BAB II SINTESIS ASPIRIN

Transkripsi

1 BAB II SINTESIS ASPIRIN 2.1. Tujuan Percobaan - Memahami reaksi esterifikasi fenol - Memahami reaksi pembuatan aspirin - Mampu melakukan uji kadar aspirin hasil reaksi 2.2. Tinjauan Pustaka Ester diturunkan dari asam dengan mengganti gugus OH oleh gugus OR. Ester dinamai dengan cara yang sama dengan garam asam karboksilatnya. Bagian R dari gugus OR ditulis dahulu, diikuti dengan nama asam, dengan akhiran at tidak berubah. Kebanyakan ester merupakan zat yang berbau enak dan menyebabkan cita rasa dan harum dari banyak buah-buahan dan bunga. Campuran ester digunakan dalam parfum dan cita rasa buatan (Hart, 2003). Reaksi Esterifikasi secara umum adalah suatu reaksi antara asam alkanoat dan alkanol yang membentuk suatu ester dan air (Fessenden, 1992). Gambar 2.1. Reaksi Esterifikasi (Suminar, 2003) Laju esterifikasi suatu asam karboksilat bergantung pada halangan sterik dalam alkohol dan asam karboksilatnya. Kuat asam dari asam karboksilat hanya memainkan peranan kecil dalam laju pembentukkan ester. Reaksi esterifikasi bersifat reversibel. Untuk memperoleh rendemen tinggi dari ester itu, kesetimbangan harus digeser ke arah sisi ester. Satu teknik untuk mencapai ini adalah menggunakan salah satu zat pereaksi uang murah secara berlebihan. Suatu anhidrida asam karboksilat mempunyai struktur dua molekul asam karboksilat dengan satu molekul air dibuang (anhidrida berarti tanpa air ) Gambar 2.2. Struktur Anhidrida Asam Asetat (Fessenden, 1992)

2 Asam asetat dengan rumus struktur CH 3 COOH dikenal juga dengan asam etanoat merupakan bahan kimia organik, dinamakan cuka karena rasanya yang asam dan baunya yang menyengat. Asam asetat merupakan nama trivial atau nama dagang dari senyawa ini, dan merupakan nama yang paling dianjurkan oleh IUPAC. Nama ini berasal dari kata latin acetum, yang berarti cuka. Nama sistematis dari senyawa ini adalah asam etanoat (Fanst, 2011). Fenol atau asam karbolat atau benzenol merupakan senyawa aromatik, turunan benzene dengan gugus hidroksi ( OH) yang terikat pada cincin benzene. Fenol atau asam karbolat atau benzenol adalah zat tak berwarna yang memiliki bau khas. Rumus kimianya adalah C 6 H 5 OH dan strukturnya memiliki gugus hidroksi ( OH) yang berikatan dengan cincin fenil (Mulyadi, 2009). Gambar 2.3. Struktur Fenol (Suminar, 2003) Aspirin atau asam asetilsalisilat (asetosal) adalah suatu jenis obat dari keluarga salisilat yang sering digunakan sebagai analgesik (terhadap rasa sakit atau nyeri minor), antipiretik (terhadap demam), dan anti-inflamasi. Aspirin juga memiliki efek antikoagulan dan digunakan dalam dosis rendah dalam tempo lama untuk mencegah serangan jantung (Irvanda, 2010). Struktur kimianya dapat dilihat pada gambar 2.4. Gambar 2.4. Struktur Aspirin (Gandjar, 2011)

3 Aspirin banyak digunakan pada nyeri ringan sampai sedang. Efek farmakologi aspirin antara lain analgesik (melawan sakit dan nyeri), antipiretik (menurunkan demam), anti inflamasi serta anti koagulan (Nuraeni, 2010). Gambar 2.5. Mekanisme Reaksi Sintesis Aspirin Aspirin ini dibuat dengan cara esterifikasi, dimana bahan aktif dari aspirin yaitu asam salisitat direaksikan dengan asam asetat anhidrat atau dapat juga direaksikan dengan asam asetat glasial. Asam asetat anhidrat dapat diganti dengan asam asetat glacial karena bersifat murni dan tidak mengandung air. Pada proses pembuatan reaksi esterifikasi juga ditambahkan suatu katalis asam untuk mempercepat reaksi seperti H 2 SO 4 atau H 3 PO 4. Pada percobaan ini dilakukan sintesis asam asetil salisilat (aspirin) melalui reaksi esterifikasi antara asam salisilat dan anhidrida asam asetat. Dalam reaksi tersebut gugus OH berasal dari fenol pada asam salisilat. Sedangkan gugus asetil COCH 3 berasal dari anhidrida asetat. Apabila asam salisilat yang digunakan maka

4 reaksinya akan menghasilkan asam asetil salisilat dan air. Adanya air ini akan mengakibatkan asam asetil salisilat terhidrolisis dan membentuk asam salisilat dan asam asetat kembali. Penggunaan anhidrida asam asetat mencegah reaksi reversible tersebut terjadi. Selain itu dibandingkan dengan asam asetat, anhidrida asam asetat digunakan karena memiliki waktu reaksi yang lebih cepat yaitu 15 menit. Reaksi esterifikasi ini di katalisis oleh H 2 SO 4. Mekanisme reaksi: - Transfer proton dari katalis asam ke atom oksigen karbonil, sehingga meningkatkan elektrofilisitas dari atom karbon karbonil. - Atom karbon karbonil kemudian diserang oleh atom oksigen dari alkohol, yang bersifat nukleofilik sehingga terbentuk ion oksonium. - Terjadi pelepasan proton dari gugus hidroksil milik alkohol, menghasilkan kompleks teraktivasi - Protonasi terhadap salah satu gugus hidroksil, yang diikuti oleh pelepasan molekul air menghasilkan ester (Paramitha, 2014). Rendemen secara kimia adalah berat produk yang dihasilkan dari reaksi kimia. Rendemen adalah berat murni produk yang sudah terisolasi dari reaksi. Persen rendemen dapat ditulis sebagai berikut: % Rendemen = Berat Produk Rendemen Teoritis 100% (2.1.a) Keberhasilan reagen dinilai dari persen rendemen, menjadi unggulan (> 90%), sangat baik (> 80%), baik (> 70%), standar (> 50%) dan buruk (<40%) (Vogel, 1989). Uji yang dilakukan terhadap aspirin adalah uji FeCl 3, Besi (III) klorida bereaksi dengan gugus fenol membentuk kompleks ungu. Besi (III) klorida ditambahkan lalu mebentuk warna ungu maka terdapat asam salisilat pada aspirin, karena asam salisilat mempunyai gugus fenol. Uji titik lebur juga dapat digunakan karena titik lebur merupakan sifat spesifik suatu zat. Ada percobaan ini sedikit diukur titik leburnya dengan menggunakan alat elektrotermal. Aspirin murni memiliki titik lebur o C. Apabila aspirin tidak murni, maka titik leburnya kurang dari 135 o C atau range titik leburnya lebih dari 2 o C. Selain uji FeCl 3 dan uji titik lebur ada beberapa cara untuk uji kemurnian asam asetil salisilat, yaitu uji organoleptik, uji rotasi optik,

5 spektroskopi IR, spektroskopi massa, spektrofotometer UV-Vis, NMR dan XRD (Paramitha, 2014) Tinjauan Bahan A. Aquadest - Rumus molekul : H 2 O - Berat molekul : 18,02 g/mol - Bentuk : Cair - arna : Tidak berwarna - Berat molekul : 18,02 g/mol - Titik beku : 0 o C - Titik didih : 100 o C B. Besi klorida - Rumus molekul : FeCl 3 - Berat molekul : 162,21 g/mol - Densitas : 2,9 g/cm 3 - Titik didih : 316 o C - Titik lebur : 306 o C C. Asam salisilat - Rumus kimia : C 7 H 6 O 3 - Berat molekul : 138,12 g/mol - Bentuk : Padat - - Densitas : 1,443 g/cm 3 - Titik didih : 211 o C - Titik lebur : 159 o C D. Anhirida asam asetat - Rumus kimia : C 4 H 6 O 3 - Berat molekul : 102,09 g/mol - Bentuk : Cair - Densitas : 1,08 g/cm 3 - Titik didih : 139,9 o C - Titik lebur : -73,1 C E. Asam fosfat - Rumus kimia : H 3 PO 4 - Berat molekul : 98 g/mol - Bentuk : Cair - arna : Tidak berwarna - Titik didih : 158 o C - Titik lebur : 21 C F. Aspirin

6 - Rumus molekul : C 9 H 8 O 4 - Berat molekul : 180,15 g/mol - Bentuk : padat - Titik lebur : 139 o C G. Asam asetat - Rumus molekul : CH 3 COOH - Berat molekul : 60,05 g/mol - Bentuk : Cair - arna : Tidak berwarna, jernih - Densitas : 10,5 g/cm 3 - Titik didih : 118,1 o C - Titik lebur : 16,6 o C 2.4. Alat dan Bahan A. Alat-alat yang digunakan: B. Bahan-bahan yang digunakan: - batang pengaduk - Aquadest (H 2 O) - Beakerglass - Besi klorida (FeCl 3 ) - botol Aquadest - Asam salisilat (C 7 H 6 O 3 ) - corong kaca - Anihidrida asam asetat (CH 3 COOH) - corong Bücher - Asam fosfat (H 3 PO 4 ) - Erlenmeyer - gelas arloji - kertas saring - labu ukur - neraca - penjepit - pipet tetes - aterbath shaker - pipet volume - statif dan Klem Prosedur aterbath Percobaan Shaker A. Preparasi larutan - membuat larutan 10% FeCl 3 sebanyak 50 ml. B. Pembuatan aspirin - memanaskan air dalam wadah penangas air - menimbang sekitar 1,4 gram asam salisilat dalam Erlenmeyer 125 ml - menambahkan 4 ml anihidrida asam asetat dengan cara sedemikian rupa sehingga dapat membilas serbuk asam salisilat yang menempel di dinding wadah - menambahkan dengan hati-hati (bekerja di ruang asam) 5 tetes 85% H 3 PO 4 - mengaduk larutan dengan pengaduk kaca - memanaskan Erlenmeyer campuran reaksi tersebut dalam penangas air yang airnya telah dipanaskan 5 menit. Sebaiknya Erlenmeyer dipegang dengan klem - setelah 5 menit, mengangkat Erlenmeyer dari penangas air dan segera menambahkan 2 ml aquadest

7 - setelah 2 atau 3 menit, menambahkan lagi 20 ml aquadest dan membiarkan labu berisi campuran reaksi mencapai suhu kamar dan mulai mengalami isasi. Pastikan bahwa telat terbentuk sebelum melanjutkan ke tahap berikutnya. Untuk mempercepat pembentukan dapat dilakukan dengan cara menggores dinding bagian dalam labu dengan batang pengaduk kaca - menambahkan aquadest dingin dan dinginkan labu beserta isinya dalam wadah penangas berisi es sehingga proses pembentukan sempurna - mengumpulkan yang diperoleh menggunakan corong Bücher yang telah dilapisi kertas saring. Mencuci dengan sedikit air dingin - melakukan reisasi untuk mendapatkan yang lebih murni, dengan cara melarutkan yang sudah terbentuk dalam 5 ml etanol. Kemudian menambahkan 20 ml air hangat. Memanaskan larutan sampai semua tepat larut, dan kemudian biarkan larutan dingin sampai kembali berbentuk. Menyaring kembali dengan corong Bücher - menimbang yang terbentuk sesudah dikeringkan di udara. Kemudian menghitung rendemen hasil asam asetil salisilat (aspirin) yang diperoleh, dengan membandingkan berat hasil percobaan dengan berat hasil teoritis. - menghitung persen rendemen adalah sebagai berikut: Berat Produk = % Rendemen Rendemen Teoritis 100% (2.1.b) C. Uji terhadap Aspirin - menyiapkan 3 buah tabung reaksi dan memberi label masing-masing - menambahkan 20 tetes aquadest ke dalam tiap tabung dan digoyangkan untuk melarutkan sampel dalam tabung - menambahkan 10 tetes larutan 10% FeCl 3 ke dalam tiap tabung. Amati perubahan warna larutan dan mencatat hasilnya. arna ungu menunjukkan adanya asam salisilat dalam sampel Data Pengamatan Tabel 2.1. Data Pengamatan Sintesis Aspirin No. Perlakuan Pengamatan Kesimpulan

8 1 Pembuatan Aspirin C 7 H 6 O 3 + C 4 H 6 O 3 Lar. B + H 3 PO 4 Pengadukan Lar. C Lar. B Lar. C Lar. D keruh keruh Lar. D Lar. E + H 2 O (2 ml) Lar. F + H 2 O (20 ml) Lar. E Lar. F Lar. G arna : Tidak berwarna, ada endapan Bentuk : Kental Bentuk : Cair, ada Lar. G + H 2 O dingin Lar. H didinginkan Lar. H Lar. I Terbentuk 2 lapisan, Lapisan atas : air Lapisan bawah : Endapan putih Terbentuk 2 lapisan, Lapisan atas : air Lapisan bawah : Endapan putih Lar. I disaring Endapan Endapan + C 2 H 5 OH Lar. J Lar. J + H 2 O Lar. K (20 ml) Bentuk : Kristal Bentuk : Cair Bentuk : Cair Terbentuk aspirin Lar. K Lar. L Bentuk : Cair arna : Tidak Berwarna

9 Lar. L didinginkan Lar. M Bentuk : Terlihat Lar. M disaring Endapan Bentuk : Semi padat Terbentuk aspirin 2 Uji Terhadap Aspirin Endapan + FeCl 3 Lar. N arna : Ungu Terbukti adanya asam salisilat 2.7. Persamaan Reaksi 2.8. Dokumentasi Percobaan

10 Gambar 2.6. Kristal Aspirin Gambar 2.7. Uji Terhadap Aspirin 2.9. Pembahasan Pada praktikum ini, pembuatan aspirin dilakukan melalui proses esterifikasi antara 1,4 gram asam salisilat dengan 4 ml anhidrida asam asetat dan menggunakan 5 tetes katalis asam fosfat 85%. Beberapa alasan digunakannya asam fosfat daripada asam sulfat adalah karena asam fosfat tidak menghasilkan produk samping yang tidak diinginkan dan asam fosfat memiliki keasaman yang lebih rendah dari asam sulfat sehingga lebih aman. Pengadukan dan pemanasan selama 5 menit dilakukan supaya semua bahan dapat larut dan tercampur dengan sempurna. Penambahan 2 ml aquadest. Selanjutnya menunggu dua sampai tiga menit dan menambahkan 20 ml aquadest lalu membiarkan larutan mencapai suhu kamar. Kemudian ditambahkan dengan 50 ml aquadest dingin dan meletakan Erlenmeyer di wadah yang dingin. Pendinginan dilakukan untuk menurunkan energi kinetik sehingga reaksi terhenti dan membentuk. Kristal yang terbentuk berwarna putih. Kristal tersebut kemudian disaring dengan corong Bücher yang telah dilapisi kertas saring, kemudian dicuci dengan sedikit aquadest dingin. Kristal yang didapat ini adalah aspirin. Namun masih belum murni karena adanya zat-zat pengotor, oleh karena itu dilakukan reisasi dengan cara melarutkan dengan 5 ml etanol dan ditambahkan 20 ml air hangat. Fungsi etanol adalah untuk melarutkan dan memisahkan aspirin dengan air. Campuran kemudian dipanaskan sampai larut dan didinginkan kembali sehingga terbentuk kemudian disaring kembali dan dikeringkan di udara.

11 Berat Aspirin teoritis adalah 1,818 gram sedangkan dari percobaan yang dilakukan adalah 1,62 gram. Sehingga persen Rendemennya adalah 89,92%. Hasil tersebut belum maksimal mengingat hasil maksimalnya adalah 100%, hal ini dikarenakan kesalahan-kesalahan dalam praktikum seperti masih adanya aspirin yang tertinggal di Erlenmeyer dan tidak tersaringnya oleh corong Bücher. Setelah produk terbentuk, dilakukan identifikasi produk melalui uji kemurnian dengan FeCl 3. Penambahan FeCl 3 pada larutan aspirin, akan merubah warna larutan menjadi ungu. Dari hasil praktikum, hasil larutan setelah ditambahkan FeCl 3 berubah warna menjadi ungu. Percobaan tersebut membuktikan bahwa didalam aspirin mengandung asam salisilat, karena Besi (III) bereaksi dengan gugus fenol yang dimiliki oleh asam salisilat Kesimpulan - Reaksi Esterifikasi adalah suatu reaksi antara asam alkanoat & alkanol yang membentuk suatu ester dan air. Reaksi esterifikasi bersifat reversibel. Untuk memperoleh rendemen tinggi dari ester itu, kesetimbangan harus digeser ke arah sisi ester (kanan). - Aspirin ini dibuat dengan cara esterifikasi, dimana bahan aktif dari aspirin yaitu asam salisitat direaksikan dengan asam asetat anhidrat. Sebagai katalis, digunakan asam fosfat. Reaksi ini akan mengahasilkan aspirin sebagai produk utama dan asam asetat sebagai produk samping. - Uji terhadap aspirin menggunakan FeCl 3 menghasilkan larutan berwarna ungu, karena adanya kandungan asam salisilat dalam aspirin. Dari hasil percobaan didapatkan randemen sebesar 89,92%

12 DAFTAR PUSTAKA Fessenden dan Fessenden Kimia Organik Edisi Ketiga. Jakarta: Erlangga. Ganjar, Ibnu Gholib Kimia Farmasi Analisis. Yogyakarta: Pustaka Pelajar. Hart, Harold Kimia Organik Edisi kesebelas Fanst Jurnal Teknik Kimia (Bab II Tinjauan Pustaka). Sumatera Utara: Universitas Sumatera Utara. ( diakses 15 Nopember 2014 Furniss, Brian S, dkk Textbook Of Practical Organic Chemistry Fifth Edition. New York: Longman Scientific & Technical. ( extbook_of_practica.pdf), diakses 14 Nopember 2014 Irvanda, Rizal Pengaruh Pemberian Aspirin Berbagai Dosis Per Oral Terhadap Gambaran Histopatologi Hepar Tikus istar. Semarang: Universitas Diponegoro. ( diakses 14 Nopember 2014 Leeboy, Richard, dkk Asam Asetil Salisilat (Reaksi Esterifikasi). Bandung: Institut Teknologi Bandung. ( diakses 14 Nopember 2014 Mulyadi Jurnal Teknik Kimia (Bab II Tinjauan Pustaka). ( bab2.pdf), diakses 14 Nopember 2014 Nuraeni, Dindarti Pengaruh Pemberian Aspirin Dosis Toksik Per Oral Terhadap Gambaran Histopatologi Gaster, Duodenum, dan Jejunum Tikus istar. Semarang: Universitas Diponegoro. ( diakses 14 Nopember 2014

13 II. Sintesis Aspirin A. Preparasi Larutan Membuat larutan 10% FeCl 3 sebanyak 50 ml % 0,1 0,1 0,9 FeCl FeCl3 FeCl3 3 FeCl3 FeCl 3 FeCl 3 0,1 4,99 FeCl 3 5,54 gr (V ρ (50 ml 0,998) FeCl3 (49,9) FeCl3 FeCl 3 air FeCl 3 4,99 air ) Jadi, untuk membuat larutan 10% FeCl 3 sebanyak 50 ml dibutuhkan 5,54 gr FeCl 3 B. Perhitungan Teoritis gr mol berat molekul mol anhidrida mol anhidrida as. asetat as. asetat 1,4 gr 138 gr/mol 0,0101 mol massa anhidrida as. asetat 1.08gr/mol 4 ml 4,32 gr mol an. asetat mol as. asetat 4,32 gr 102 gr/mol 0,0424 mol C 7 H 6 O 3 + (CH 3 CO) 2 C 9 H 8 O 4 + CH 3 COOH M = 0,0101 mol 0,0424 mol - - B = 0,0101 mol 0,0101 mol 0,0101 mol 0,0101 mol S = - 0,0323 mol 0,0101 mol 0,0101 mol Berat aspirin teori = n MR

14 Berat aspirin teori = 0, gr/mol Berat aspirin teori = 1,818 gr Jadi, berat aspirin bedasarkan perhitungan stoikiometri adalah 1,818 gr C. Perhitungan berdasarkan percobaan Berat kertas saring = 1,11 gr Berat kertas saring dan endapan = 2,73 gr Endapan = berat kertas saring dan endapan berat kertas saring Endapan = 2,73 gr 1,11 gr Endapan = 1,62 gr Jadi, berat aspirin yang didapatkan berdasarkan percobaan adalah 1,62 gr D. Perhitungan rendemen aspirin hasil yang diperoleh dari percobaan % Rendemen 100% hasil teoritis berdasarkan stoikiomet ri 1,62 gr 100% 1,818 89,92% Jadi, aspirin yang dibuat pada percobaan mempunyai rendemen sebesar 89,92%.