SINTESIS VANILIN

7/22/2019 SINTESIS VANILIN

1/7

SINTESIS VANILIN

Pada prinsipnya pembuatan vanilin semi sintetik dari minyak cengkeh melalui

tahapan beberapa produk antara yaitu eugenol dan isoeugenol. Oleh karenanya sintesis

vanilin ini dapat terjadi dengan dua cara, yaitu 1) Dengan memisahkan terlebih dahulu non-

eugenol dalam minyak cengkeh dan 2) Sintesis dilakukan langsung di dalam minyak cengkeh

tanpa perlu memisahkan non-eugenol, artinya non-eugenol baru dipisahkan setelah

terbentuknya isoeugenol. Menurut Soemadiharga (1973), prinsip pembuatan vanilin dari

eugenol adalah reaksi isomerisasi yang disusul dengan reaksi oksidasi.

Proses yang dipilih untuk pembuatan produk vanilin sintetik dengan bahan baku

eugenol ini terdiri atas tiga tahapan proses, yaitu proses isomerisasi, proses oksidasi dan

proses ekstraksi. Pembuatan vanilin sintetik ini menggunakan pemanasan gelombang mikro,

yaitu pada proses isomerisasi dan proses oksidasi. Pemakaian gelombang mikro untuk

aktivasi reaksi telah diketahui dapat mempercepat laju reaksi dalam waktu yang lebih singkat

dibandingkan dengan menggunakan pemanasan konvensional. Sehingga efisiensi yang

didapatkan dengan pemakaian gelombang mikro untuk proses pemanasan akan diperoleh

lebih tinggi (Cisadesi, 2007).

Menurut Carey (2003), oksidasi pada senyawa organik adalah proses peningkatan

jumlah ikatan di antara karbon dan oksigen (ikatan CO) atau penurunan jumlah ikatan

karbonhidrogen (ikatan CH). Menurut Sastrohamidjojo (2002), oksidasi isoeugenol

menjadi vanilin oleh nitrobenzena dalam media alkali merupakan serangkaian transfer

elektron dari OHke senyawa nitro melalui substrat tidak jenuh.

Adapun bahan tambahan yang digunakan pada proses produksi vanilin sintetik, yaitu

pada proses isomerisasi dibutuhkan KOH dan pada proses oksidasi dibutuhkan oksidator

nitrobenzene, pelarut dimetil sulfoksida (DMSO), dan HCl serta pada proses ekstraksi

dibutuhkan pelarut dietil eter.

Masing-masing proses akan menghasilkan hasil samping yaitu, pada proses

isomerisasi akan menghasilkan air dan sisa eugenol yang tidak bereaksi. Lalu, pada proses

oksidasi akan menghasilkan hasil samping antara lain, asetaldehid, azobenzene, nitrobenzene,

DMSO dan K-isoeugenolat yang tidak bereaksi, garam, dan air. Kemudian, hasil samping

yang dihasilkan dari proses ekstraksi adalah residu (nitrobenzene, DMSO, garam, asam

vanilat) dan dietil eter. Di bawah ini adalah tabel rincian dari hasil samping setiap proses

produksi.


2/7

Tabel 1. Hasil samping dari setiap proses produksi

Proses Produksi Hasil Samping

Isomerisasi air dan sisa eugenol yang tidak bereaksi

Oksidasi Asetaldehid, azobenzene, nitrobenzene, DMSO dan K-isoeuegenolat yang tidak bereaksi, garam dan air

Ekstraksi residu (nitrobenzene, DMSO, garam, asam vanilat)

Banyak pelarut dan pereaksi yang digunakan dalam pembuatan vanilin sintetik ini,

antara lain KOH, nitrobenzene, DMSO, dan HCl. Pereaksi dan pelarut ini mudah menguap,

oleh karena itu, mereka dengan sengaja dilepaskan ke atmosfer setelah penggunaan. Di

bawah ini adalah rincian mengenai toksisitas dari masing-masing pelarut yang digunakan

pada pembuatan vanilin sintetik.

a. KOH

Beberapa senyawa alkohol juga memiliki sifat-sifat toksik, salah satunya adalah KOH.

Gugus alkohol menyebabkan senyawa ini bersifat iritasi yang lebih besar dan narkose atau

sebagai pembius, tetapi sifat-sifat ini tidak terdapat pada alkohol dengan molekul lebih besar.

Disisi lain, alkohol dengan molekul besar larut dalam lemak. Sebagai akibatnya, mereka

tinggal lebih lama di dalam tubuh, dan merusak organ-organ bagian dalam (to damage

internal organs). Karena derajat penguapannya relatif rendah, maka masalah serius terhadap

inhalasi uap KOH tidak umum terjadi.

b. DMSO

Dimetilsulfoksida adalah suatu solven yang juga sering digunakan. Ia bersifat polar,

oleh karena itu ditemukan dalam penggunaan yang khusus. DMSO masuk ke kulit (penetrasi)

secara efektif, tetapi memiliki sifat toksik yang rendah. Namun, ia membawa bahan-bahan

kimia yang bercampur dengannya melewati kulit dan dapat menyebabkan konsekuensi yang

serius bila ia bercampur dengan suatu toksikan yang kuat. DMSO dapat terinhalasi atau

diabsorbsi melalui kulit sehingga merusak lever. Karbon disulfida sangat mudah menguap,

dan memiliki uap bersifat berbahaya. Lebih signifikan lagi, ia menyebabkan kerusakan yang

serius terhadap otak dan susunan syaraf perifer (peripheral nervous system). Ia juga

berkontribusi terhadap penyakit jantung koroner (coronary heart disease).

c. Nitrobenzene

Nitrobenzene adalah senyawa yang mudah menguap dan terpapar secara luas dalam

bentuk uap. Paparan nitrobenzene ke dalam tubuh menyebabkan kerusakan susunan syaraf


3/7

pusat, saluran pencemaan, dan sumsum tulang yang membentuk sel-sel darah merah. Para

pekerja yang terpapar secara berlebihan (overexposed workers) menderita anemia dan

menurunnya jumlah sel darah putih. Kontak dalam waktu yang lama dengan kulit

menyebabkan kerusakan kulit mirip luka bakar, dan beberapa pekerja menjadi lebih sensitif.

Studi epidemiologi terhadap para pekerja yang terpapar benzene dalam periode waktu yang

lama menunjukkan bertambahnya pekerja yang menderita kanker, terutama kanker darah

(leukimia).

d. HCl

Asam klorida adalah asam kuat yang paling tidak berbahaya untuk ditangani

dibandingkan dengan asam kuat lainnya. Walaupun asam, ia mengandung ion klorida yang

tidak reaktif dan tidak beracun. Asam klorida dalam konsentrasi menengah cukup stabil

untuk disimpan dan terus mempertahankan konsentrasinya. Oleh karena alasan inilah, asam

klorida merupakan reagen pengasam yang sangat baik. Dalam lingkungan industri,

pencegahan merupakan tindakan yang lebih baik daripada membiarkan terjadi keracunan.

Antisipasi dan tindakan keamanan harus merupakan upaya pertama. Prinsip kerja secara

aman adalah penting, tetapi sering dianggap berlebihan karena mengeluarkan biaya lebih

banyak dan tidak menghasilkan nilai tambah yang nyata pada produk.

Pencegahan terjadinya keracunan dalam proses produksi di industri ini dapat

dilakukan dengan mengurangi bahaya dan resiko yang mungkin dapat ditimbulkan pada

pekerja dan lingkungan. Selain itu juga diusahakan upaya pengamanan seperti menyediakan

tempat penyimpanan yang aman, tersedianya sarana air pembilas di tempat-tempat strategis,

menyediakan dokter perusahaan, melengkapi pekerja dengan masker dan sarung tangan, dan

sebagainya.

DIAGRAM ALIR SINTESIS VANILIN

Pembuatan produk vanillin sintetik menggunakan bahan baku eugenol yang berasal dari

minyak cengkeh. Proses produksi vanillin sintetik terbagi menjadi 3 macam proses, yaitu

proses isomerisasi, proses oksidasi dan proses ekstraksi. Di bawah ini adalah gambar diagram

alir proses produksi vanillin sintetik.


4/7

Tahap pertama pembuatan vanilin sintetik adalah proses isomerisasi yaitu mengubah eugenol

enjadi K-isoeugenolat dalam suasana basa. Proses isomerisasi eugenol menjadi isoeugenol

dilakukan dengan menggunakan panas dari gelombang mikro yang didapatkan pada alat

microwave. Proses ini menggunakan katalis basa kuat kalium hidroksida (KOH) yang proses

konversi atau reaksi isomerisasinya terjadi pada sekitar suhu 120oC. Di bawah ini adalah

gambar dari reaksi yang terjadi.

Gambar 1. Reaksi perubahan eugenol menjadi isoeugenol dengan KOH


5/7

Setelah itu, tahap kedua adalah proses oksidasi. Reaksi oksidasi k-isoeugenolat

menjadi vanilin menggunakan oksidator nitrobenzene. Nitrobenzene tersebut digunakan

untuk mengubah K-isoeugenolat menjadi K-vanilat dan menghasilkan hasil samping berupa

azobenzene dan asetaldehid.

Sastrohamidjojo (2002) mengatakan reaksi oksidasi isoeugenol dapat dilakukan

dengan menggunakan oksidator nitrobenzene. Reaksi oksidasi ini berlangsung dalam fase

organik, sehingga untuk membawa oksidator nitrobenzene ke dalam fase organik dibutuhkan

pelarut dimetil sulfoksida (DMSO). Agar reaksi berjalan sempurna, jumlah oksidator dan

pelarut yang digunakan harus melebihi jumlah bahan yang akan direaksikan.

Berdasarkan literatur di atas maka pada tahap oksidasi ini ditambahkan pula DMSO

dan dipanaskan dalam oven gelombang mikro. Di dalam oven gelombang mikro terjadi

radiasi gelombang mikro yang diserap oleh bahan dan mengubah energi radiasi menjadi

energi panas yang akan memanaskan larutan sampel secara langsung sehingga akan

menaikkan suhu larutan dan terjadi reaksi oksidasi. Reaksi oksidasi isoeugenol dengan

oksidator nitrobenzene dalam suasana basa menghasilkan kalium vanilat seperti yang terlihat

pada gambar di bawah ini.

Gambar 2. Reaksi oksidasi menggunakan nitrobenzene

Untuk merubah kalium vanilat menjadi vanilin maka dilakukan tahapan hidrolisis

menggunakan asam. Pada tahapan ini ion K+ pada senyawa vanilat digantikan oleh ion OH-

dan garam KCl hasil reaksi terendapkan sehingga dapat dipisahkan dari komponen vanilin.

Reaksi hidrolisis vanilin dapat dilihat pada gambar di bawah ini. Selanjutnya garam kalium

vanilat yang terbentuk diasamkan dengan HCl. Reaksinya :


6/7

Gambar 3. Reaksi oksidasi pembentukan vanilin (Soemadiharga,1973)

Hasil akhir dari tahapan hidrolisis adalah terbentuknya dua lapisan yaitu lapisan atas

(air) yang mengandung vanilin dan lapisan bawah yang mengandung azobenzene, asetaldehid,

DMSO dan reaksi hasil samping lainnya.

Vanilin yang terdapat pada lapisan atas hasil reaksi oksidasi dan hidrolisis selanjutnya

diekstraksi menggunakan dietil eter. Menurut Carey (2003), dietil eter mempunyai tingkat

volatil tinggi dan titik didih yang rendah (350C) sehingga mudah digunakan pada saat proses

penguapan. Dietil eter digunakan untuk memisahkan komponen vanilin dari air dan campuran

lain hasil oksidasi yang ikut tercampur seperti nitrobenzene, dimetil sulfoksida, azobenzene

dan asetaldehid, sehingga vanilin terikat dengan pelarutnya (dietil eter). Kemudian dilakukan

destilasi atau penguapan pelarut untuk memisahkan campuran vanillin dan pelarut dietil eter,

sehingga pada akhirnya akan didapatkan produk vanillin sintetik.

Di bawah ini adalah gambar dari diagram alir proses produksi vanilin sintetik.


7/7

DAFTAR PUSTAKA

Carey, F.A. 2003. Organic Chemestry. Fifth Edition. McGraw-Hill. New York.

Cisadesi, Rosi. 2007. Pembuatan Vanilin Semi Sintetik dari Isoeugenol

MinyakCengkeh dengan Pemanasan Gelombang Mikro. Skripsi. Fakultas Teknologi

Pertanian Bogor. Institut Pertanian Bogor. Bogor.

Sastrohamidjojo, H. 1981.A Study of Some Indonesian Essential Oils. Disertasi.

Universitas Gajah Mada. Yogyakarta.

Soemadhiharga et al., 1973. Sintesa Vanilin Dari Eugenol Minyak Daun Cengkeh.

Balai Penelitian Kimia. Bogor

SINTESIS VANILIN

Documents

Transcript of SINTESIS VANILIN