sintesis lakton dari asam miristat dengan penambahan ...repository.ub.ac.id/179351/1/muhamad ilham...
TRANSCRIPT
Sintesis Lakton dari Asam Miristat dengan Penambahan
Asam Perklorat Menggunakan Bantuan Refluks
SKRIPSI
Oleh:
Muhamad Ilham Ramdany
155090201111011
JURUSAN KIMIA
FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM
UNIVERSITAS BRAWIJAYA
MALANG
2019
i
Sintesis Lakton dari Asam Miristat dengan Penambahan Asam
Perklorat Menggunakan Bantuan Refluks
SKRIPSI
Sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar
Sarjana Sains dalam bidang Kimia
Oleh:
Muhamad Ilham Ramdany
155090201111011
JURUSAN KIMIA
FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM
UNIVERSITAS BRAWIJAYA
MALANG
2019
Scanned by CamScanner
Scanned by CamScanner
iv
Sintesis Lakton dari Asam Miristat dengan Penambahan Asam
Perklorat menggunakan bantuan Refluks
ABSTRAK
Limbah minyak pala memiliki kandungan asam miristat yang
tinggi yang dapat dimanfaatkan untuk sintesis lakton. Dalam penelitian
ini sintesis lakton dilakukan menggunakan metode refluks, dengan
penambahan reagen asam perklorat dalam penangas pasir pada suhu
tinggi. Sintesis lakton dilakukan waktu reaksi selama 3, 5, dan 7 jam.
Perbandingan variasi mol antara asam miristat dan asam perklorat
dilakukan pada (0,05 : 0,05) ; (0,05 : 0,75) ; (0,05 : 0,1 ) mol. Senyawa
lakton dari asam miristat hasil hidrolisis trimiristin dapat disintesis.
Karakterisasi sintesis lakton dilakukan dengan spektrofotometer FTIR.
Hasil spektrum FTIR ditunjukan dengan adanya pita serapan pada
daerah 1737,74 cm-1
yang diidentifikasi merupakan gugus fungsi
karbonil C=O (ester δ-lakton). Waktu reaksi yang optimal sintesis
senyawa lakton dari asam miristat adalah 7 jam dan rasio mol optimal
senyawa lakton adalah 1 : 1.
Kata kunci : Trimiristin, Asam Miristat, Hidrolisis, Karbonil (ester δ-
lakton), Asam Perklorat, Spektrofotometer FTIR
v
Synthesis Lactone From Myristic Acid by Addition of Percloric
Acid Using Reflux
ABSTRACT
Nutmeg oil contains high myristic acid which can be used for
lactone synthesis. In this study lactone synthesis was carried out using
the reflux method, with the addition of perchloric acid reagents in sand
baths at high temperatures. Lactone synthesis was carried out for 3, 5
and 7 hours reaction time. Comparison of mole variations between
myristic acid and perchloric acid was carried out at (0.05: 0.05); (0.05:
0.75); (0.05: 0.1) moles. The lactone compound from myristic acid
from the hydrolysis of trimiristine can be synthesized. Characterization
of lactone synthesis was carried out by FTIR spectrophotometer. The
results of the FTIR spectrum are indicated by the presence of
absorption bands in the area of 1737.74 cm-1
which are identified as
functional groups of carbonyl C = O (δ-lactone esters). The optimal
reaction time for synthesis of lactone from myristic acid is 7 hours and
the optimal mole ratio of lactone is 1: 1.
Keyword : Trimyristin, Myristic acid, Hydrolysis, Carbonyl (δ-lactone
esters), Percloric acid, Spectrofotometer FTIR
vi
KATA PENGANTAR
Puji syukur atas kehadirat Allah SWT yang telah
melimpahkan rahmat, karunia serta hidayah-Nya yang telah
memberikan kelancaran dan keselamatan, sehingga saya dapat
menyelesaikan skripsi saya dengan baik dan lancar.
Skripsi ini disusun untuk memenuhi syarat mendapatkan gelar
sarjana di bidang sains kimia di Fakultas MIPA, Universitas Brawijaya
Malang.
Dalam penyusunan skripsi ini masih jauh dari kata sempurna
bahwa selesainya skripsi saya ini tidak lepas dari dukungan, semangat,
serta bimbingan dari berbagai pihak selama penelitian ini berlangsung,
baik bersifat moril maupun materil, oleh karena-Nya, saya ingin
menyampaikan ucapan terima kasih antara lain kepada :
1. Kepada Allah SWT karena ridho dan karunia-Nya sehingga
saya dapat menyelesaikan skripsi ini dengan lancar.
2. Kedua orang tua saya, saudara-saudara saya kakak ataupun
adik saya yang memberikan dukungan, doa secara lahir dan
batin sehingga saya dapat menyelesaikan skripsi ini.
3. Bapak (Alm)Dr. Edi Priyo Utomo, M.S, Dr. Warsito, M.S dan
Drs. Suratmo, M.Sc sebagai pembimbing skripsi saya yang
telah memberikan ilmu, dukungan, saran, dan arahannya mulai
awal proses penelitian hingga penyusunan skripsi ini.
4. Bapak Drs. Sutrisno, M.Si selaku penasihan akademik saya
yang secara proses mulai awal perkuliahan memberikan
dukungan, semangat dan saran-saran yang membangun hingga
akhir perkuliahan.
5. Seluruh pihak yang berkontribusi langsung maupun tidak
langsung dilingkup tata usaha Jurusan Kimia atau Fakultas
MIPA di Universitas Brawijaya yang memberikan kelancaran
terhadap skripsi saya.
6. Sahabat-sahabat saya dari kawan Laboratorium Kimia
Organik sampai angkatan Kimia 2015 yang berjuang bersama-
sama dan telah memberikan dukungan, doa, dan semangat.
vii
Akhir kata, saya mengucapkan terima kasih kepada semua
yang tidak bisa saya sebutkan satu persatu, karena skripsi ini
masih jauh dari kata sempurna maka segala kritik dan saran bagi
saya sangat berarti untuk membangun dan terus berinovasi untuk
kemajuan kedepannya.
Malang, 04 Mei 2019
Penulis
viii
DAFTAR ISI
HALAMAN JUDUL i
LEMBAR PENGESAHAN ii
LEMBAR PERNYATAAN iii
ABSTRAK iv
ABSTRACT v
KATA PENGANTAR vi
DAFTAR ISI viii
DAFTAR TABEL x
DAFTAR GAMBAR xi
DAFTAR LAMPIRAN xii
DAFTAR SINGKATAN xiii
BAB 1 PENDAHULUAN 1
1.1 Latar Belakang 1
1.2 Rumusan Masalah 3
1.3 Batasan Masalah 4
1.4 Tujuan Penelitian 4
1.5 Manfaat Penelitian 4
BAB II TINJAUAN PUSTAKA 6
2.1 Potensi Lemak Pala sebagai Asam Miristat 6
2.2 Sintesis Lakton 7
2.3 Peranan Refluks dalam Sintesis 9
BAB III METODOLOGI PENELITIAN 11
3.1 Tempat dan Waktu Penelitian 11
3.2 Alat dan Bahan 11
3.2.1 Alat 11
3.2.2 Bahan 11
3.3 Tahapan Penelitian 11
3.4 Prosedur Penelitian 11
3.4.1 Rekristalisasi Trimiristin 11
3.4.2 Hidrolisis Trimiristin menjadi Asam Miristat 12
3.4.3 Sintesis Lakton 12
3.4.4 Karakterisasi Sintesis Lakton 12
3.4.4.1 Karakterisasi menggunakan Spektrofotometer FTIR 12
3.4.4.2 Karakterisasi menggunakan KG-SM 13
ix
3.4.5 Analisa Data 13
3.4.5.1 Presentase (%) rendemen 13
3.4.5.2 Presentase (%)yield 13
3.4.5.3 Analisis Spektrofotometer FTIR 14
3.4.5.4 Analisis Kromatografi Gas-Spektrometer Massa 14
BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN 15
4.1 Rekristalisasi Trimiristin 15
4.2 Hidrolisis Trimiristin menjadi Asam Miristat 17
4.2.1 Analisis Asam Miristat Menggunakan Spektrofotometer
FTIR 18
4.2.2 Analisis Asam Miristat Menggunakan Kromatografi Gas-
Spektrometer Massa (KG-SM) 20
4.3 Sintesis Lakton 21
4.4. Karakterisasi Sintesis Lakton menggunakan Spektrofotometer
FTIR 21
4.5 Pengaruh Lama Waktu Reaksi Terhadap Hasil Sintesis 23
4.6 Rasio Mol Antara Asam Miristat dengan Asam Perklorat
Terhadap Hasil Sintesis 27
BAB V PENUTUP 31
5.1 Kesimpulan 31
5.2 Saran 31
DAFTAR PUSTAKA 33
LAMPIRAN 37
x
DAFTAR TABEL
Tabel 4.1 : Hasil Rekristalisasi 15
Tabel 4.2 : Tabulasi Gugus Fungsi Trimiristin 16
Tabel 4.3 : Hasil Hidrolisis Trimiristin 18
Tabel 4.4 : Tabulasi Gugus Fungsi Asam Miristat 19
Tabel 4.5 : Tabulasi Gugus Fungsi Sintesis Lakton 23
Tabel 4.6 : Tabulasi Gugus Fungsi Lama Waktu Reaksi Terhadap
Hasil Sintesis 25
Tabel 4.7 : Tabulasi Gugus Fungsi Waktu 3 Jam Dengan
Intensitas 25
Tabel 4.8 : Tabulasi Gugus Fungsi Waktu 5 Jam Dengan
Intensitas 26
Tabel 4.9 : Tabulasi Gugus Fungsi Waktu 7 Jam Dengan
Intensitas 26
Tabel 4.10 : Tabulasi Gugus Fungsi Rasio Mol Asam Perklorat
Terhadap Hasil Sintesis 28
Tabel 4.11 : Tabulasi Gugus Fungsi 0,05 Mol Dengan Intensitas 28
Tabel 4.12 : Tabulasi Gugus Fungsi 0,075 Mol Dengan Intensitas 29
Tabel 4.13 : Tabulasi Gugus Fungsi 0,1 Mol Dengan Intensitas 29
Tabel D.1 : Tabulasi Etil Miristat hasil KG-SM 49
xi
DAFTAR GAMBAR
Gambar 1.1 : Struktur Trimiristin 6
Gambar 2.2 : Reaksi Hidrolisis Trimiristin 7
Gambar 2.3 : Mekanisme Reaksi Pembentukan Lakton 8
Gambar 2.4 : Struktur Lakton 9
Gambar 4.1 : Spektra FTIR Trimiristin 16
Gambar 4.2 : Reaksi Hidrolisis Trimiristin menjadi Natrium
Miristat 17
Gambar 4.3 : Reaksi Pembentukan Asam Miristat dari
Natrium Miristat 18
Gambar 4.4 : Spektra FTIR antara Trimiristin (a) dan
Asam Miristat (b) 19
Gambar 4.5 : Spektra FTIR Asam Miristat 20
Gambar 4.6 : Reaksi Kimia Pembentukan Lakton 21
Gambar 4.7 : Spektra FTIR antara asam Miristat (a) dan
Sintesis Lakton (b) 22
Gambar 4.8 : Spektrum FTIR Sintesis Lakton 22
Gambar 4.9 : Hasil Sintesis Lakton Terhadap Lama Waktu Reaksi 24
Gambar 4.10 : Spektra FTIR Rasio Mol Asam Miristat dan
Asam Perklorat Terhadap Hasil Sintesis 27
xii
DAFTAR LAMPIRAN
Lampiran A : Skema Kerja Penelitian 37
Lampiran A.1 : Diagram Alir Penelitian 37
Lampiran A.2 : Prosedur Penelitian 38
Lampiran A.2.1 : Prosedur Rekristalisasi Trimiristin 38
Lampiran A.2.2 : Prosedur Hidrolisis Trimiristin 38
Lampiran A.2.3 : Sintesis Lakton menggunakan bantuan refluks 39
Lampiran B : Perhitungan 40
Lampiran B.1 : Pembuatan 100 ml NaOH 6 M 40
Lampiran B.2 : Pembuatan 0,05 mol Asam Miristat 40
Lampiran B.3 : Pembuatan 0,05 mol HClO4 70% 40
Lampiran B.4 : Pembuatan 0,075 mol HClO4 70% 41
Lampiran B.5 : Pembuatan 0,1 mol HClO4 70% 41
Lampiran B.6 : Perhitungan Rendemen Trimiristin 42
Lampiran B.7 : Perhitungan Rendemen Hidrolisis Trimiristin 43
Lampiran B.8 : Perhitungan %yield Etil Miristat 44
Lampiran C : Mekanisme Reaksi 45
Lampiran C.1 : Mekanisme reaksi Hidrolisis Trimiristin 45
Lampiran C.2 : Mekanisme reaksi Sintesis Lakton 47
Lampiran D : Karakterisasi Etil Miristat
menggunakan KG-SM 48
Lampiran D.1 : Total Ionic Chromatogram 48
Lampiran D.2 : Spektra Massa Puncak 1 pada TIC 48
Lampiran D.3 : Mekanisme pola Fragmentasi puncak
ke-1 Etil Miristat 49
Lampiran E : Gambar Kegiatan 53
xiii
DAFTAR SINGAKATAN
FTIR = Fourier Transform Infra-Red
KG-SM = Kromatografi Gas- Spektra Massa
KOH = Kalium Hidroksida
NaOH = Natrium Hidroksida
IUPAC = International Union of Pure and Applied Chemistry
xiv
1
BAB I
PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang
Minyak pala merupakan salah satu komoditas ekspor yang
cukup besar di Indonesia, serta memiliki keunggulan di pasaran
dunia karena memiliki aroma yang khas dan hasil minyak yang
tinggi. Pala dikenal sebagai tanaman rempah yang memiliki nilai
ekonomis karena setiap bagian dari tanaman pala dapat dimanfaatkan
dalam berbagai industri. Perkembangan perdagangan internasional
dari bahan hasil tumbuhan termasuk minyak atsiri berkembang
sangat cepat dengan nilai yang sangat besar terutama adalah industri
flavor dan fragrance yang secara global memiliki nilai jual yang
sangat tinggi. Dengan berkembangnya industri di bidang makanan,
kosmetik, obat-obatan, aroma terapi, dan lain-lain. Untuk itu,
peluang dari buah pala sangat diperlukan dalam meningkatkan
pendapatan negara.
Minyak pala dibedakan menjadi dua, yaitu minyak lemak
(oleoresin) dan minyak atsiri. Untuk menghasilkan minyak atsiri dari
biji pala dengan cara isolasi menggunakan metode destilasi uap,
sehingga diperoleh hasil minyak dan residu berupa ampas atau
limbah produksi yang tidak dipakai. Mayoritas kandungan atsiri
dalam biji pala berupa α-kopaena, kariofilena, dan linalool. Minyak
lemak dari residu berupa ampas berwarna jingga seperti mentega,
diperoleh dari biji pala yang dipanaskan dan diberi tekanan hidraulik.
Minyak ini banyak mengandung trimiristin yang tidak digunakan
dalam makanan. Trimiristin merupakan suatu turunan senyawa ester
atau biasa dikenal lemak miristin, nama lain dari trimiristin adalah
trimiristat gliserol atau tritetradekanoat gliserol. Lemak ini larut
dalam pelarut alkohol, benzena, kloroform, dan dietil eter dan tidak
larut dalam air [1]. Residu yang berupa minyak lemak sampai saat ini
pemanfaatan masih kurang dikembangkan. Untuk meningkatkan
nilai dari limbah lemak pala menjadi sesuatu yang dimanfaatkan
dapat dibuat menjadi suatu flavor atau aroma yang memiliki harga
jual yang tinggi.
Sumber dan jenis flavor, baik digunakan untuk makanan dan
minuman maupun produk pangan lainnya, dapat dibedakan menjadi
2
dua kelompok yaitu flavor alami dan flavor tiruan. Flavor alami
termasuk didalamnya sari buah-buahan, minyak atsiri, ekstrak
flavor, oleoresin, isolates. Sementara flavor tiruan termasuk
senyawa-senyawa aroma kimia tunggal, seperti aldehida, ester,
alkohol, asam, keton, hidrokarbon, lakton [2]. Sehingga senyawa
trimiristin yang terkandung secara mayoritas dalam lemak pala dapat
dimanfaatkan sebagai flavor tiruan berupa senyawa kimia tunggal
seperti lakton dengan bahan dasar dari asam miristat yang telah
melalui proses transesterifikasi trimiristin.
Reaksi hidrolisis merupakan suatu metode yang dilakukan
untuk merubah senyawa trimiristin menjadi asam miristat dengan
penambahan asam atau basa. Dengan reaksi hidrolisis akan
menghasilkan produk berupa asam miristat dan gliserol. Asam
miristat berupa kristal berwarna putih sedikit berminyak, dan larut
dalam alkohol atau eter. Kegunaan asam miristat dapat digunakan
untuk pembuatan sabun, kosmetik, parfum, dan aditif pada makanan
[3]. Asam miristat adalah asam lemak yang mempunyai rantai 14-
karbon yang terdapat pada sebagian besar lemak hewani dan nabati,
terutama pada minyak kelapa, kelapa sawit, dan pala. Salah satu
manfaat pada asam miristat dapat dilakuan sintesis ester siklik salah
satunya yaitu lakton.
Reaksi pembentukan lakton dapat terbentuk dari siklisasi
intramolekul dari gugus asam lemak karboksilat dengan karbokation
dalam posisi 4 atau 5 pada rantai karbon. Lakton berupa ester siklik
yang menunjukan pembentukan ɣ-lakton dari asam lemak rantai
pendek biasanya dapat disintesis dengan penambahan asam pada
suhu tinggi. Lakton juga dapat ditemukan secara alami berupa ɣ- dan
δ-lakton banyak berkontribusi pada aroma dari mentega, keju serta
berbagai makanan dan buah. Kontribusi senyawa lakton begitu
penting dalam dunia industri terutama pada makanan dan minuman,
ketersediaan lakton yang terbatas menjadikan suatu senyawa tiruan
atau sintesis untuk senyawa lakton. Metode reaksi pembentukan
lakton dilakukan dengan asam lemak dan katalis asam sebagai
reagen yang akan membentuk lakton, asam yang digunakan pada
penelitian Terri dan Steven (2015) antara lain asam perklorat
(HClO4), asam sulfat (H2SO4), Amberlyst-15. Hasil rendemen yang
optimal pada pembentukan lakton yaitu menggunakan asam
perklorat (HClO4) dengan pembentukan lakton sebesar 88,2%. Suhu
3
yang lebih tinggi berjalan ketika titik didih pelarut sudah mencapai
titik didihnya ketika refluks berlangsung. Campuran reaktan tersebut
direaksikan dengan pengadukan secara terus menerus menggunakan
pengadukan magnetik. Reaksi terbentuknya lakton dikatakan selesai
ketika hasil sintesis dinetralkan dengan penambahan basa, baik KOH
atau NaOH. Penambahan basa menghasilkan perubahan warna dari
hitam menjadi kuning/merah yang menandakan dengan netralisasi
asam yang ada dalam campuran. pH diatur ke 5,3-6.0 dengan
bantuan buffer pH 5 (NaH2PO4, 519 g/4L) [4]. Metode pembentukan
lakton dilakukaan menggunakan cara yang konvensional yaitu
dengan cara refluks dengan lama waktu reaksi dari 5 jam sampai 8
jam. Teknik pemanasan dengan cara refluks dilakukan dengan
menggunakan sumber panas eksternal (seperti oil bath, water bath,
dan sand bath). Metode tersebut relatif lama karena lambat dalam
mentransfer energi ke dalam sistem karena sangat bergantung pada
konduktivitas termal dari suatu material yang digunakan.
Dalam suatu penelitian dalam pembentukan lakton terjadi
ketika suatu asam karboksilat dengan adanya gugus hidroksil pada
rantai karbon menggunakan katalis asam pada suhu tertentu dapat
terjadi, seperti pada beberapa asam lemak tak jenuh dapat
membentuk lakton dengan adanya katalis asam yang menyebabkan
siklisasi lakton, namun sampai saat ini penelitian tentang lakton
dengan asam lemak jenuh masih jarang dilakukan, pengembagan
lakton dengan asam lemak jenuh dilakukan oleh Nobori, H (1942)
yang berpendapat bahwa pembentukan lakton dari asam lemak jenuh
dapat dilakukan dengan reaksi autooksidasi dan penelitian oleh
Paquot dan de Goursac (1950), oksidasi asam lemak jenuh dengan
adanya katalis logam dapat membentuk suatu senyawa lakton.
Berdasarkan uraian tersebut, menarik untuk melakukan sintesis
lakton dari asam miristat dengan penambahan asam perklorat
mennggunakan bantuan refluks.
1.2 Perumusan Masalah
Berdasarkan latar belakang diatas maka diambil rumusan masalah
dari penelitian ini adalah:
1. Apakah senyawa lakton dapat disintesis dari asam miristat
dengan menggunakan asam perklorat (HClO4).
4
2. Bagaimana karakter fisiko kimia senyawa lakton yang
disintesis dari asam miristat
3. Berapa waktu optimum sintesis senyawa lakton dari asam
miristat menggunakan bantuan refluks
4. Berapa rasio mol optimum asam perklorat terhadap asam
miristat untuk menghasilkan senyawa lakton.
1.3 Batasan Masalah
Batasan masalah dalam penelitian ini adalah sebagai berikut:
1. Refluks yang digunakan menggunakan penangas pasir.
2. Lemak pala yang digunakan adalah lemak hasil limbah dari
pengolahan yang dilakukan PT. Mitra Ayu Padang
1.4 Tujuan Penelitian
Berdasarkan rumusan masalah dan batasan masalah yang dibuat
penelitian ini bertujuan:
1. Mensintesis senyawa lakton dari asam miristat hasil hidrolisis
trimiristin dengan menggunakan asam perklorat.
2. Menentukan karakter fisiko kimia senyawa lakton dari hasil
sintesis.
3. Menentukan waktu optimal untuk menghasilkan senyawa
lakton dari asam miristat menggunakan asam perklorat
dengan bantuan refluks.
4. Menentukan rasio mol optimal antara asam perklorat dan
asam miristat untuk menghasilkan senyawa lakton.
1.5 Manfaat Penelitian
Penelitian ini diharapkan dapat memberikan informasi dan
rujukan untuk pengembangan sintesis lakton dengan bantuan refluks.
5
BAB II
TINJAUAN PUSTAKA
2.1 Potensi Lemak Pala Sebagai Asam Miristat
Pala (Myristica fragrans Houtt) yang berasal dari keluarga
Myristicaceae, adalah biji rempah dari kawasan tropis yang berasal
dari Maluku, Indonesia [6]. Pala memiliki aroma yang sangat khas
dan menyengat serta rasa hangat, sedikit manis yang biasa digunakan
untuk bumbu masakan untuk berbagai jenis makanan yang
dipanggang, permen, daging, sosis, saus, sayuran, dan beberapa
minuman. Dalam penelitian tertentu pala mengandung zat yang dapat
mengakibatkan afrodisiak, karminatif, tonik, stimulan saraf,
aromatik, narkotika, sifat astringen, hipolipidemik, antitrombotik,
antijamur, antidisentrik, dan anti-inflamasi [7].
Komponen yang tidak menguap dari biji pala dinamakan
fixed oil atau lebih dikenal sebagai mentega pala. Mentega pala
merupakan bahan-bahan yang dapat larut dalam pelarut organik
tetapi tidak dapat terdestilasi. Kandungan fixed oil sebesar 20-40%
yang terdiri dari asam miristat, trimiristin dan gliserida dari asam
laurat, stearat dan palmitat [11]. Lemak biji pala dengan kandungan
sekitar 24-40%, yang merupakan sumber utama miristin. Berbeda
dengan minyak pala, lemak pala berwujud semi padat, berwarna
coklat kemerahan dengan aroma serta rasa pala. Manfaaat dari lemak
biji pala antara lain untuk pembuatan parfum, obat keseleo dan obat
rematik [13]. Dalam penelitian yang dilakukan oleh Syarifuddin dkk.
2014, hasil isolasi trimiristin pada biji pala asal Banda didapatkan
hasil sebesar 80,02% dengan tingkat kemurnian mencapai 99,35%.
Hasil ini lebih baik daripada hasil isolasi pala Papua mendapatkan
rendemen sebear 79,55%, dengan tingkat kemurnian 99,220% [8].
Gambar 2.1 Struktur Trimiristin
6
Gugus fungsi ester dengan adanya katalis asam seperti HCl,
ester bereaksi dengan air (reaksi hidrolisis) untuk menghasilkan asam
karboksilat dan alkohol. Sebagai contoh etil asetat diubah menjadi
asam asetat. Disisi lain, bila reaksi hidrolisis berlangsung dalam
larutan NaOH dalam air, maka diubah menjadi natrium asetat yang
tidak bereaksi dengan etanol. Penyabunan (Saponification) mula-
mula digunakan untuk menjelaskan antara ester dan natrium
hidroksida menghasilkan molekul sabun. Penyabunan kini menjadi
istilah umum untuk reaksi hidrolisis basa dari semua jenis ester [12].
Hidrolisis ester dikatalis oleh asam dengan metode Fischer
Esterification. Penambahan air yang berlebih membuat
kesetimbangan membentuk asam karboksilat dan alkohol. Secara
dasar hidrolisis disebut saponifikasi, istilah saponifikasi (Latin,
saponis “sabun”) berarti “pembuatan sabun”. Sabun dibuat oleh
hidrolisis dasar lemak, yang merupakan ester dari asam karboksilat
rantai panjang (asam lemak) dengan triol gliserol. Ketika NaOH
menghidrolisis lemak maka menghasilkan garam natrium karboksilat
rantai panjang atau yang dikenal sebagai sabun [18].
Gambar 2.2 Reaksi Hidrolisis Trimiristin
2.2 Sintesis Senyawa Lakton
Senyawa ester siklik dibedakan menjadi dua yaitu lakton dan
laktam. Lakton merupakan suatu senyawa ester siklik yang terbentuk
dari pembentukan asam hidroksi dimana gugus asam karboksilat
bereaksi dengan gugus asam membentuk ester. Nama lakton
berdasarkan IUPAC dapat menambahkan istilah lakton pada akhir
nama induknya, dengan merubah akhir asam hidroksi menjadi –
olakton [18].
7
Gambar 2.3 Mekanisme Reaksi Pembentukan Lakton
Sintesis ɣ-Stearolactone dapat dilakukan dari asam oleat
menggunakan katalis asam perklorat 70% menggantikan asam sulfat
sebagai katalis yang biasa digunakan, dalam penelitian yang
dilakukan Showel, dkk (1967). Dilakukan sintesis ɣ-Stearolactone
dengan berbagai variasi seperti suhu, rasio mol antara asam perklorat
dengan asam oleat, pengadukan dan lama reaksi kemudian
ditentukan sebagai hasil yang optimal. Dari hasil penelitian tersebut
didapatkan waktu yang optimal, suhu dan rasio mol yang optimal
adalah pada lama waktu 5 jam, rasio mol 1 : 1 , dan suhu yang
optimal pada 85 ºC. Hasil tersebut dapat diketahui melalui
karakterisasi dari ɣ-lakton dengan spektrofotometer FTIR adanya
serapan pada bilangan gelombang 1780 cm-1
, dan serapan 1740 cm-1
merupakan δ-lakton. Dengan perlakuan diatas (%)yield dari ɣ-lakton
sebesar 74,7% dan 25,3% δ-lakton. Melalui spektrometer massa
hanya terdapat satu puncak ion molekul pada m/z 282 dengan tingkat
ionisasi rendah. Spektrum massa campuran memiliki dua puncak
yang kuat pada m/z 85 dan 99 yang masing-masing berhubungan
dengan fragmen cincin lakton yang dihasilkan dari pembukaan rantai
sampin dari ɣ- dan δ-lakton [5].
Hasil dari sintesis yang dihasilkan adalah ɣ- dan δ-
stearolactone. ɣ-lakton merupakan suatu molekul aromatik yang
memiliki flavor dan fragrance dari banyak produk alami. Untuk
misalnya, ɣ-heptalactone dikenal dengan aroma hazelnut dan rasa
8
karamel, ɣ-nonalactone memiliki aroma seperti krim atau aroma
kelapa, ɣ-decalactone dan ɣ-undecalactone memiliki aroma dan rasa
buah persik atau aprikot. ɣ-lactone secara alami memiliki dua
enansiomer berbentuk (R) dan (S) [10].
Gambar 2.4 Struktur Lakton
Dapat diketahui bahwa stabiliitas pada asam lemak jenuh
terhadap autooksidasi atau pembentukan radikal bebas yang
disebabkan oleh beberapa faktor seperti cahaya, panas, enzim,
hidroperoksida lebih besar dari pada yang tidak jenuh [20]. Sudah
pasti autooksidasi pada asam lemak melalui reaksi radikal bebas.
Nobori H (1942), berasumsi bahwa asam lemak jenuh dipecah
menjadi lakton oleh oksidasi termal, dilihat berdasarkan penentuan
nilai esterifikasi [21]. Adapun menurut Paquot dan de Goursac
(1950), bahwa oksidasi asam lemak jenuh dengan adanya katalis
logam dapat menyebabkan pembentukan senyawa seperti lakton
[22].
Reaksi radikal bebas dapat didefinisikan sebagai molekul
atau fragmen molekul yang mengandung satu atau lebih pada
elektron suatu atom atau molekul orbital [15]. Radikal bebas
merupakan molekul yang kehilangan satu atau lebih elektron pada
permukaan kulit luarnya. Seperti O2 merupakan struktur normal
dengan elektron, bila kehilangan suatu elektronya, struktur berubah
menjadi O2- atau Superoksida yang merupakan salah satu radikal
bebas [17].
2.3 Peranan Refluks dalam Sintesis
Refluks merupakan metode ekstraksi dengan bantuan
pemanasan. Faktor yang mempengaruhi proses ekstraksi diantaranya
jumlah pelarut dan waktu refluks [16]. Rangkaian refluks biasanya
terdiri dari labu alas bulat yang memiliki satu leher atau sampai tiga
9
leher pada labu, dilengkapi dengan kondensor yang mencegah
pelarut keluar dari sistem. Kondensor dialirkan air secara terus
menerus. Air yang bersirkulasi mendinginkan uap pelarut dan
membuat uap pelarut mengembun dan jatuh kembali dalam bejana
sehingga volume larutan tetap sama dan oleh karena itu dapat
dipanaskan dalam waktu yang lama. Dalam metode refluks adalah
titik didih pelarut yang digunakan. Jika menggunakan suhu yang
lebih tinggi digunakan penangas minyak atau penangas pasir.
Digunakan magnetik stirrer dalam refluks biasanya digunakan dalam
refluks pengadukan yang mengakibatkan pendistribusian panas bisa
merata selama proses reaksi [9].
Proses refluks dapat dilakukan untuk reaksi sintesis pada
suhu yang tinggi, dengan menggunakan penangas minyak atau pasir.
Faktor yang dapat mempengaruhi hasil dengan metode refluks adalah
reaksi dalam penangas minyak atau pasir bisa mencapai temperatur
250 ºC, namun kenyataannya suhu reaksi yang diperoleh tidak
konstan atau tidak mencapai suhu yang diinginkan, selain itu
dikarenakan pengadukan dengan magnetik stirrer selama reaksi
berlangsung bertujuan supaya dapat bercampur dengan sempurna
juga tidak konstan [19].
10
11
BAB III
METODOLOGI PENELITIAN
3.1 Tempat dan Waktu Penelitian
Penelitian ini dilakukan di Laboratorium Kimia Organik
Jurusan Kimia Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam
(FMIPA) Universitas Brawijaya dan Laboratorium Institut Atsiri
Universitas Brawijaya. Analisis menggunakan Spektrofotometer
FTIR dan Kromatografi Gas-Spektrometer Massa (KG-SM)
dilakukan di UPT Instrumentasi Jurusan Kimia Universitas
Brawijaya.
3.2 Alat dan Bahan
3.2.1 Alat
Penelitian ini diperlukan beberapa peralatan untuk
menunjang berlangsung nya penelitian diantaranya erlenmeyer 1000
ml, beaker glass 100 ml, gelas ukur, pipet tetes, corong pisah, gelas
pengaduk, magnetic stirrer, pH meter, seperangkat alat refluks.
3.2.2 Bahan
Adapun bahan yang digunakan dalam penelitian ini
diantaranya lemak pala mengandung trimiristin, asam perklorat
(HClO4), n-heksana, NaOH 6M, etanol, HCl pekat, akuades.
3.3 Tahapan Penelitian
1. Rekristalisasi Trimiristin dari lemak pala
2. Hidrolisis Trimiristin menjadi asam miristat
3. Sintesis lakton dari asam miristat
4. Karakterisasi lakton hasil sintesis
5. Analisis data
3.4 Prosedur Penelitian
3.4.1 Rekristalisasi Trimiristin
Ditimbang sebanyak 100 gram lemak pala dimasukan
kedalam erlenmeyer (N/S 29/32) kapasitas 1000 mL yang dilengkapi
dengan kondensor, kemudian ditambah sebanyak 400 ml aseton
dimasukan juga magnetik stirrer untuk pengadukan otomatis.
Selanjutnya dipanaskan pada hotplate sampai padatan larut
sempurna. Larutan yang diperoleh (keadaan panas) disaring
12
menggunakan corong Buchner (yang telah dipasang kertas saring)
sambil di vakum. Filtrat yang diperoleh didinginkan sampai
terbentuk padatan. Padatan yang dihasilkan dipisahkan terhadap
pelarut aseton dengan penyaringan menggunakan corong Buchner
(yang dipasang kertas saring) sambil di vakum. Dengan cara yang
sama dilakukan kembali proses rekristalisasi seperti langkah-langkah
diatas hingga diperoleh padatan berwarna putih. Padatan yang
diperoleh disimpan dalam beaker glass dan dimasukan dalam
desikator selama satu malam. Selanjutnya padatan ditimbang dan
dihitung rendemennya.
3.4.2 Hidrolisis Trimiristin menjadi Asam Miristat
Ditimbang 100 gram padatan Trimiristin hasil rekristalisasi,
dimasukan kedalam erlenmeyer 500 ml (N/S 29/32) dilengkapi
dengan kondensor, ditambah 75 ml larutan 6 M NaOH dan 50 ml
etanol. Kemudian campuran direfluks selama 45 menit dengan
pengaduk magnetik stirrer. Hasil refluks dalam keadaan panas
dimasukan kedalam beaker glass yang telah berisi akuades sebanyak
100 ml. selanjutnya sambil diaduk ditambahkan HCl pekat tetes
demi tetes sampai terbentuk padatan asam miristat.
3.4.3 Sintesis Lakton
Ditimbang sebanyak 11,41 gram (0,05 mol) asam miristat
kemudian dimasukan kedalam labu alas bulat leher tiga. ditambah 3
ml asam perklorat 70% (0,05 mol) dan 6 ml pelarut n-heksan. Labu
alas bulat dirangkai dengan kondensor dan dipanaskan diatas
pemanas pasir yang diletakan pada hotplate. Lama waktu refluks di
variasi 3, 5, dan 7 jam. Hasil sintesis didinginkan, kemudian
ditambahkan 10-15 mL n-heksan. Larutan diaduk hingga seluruh
padatan larut. Dilakukan penyaringan menggunakan kertas saring.
Filtrat yang diperoleh diuapkan pada suhu ruang hingga diperoleh
cairan lebih pekat. Sintesis lakton juga dilakukan dengan variasi
rasio mol asam perklorat 0,075 dan 0,1 mol.
3.4.4 Karakterisasi Sintesis Lakton
3.4.4.1 Karakterisasi menggunakan Spektrofotometer FTIR
Hasil sintesis senyawa lakton dari asam miristat dianalisis
dengan menggunakan spektrofotometer FTIR. Hasil sintesis yang
13
diperoleh diambil 0,1 mg, dimasukan kedalam mortar diberi padatan
KBr sebanyak 0,2 mg. Kemudian digerus sampai halus dan
selanjutnya serbuk dimasukan kedalam alat press dengan cara
mengencangkan baut sampai membentuk film/ pellet. Setelah itu,
pellet dimasukan kedalam holder dan di discanning pada bilangan
gelombang 4000-400 cm-1
.
3.4.4.2 Karakterisasi menggunakan Kromatografi Gas-
Spektrometer Massa (KG-SM) Analisis produk dari Etil Miristat dilakukan dengan
menginjeksikan sampel sebanyak 0,3 μL menggunakan syringe pada
instrumen KG-SM Shimadzu QP2010S. Dengan kondisi alat sebagai
berikut :
Jenis kolom : Kolom kapiler Restrex Rtx-5
Panjang kolom : 30 m
Diameter : 0,55 mm
Temp. Kolom : 60-310 ºC
Kecepatan alir gas : 50 mL/menit
Gas Pembawa : Helium.
Masing-masing puncak dari TIC discanning untuk
menghasilkan spektra massa nya.
3.4.5 Analisa Data
3.4.5.1 Presentase (%) rendemen
Massa yang diperoleh dari rekristalisasi trimiristin digunakan
untuk menentukan persen (%) rendemen dengan cara perbandingan
antara massa yang diperoleh dengan massa awal dikali 100% dengan
rumus :
3.4.5.2 Presentase (%) yield
Untuk menentukan %yield menggunakan rumus sebagai
berikut :
14
Massa teoritis diperoleh dari persamaan reaksi antara mol
reaktan yang direaksikan menjadi produk, sedangkan hubungan
stoikiometri reaktan dengan produk digunakan untuk menentukan
hubungan antara mol reaktan dan produk. Massa experiment
digunakan untuk menentukan massa produk berdasarkan experiment.
Massa sampel dari Etil Miristat didapatkan untuk menentukan
%yield.
3.4.5.3 Analisis Spektrofotometer FTIR
Data mengenai pita-pita spetrum FT-IR yang diperoleh dari
hasil analisis digunakan untuk memastikan jenis gugus fungsional
dalam senyawa yang dianalisis.
3.4.5.4 Analisis Kromatografi Gas-Spektrometer Massa Puncak-puncak yang dihasilkan dari data total ionic
chromatogram (TIC) dan spektra massa (MS) yang diperoleh dari
hasil analisis KG-SM digunakan untuk menentukan jumlah
komponen dalam sampel, sedangkan %area dari masing-masing
puncak digunakan untuk menentukan kelimpahan dari masing-
masing komponen.
Pada m/s yang diperoleh dari scanning masing-masing
puncak TIC digunakan untuk mengetahui berat molekul (ion
molekul) dan pola fragmentasi (ion-ion fragmen). Selanjutnya
digunakan untuk menentukan struktur dan membuktikan senyawa
yang bersangkutan.
15
BAB IV
HASIL DAN PEMBAHASAN
4.1 Rekristalisasi Trimiristin
Hasil Rekristalisasi Trimiristin dengan aseton diperoleh
berdasarkan Tabel 4.1. Trimiristin yang awal berwarna kuning
menjadi warna putih terjadi karena Trimiristin sudah terpisah dengan
pengotornya pada saat rekristalisasi terjadi. Trimiristin akan larut
bersama aseton ketika pemanasan berlangsung dan akan membentuk
kristal kembali pada suhu ruang. Pengotor yang tidak diinginkan ikut
larut bersama aseton dan menyisakan trimiristin murni dengan
dilakukan penyaringan.
Tabel 4.1 Hasil Rekristalisasi
Massa Awal
(gram)
Massa setelah
Rekristalisasi
(gram)
Rendemen
(%)
100 82,2 82,2
50 45,3 90,6
100 84,4 84,4
Rata-rata 85,73
Dari Tabel 4.1 diperoleh rata-rata rendemen yang didapat
setelah dilakukan rekristalisasi sejumlah 85,73%. Hal ini diikuti
dengan tidak terdapat lagi pengotor dalam trimiristin.
Untuk mengetahui gugus fungsi penyusun senyawa
trimiristin melalui spektrofotometer FTIR dilihat pada Gambar 4.1
berikut :
16
Gambar 4.1 Spektrum FTIR Trimiristin
Berdasarkan Gambar 4.1 disajikan dalam Tabel 4.2 untuk
mengetahui gugus fungsi penyusun Trimiristin sebagai berikut :
Tabel 4.2 Tabulasi Gugus Fungsi Trimiristin
Gugus Fungsi
Bilangan
gelombang
(cm-1
)
Intensitas
%T Ketajaman
Stretching C-H sp3 2918,10 10 Kuat
Ikatan karbonil
C=O (Ester)
1733,89 13,96 Kuat
Bending CH3 1469,66 39,33 Kuat
Ikatan C-O 1178,43 25,56 Kuat
Gugus fungsi Trimiristin berdasarkan Tabel 4.2 didapatkan
pita-pita serapan pada bilangan gelombang 2918,10 cm-1
, yang
menandakan adanya Stretching C-H sp3 dengan ketajaman spektrum
17
yang kuat. Pada pita serapan bilangan gelombang 1733,89 cm-1
,
diidentifikasi merupakan gugus fungsi dari karbonil C=O (ester)
dengan ketajaman spektrum yang kuat, hal ini membuktikan bahwa
trimiristin merupakan trigliserida dari lemak yang tersusun atas
rantai karbon yang panjang dan merupakan suatu senyawa ester. Pita
serapan pada bilangan gelombang 1469,66 cm-1
menandakan adanya
Bending CH3. Kemudian teridentifikasi pita serapan pada bilangan
gelombang 1178,43 cm-1
ditandai dengan adanya ikatan C-O (eter)
dengan ketajaman yang kuat.
4.2 Hidrolisis Trimiristin menjadi Asam Miristat
Reaksi hidrolisis trimiristin menjadi asam miristat dihasilkan
padatan berwarna sedikit kuning krem, sesuai karakter dari asam
miristat yang berwarna sedikit kuning krem. Selama proses hidrolisis
molekul trimirisin akan terpecah dengan bantuan molekul air, hasil
dari pemecahan molekul tersebut terdiri dari senyawa gliserol dan
asam miristat. Hidrolisis trimiristin akan membentuk garam natrium
miristat ketika terjadi pemanasan dengan adanya katalis NaOH.
Berikut reaksi kimia ketika trimiristin bereaksi dengan NaOH
membentuk natrium miristat :
Gambar 4.2 Reaksi Hidrolisis Trimiristin menjadi Natrium Miristat
Ketika seluruh trimiristin telah terhidrolisis menjadi garam
natrium miristat, penambahan HCl diperlukan untuk mereaksikan
garam natrium miristat menjadi asam miristat dengan hasil samping
berupa garam NaCl, hasil samping NaCl dipisahkan dengan
dilarutkan dalam air, atau dalam hal ini kristal asam miristat dicuci
dengan air supaya garam NaCl larut bersama air. Berikut reaksi
kimia yang terjadi ketika penambahan HCl :
18
Gambar 4.3 Reaksi pembentukan Asam Miristat dari Natrium
Miristat
Setelah ditimbang berat asam miristat yang diperoleh, maka
didapatkan rendemen dari asam miristat seperti pada Tabel 4.3
berikut :
Tabel 4.3 Hasil Hidrolisis Trimiristin
Massa Awal
Trimiristin (g)
Massa Asam
Miristat (g)
Rendemen
(%)
50 48,7 97,4
100 95,3 95,3
60 54,4 90,6
Rata-rata 94,43
Berdasarkan Tabel 4.3 yang disajikan, diperoleh rendemen
hasil hidrolisis trimiristin menjadi asam miristat sebesar 94,43%.
Secara mekanisme reaksi hidrolisis trimiristin menjadi asam miristat
dapat dilihat pada Lampiran C.1.
4.2.1 Analisis Asam Miristat Menggunakan Spektrofotometer
FTIR
Hasil hidrolisis trimiristin yang berupa asam miristat
dilakukan analisis menggunakan spektrofotometer FTIR untuk
mendukung gugus-gugus fungsi pembentuk asam miristat. Berikut
hasil analisis FTIR antara trimiristin dan asam miristat disajikan pada
Gambar 4.4 :
19
Gambar 4.4 Spektrum FTIR antara Trimiristin (a) dan Asam
Miristat (b)
Tabel 4.4 Tabulasi Gugus Fungsi Asam Miristat
Gugus Fungsi
Bilangan
gelombang
(cm-1
)
Intensitas
%T Ketajaman
Streching O-H 3451,18 56,63 Sedang
Streching C-H sp3 2918,86 10 Kuat
Ikatan Karbonil C=O
(Asam Karboksilat)
1701,86 20,89 Kuat
Bending CH3 1468,49 38,31 Kuat
Streching C-O 1289,12 45,25 Sedang
Hasil identifikasi asam miristat menggunakan
spektrofotometer FTIR, didapatkan pita-pita serapan spektrum pada
bilangan gelombang 3451,10 cm-1
yang teridentifikasi bahwa gugus
fungsi tersebut merupakan ikatan O-H, kemudian pada pita serapan
20
2918,86 cm-1
yang merupakan gugus fungsi dari ikatan C-H sp3 dan
mengalami stretching C-H, pita serapan pada daerah 1701,86 cm-1
merupakan serapan dari gugus fungsi karbonil C=O (asam
karboksilat), pita serapan 1468,49 cm-1
adalah gugus fungsi dari
alkana ikatan C-H. Jika dibandingkan dengan trimiristin pada
serapan 1178,43 cm-1
adanya ikatan C-O dengan intensitas yang
cukup tinggi mengalami pergeseran ke 1289,17 cm-1
yang
merupakan Streching C-O, dibandingkan dengan trimiristin pita
serapan daerah yang mengalami pergeseran diikuti dengan intensitas
yang lebih kecil pada asam miristat yang menandakan terjadinya
pemutusan ikatan setelah dilakukan hidrolisis trimiristin.
Spektrum asam miristat menggunakan spektrofotometer
FTIR dilihat pada Gambar 4.5 berikut :
Gambar 4.5 Spektrum FTIR Asam Miristat
4.2.2 Analisis Asam Miristat Menggunakan Kromatografi
Gas-Spektrometer Massa (KG-SM)
Analisis Asam Miristat menggunakan KG-SM didapatkan
%yield dari senyawa yang diduga merupakan etil miristat adalah
42,6% berdasarkan Lapiran B.8. Dengan pola fragmentasi untuk
membuktikan senyawa tersebut merupakan etil miristat dilihat pada
21
Lampiran D.2. Jumlah dari etil miristat yang terbentuk dapat
membuktikan bahwa reaksi hidrolisis trimiristin terjadi dan
menghasilkan senyawa asam miristat.
4.3 Sintesis Lakton
Proses sintesis lakton dilakukan dengan cara konvensional
menggunakan refluks pemanas pasir. Berdasarkan penelitian yang
dilakukan oleh Showel, J.S dkk. (1967), untuk melakukan sintesis
lakton dilakukan menggunakan reagen asam berupa asam perklorat
(HClO4) dan asam oleat pada suhu 85ºC dengan perbandingan rasio
mol antara asam perklorat (HClO4) dan asam oleat 1 : 1 dalam waktu
5 jam refluks [3]. Pada penelitian ini mengadopsi pada penelitian
yang dilakukan oleh Showel, J.S dkk. (1967), namun untuk reagen
yang digunakan adalah asam miristat dengan suhu yang tinggi
menggunakan penangas pasir. Pemanasan pada suhu tinggi dilakukan
berdasarkan mekanisme reaksi pada Lampiran C.2, pembentukan
lakton dapat dilakukan dengan adanya reaksi radikal. Rantai karbon
jenuh lebih sulit dilakukan sintesis dibandingkan rantai karbon yang
tidak jenuh. Reaksi kimia pembentukan lakton ditunjukan pada
Gambar 4.6 berikut :
Gambar 4.6 Reaksi Kimia Pembentukan Lakton
4.4 Karakterisasi Sintesis Lakton menggunakan
Spektrofotometer FTIR
.Pada Gambar 4.7 menunjukan perbandingan analisis
Spektrofotometer FTIR dari asam miristat dengan sintesis lakton.
22
Gambar 4.7 Spektrum FTIR antara asam miristat (a) dan Sintesis
Lakton (b).
Pada gambar diatas beberapa pita serapan yang berbeda
antara asam miristat (a) dan sintesis lakton (b) dalam pita serapan
1737,74 cm-1
.
Hasil sintesis lakton dianalisis menggunakan
spektrofotometer FTIR ditunjukan pada Gambar 4.8 berikut :
Gambar 4.8 Spektrum FTIR Sintesis Lakton
23
Berdasarkan pada Gambar 4.8 diatas, gugus fungsi yang
spesifik teridentifikasi pada serapan 2918,10 cm-1
dan 2850,59 cm-1
yang menujukan serapan Streching C-H sp3, adanya serapan pada
1737,74 cm-1
yang menunjukan gugus fungsi Karbonil C=O (Ester
siklik δ-lakton), yang didasarkan pada hasil penelitian yang
dilakukan Showel, J.S dkk (1967), bahwa identifikasi senyawa
lakton dapat diketahui pada bilangan gelombang 1780 cm-1
untuk
gugus fungsi karbonil C=O (ester ɣ-lakton) dan 1740 cm-1
untuk
gugus fungsi senyawa karbonil C=O (ester δ-lakton) [3]. Namun
dalam serapan pada bilangan gelombang tersebut lemah dan
berhimpitan dengan serapan pada bilangan gelombang 1701,10 cm-1
yang merupakan pita serapan dari gugus fungsi dari karbonil C=O
(asam karboksilat).
Tabel 4.5 Tabulasi Gugus Fungsi Sintesis Lakton
Gugus Fungsi
Bilangan
Gelombang
(cm-1
)
Intensitas
%T Ketajaman
Streching C-H sp3 2918,10
10 Kuat
Karbonil C=O
(Ester δ-Lakton) 1737,74
58,61 Sedang
Karbonil C=O
(Asam karboksilat) 1701,10
18,35 Kuat
Bending CH3 1467,73 53,15 Sedang
Streching C-O 1290,29 53,26 Sedang
4.5 Pengaruh Lama Waktu Reaksi Terhadap Hasil Sintesis
Hasil sintesis lakton terhadap variasi waktu dianalisis
menggunakan spektrofotometer FTIR yang ditunjukan pada
Gambar 4.9 berikut :
24
Gambar 4.9 Spektrum Hasil Sintesis Lakton Terhadap Lama Waktu
Reaksi
Pada Gambar 4.9 diatas dapat diketahui perbedaan spektra
FTIR antara waktu reaksi yang digunakan, diketahui pita serapan
gugus karbonil C=O (ester δ-Lakton) yaitu pada bilangan gelombang
1737,74 cm-1
. Namun dalam hal ini memiliki perbedaan antara lama
waktu reaksi 3, 5, dan 7 jam, terletak pada intensitas dari serapan IR
gugus fungsi karbonil tersebut, pada waktu reaksi 3 jam tidak
menunjukan adanya pita serapan pada daerah tersebut hal ini
dimungkinkan reaksi belum terjadi ketika waktu tersebut, dengan
melibatkan reaksi radikal berlangsung secara spontan pada suhu yang
tinggi dan lama waktu reaksi tertentu. Dalam pernyataan ini bisa
dilihat dengan lama waktu reaksi antara 5 dan 7 jam, pada pita
serapan daerah 1737,74 cm-1
muncul dengan %T yang berbeda
menandakan adanya gugus fungsi karbonil C=O (Ester δ-lakton).
Tabulasi gugus fungsi dari lama waktu reaksi terhadap hasil
sintesis dapat dilihat pada Tabel 4.6 berikut :
25
Tabel 4.6 Tabulasi gugus fungsi lama waktu reaksi terhadap hasil
sintesis
Bilangan Gelombang (cm-1
) Gugus Fungsi
Asam Mirisat 3 Jam 5 Jam 7 Jam
3451,18 - - - Ikatan O-H
2918,86 2918,10 2918,10 2920,03 C-H sp3
- - 1737,74 1737,74
Karbonil C=O
(Ester δ-
Lakton)
1701,86 1701.10 1701,10 1704,96
Karbonil C=O
(asam
karboksilat)
1468,49 1465,80 1467,73 1465,80 Bending CH3
1289,17 1301,86 1290,29 1290,29 Streching C-O
Tabel 4.7 Tabulasi gugus fungsi waktu 3 Jam dengan Intensitas
Gugus Fungsi 3 Jam
(cm-1
) Intensitas %T Ketajaman
C-H sp3 2918,10 10 Kuat
Karbonil C=O
(Ester δ-
Lakton)
- - -
Karbonil C=O
(asam
karboksilat)
1701.10 17,19 Kuat
Bending CH3 1465,80 49,86 Sedang
Streching C-O 1301,86 51,47 Sedang
26
Tabel 4.8 Tabulasi gugus fungsi waktu 5 Jam dengan Intensitas
Gugus Fungsi 5 Jam
(cm-1
) Intensitas %T Ketajaman
C-H sp3 2918,10 10 Kuat
Karbonil C=O
(Ester δ-
Lakton)
1737,74 58,61 Sedang
Karbonil C=O
(asam
karboksilat)
1701,10 18,35 Kuat
Bending CH3 1467,73 53,15 Sedang
Streching C-O 1290,29 53,53 Sedang
Tabel 4.9 Tabulasi gugus fungsi waktu 7 Jam dengan Intensitas
Gugus Fungsi 7 Jam
(cm-1
) Intensitas %T Ketajaman
C-H sp3 2920,03 10 Kuat
Karbonil C=O
(Ester δ-
Lakton)
1737,74 46,16 Sedang
Karbonil C=O
(asam
karboksilat)
1704,96 20,69 Kuat
Bending CH3 1465,80 43,60 Sedang
Streching C-O 1290,29 44,80 Sedang
Berdasarkan pada Tabel 4.7, 4.8, dan 4.9, reaksi optimal
didapatkan terhadap hasil sintesis lakton secara kualitatif adalah 7
jam. Ditinjau berdasarkan tabel diatas %T yang diperoleh pada
waktu 3 jam tidak terdapat spektrum pada daerah 1737,74 cm-1
, lama
27
reaksi 5 jam didapatkan spektrum pada bilangan gelombang 1737,74
cm-1
dengan %T sebesar 58,61 sedangkan pada lama waktu reaksi 7
jam pada bilangan gelombang 1737,74 cm-1
dengan %T sebesar
46,16. Hal ini bisa dipengaruhi oleh konformasi dari ester siklik pada
lakton, jika semakin lama waktu reaksi terjadi maka akan mencapai
kestabilan dari suatu konformasi tersebut. Konformasi pada senyawa
alkana siklik, cincin yang lebih kecil akan kurang stabil seperti
senyawa siklopropana dan siklobutana yang mempunyai ikatan sudut
sebesar 60º dan 90º, perbedaan pada stabilitas disebabkan adanya
ketegangan sudut (Angle strain) atau ketegangan cincin (ring strain),
kestabilan dicapai ketika rantai karbon berada pada posisi delta (δ)
dengan sudut ikatan mendekati sudut tetra hedral yaitu pada sudut
110,9º dan strain torsionalnya relatif kecil, pada konformasi ini juga
dapat mengalami pelipatan/ pengerutan untuk menuju struktur yang
stabil.
4.6 Rasio Mol Antara Asam Miristat Dengan Asam Perklorat
Terhadap Hasil Sintesis
Hasil sintesis lakton dengan variasi rasio mol dianalisis
dengan spektrofotometer FTIR ditunjukan pada Gambar 4.10
berikut :
28
Gambar 4.10 Spektrum FTIR Rasio Mol Asam Miristat dan Asam
Perklorat Terhadap Hasil Sintesis
Tabulasi rasio mol asam miristat dan asam perklorat
terhadap hasil sintesis dilihat pada Tabel 10.
Tabel 4.10 Tabulasi gugus fungsi rasio mol asam perklorat terhadap
hasil sintesis
Bilangan Gelombang (cm-1
) Gugus Fungsi
Asam Mirisat 0,05 0,075 0,1
3451,18 - - - Ikatan O-H
2918,86 2920,03 2918,10 2918,10 C-H sp3
- 1737,74 - -
Karbonil C=O
(Ester δ-
Lakton)
1701,86 1704,96 1701,1 1701,1
Karbonil C=O
(asam
karboksilat)
1468,49 1465,80 1465,80 1465,80 Bending CH3
1289,17 1290,29 1288,36 1290,29 Stretching C-O
Tabel 4.11 Tabulasi gugus fungsi 0,05 mol dengan Intensitas
Gugus Fungsi 0,05 mol
(cm-1
) Intensitas %T Ketajaman
C-H sp3 2920,03 10 Kuat
Karbonil C=O
(Ester δ-
Lakton)
1737,74 46,16 Sedang
Karbonil C=O
(asam
karboksilat)
1704,96 20,69 Kuat
29
Gugus Fungsi 0,05 mol
(cm-1
) Intensitas %T Ketajaman
Bending CH3 1465,80 43,60 Sedang
Streching C-O 1290,29 44,80 Sedang
Tabel 4.12 Tabulasi gugus fungsi 0,075 mol dengan Intensitas
Gugus Fungsi 0,075 mol
(cm-1
) Intensitas %T Ketajaman
C-H sp3 2918,10 10 Kuat
Karbonil C=O
(Ester δ-
Lakton)
- - -
Karbonil C=O
(asam
karboksilat)
1701,1 15,01 Kuat
Bending CH3 1465,80 43,11 Sedang
Stretching C-
O 1288,36 40,7 Sedang
Tabel 4.13 Tabulasi gugus fungsi 0,1 mol dengan Intensitas
Gugus Fungsi 0,1 mol
(cm-1
) Intensitas %T Ketajaman
C-H sp3 2918,10 10 Kuat
Karbonil C=O
(Ester δ-
Lakton)
- - -
Karbonil C=O
(asam
karboksilat)
1701,1 14,56 Kuat
30
Gugus Fungsi 0,1 mol
(cm-1
) Intensitas %T Ketajaman
Bending CH3 1465,80 40,46 Sedang
Stretching C-O 1290,29 42,33 Sedang
Berdasarkan informasi pada Tabel 4.11, 4.12, dan 4.13
diketahui variasi mol optimum sintesis senyawa lakton dari asam
miristat adalah 1 : 1. Pita serapan yang diidentifikasi merupakan
gugus fungsi karbonil C=O (ester δ-lakton) ditunjukan pada daerah
1734,74 cm-1
. Pada variasi mol lainnya tidak terdapat pita serapan
pada daerah tersebut, dapat diasumsikan dengan adanya keinaikan
jumlah mol pada asam perklorat, dimungkinkan terjadi pembentukan
produk lain dengan reaksi radikal tersebut sehingga menurunkan
hasil sintesis.
31
BAB V
PENUTUP
5.1 Kesimpulan
Berdasarkan penelitian yang dilakukan dapat disimpulkan
bahwa :
1. Senyawa lakton dapat disintesis dari asam miristat hasil
hidrolisis trimiristin dengan reagen asam perklorat yang
direfluks pada suhu 120 oC menggunakan pemanas pasir.
2. Karakter senyawa lakton hasil sintesis dari asam miristat
memiliki pita serapan pada bilangan gelombang 1737,74
cm-1
, sebagai ciri khas dari gugus karbonil C=O (Ester δ-
lakton).
3. Reaksi optimal sintesis senyawa lakton dari asam
miristat menggunakan asam perklorat diperlukan waktu
7 jam.
4. Rasio mol optimal sintesis senyawa lakton dari asam
miristat menggunakan asam perklorat adalah (1 : 1).
5.2 Saran
Perlu dilakukan penelitian dengan reagen lain seperti
hidrogen peroksida (H2O2), atau penghasil radikal lain untuk
mengetahui hasil sintesis lakton yang diperoleh.
32
33
DAFTAR PUSTAKA
[1] Imanuel B. D. Kapelle, Marsela S. Laratmase. 2015. Isolasi
Trimiristin dari Biji Pala dan Sintesis Metilester
Menggunakan Katalis Heterogen, Jusursan Kimia, Fakultas
Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam, Universitas Pattimura,
Ambon.
[2] Mellido, D. 1968. Creating Carbonated Beverage Flavors.
Food Technology. 22(11). Page 65 – 68.
[3] Prihanjani Megasari. 2006. Sintesis Ester Glukosa Miristat
melalui Interesterifikasi antara Etil Miristat dan Glukosa
Pentaasetat, Skripsi Sarjana, Departemen Kimia Fakultas
Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam, Institut Pertanian
Bogor : Bogor.
[4] Steven C. Cermak dan Terry A. Isbell. 2015.Synthesis of δ-
Stearolactone from Oleic Acid. New Crops Research. Peoria
[5] Jonh S. Showell, Daniel Swern, dan Wilfred R. Noble. (1967).
Percloric Acid Isomerization of Oleic Acid. Eastern Regional
Research Laboratory. Philadelphia
[6] Gils, C.V., Cox, P.A., 1994. Ethnobotany Of Nutmeg In The
Spice Islands. J. Ethnopharmacol. 42, 117–124.
[7] Tajuddin., Ahmad, S., Latif, A., Qasmi, I.A., Amin, K.M.Y.,
2005. An Experimental Study Of Sexual Function
Improving Effect Of Myristica Fragrans Houtt. (Nutmeg).
BMC Complement. Altern. Med. 5 (16), 1–7.
[8] Syarifuddin Idrus, Marni Kaimudin, Risna F. Torry, dan
Reynaldo Biantoro.2014. Isolasi Trimiristin Minyak Pala
Banda Serta Pemanfaatannya Sebagai Bahan Aktif Sabun.
Balai Riset dan Standardisasi Industri Ambon. Ambon
[9] Sankar Parhi, S., Pandu Rangaiah, G., & Jana, A. K.
(2018). Optimizing Reboiler Duty and Reflux Ratio Profiles
34
of Vapor Recompressed Batch Distillation. Separation and
Purification Technology.doi:10.1016/j.seppur.2018.12.
[10] Joseph Zucca, Grasse, Jean Mane. 2008. Stereoselective
Preparation of Gamma-Lactones. US 2008/0108116A1
[11] Devi, P. 2009. The Compound Maceliganisolated from
Myristica fragrans.European Journal of Pharmacy Research.
2(11): 1669 – 1675
[12] Chang, Raymond.2004. Kimia Dasar : Konsep-konsep Inti.
PT.Gelora Aksara Pratama. Erlangga. Jakarta
[13] Freedman, B., Butterfield, R. O., & Pryde, E. H.
(1986). Transesterification kinetics of soybean oil 1. Journal
of the American Oil Chemists’ Society, 63(10), 1375–
1380.doi:10.1007/bf02679606
[14] FAO.1994.Nutmeg and Derivatives Grenade: FAO
Corp.Document Repository
[15] Barry Halliwell dan John M.C.G, 2015, Free Radicals in
Biology and Medicine, Department of the University of
Oxford, UK doi:10.1093/acprof:oso/9780198717478.001.0001
[16] Laksmiani, N.P.L, Susanti, Widjaya, Rismayanti, A. M,
Wirasuta IM.A.G, Pengembangan Metode Refluks Untuk
Ekstraksi Andrografolid Dari Herba Sambiloto, Jurusan
Farmasi, FMIPA, UNUD, Bali
[17] Kumalaningsih, S. 2006. Antioksidan Alami Penangkal
Radikal Bebas, Sumber manfaat ,Cara penyediaan, dan
Pengolahan. Surabaya : Trubus. Agrisarana.
[18] Leroy G. Wade. 2013.Organic Chemistry. Pearson. London.
Inggris.
[19] Hidayati, B.N, Tatang S. J, Dwiarso R, 2014, Studi Perlakuan
Reaksi Isomerisasi 3-Carene Menjadi 4-Carene
Menggunakan Katalis Natrium-O-Klorotoluena.
Indonesian Journal of Chemical Reasearch.
35
[20] Kenji Watanabe dan Yasushi Sato, 1969, Conversion of Some
Saturated Fatty Acids, Aldehydess, and Alcohols into ɣ- and
δ-Lactones, Laboratory of Food Science and Technology,
Nagoya. DOI: 10.1080/00021369.1970.10859626
[21] H. Nobori, J. Soc. Chern. Ind., 45, 1308 (1942).
[22] C. Paquot and F. de Goursag, Bull. Soc. Chirn. France, 1950,
172.
36
37
LAMPIRAN
LAMPIRAN A. SKEMA KERJA PENELITIAN
A.1 Diagram Alir Penelitian
Rekristalisasi Lemak Pala
Hidrolisis Trimiristin menjadi asam miristat
dengan katalis NaOH
Sintesis Lakton menggunakan bantuan refluks
Variasi lama waktu reaksi refluks terhadap hasil
sintesis 3, 5, 7 jam
Variasi rasio mol asam miristat dan asam
perklorat (0,05 : 0,05); (0,05 : 0,075);
(0,05 : 0,1) mol
Karakterisasi hasil sintesis
Analisis Data
38
A.2 Prosedur Penelitian
A.2.1 Prosedur Rekristalisasi Trimiristin
- Ditimbang sebanyak 100 gram trimiristin dimasukan dalam
erlenmyer 1000 ml
- Ditambah 500 ml aseton
- Dipanaskan dan diaduk sampai larut sempurna
- Disaring menggunakan vakum (telah berisi kertas saring)
sampai terbentuk kristal
- Disaring kembali dengan vakum sampai padatan kering dan
berat konstan
- Dilakukan kembali prosedur diatas
A.2.2 Prosedur Hidrolisis trimiristin
- Hasil rekristalisasi ditimbang sebanyak 50 gram dimasukan
kedalam erlenmeyer 500 ml
- Ditambah 75 ml NaOH 6M kedalam erlenmeyer 500 ml
- Ditambah 50 ml etanol sampai trimiristin larut sempurna
- Dilakukan refluks selama 45 menit
- Hasil refluks dimasukan dalam gelas kimia yang berisi 100
ml akuades
- Ditambahkan HCl pekat sambil diaduk sampai terbentuk
endapan
Rekristalisasi Trimiristin
Hasil
Trimiristin
39
- Disaring dengan vakum (telah berisi kertas saring) sampai
kering dan berat konstan
A.2.3 Sintesis lakton menggunakan bantuan refluks
- Ditimbang sebanyak 11,41 gram (0,05) masukan kedalam
beaker glass
- Ditambahkan sebanyak 3 ml HClO4 0,05 mol
- Dirangkai alat untuk refuks
- Hasil sintesis didinginkan
- Ditambahkan sebanyak 10 ml pelarut n-heksana
- Disaring menggunakan kertas saring
- Pelarut diuapkan
Hasil
Asam Miristat
Hasil
Dikarakterisasi :
Spektrofotometer FTIR
40
Lampiran B. Perhitungan
B.1 Pembuatan 100 ml NaOH 6 M
Mr NaOH : 40 gr/mol
Volume NaOH : 100 ml/0.1 L
B.2 Pembuatan 0.05 mol Asam miristat
Mr C14H28O2 : 228,3709 gr/mol
B.3 Pembuatan 0,05 mol HClO4 70%
ρ : 1,664 gr/ml
Mr : 99,451 gr/mol
- Menghitung massa
41
- Menghitung volume
ᴝ 3 ml
B.4 Pembuatan 0,075 mol HClO4 70%
ρ : 1,664 g/ml
Mr : 99,451 g/mol
- Menghitung massa
- Menghitung volume
ᴝ 4,5 ml
B.5 Pembuatan 0,1 mol HClO4 70%
42
ρ : 1,664 g/ml
Mr : 99,451 g/mol
- Menghitung massa
- Menghitung volume
ᴝ 6 ml
B.6 Perhitungan Rendemen Trimiristin
A. Trimiristin ke-1
B. Trimiristin ke-2
43
B. Trimiristin ke-3
B.7 Perhitungan Rendemen Hidrolisis Trimiristin
A. Hidrolisis Trimiristin ke-1
B. Hidrolisis Trimiristin ke-2
C. Hidrolisis Trimiristin ke-3
44
B.8 Perhitungan %yield Etil Miristat
A. Mol Asam Miristat
Asam Miristat = 10 gram
= 0,043 mol
B. Massa Teoritis
Massa Teoritis = mol x Mr
= 0,043 mol x 256 gram/mol
= 11,21 gram
C. Mol Etil Miristat (hasil penelitian)
Massa Etil Miristat = 5,85 gram
D. Massa Hasil Penelitian
Massa Etil Miristat diperoleh melalui analisis KG-SM dengan
melihat dari %area yang dimiliki oleh etil miristat.
% area = 81,17%
Massa Percobaan = %area x massa sampel
= 81,17% x 5,85 gram
45
= 4,78 gram
E. %yield Etil Miristat
= 42,6%
Lampiran C. Mekanisme Reaksi
C.1 Mekanisme reaksi Hidrolisis Trimiristin
46
47
C.2 Mekanisme reaksi Sintesis Lakton
48
Lampiran D. Karakterisasi Etil Miristat menggunakan KG-SM
D.1 Total Ionic Chromatogram
D.2 Spektra Massa Puncak 1 pada TIC
49
Tabel D.1 Tabulasi Etil Miristat hasil KG-SM
Nomor
Puncak
Waktu
Retensi %Area
Pola
Fragmentasi
(m/z)
SI Perkiraan
Senyawa
1 30,88 87,22
41,57,73,88,
101,115,157,
171, 185,
227, 241
96
CH3(CH2)12C
OOC2H5
2 31,06 1,64 27,33,35,47,
59, 71 69
Tetramethyle
ne Diborane
3 34,911 11,14 41,57,73,88,
101,157 97
C18H36O2
D.3 Mekanisme pola fragmentasi puncak ke-1 Etil Miristat
50
51
52
53
Lampiran E. Gambar Kegiatan
Rekristalisasi Trimiristin Hasil Rekristalisasi
Hidrolisis Trimiristin Hasil Hidrolisis
Refluks Penangas Pasir Sintesis Lakton