BAHAN DAN METODE Tempat dan Waktu Penelitian Alat dan Bahan Desain dan Sintesis Amina Sekunder

Transkripsi

1 BAHAN DAN METODE Tempat dan Waktu Penelitian Sintesis amina sekunder rantai karbon genap dan intermediat-intermediat sebelumnya dilaksanakan di Laboratorium Terpadu Institut Pertanian Bogor. Sedangkan karakterisasi hasil dilakukan di Laboratorium Pangan Universitas Islam Negeri Syarif Hidayatullah Jakarta dan Laboratorium Terpadu Institut Pertanian Bogor. Penelitian berlangsung mulai dari bulan April 2005 sampai Juli Alat dan Bahan Bahan yang digunakan dalam penelitian ini adalah asam lemak jenuh (palmitat dan stearat) dan asam lemak tak jenuh (oleat). Pelarut yang digunakan adalah akuades, THF, eter, kloroform, dioksan dan diklorometan. Untuk keperluan sintesis dan berbagai macam konversi digunakan peralatan gelas seperti labu leher tiga, yang dilengkapi dengan termometer, penangas air dan kondenser, dan pengaduk dengan hot plate. Untuk proses pemurnian digunakan seperangkat alat distilasi dan rotavapor. Selain itu juga dibutuhkan erlenmeyer, gelas piala, pipet tetes dan pipet volume, neraca analitik dan spatula. Instrumen yang digunakan untuk identifikasi dan kuantifikasi produk yang dihasilkan adalah FTIR dan HPLC. Desain dan Sintesis Amina Sekunder Sintesis berbagai prototipe amina sekunder rantai genap, baik rantai jenuh maupun tak jenuh, dilakukan dari asam karboksilat yang bersesuaian. Adapun desain sintesis amina sekunder yang dipilih adalah lintas intermediat amida dan amina primer. Reaksi-reaksi yang terlibat dalam desain ini cukup sederhana dan mudah dilakukan dilaboratorium dengan menggunakan peralatan gelas biasa. Pemisahan yang diperlukan juga tidak terlalu rumit antara lain dengan ekstraksi, kristalisasi dan penyaringan. Reaksi-reaksi yang berjalan cukup sederhana karena beberapa tahap sebenarnya merupakan pengulangan tahap sebelumnya, seperti terlihat pada Gambar 5. 13

2 Asam Lemak (C16:0, C18:0, C18:1) Preparasi Asil Klorida Preparasi Amida Primer FTIR Reduksi Amida primer Preparasi Amida Sekunder HPLC Reduksi Amida Sekunder Gambar 5. Tahapan konversi asam lemak ke amina sekunder dan karakterisasi intermediat dan produknya. Preparasi Asil Klorida Preparasi asil klorida mengikuti metode Furniss et al. (1989) dan metode Rao et al. (1967). Kedua metode memiliki banyak kesamaan dalam prosedur, 14

3 hanya berbeda pada bahan. Metode pertama diterapkan pada karboksilat rantai pendek sedangkan metode kedua sudah memakai karboksilat rantai panjang. Tionil klorida ditambahkan secara perlahan-lahan pada masing-masing asam karboksilat (perbandingan mol SOCl 2 : asam karboksilat = 3:1) dalam labu leher tiga sambil dipanaskan dalam waterbath. Labu selalu dikocok selama penambahan tionil klorida agar terjadi campuran yang sempurna. Campuran direfluks selama 30 menit sambil tetap dikocok. Kelebihan tionil klorida diisolasi dengan cara distilasi, sehingga diperoleh asil klorida kasar. Preparasi Amida Primer Amida primer dibuat dengan metode Furniss et al. (1989). Masing-masing asil klorida ditambahkan secara perlahan-lahan pada larutan amonia pekat dalam labu leher tiga (nisbah mol asil klorida : amonia = 1:1). Laju penambahan sedemikian rupa sampai keluarnya asap putih berhenti, labu selalu diaduk selama penambahan asil klorida. Amida yang terbentuk secara cepat terpisah, dan setelah dingin padatan disaring dan amida yang tertinggal ditransfer menggunakan filtratnya. Setelah dikering udarakan diperoleh amida primer kasar berupa padatan putih. Preparasi Amida Sekunder Preparasi amida sekunder dilakukan dengan menggunakan metode Schotten- Baumann (Homan 1998). Dalam kondisi diaduk kuat dan didinginkan dengan aires, menggunakan labu leher tiga masing-masing asil klorida dalam CH 2 Cl 2 diteteskan ke dalam campuran garam amina primer (nisbah mol asil:amina = 3:1), larutan NaOH 10% dan CH 2 Cl 2. Campuran dibiarkan pada suhu ruang, pengadukan dilanjutkan selama 18 jam. Campuran dituangkan dalam H 2 O dan fase yang terjadi dipisahkan. Fase air diekstraksi dengan CH 2 Cl 2, fase organik dikumpulkan kemudian dicuci dengan larutan NaHCO 3 10% dan H 2 O. Setelah dikeringkan dengan MgSO 4 anhidrat, lapisan CH 2 Cl 2 disaring dan diuapkan dengan rotavapor sehingga diperoleh amida sekunder kasar berupa padatan putih. 15

4 Amida amida dilakukan dengan cara melarutkan amida kasar dalam pelarut heksana dengan kondisi refluks kemudian disaring dalam kondisi panas. Setelah pelarut heksana (filtrat) diuapkan diperoleh amida murni berupa padatan putih (Personal Communication) 1. Reduksi Amida Primer dan Sekunder Amida primer maupun amida sekunder direduksi mengikuti metode Prasad et al. (1992). Masing-masing amida dan NaBH 4 dalam THF kering dimasukkan ke dalam labu leher tiga sambil terus dikocok. Pada campuran ditambahkan I 2 dalam THF dalam tekanan gas N 2 dan kondisi 0 o C selama 2,5 jam (nisbah mol amida: NaBH 4 : I 2 = 1:1:3). Setelah itu campuran direfluks selama 3 jam pada suhu 70 o C, lalu dibiarkan dingin kembali sampai 0 o C, kelebihan hidrida dihilangkan dengan penambahan NaOH 3N. Lapisan organik dipisahkan dan lapisan air diekstraksi dengan eter. Lapisan organik total dicuci dengan air, air garam, dan dikeringkan dengan MgSO 4 anhidrat. Amina Semua amina, primer maupun sekunder yang diperoleh, dimurnikan dengan cara menambahkan gas asam klorida pada filtrat yang mengandung amina kasar (Personal Communication) 2. Garam amina-hcl yang terbentuk akan segera mengendap. Endapan yang diperoleh dipisahkan dengan cara filtrasi. Karakterisasi Hasil Sintesis Instrumentasi yang digunakan untuk mengkarakterisasi produk adalah seperangkat alat spektroskopi inframerah (FTIR) dan kromatografi cair kinerja tinggi (HPLC). FTIR digunakan untuk memantau perubahan gugus fungsi dalam setiap tahap reaksi konversi yang dilakukan, mulai dari asam lemak rantai panjang sampai pada amina sekunder yang bersesuaian. Yang menjadi titik-titik pantau FTIR adalah perubahan amida primer ke amina primer, amida sekunder ke amina sekunder. 1) Personal Communication dengan Dr Zainal Alim Mas ud DEA tentang pemurnian amida 2) Personal Communication dengan Dr Zainal Alim Mas ud DEA tentang pemurnian amina 16

5 Berbagai tahapan konversi dari asam karboksilat rantai panjang menuju amina sekunder rantai karbon genap dapat diidentifikasi menggunakan spektroskopi FTIR. Setiap perubahan gugus fungsi akan terlihat jelas pada spektra hasil dan dapat dibandingkan dengan spektra reaktan serta didukung kajian teoritis. Penggunaan alat ini cukup sederhana dan mudah ditangani dengan harga pemakaian yang tidak terlalu mahal. Bahan-bahan yang digunakan dalam berbagai tahapan penelitian berkualitas pro analysis maka selain reaktan dan produk utama dan sampingan tidak ada senyawa lain yang terlibat. Karena produk samping dan pengotor yang mencemari produk dapat diperkirakan maka pemisahan dan analisisnya akan lebih mudah. Hal ini memudahkan proses identifikasi sekaligus menghilangkan keraguan akan hasil konversi. Pemantauan secara kualitatif tujuannya hanya menjaga agar proses-proses sintesis tetap berada dalam koridor desain sintesis amina sekunder yang telah direncanakan. akan tetapi informasi FTIR tidak cukup untuk mengetahui kemurnian produk yang diperoleh. Identifikasi amina sekunder hasil sintesis secara kuantitatif dilakukan menggunakan HPLC, sehingga dapat diketahui rendemen amina sekunder yang dihasilkan pada langkah terakhir sintesis. Analisis senyawa amina sekunder dapat dilakukan dengan cara titrasi maupun teknik-teknik kromatografi (UOP method T 1971). Metode titrasi membutuhkan jumlah sampel amina sekunder yang relatif lebih banyak dibandingkan dengan metode kromatografi. Dan jika menggunakan campuran sampel yang mengandung senyawa lain yang bersifat basa maka hasil analisis menjadi tidak akurat. Jika dibandingkan antara metode HPLC dengan titrasi untuk menganalisis amina alifatik turunan asam lemak, tentunya analisis pertama lebih dapat diandalkan. Akan tetapi karena amina sekunder tidak memiliki gugus aromatik, maka analisis dengan kepekaan tinggi menggunakan detektor uv-visible sulit dilakukan jika tidak melakukan derivatisasi terlebih dahulu. Analisis senyawa amina sekunder rantai panjang dapat dilakukan dengan menggunakan metode HPLC setelah dipreparasi menjadi derivat m-toluoil. Derivat yang terjadi dapat dianalisa dengan menggunakan kolom oktadesilamin 17

6 fase terbalik dengan menggunakan detektor ultraviolet. Fase gerak yang digunakan adalah asetonitril-air (Simon dan Lemacon 1987). 18