amonium


8

tersubtitusi atau sebagai kompleks amina asam (Fessenden and Fessenden,

1986b). Reaksi asam karboksilat dengan suatu amina tidak akan membentuk

amida karena amina merupakan suatu basa yang mengubah keasaman gugus

karboksilat menjadi bentuk anion karboksilat yang tidak reaktif

R

O

OH

NH3

R

O

O NH4

Gambar 5. Deaktivasi gugus karboksilat (McMurry, 2004).

D. Vanilin

Vanilin merupakan senyawa organik yang berasal dari alam yang diperoleh

dari tanaman Vanilla planifolia, tetapi juga telah diproduksi secara sintesis. Nama

lain dari vanilin adalah 4-hidroksi-3-metoksibenzaldehid. Secara struktural terdiri

atas cincin benzene dengan gugus aldehid, gugus hidroksi dan gugus metoksi.

Rumus molekulnya adalah C8H8O3.

O

OH

HOCH3

Gambar 6. Vanilin (Anonim, 2001).

Vanilin murni berbentuk kristal jarum berwarna putih atau putih kekuningan

(mengkilat), berbau khas (harum) dan memiliki rasa yang khas. Senyawa ini

memiliki kelarutan 1 gram dalam 100 ml air, 1 gram dalam 16 ml air pada suhu

160 C dan 1 gram larut dalam 20 ml gliserol. Mudah larut dalam alkohol dan

pelarut organik seperti kloroform, ether, asam asetat glasial, karbon disulfide,


9

piridin, ether, larutan basa hidroksi. Vanilin dapat teroksidasi dalam kondisi

udara yang lembab dan terpapar sinar matahari secara langsung, berat molekul

adalah 152.14 sedangkan berat jenis vanilin adalah 1.056 dengan titik leleh 80-81

0C dan titik didih 285 0C.

E. Amina

Amina memiliki atom nitrogen dengan suatu pasangan elektron bebas, hal

ini menjadikan amonia bersifat basa dan dapat berperan sebagai nukleofil. Jika

amina bebas terstabilkan relatif terhadap kationnya, maka amina itu merupakan

basa lemah dan jika kation itu terstabilkan relatif terhadap amina bebasnya, maka

amina itu adalah basa yang lebih kuat. Berikut urutan kebasaan senyawa amina

berdasarkan pKa:

Tabel I. Urutan kebasaan senyawa amina (Brown and Poon, 2005)

Nama Nilai pKb

Amonia 4,74

Amina primerMetilaminEtilaminEtilendiamin

3,363,194.07

Amina sekunderDimetilaminDietilamin

3,273,02

Amina tersierTrimetilaminTrietilamin

4,193,25

Amin AromatikAnilin4-metilanilin4-kloroanilin

9,378,929,85

Amin Aromatik HeterosiklikPiridinImidazol

8,757,05


10

Selain itu, resonansi juga mempengaruhi sifat basa suatu amina. Suatu

molekul dengan kemampuan beresonansi akan menurunkan kebasaannya karena

elekteron-elektron menyendiri pada senyawa nitrogen bebas lebih mudah

terstabilkan dengan adanya resonansi tersebut (Fessenden dan Fessenden, 1986 b).

F. Aldehid

Aldehid merupakan satu dari sekian banyak senyawa organik yang memiliki

gugus karbonil. Aldehid memiliki sekurang-kurangnya satu hidrogen yang terikat

pada gugus karbonil. Gugus lain pada aldehid dapat berupa alkil, aril, H

O

HR

Gambar 7. Struktur umum aldehid (Fessenden and Fessenden, 1994).

Gugus karbonil dalam aldehid bersifat polar dengan elektron dalam ikatan

sigma dan ikatan pi. Elektron dalam ikatan pi akan mudah tertarik pada atom

oksigen yang bersifat elektronegatif. Selain elektronegatifitas faktor lain yang

menentukan kepolaran adalah momen dipol.

Oksigen pada gugus karbonil memiliki dua pasang elekron bebas yang

mudah di serang oleh elektrofil maupun nukleofil.

O

H

R

E O

H

R

Nu

Gambar 8. Reaksi penyerangan gugus karbonil oleh nukleofil dan elektrofil (Fessenden andFessenden, 1994).


11

Ikatan antara karbon dan hidrogen biasanya stabil, non polar dan tidak

bersifat asam. Tetapi dengan adanya gugus karbonil terjadilah hidrogen yang

bersifat asam terutama posisi alfa pada gugus karbonil. Hal itu disebabkan oleh

efek induktif dan adanya stabilisasi ion enolat bila kehilangan atom hidrogen

sehingga ion enolat terstabilkan oleh delokalisasi muatan ion.

C CH2

O

C

Gambar 9. Efek induktif dari penarikan elektron (Fessenden and Fessenden, 1986 ).

O

C CH

C

O O

CHC C

O O

C CH

CH

O

Gambar 10. Stabilisasi resonansi ion enolat (Fessenden and Fessenden, 1986 ).

G. Kondensasi Knoevenagel

Kondensasi Knoevenagel adalah reaksi antara suatu aldehida dengan suatu

senyawa yang mempunyai hidrogen alfa terhadap dua gugus pengaktif (gugus

penarik elektron, seperti C = O atau C = N) menggunakan suatu senyawan basa

sebagai katalis. Pada kondisi ini asam malonat dapat digunakan sebagai pereaksi.


12

O

H

+HO

O O

OH

NH3

Kalor

O

OH

+ H2O + CO2

benzaldehid asam malonat asam sinamat

Gambar 11. Reaksi kondensasi Knoevenagel antara benzaldehid dan asam malonat (Fessenden andFessenden, 1986).

Sintesis senyawa asam sinamat dan turunannya dapat dilakukan melalui

reaksi Perkin dan Knoevenagel. Sintesis senyawa asam sinamat menurut reaksi

Perkin menghasilkan prosentase rendemen yang lebih kecil dibandingkan reaksi

Knoevenagel (Ekowati cit Norman and Coxon, Iwantono, 2003).

Aplikasi reaksi Knoevenagel ini yaitu pada kondensasi suatu keton atau

aldehid dengan senyawa-senyawa yang mudah terenolisasi dan terdiri dari 2

gugus pengaktif. Ester malonat dan ester sianoasetat merupakan contoh dari

senyawa yang memiliki 2 gugus pengaktif ini. Basa lemah seperti amina dapat

memberikan konsentrasi ion enolat yang cukup tinggi untuk reaksi sehingga self-

condensation dari komponen karbonil dapat diminimalkan. (Carey and Sundberg,

1977).

Senyawa intermediet terbentuk akibat dari reaksi suatu aldehida dengan

suatu senyawa yang mempunyai hidrogen alfa terhadap dua gugus pengaktif

(gugus penarik elektron, seperti C = O atau C = N) menggunakan suatu senyawan

basa sebagai katalis diadisi mudah mengalami dekarboksilasi. Pada umumnya,

dekarboksilasi dan eliminasi terjadi secara bersamaan (Carey and Sundberg,

1977). Dekarboksilasi ialah hilangnya CO2 dari gugus karboksil. Pada umumnya


13

asam karboksilat membutuhkan pemanasan yang tinggi untuk mengalami

dekarboksilasi ini.

Dekarboksilasi terjadi karena adanya penataulangan enam elektron dari

bentuk transisi cincin siklik sehingga menghasilkan karbondioksida dan suatu

enol. Bentuk enol sebagai hasil dekarboksilasi ini selanjutnya akan mengalami

tautomerisasi keto-enol.

C

CH2

C

O

O

O

HO

asam malonat

H

HO

C

CH2

O

H

CO

O O

OH

asam asetat

CO2tautomerasi

Gambar 12. Dekarboksilasi pada asam malonat dan tautomerasi keto-enol(Brown and Poon, 2005).

H. Ekstraksi Pelarut

Ekstraksi pelarut atau disebut juga ekstraksi cair merupakan metode

pemisahan yang paling baik dan popular. Penyebab utamanya adalah bahwa

pemisahan ini dapat dilakukan baik dalam tingkat makro dan mikro. Prinsip

metode ini berdasarkan pada ditribusi zat terlarut dengan perbandingan tertentu

antara dua pelarut yang tidak saling bercampur seperti benzene,

karbontetraklorida, kloroform. Batasannya adalah zat terlarut dapat ditransfer

pada jumlah yang berbeda dalam kedua fase terlarut. Teknik ini dapat

dipergunakan untuk kegunaan preparative, pemurnian, pemisahan serta analiasis

pada semua skala kerja.

Prinsup dasar ekstraksi pelarut mengikuti hukum distribusi Nernst; jika [X1]

adalah konsentrasi zat terlarut dalam fase 1 dan [X2] adalah konsentrasi zat


14

terlarut dalam fase 2, maka perbandingan X1, X2 didapat; KD = , dimana KD

adalah koefisien partisi. Partisi atau koefisen ditribusi ini tidak tergantung pada

konsentrasi total zat terlarut pada kedua fase tersebut.

Perbandingan distribusi (D) dapat dilakukan dengan memperhitungkan

konsentrasi total sat di dalam kedua fase. Perbandingan ditribusi terssebut

dinyatakan sebagai berikut:

D =

Jika tidak terjadi asosiasi, disosiasi dan polemirisasi pada fase tersebut maka

disebut keadaan ideal dimana KD sama dengan D. Mekanisme ekstaksi

memungkinkan interaksinya dengan fase organik. (Khopkar.1990.)

Katalis merupakan suatu bahan yang dapat meningkatkan laju reaksi kimia

tanpa diubah dalam keseluruhan reaksi kimia. Namun tidak berarti tidak terlibat

dalam reaksi, katalis berada dalam bentuk yang sama sebelum dan sesudah reaksi

berlangsung.

Reaksi kondensasi knoevenagle melibatkan suatu katalis basa. Katalis basa

tersebut akan bereaksi dengan hidrogen alfa untuk membentuk ion enolat. Ion

enolat ini kemudian akan bereaksi dengan karbonil dari aldehid. (Bruice,1998).

I. Rekristalisasi

Rekristalisasi merupakan metode pemurnian suatu zat padat dengan cara

melarutkan zat padat tersebut dengan pemanasan pada pelarut yang sesuai dan

kemudian mendinginkan larutan tersebut. Dengan memanaskan larutan, kelarutan

zat akan ditingkatkan. Saat larutan dingin, kelarutan akan berkurang secara cepat


15

dan senyawa mulai mengendap (Bresnick, 1996). Dengan demikian rekristalisasi

adalah suatu cara memurnikan zat padat dengan jalan mengkristalkan kembali dari

cairan pelarut atau campuran cairan pelarut yang sesuai (Reksohadiprojo, 1975).

Agar rekristalisasi dapat berjalan dengan baik, pengotor harus dapat larut

dalam pelarut untuk rekristalisasi atau mempunyai kelarutan lebih besar daripada

senyawa yang diinginkan. Jika hal ini tidak terpenuhi, kotoran akan ikut

mengkristal bersama senyawa yang diinginkan (Bresnick, 1996).

J. Uji Pendahuluan

Uji pendahuluan dilakukan untuk mengetahui karakteristik dari senyawa

hasil reaksi, biasanya meliputi pemeriksaan organoleptis, pemeriksaan kelarutan,

pemeriksaan titik lebur, dan kromatografi gas.

1. Pemeriksaan organoleptis

Pemeriksaan organoleptis memuat paparan mengenai sifat zat yang

meliputi wujud, rupa, warna, rasa, bau. Dengan pemeriksaan organoleptis

dapat diketahui ciri fisik dari senyawa baru. Sehingga pemeriksaan

organoleptis dapat dijadikan sebagai pentunjuk awal dalam pemeriksaan

senyawa hasil sintesis dengan membandingkanya dengan standar dan

diharapkan sesuai dengan yang tercantum dalam standar.

Pernyataan dalam pemeriksaan organoleptis tidak cukup kuat dijadikan

syarat baku, tetapi meskipun demikian secara tidak langsung dapat membantu

penilaian pendahuluan terhadap mutu zat yang bersangkutan (Anonim, 2001).

2. Pemeriksaan kelarutan


16

Pemeriksaan kelarutan senyawa dilakukan untuk mengetahui sifat fisik

suatu zat. Selain itu, uji kelarutan dapat digunakan untuk identifikasi atau

determinasi kemurnian dari senyawa tersebut dengan membandingkannya

dengan standar dan diharapkan sesuai dengan yang tercantum dalam standar.

(Jenkins et al, 1965).

Istilah kelarutan tidak saja merupakan standar atau uji kemurnian dari

suatu zat, tetapi lebih dimaksudkan sebagai informasi dalam penggunaan,

pengolahan, dan peracikan bahan, kecuali apabila disebutkan khusus dalam

judul tersendiri dan disertai cara ujinya secara kuantitatif. Pernyataan bagian

dalam kelarutan berarti 1 gram zat padat atau 1 ml zat cair dalam sejumlah ml

pelarut (Anonim,2001).

Tabel II. Istilah kelarutan zat menurut Farmakope Indonesia IV (Anonim, 1995)

Istilah kelarutanJumlah bagian pelarut yang

diperlukan untukmelarutkan 1 bagian zat

Sangat mudah larutMudah larut

LarutAgak sukar larut

Sukar larutSangat sukar larutPraktis tidak larut

Kurang dari 11 sampai 1010 sampai 3030 sampai 100

100 sampai 1.0001.000 sampai 10.000

Lebih dari 10.000

3. Pemeriksaan titik lebur

Titik lebur adalah proses perubahan fisika pada suhu tertentu yang

mengakibatkan padatan mulai berubah menjadi cair pada tekanan 1 atmosfer.

Jika suhu dinaikkan, terjadi penyerapan energi oleh molekul senyawa

sehingga bila energi yang diserap cukup besar maka akan terjadi vibrasi dan


17

rotasi dari molekul tersebut. Bila suhu tetap dinaikkan terus maka molekul

akan rusak dan berubah menjadi cairan (Brandstatter, 1971).

Pemeriksaan titik lebur merupakan aspek yang sangat penting, yang

seringkali dilakukan dalam penelitian sintesis suatu senyawa. Pemeriksaan

titik lebur dapat memberikan informasi mengenai kemurnian dari suatu

produk hasil sintesis. Pada umumnya suatu senyawa mempunyai kemurnian

yang baik bila jarak leburnya tidak lebih dari 2°C. Rentangan lebih besar dari

harga ini dapat dikatakan senyawa kurang murni (MacKenzie, 1967).

K. Spektroskopi Massa Untuk Penentuan Struktur Kimia

1. Pengertian

Molekul-molekul organik dalam spektrometri massa, ditembak dengan

elektron berenergi tinggi. Penembakan elektron pada suatu molekul

menyebabkan pelepasan elektronnya dan terbentuknya ion molekuler.

e + M70 eV

M + 2e

Energi yang dibutuhkan untuk penembakan tersebut bervariasi, namun

sering digunakan adalah sebesar 70 eV. Pemecahan molekul dengan elektron

berkekuatan 7-15 eV tidak menghasilkan pecahan-pecahan molekul yang

dapat diidentifikasi, sedangkan dengan elektron diatas 70 eV akan

menghasilkan fragmen yang sulit diidentifikasi, karena massa relatif

pecahannya sangat kecil.

Ion molekuler merupakan suatu radikal kation, suatu spesies yang

kehilangan satu elektronnya sehingga bermuatan positif parsial (Bruice, 1998).


18

Ion-ion molekuler ini tidak stabil dan pecah menjadi fragmen kecil, baik

berbentuk radikal bebas maupun ion-ion lain. Fragmen yang bermuatan positif

ini akan terdeteksi. Sedangkan fragmen-fragmen netral yang dihasilkan

(molekul tak bermuatan atau radikal) tidak dapat dideteksi dalam spektrometer

massa (Sastrohamidjojo, 2001).

Spektrum massa adalah alur kelimpahan (abundance, jumlah relative

fragmen bermuatan positif yang berlainan) versus nisbah muatan/massa (m/e

atau m/z) dari fragmen-fragmen tersebut. Muatan ion yang diditeksi spectra

massa adalah M+1; nilai dari massa partikel versus kelimpahan relative

partikel itu. (Fessenden dan Fessenden 1986 ).

2. Pola fragmentasi molekul

a. Pemutusan ikatan secara homolitik dan heterolitik

Suatu analait di analisis menggunakan Elektron Impact akan bermuatan

positif dengan kehilangan satu elektron. Jika terdapat atom elektronegatif

seperti oksigen, sulfur, nitrogen maka muatan positif ini akan berada

dalam atom-atom elektronegatif. Jiaka tidak terdapat dalam atom-atom

elektronegatif maka sulit ditentukan secara pasti letaknya. Dua tipe

fragmentasi dapat dilihat pada spektra massa etanol, seperti gambar di

bawah ini.


19

Gambar 13. spektra massa etanol

Proses fragmentasi adalah sebagai berikut :

a.1 Pemutusan ikatan homolitik diawali dengan adanya heteroatom

seperti oksigen, sulfur, nitrogen, base peak atau peak dasar

bisanya diberikan oleh molekul yang mengandung heteroatom.

a.2 Suatu elektron akan terpisah, suatu radikal akan terbentuk. Elekron

satunya lagi akan bergabung dengan electron tanpa berpasangan

dari heteroatom, maka akan terbentuk ikatan rangkap; heteroatom

ini akan bermuatan positif

a.3 Kehilangan molekul radikal terbesar adalah yang paling disukai

dalam fragmentasi, untuk etanol peak dasar m/z = 31 dengan

kehilangan molekul radikal CH3.

H3C CH

H

OH H3C C

H

OH + H

m/z: 46,04 m/z: 45,03

H3CH2C OH

m/z: 46,04

H2C OH + CH3

m/z : 31

Gambar 14. Pemutusan homolitik pada etanol


20

Untuk beberapa molekul spektra didominasi oleh pemutusan

homolitik dibandingkan heterolitik

H3CH2C OH

m/z: 46,04

H3C CH2 + OH

m/z = 29

Gambar 15. Pemutusan heterolitik pada etanol

Mekanisme pemutusan homolitik diperjelas lewat mekanisme berikut:

H3CH2C C CH3

O

H3C CH2 + C

O

CH3

m/z=72 m/z=43

H3CH2C C

HCH3

OH

H3C CH2 + C

O

CH3

m/z=74 m/z=45

Gambar 16. Beberapa contoh pemutusan homolitik (Watson,2003)

b. Pemutusan ikatan dengan transfer proton

Pemutusan ikatan dengan transfer proton sering juga terjadi dalam

spektra massa suatu senyawa. Pada senyawa organik dengan hidrokarbon

rantai panjang, pemutusa ikatan secara homolitik terjadi terlebih dahulu

dilanjutkan dengan transfer muatan, yang dapat di lihat pada gambar 17

RH2C O

H2C

H2C R H2C O

H2C

HC R

H

H2C OH

H2C CH

R

+


21

OH2C

HC R

H

O

H

H H2C CH

R+

Gambar 17. Pemutusan dengan transfer proton melalui dua tahap (Watson,2003)

c. Fragmentasi dari struktur cincin

Tipe fragmentasi yang lebih komplek dalam spectra massa adalah

penataulangan dari struktur suatu molekul dan ini lebih mungkin terjadi

bila memiliki struktur cincin.sikloheksanol adalah salah satu senyawa

yang memiliki stuktur cincin, pemutusan dapat terjadi lewat beberapa

cara yaitu; penataulangan struktur molekul dengan kehilangan air atau

fragmentasi yang mengikuti reaksi retro-Diels –Alder. Pola fragmentasi

dapat di lihat pada gambar 18 sampai 20.

OH O

H

O

+

H

m/z =100 m/z =57 m/z =43

Gambar 18. Pemutusan ikatan sikloheksanol dengan penataulangan struktur(Watson,2003).

OH

H

H

+ H2O

m/z=100 m/z=82 m/z=18

Gambar 19. Pemutusan ikatan sikloheksanol dengan kehilangan air (Watson,2003).


22

CH

CH3

Gambar 20. fragmentasi yang mengikuti reaksi retro-Diels –Aldel (Watson,2003).

L. Kromatografi Gas-Spektrometri Massa (GC-MS)

Metode kromatografi gas dan spektrometri massa memberikan keuntungan

saat keduanya digunakan secara bersamaan. Proses pemisahan dilakukan oleh

kromatografi gas, sedangkan proses fragmentasi 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 spektra massa dari suatu senyawa

organik (Dean, 1995).

Perkembangan metode GC-MS pada mulanya dihadapkan pada suatu

masalah besar yaitu penggabungan kolom kromatografi gas ke spektrometri massa.

Packed Coloums dipergunakan dan besarnya volume sample dan gas pembawa

akan memenuhi sistem spektrometer massa, sehingga harus dioperasikan dengan

tekanan rendah dan penggabungan keluaran kolom dan spectrometer massa harus

dibuat khusus. Dengan ditemukannya kolom berlapis sillika maka masalah ini

dapat diatasi, dan eluat dari kromatografi gas dapa langsung dihubungkan dengan

ion source. (Christian,2004).

Terdapat beberapa teknik untuk menghasilkan ion molekul yaitu: ionisasi

dengan electron impact (EI), chemical ionization (CI), field desorption (FD), Fast


23

atom bombardment (FAB), Elektrospray ionization (ESI) dan Matrix Assisted

Loaser Desorption Ionization (MALDI). Dari beberapa macam teknik tersebut

yang paling umuin dipergunakan adalah Elekton Impact, yaitu dengan penembakan

berkas electron pada suatu molekul organik menghasilkan ion molekul bermuatan

positif yang dapat pecah menjadi ion yang lebih kecil (Silverstain and

Webster,1998).

M. Landasan Teori

Reaksi Knoevenagel adalah reaksi antara suatu aldehida yang berperan

sebagi elektrofil dengan suatu senyawa yang mempunyai hidrogen alfa terhadap

dua gugus karbonil dengan menggunakan suatu basa amina sebagai katalis. Oleh

karena itu, pada sintesis asam 4-hidroksi-3-metoksisinamat ini digunakan 4-

hidroksi-3-metoksibenzaldehid yang berperan sebagai elektrofil dan asam malonat

yang mempunyai hidrogen alfa terhadap dua gugus karbonil menggunakan

amonia sebagai katalis melalui reaksi kondensasi Knoevenagel.

Gambar 21. Reaksi umum pembentukan asam trans-4-hidroksi-3-metoksisinamat

HO

O

OH

O H3CO

HO

OH

O

OH

O

H3CO

HO

Kalor

NH3


24

N. Hipotesis

Asam malonat akan bereaksi dengan 4-hidroksi-3-metoksibenzaldehid

menggunakan katalis yaitu amonia menghasilkan asam 4-hidroksi-3-

metoksisinamat. Dengan reaksi sebagai berikut :

O

OH

O

HO

NH3

O

O

O

O NH4NH4

asam malonat

NH3

CH

O

O

O

O NH4NH4

H

CH

O

O

O

O NH4NH4

CH

O

O

O

O NH4NH4 CH

O

OH

O

HO

NH3

NH4

+ 2 NH3

Gambar 22. Reaksi pembentukan garam malonat dan ion enolat dari asam malonat

CH

O

OH

O

HO

O

OH

OH

OH

OH

OH

O

O

H

+

OCH3

OCH3

NH3

H

NH3

Gambar 23. Reaksi antara 4-hidroksi-3-metoksibenzaldehid dengan ion enolat


25

OH

OH

OH

OH

O

O

HCl

OH

OH

O

OH

O

O

H

OH

O

OH

HO

O

H

OH

OH

OH

O

OH

HO

O

H

H

H2O, HCl

H H

OCH3

OCH3

OCH3

OCH3

- Cl

H


26

OH

OH

O

OH

O

OH

O

O

H

- CO2

OCH3

OCH3

OH

OH

O

OCH3

H

Gambar 24. Reaksi dehidrasi dan dekarboksilasi pada asam trans-4-hidroksi-3-metoksi

sinamat


27

BAB III

METODE PENELITIAN

A. Jenis dan rancangan penelitian

Penelitian ini merupakan suatu penelitian non-eksperimental deskriptif non-

analitik karena tidak ada manipulasi terhadap subjek uji.

B. Parameter penelitian dan Definisi Operasional

1. Starting material (SM) adalah bahan awal yang digunakan untuk

menghasilkan produk. Bahan awal yang digunakan pada penelitian ini adalah

asam malonat dan 4-hidroksi-3-metoksibenzaldehid

2. Molekul target (MT) adalah senyawa yang diharapkan dapat terbentuk dari

bahan awal. Senyawa yang diharapkan terbentuk dalam penelitian ini adalah

asam 4-hidroksi-3-metoksisinamat

3. Katalis adalah suatu senyawa yang digunakan dalam reaksi untuk

meningkatkan laju reaksi kimia. Katalis yang digunakan dalam penelitian ini

adalah amonia 25%.

4. Rendemen adalah jumlah molekul target yang terjadi dan dapat

diperhitungkan dari jumlah starting material yang digunakan. Rendemen

senyawa hasil sintesis yang diharapkan dalam penelitian ini adalah rendemen

asam 4-hidroksi-3-metoksisinamat.

27


28

C. Bahan / materi penelitian

Asam malonat (p.a, E. Merck), Amonia 25 % (p.a, E. Merck), NaOH (p.a,

E. Merck) Vanilin (p.a, E. Merck), pelarut : aquadest (laboratorium Farmasi

Universitas Sanata Dharma), asam klorida (p.a, E. Merck), metanol (p.a, E.

Merck), n-heksan (teknis, Brataco Chemika), etil asetat (p.a, E. Merck),

kloroform (p.a, E. Merck), asam asetat glasial (teknis, Asia Lab), aseton (teknis,

Asia Lab), petroleum eter (p.a, E. Merck), eter (teknis, Brataco Chemika), kertas

saring, es batu.

D. Alat

Pendingin alihn (Vuline), kompor listrik (Herdolph MR 2002), beaker glass

(Duran schott mainz), klem, erlenmeyer bertutup (Duran schott mainz), stirrer

magnetik, selang air, baskom, termometer, corong buchner, tabung buchner,

pompa vakum (Robinair High Vacuum Pump model no. 15100), corong kaca,

cawan petri, oven (Memmert oven model 400), flakon, gelas pengaduk,

timbangan elektrik (Mextler PM 100), lampu UV254 nm, kaca arloji, gelas ukur

(Iwaki pyrex), labu ukur (Iwaki pyrex), pipet ukur (Brand), alat uji titik lebur

(Thermophan), kromatografi gas-spektrometer massa (Shimadzu QP 2010S).

E. Tata cara penelitian

1. Sintesis 4-hidroksi-3-metoksisinamat

Asam malonat 15 mmol (1,55 g) ditambahkan dalam amonia 45 mmol (4 ml)

dengan cara dipanaskan di atas penangas air, kemudian ke dalam campuran tadi


29

dimasukkan Vanilin 15 mmol (2,2 g) yang sudah dilarutkan NaOH 0,2N (15 ml)

dan dipanaskan pada suhu 800C dilanjutkan dengan pengadukan selama 5 jam.

Tambahkan larutan HCl 2N 50 ml ke dalam larutan diatas. Larutan hasil sintesis

ditambahkan dengan etil asetat dalam corong pisah dan di gojog hingga diperoleh

dua fase yaitu fase air dan fase etil asetat. Fraksi etil asetat kemudian di ambil dan

diuapkan dalan vakum evaporator dengan suhu 800C. Hasil penguapan berupa

endapan merah.

Endapan disaring dengan corong Buchner dan dicuci dengan larutan HCl

2N, air. Endapan yang diperoleh selanjutnya dimurnikan dengan rekristalisasi

menggunakan akuades panas.

2. Ekstraksi Senyawa Hasil Sintesis

Larutan hasil sintesis ditambahkan dengan etil asetat dalam corong pisah dan

di gojog hingga diperoleh dua fase yaitu fase air dan fase etil asetat. Fraksi etil

asetat kemudian di ambil dan di uapkan dalan vakum evaporator dengan suhu

800C. Hasil penguapan berupa endapan merah.

3. Rekristalisasi Senyawa Hasil Sintesis

Serbuk hasil sintesis dilarutkan dalam aquadest panas, disaring dan filtrat

ditampung. Filtrat yang diperoleh didinginkan dalam ice bath hingga terbentuk

kristal. Kristal disaring dengan corong Buchner yang telah dilapisi kertas saring

dan dikeringkan dalam oven pengering pada suhu 100°C. Setelah kering, kristal

ditimbang dan dihitung rendemennya.


30

4. Uji Pendahuluan

a. Uji organoleptis. Dilakukan dengan cara mengamati warna, bentuk, bau

dan rasa senyawa hasil sintesis. Kemudian hasil pengamatan dibandingkan dengan

starting material yang digunakan dalam penelitian yaitu asam malonat dan 4-

hidroksi-3-metoksibenzaldehid.

b. Uji kelarutan. Senyawa hasil sintesis 50 mg dimasukkan ke dalam beaker

glass 1000 ml, kemudian tambahkan akuades sebanyak 1 ml hingga tepat larut.

Prosedur yang sama dilakukan dengan pelarut lain yaitu akuades panas, akuades

dingin, metanol, kloroform, dan etil asetat.

c. Titik Lebur. Kristal senyawa hasil sintesis diisikan kedalam electrothermal

capillary tubes, kemudian dimasukkan ke dalam alat pengukur titik lebur

(Thermophan). Amati peleburan kristalnya dan catat suhu waktu pertama kali

melebur hingga semua kristal melebur dengan kenaikan suhu 0,2° C per menitnya.

5. Elusidasi Struktur Senyawa Hasil Sintesis Dengan Kromatografi Gas

Spektroskopi Massa (GC-MS)

Pemisahan dan pemeriksaan kemurnian senyawa hasil sintesis dilakukan

menggunakan instrumen kromatografi gas dengan kondisi alat: suhu injektor

320°C, jenis kolom Rtx-5MS, panjang kolom 30 meter, suhu kolom diprogram

100°C, gas pembawa helium, tekanan 22 kPa, kecepatan alir fase gerak 0,5

ml/menit, dan detektor ionisasi nyala. Cuplikan senyawa hasil sintesis dilarutkan

dalam aseton, kemudian diinjeksikan ke dalam injektor pada alat kromatografi

gas. Aliran gas dari gas pengangkut helium akan membawa cuplikan yang sudah


31

diuapkan masuk kedalam kolom Rtx-5MS yang dilapisi fase cair

dimethylpolysiloxane. Selanjutnya cuplikan diukur oleh detektor hingga diperoleh

suatu kromatogram

Uap cuplikan senyawa hasil sintesis yang keluar dari kolom kromatografi

gas dialirkan ke dalam kamar pengion pada spektrometer massa untuk ditembak

dengan seberkas elektron sehingga terfragmentasi. Jenis pengionan yang

digunakan adalah EI (Electron Impact) 70 eV. Fragmen-fragmen akan melewati

lempeng pemercepat ion dan didorong menuju tabung analisator, dimana partikel-

partikel akan dibelokkan dalam medan magnet dan menimbulkan arus pada

kolektor yang sebanding dengan kelimpahan relatif setiap fragmennya.

Kelimpahan relatif setiap fragmen akan dicatat dan menghasilkan data spektra

massa.


32

BAB IV

HASIL DAN PEMBAHASAN

A. Reaksi Kondensasi Knoevenagel

Reaksi Kondensasi Knoevenagel dilakukan dengan cara mereaksikan asam

malonat 15 mmol (1,55 g) ditambahkan amonia 45 mmol (4 ml) kemudian ke

dalam campuran tadi dimasukkan 4-hidroksi-3-metoksibenzaldehid 15 mmol

(2,2 g) yang sudah dilarutkan NaOH 0,2 N (15 ml) dan dipanaskan pada suhu

800C dilanjutkan dengan pengadukan selama 5 jam. Sebanyak 50 ml larutan HCl

2N ditambahkan larutan ke dalam larutan diatas. Larutan hasil sintesis

ditambahkan dengan etil asetat dalam corong pisah dan di gojog hingga diperoleh

dua fase yaitu fase air dan fase etil asetat. Fraksi etil asetat kemudian di ambil dan

diuapkan dalan vakum evaporator dengan suhu 800C. Hasil penguapan berupa

endapan merah.

Endapan tersebut kemudian di periksa titik leburnya dengan termophan,

langkah selanjutnya adalah menguji kelarutan menggunakan etanol, metanol, air

dingin, air panas, etil asetat. Langkah akhir dilakukan dengan elusidasi struktur

menggunakan spektrometri massa, menggunakan alat Kromatografi gas -

Spektrometer massa (GC-MS).

32


33

B. Uji Pendahuluan

1. Uji organoleptis

Dilakukan dengan cara mengamati warna, bentuk, bau dan rasa senyawa hasil

sintesis. Kemudian hasil pengamatan dibandingkan dengan starting material yang

digunakan dalam penelitian yaitu asam malonat dan 4-hidroksi-3-metoksi

benzaldehid. Ditujukan dengan tabel III dan gambar 23

Pemeriksaan Senyawa hasil reaksi Vanilin Asam malonat

bentuk serbuk halus serbuk kristal serbuk kristal

warna coklat muda putih kekuninggan putih

bau harum vanila harum vanila tidak berbauTabel III. Perbandingan organoleptis senyawa hasil reaksi dan reaktan

Senyawa hasil reaksi Vanilin Asam malonat

Gambar 25. Foto hasil reaksi dan reaktan

2. Uji titik lebur

Uji titik lebur digunakan untuk mengetahui informasi mengenai identifikasi

dan kemurnian dari suatu senyawa hasil sintesis. Senyawa diakatakan murni bila

memiliki rentang titik lebur20C. (MacKenzei,1967)

Berdasarkan pemeriksaan diketahui bahwa senyawa hasil sintesis

mempunyai titik lebur sebesar 87-880C. Sedangkan senyawa target memiliki titik

lebur 198-2000C, sedangkan asam malonat 280-2850C dan 4-hidroksi-3-


34

metoksibenzaldehid 81-820C. Perbedaan titik lebur produk dengan reaktan

menunjukan produk yang berbeda dengan reaktan.

3. Uji kelarutan

Uji kelarutan senyawa hasil sintesis dilakukan untuk mengetahui kelarutan

senyawa hasil sintesis dalam berbagai pelarut, baik yang polar maupun non polar.

Hasil kelarutan juga dapat digunakan sebagai acuan dalam pemilihan pelarut

untuk GC-MS. Data uji kelarutan senyawa hasil sintesis adalah sebagai berikut :

Kelarutan

Pelarut Senyawa hasil sintesis4-hidroksi-3-

metoksibenzaldehidAsammalonat

Aquadest Sangat sukar larut Larut LarutAquadest

panas Larut Larut Larut

Metanol Larut Larut Larut

Kloroform Tidak larut Tidak larutTidaklarut

Etil asetat Larut LarutTidaklarut

Tabel IV. Perbandingan kelarutan senyawa hasil reaksi dan reaktan

Dari data di atas terdapat beberapa perbedaan antara produk dengan reaktan, dapat

di simpulkan bahwa produk masih merupakan suatu campuran yang larut dam

pelarut polar seperti metanol

C. Pengujian Senyawa Hasil Reaksi Dengan Metode GC-MS

Pengujian senyawa hasil reaksi dengan kombinasi kromatografi gas dan

spektrometri massa memilki keuntungan, yaitu dapat melakukan pemisahan

campuran. Pemisahan pada GC akan dideteksi oleh spektrometri massa dan

dihasilkan spektra senyawa hasil sintesis.


35

Spekta massa yang diperoleh akan dipergunakan untuk menentukan bobot

molekul senyawa hasil reaksi. Spektra massa juga dapat dipergunakan untuk

meramalkan kerangka molekul hasil reaksi melalui interpretasi fragmen-

fragmennya.

Dari hasil pengujuian dengan alat GC-MS didapatkan data kromarogram

GC dan spektra massa. Senyawa hasil reaksi menunjukan tiga peak dengan waktu

retensi yang berbeda, ini menunjukan bahwa terdapat minimal tiga senyawa hasil

reaksi, dalam campuran.

Terdapat tiga waktu retensi yang berbeda yaitu A=10.076; B=11.625; dan

C=13.271. Kromatogram GC ditunjukan pada gambar 26.


36

Gambar 26. Kromatogram GC


37

Waktu retensi 2 = 11.625 setelah di analisis dengan spektrometer massa

menujukan AUC terbesar yaitu 97.89%. spektra massanya ternyata menunjukan

senyawa vanillin dengan base peak 151, sedangkan bobot molekul vanillin adalah

152 yang artinya bahwa vanilin melepas radikal H. Gambar spektra massa dan

interpretasi spekra vanillin selengkapnya akan ditunjukan pada gambar 27 hingga

30.

Keterangan:Abundance : kelimpahan yaitu jumlah relatife fragmen bermuatan positif

m/z = massa/muatanGambar 27. Spektra massa B

H3CO

HO

H

O

+ e

H3CO

HO

H

O

+ 2e

m/z: 152m/z: 152

m/z =152 m/z =152

H3CO

HO

H

O

H3CO

HO

O

+ H.

m/z =152 m/z =151

Gambar 28 . Pemutusan ikatan secara homolitik menghasilkan (C8H7O3.+) dan radikal H.


38

Peak A pada m/z = 151 menujukan base peak dari vanilin (C8H8O3) dengan

melepaskan radikal H secara homolitik menjadi (C8H7O3.+)

H3CO

HO

O

H3CO

HO

O

H3CO

HO

+ C=O

m/z =151 m/z =151 m/z =123 m/z=28

Gambar 29 . Pemutusan ikatan secara heterolitik menghasilkan (C7H8O2+) dan C=O

Peak B pada m/z = 123 menunjukan fragmen dari ion (C7H8O2+) dari lepasnya

fragmen C=O dari ikatanya dengan cincin secara heterolitik.

H2CO

HO

H

HO

+ C OH2

m/z =123 m/z= 93 m/z= 30

Gambar 30 . Penataulanggan H pelepasan secara heterolitik COH2

Peak C pada m/z = 93 menunjukan fragmen dari ion (C6H6O+) dari lepasnya

fragmen COH2...

HOHO

+ C C

m/z = 93 m/z= 65 m/z=28

Gambar 31 . Pelepasan C=C. secara retro-Diels –Aldel

Berdasarkan serangkaian uji yang telah dilakukan dapat disimpulkan

bahwa tidak terjadi reaksi kondensasi Knoevenagel. Dibuktikan oleh

kromatogarm GC dimana konsentrasi dari vanilin masih dalam jumlah yang

sangat tinggi yaitu dengan luas area di bawah kurva dengan persentase 97,89 %.


39

Reaksi kondensasi Knoevenagel tidak berjalan dikarenakan basa amonia

yang dapat memberikan sepasangan elektron bebas dan berperan sebagai nukleofil

terlalu lemah untuk dapat menarik H pada posisi α untuk dapat membentuk ion

enolat. Ion enolat yang tidak terbentuk mengakibatkan reaksi adisi antara asam

malonat dan 4-hidroksi-3-metoksi benzaldehid.

Penggunaan NaOH berfungsi sebagi pelarut dari 4-hidroksi-3-metoksi

benzaldehid dalam reaksi kondensasi Knoevenagel. Asam malonat tidak terdeteksi

pada analisis kromatografi gas dikarenakan larut saat pencucian dengan HCl dan

larut dalam fraksi air saat ekstrasi dengan etil asetat.


40

BAB V

KESIMPULAN DAN SARAN

A. Kesimpulan

Reaksi kondensasi Knoevenagel tidak berjalan dikarenakan basa amonia

yang dapat memberikan sepasangan elektron bebas dan berperan sebagai nukleofil

terlalu lemah untuk dapat menarik H pada posisi α untuk dapat membentuk ion

enolat.

B. Saran

Perlu dilakukan penelitian lebih lanjut mengenai pengaruh suhu dan waktu

reaksi dalam Reaksi kondensasi Knoevenagel.

40


41

DAFTAR PUSTAKA

Anonim, 1995, Farmakope Indonesia, Edisi IV, Departemen Kesehatan RepublikIndonesia, Jakarta.

Anonim, 2001, Merck Index 13th ed: An Encyclopedia of Chemicals, drugs andbiological. Merck & Co.,Inc., USA

Anwar, C., Purwono, B., Pranowo, H.D., Wayuningsih, T.D., 1994, PengantarPraktikum Kimia Organik, 335, 341-342. Fakultas Matematika dan IlmuPengetahuan Alam Universitas Gajah Mada., Yogyakarta.

Bob Andreas D.P., 2008, Sintesis Asam 4-Hidroksisinamat dengan Variasi

Perbandingan Mol Starting Material 4-Hidroksibenzaldehida dan Asam

Malonat dengan Katalis Amonia, Fakultas Farmasi Universitas Sanata

Dharma., Yogyakarta.

Brandstatter, M.K., 1971, Thermomicroscopy’s Analysis of Pharmaceutical, 1-10,Pergamon Press., London.

Bresnick, S.M.D, 1996, Intisari Kimia Organik, 96-97, 101-107 PenerbitHipokrates., Jakarta

Brown, W. and Poon, T., 2005. Introduction to Organic Chemistry 3thedition.419-421 Willey and Sons, Inc., USA.

Bruice. P.Y., 1998. Organic Chemistry, Second Edition, 953, Prentice-Hall,Inc.,USA

Budiati, T.; Ekowati J; Suzana; GN. Astika; Siswono H;Wibowo H; Syahrani A;Purwono H; Rudyanto M., 2003. Sintesis Turunan Sinamat sebagaiTirosinase Inhibitor, Project Grant Th. ke III, FFUA., Surabaya.

Carey, F.A and Sunberg, R.J., 1977, Advanced Organic Chemistry : Reaction andSynthesis, 42, 44, Plenum Publishing Corporation., New York

Christian, G.D., 2004, Analytical Chemistry, 168-185, Jhon Wiley and Sons, Inc.,N.J., USA

Dean, J.A., 1995, Analytical Chemistry Handbook, 13,26, McGraw-Hill, Inc.,New York

Day, Jr., R.A. and Underwood, A.L., Analisis Kimia Kuantitatif, terj.Pudjaatmaka, A.H., Edisi IV, 519, Penerbit Erlangga., Jakarta.

41


42

Ekowati, J. dan Suzana, B.T., 2005, Pengaruh Posisi Gugus Metoksi para danmeta Terhadap Hasil Sintesis Asam para-metoksisinamat dan Asam meta-metoksisinamat, Majalah Farmasi Airlangga Vol.5 No.3

Fessenden, R.J. and Fessenden, J., 1986, Kimia Organik, terj. Pudjaatmaka, A.H.,Edisi III, Jilid 2, 184, Penerbit Erlangga., Jakarta

Gritter, R.J., Bobbit, J.M., Schwarting, A.E., 1991, Pengantar Kromatografi, terj.Padmawinata, K., Edisi II, Penerbit Institut Teknologi Bandung.,Bandung.

Ha TJ, Yang MS, Jang DS, Choi SU, Park KH., 2001. Inhibitory Activities ofFlavanone Derivatives Isolated from Sophora flavescens formelanogenesis, Bull. Korean Chem. Soc. 1: 97-99.

Jenkins, G.L., Knevel, A.M., Digangi, F.E., 1965, Quantitative PharmaceuticalChemistry, Sixth Edition, McGraw-Hill Book Company, New York.

Khophar.S.M., 1990, Konsep Dasar Kimia Analitik, terj. Saptorahardjo, A,Penerbit Universitas Indonesia, Jakarta.

Kubo I, Kinst-Hori, Yokohama Y., 1994. Tyrosinase Inhibitor form AnacardiumOccidentale Fruits, J. Nat.Prod., 57: 545-551.

Lee HS, 2002. Tyrosinase Inhibitors of Pulsatilla cernua root-derived mater,J.Agric. Food Chem 50: 1400-3.

Lee SE; Kim MK; Lee SG; Ahn YJ; Lee HS, 2000.Inhibitory effects ofCinnamomum Casia Barkderivedmaterials on Mushroom Tyrosinase,Food Sci. Biotechnol 5:330-303.

Lukyvano, E. 2009. Sintesis Asam Sinamat dari Benzaldehid dan Asam Malonat

Menggunakan Katalis Dietilamin, Fakultas Farmasi Universitas Sanata

Dharma, Yogyakarta.

MacKenzie, 1967, Experimental Organic Chemistry, 3rd ed., Prentice-hall Inc.,Engelwood Cliffs, New Jersey.

McMurry, J., 2004, Fundamentals of Organic Chemistry, 6th ed., 317-318, 325-326, Thomson Learning, Inc., USA.

Sastrohamidjodjo, H., 2001, Spektroskopi, 11, 99-100, 163-164, Penerbit Liberty.,Yogyakarta


43


44


45


46


47


48

BIOGRAFI PENULIS

Yusak Gunawan adalah anak pertama dari dua bersaudara

pasangan Gouw Kim Hauw dengan Rini Sulistiani. Lahir di

Bandung, 3 Agustus 1985. Penulis ini menempuh pendidikan

pertamanya di TK Yos Sudarso Bandung , kemudian dilanjutkan

pendidikan dasar di Yos Sudarso Bandung. Penulis melanjutkan

sekolahnya di SLTP Pangudi Luhur Ambarawa dan selanjutnya

menyelesaikan pendidikan SMU-nya di SMU Santo Mikael

Yogyakarta. Lulus dari jenjang SMU, penulis melanjutkan

pendidikan Strata 1-nya pada pertengahan 2004 di Fakultas

Farmasi Universitas Sanata Dharma Yogyakarta dan Fakultas Seni Pertunjukan ISI

Yogyakarta.


PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI - core.ac.uk · Pemutusan ikatan secara heterolitik...

Documents

Transcript of PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI - core.ac.uk · Pemutusan ikatan secara heterolitik...