SINTESIS KITOSAN SULFAT SEBAGAI ZAT ANTI PEMBEKUAN DARAH

Transkripsi

1 Jurnal KMUniKASI PENELITIAN SINTESIS KITSAN SULFAT SEBAGAI ZAT ANTI PEMBEKUAN DARAH Jamaran Kaban 1) 2) 1) Jurusan Kimia FMIPA USU, Jl. Bioteknologi No. 1 Kampus USU Medan 2) Jurusan Kimia FMIPA Unmul Samarinda, Kaltim Abstract Synthesis of chitosan sulphates has been held with sulphonation of chitosan with chlorosulphonic acid in N,N- Dimethylformamide at room temperature, potentially this compound can be used as blood anticoagulant. Product of the reaction was confirmed using FT-IR spectroscopy and SEM of chitosan-n-sulphates and chitosan-sulphates. Keywords: Chitosan, Sulphonation, Blood anticoagulant A. PENDAHULUAN Kitin adalah sejenis polisakarida turunan selulosa yang memiliki gugus N-asetil pada posisi atom C-2. Senyawa ini banyak terdapat pada kulit luar hewan invertebrata seperti antropoda, moluska, dan annelida. Kitin juga terdapat pada dinding sel tumbuhan kelas rendah terutama pada sel fungi. Kulit-kulit crustaceae seperti kulit udang mengandung 20-30% kitin dan kulit kepiting mengandung 15-20% kitin dan juga kulit cumi-cumi 100% (Alimunir, A. dan Zainuddin, R., 1992). Kitosan adalah jenis polimer alami yang mempunyai rantai bercabang dan mempunyai rumus umum (C 6 H 11 N 4 ) n atau disebut sebagai (1,4)-2-amino-2-deoksi-β- D-glukosa. Kitosan merupakan turunan utama dari kitin, di mana untuk mendapatkan kitosan yang baik tergantung dari kitin yang diperoleh dan kelarutannya dalam suatu alkali serta waktu yang digunakan dalam deasetilasi (Mat, B.Z., 1995). Kitin dan kitosan banyak digunakan dalam berbagai bidang industri antara lain industri farmasi, kesehatan, bioteknologi, pangan, biokimia, pengolahan limbah, kosmetik, agroindustri, industri tekstil, industri perkayuan, industri kertas, dan industri elektronika (Rismana, E., 2000). Salah satu turunan dari kitin dan kitosan yang dapat digunakan sebagai zat antikoagulan darah adalah kitin sulfat ataupun kitosan sulfat. Dalam suatu reaksi sulfonasi terhadap senyawa organik dapat digunakan pereaksi asam klorosulfonat dalam pelarut seperti N,N-Dimetilformamida (DMF) ataupun piridin. Selain asam klorosulfonat pereaksi yang digunakan untuk melakukan sulfonasi antara lain asam sulfat pekat, oleum, sulfur trioksida dalam piridin maupun sulfur dioksida (Muzzarelli, R., dkk, 1986). Kitosan sulfat dapat digunakan sebagai zat antikoagulan darah karena struktur dari kitosan sulfat analog dengan heparin. Heparin merupakan suatu zat yang dapat menghambat pembentukan fibrin sehingga dapat digunakan sebagai zat antikoagulan darah (Foye, W.., 1981). Aktivitas antikoagulan dari gugus N-sulfat jauh lebih besar dari pada gugus -sulfat. Aktivitas antikoagulan dari N-sulfat dan -sulfat 56 IU mg -1 sedangkan untuk heparin memiliki aktivitas antikoagulan 100 IU mg -1 (Doczi, J., 1953). Penelitian ini bertujuan mensintesis kitosan sulfat yang merupakan senyawa potensial untuk digunakan sebagai zat antikoagulan darah. Dari uraian di atas peneliti tertarik untuk melakukan sintesis kitosan sulfat dari bahan dasar kitosan dengan 57

2 Jurnal KMUniKASI PENELITIAN asam klorosulfonat dalam pelarut N,N-Dimetilformamida melalui reaksi sulfonasi sehingga diharapkan dapat digunakan sebagai zat antikoagulan darah. B. METDE PENELITIAN Penelitian ini dilakukan melalui eksperimen laboratorium, di mana asam klorosulfonat, metanol, natrium hidroksida, N,N- Dimetilformamida merupakan produk dari E Merck Germany yang berderajat pro analis, sedangkan untuk kitosan merupakan produk dari Sigma-Aldrich dengan derajat deasetilasi minimum 85%. Kompleks S 3 -DMF yang disulfonasi dengan kitosan diperoleh melalui penambahan asam klorosulfonat dan N,N-Dimetilformamida pada suhu 0-4 o C selama ± 15 menit. Kemudian ke dalam kompleks S 3 -DMF ditambahkan kitosan lalu diaduk selama ± 5 jam pada suhu kamar. Campuran dinetralisasi dengan NaH 20% lalu diendapkan dengan metanol. Endapan yang terbentuk dilarutkan dengan aquades dan didialisis selama ± 48 jam. Hasil dialisis yang diperoleh dirotarievaporasi untuk memisahkan air. Hasil reaksi yang diperoleh dilakukan analisis dengan spektroskopi FT-IR dan analisis SEM (Scanning Elektron Microscope). C. HASIL DAN PEMBAHASAN Kitosan yang digunakan dalam penelitian ini merupakan produk dari sigma-aldrich Germany yang diperoleh dari kulit kepiting dengan derajat deasetilasi minimum 85%. Dari data spektroskopi FT-IR kitosan memberikan puncak-puncak serapan kimia pada daerah bilangan gelombang 3855,4 cm -1, 3753,2 cm -1, 3431,1 cm -1, 2877,6 cm -1, 2146,6 cm -1, 1637,5 cm -1, 1560,3 cm -1, 1419,5 cm -1, 1380,9 cm -1, 1323,1 cm -1, 1074,3 cm -1, 1035,7 cm -1 dan 894 cm -1 (Lampiran 1). Analisis SEM untuk kitosan memberikan struktur kristal yang padat dan ukuran yang lebih besar. Sulfonasi Kitosan Senyawa kitosan sulfat dibuat dengan mereaksikan 0,5 gr kitosan dengan larutan kompleks sulfat (4,5 ml asam klorosulfonat: 30 ml N,N-Dimetilformamida) pada suhu kamar. Hasil reaksi dinetralisasi dengan NaH 20% dan diendapkan dengan metanol. Endapan dilarutkan dengan aquades lalu dianalisis ± 48 jam. Hasil yang diperoleh dianalisis dengan spektroskopi FT-IR dan SEM. Hasil analisis spektroskopi FT-IR memberikan puncak-puncak serapan pada daerah bilangan gelombang 3421,5 cm -1, 2927,7 cm -1, 2854,5 cm -1, 2092,6 cm -1, 1637,5 cm -1, 1560,3 cm -1, 1110,9 cm -1, 991,0 cm -1, dan 617,2 cm -1 (Lampiran 2). Kemudian dari hasil analisis SEM memberikan bentuk struktur kristal yang lebih kecil dan mempunyai pori-pori. Pembuatan Kitosan Sulfat Reaksi sulfonasi kitosan dengan asam klorosulfonat dalam pelarut N,N- Dimetilformamida pada suhu kamar membentuk kitosan sulfat. Penambahan N,N-Dimetilformamida ke dalam larutan klorosulfonat menhasilkan suatu kompleks sulfat S 3 -DMF. Kompleks S 3 -DMF yang terbentuk merupakan dipolar ion sehingga mudah diserang oleh nukleofil yang berasal dari gugus hidroksil dan gugus amin. Dalam larutan alkali, kitosan sulfat bersifat polianion dan konformasi rantainya sama dengan susunan rantai pada β 1,4 glukopiranosa, di mana dengaan adanya ikatan hidrogen intramolekul antara cincin oksigen dengan hidroksil pada atom C-3 membuat senyawa ini lebih stabil. Na 3 SH 2 C H NHSH 3 Na Ikatan Hidrogen H NHSH 3 Na CH 2 S 3 Na 58

3 Jurnal KMUniKASI PENELITIAN Terbentuk kitosan-n-sulfat dan kitosan-sulfat diidentifikasi dengan spektroskopi FT- IR dengan puncak-puncak vibrasi pada daerah bilangan gelombang 3421,5 cm -1 menunjukkan vibrasi gugus -H dari kitosan sulfat. Pada daerah bilangan gelombang 2927,7 cm -1 dan 2854,5 cm -1 menunjukkan vibrasi stretching dari C-H sp 3 yang didukung dengan daerah pada bilangan gelombang 1375,3 cm -1 menunjukkan vibrasi C-H sp 3 bending. Munculnya puncak seraapan pada daerah bilangan gelombang 1637,5 cm -1 menunjukkan adanya gugus N-H dan pada daerah bilangan gelombang 1110,9 cm -1 menunjukkan gugus R-S 3 yang meng- - identifikasikan terbentuknya --sulfat, serta pada daerah bilangan gelombang 653 cm -1 menunjukkan vibrasi dari N-S yang mengidentifikasikan terbentuknya kitosan- N-sulfat (Lampiran 2). Analisis Scanning Elektron Microscope (SEM) merupakan bentuk analisis berdasarkan permukaan dari zat padat. Berdasarkan analisis bentuk permukaan untuk kitosan dengan perbesaran 100 kali menunjukkan bentuk kristal dari kitosan lebih padat dan ukuran lebih besar (Lampiran 3), sedangkan untuk analisis bentuk permukaan kitosan sulfat dengan perbesaran 100 kali menunjukkan bentuk kristal yang berpori-pori dengan ukuran yang lebih kecil akibat adanya gugus sulfat (Lampiran 4). D. KESIMPULAN DAN SARAN Kesimpulan Dari hasil penelitian yang dilakukan dapat diambil kesimpulan sebagai berikut: 1. Sulfonasi kitosan dengan asam klorosulfonat dalam pelarut N,N- Dimetilformamida pada suhu kamar menghasilkan kitosan-n-sulfat dan kitosan--sulfat. 2. Dari analisis SEM memberikan bentuk permukaan dari kitosan lebih teratur dan lebih padat dari pada kitosan-nsulfat dan kitosan--sulfat. Saran 1. Disarankan kepada peneliti selanjutnya untuk melakukan uji kegunaan terhadap kitosan-n-sulfat dan kitosan--sulfat sebagai zat antikoagulan dan ditentukan berapa aktivitas antikoagulannya. 2. Supaya dilakukan analisis spektroskopi 1 H-NMR pada kitosan-n-sulfat dan kitosan--sulfat dengan frekuensi gelombang 300 MHz. E. DAFTAR PUSTAKA Alimuniar, A., Zainuddin, (1992), An Economial Technique for Producing Chitosan, Advances integration chitin and chitosan, London, Elsevier. Anonimous, (1976), The Merck Index, Merck and Co. Inc., New Jersey, USA. Chusing, J. B., Davis, R. V., Kratovil, E. J., Mac Corquodable, D. W., (1954), J. Am. Chem. Soc. 76. Doczi, J., Fischman, A., King, J. A., (1953), J. Am. Chem. Soc. 75. Doerge, R.F., (1982), Buku Teks Wilson dan Gisvold Kimia Farmasi dan Medisinal rganik, Edisi ketujuh, Bagian kedua, J.B Uppincott Company, Philadelphia. Ganiswarna, S. G., (1995), Farmakologi dan Terapi, Edisi keempat, Bagian Farmakologi FK UI, Jakarta. Manskaya, S. M., Drodzora, T.V., (1968), Geochemistry of rganic Substance, Pergamon Press, xford. Mat, B.Z., (1995), Chitin and Chitosan, University Kebangsaan Malaysia. Muzzarelli, R. A. A., (1997), Chitin, Pergamon, xford. Muzzarelli, R. A. A., Jeuniaux, C., and Gooday, G.W., (1996), Chitin in Nature and Technologi, Plenum Press, New York. Parker, S.P., (1982), Mc Graw-Hill Encyclopedia of Chemistry, Mc Grow Hill Book Company, New York. Rismana, E., (2000), Langsing dan Sehat Lewat Limbah Perikanan, Peneliti di P3 Teknologi Farmasi dan Medika Baadan pengkajian dan Penerapan Teknologi, Jakarta. Robert, G.A.F., (1992), Chitin Chemistry, The Macmillan Press Ltd, London. 59

4 Jurnal KMUniKASI PENELITIAN Vogel, A.I., (1956), A Text Book of Practical rganic Chemistry Including Qualitative rganic Analysis, Third Edition, Longmans Green and Co Ltd, London. Wiseman, P., (1979), An Introduction to Industrial rganic Chemistry, Second Edition, Applied Science Publisher, London. LAMPIRAN Lampiran 1. Spektrum FT-IR untuk Kitosan Lampiran 2. Spektrum FT-IR Kitosan Sulfat 60

5 Jurnal KMUniKASI PENELITIAN Lampiran 3. Hasil Analisis Sem Utk Kitosan Lampiran 4. Hasil Analisis untuk Kitosan Sulfat 61