SINTESIS BUTIL DIKLOFENAK DAN ELUSIDASI STRUKTUR MENGGUNAKAN FOURIER TRANSFORM INFRA RED (FT-IR) DAN GAS CHROMATOGRAPHY MASS SPECTROMETRY (GC-MS) SKRIPSI Diajukan untuk munivers itas Sumatera Uta Diajukan sebagi salah satu syarat untuk memperoleh gelar Sarjana Farmasi pada Fakultas Farmasi Universitas Sumatera Utara OLEH: DEVI NURIANTI NIM 121524113 PROGRAM EKSTENSI SARJANA FARMASI FAKULTAS FARMASI UNIVERSITAS SUMATERA UTARA MEDAN 2015
SINTESIS BUTIL DIKLOFENAK DAN ELUSIDASI STRUKTUR MENGGUNAKAN FOURIER TRANSFORM INFRA RED (FT-IR) DAN GAS CHROMATOGRAPHY MASS SPECTROMETRY (GC-MS) SKRIPSI Diajukan untuk munivers itas Sumatera Uta Diajukan sebagi salah satu syarat untuk memperoleh gelar Sarjana Farmasi pada Fakultas Farmasi Universitas Sumatera Utara OLEH: DEVI NURIANTI NIM 121524113 PROGRAM EKSTENSI SARJANA FARMASI FAKULTAS FARMASI UNIVERSITAS SUMATERA UTARA MEDAN 2015
PENGESAHAN SKRIPSI SINTESIS BUTIL DIKLOFENAK DAN ELUSIDASI STRUKTUR MENGGUNAKAN FOURIER TRANSFORM INFRA RED (FT-IR) DAN GAS CHROMATOGRAPHY MASS SPECTROMETRY (GC-MS) OLEH: DEVI NURIANTI NIM 121524113 Disetujui oleh: Pembimbing I, Dipertahankan di Hadapan Panitia Penguji Skripsi Fakultas Farmasi Universitas Sumatera Utara Pada Tanggal: 27 Maret 2015 Panitia Penguji, Drs. Ismail, M.Si., Apt. Prof. Dr. Ginda Haro, M.Sc., Apt. NIP 195006141980031001 NIP 195108161980031002 Drs. Ismail, M.Si., Apt. Pembimbing II, NIP 195006141980031001 Drs. Nahitma Ginting, M.Si., Apt. Drs. Fathur Rahman Harun, M.Si., Apt. NIP 195406281983031002 NIP 195201041980031002 Medan, April 2015 Fakultas Farmasi Universitas Sumatera Utara Wakil Dekan I Dra. Tuty Roida Pardede, M.Si., Apt. NIP 195401101980032001 Prof. Dr. Julia Reveny, M.Si., Apt. NIP 195807101986012001
KATA PENGANTAR Puji dan syukur kehadirat Allah SWT yang telah memberikan karunia yang berlimpah sehingga penulis dapat menyelesaikan penelitian dan penyusunan skripsi yang berjudul Sintesis Butil Diklofenak dan Elusidasi Struktur Menggunakan Fourier Transform Infra Red (FT-IR) dan Gas Chromatography Mass Spectrometry (GC-MS). Skripsi ini diajukan sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar Sarjana Farmasi di Fakultas Farmasi Universitas Sumatera Utara. Pada kesempatan ini, dengan segala kerendahan hati penulis mengucapkan terima kasih kepada Bapak Prof. Dr. Sumadio Hadisahputra, Apt., selaku Dekan Fakultas Farmasi Universitas Sumatera Utara dan Ibu Prof. Dr. Julia Reveny, M.Si., Apt., selaku Wakil Dekan I Fakultas Farmasi Universitas Sumatera Utara yang telah menyediakan fasilitas kepada penulis selama masa perkuliahan. Penulis juga mengucapkan terima kasih kepada Bapak Drs. Ismail, M.Si., Apt., dan Bapak Drs. Nahitma Ginting, M.Si., Apt., yang telah meluangkan waktu dan tenaga dalam membimbing penulis dengan penuh kesabaran dan tanggung jawab, memberikan petunjuk dan saran-saran selama penelitian hingga selesainya skripsi ini. Ucapan terima kasih juga penulis sampaikan kepada Bapak Prof. Dr. Ginda Haro, M.Sc., Apt., selaku ketua penguji, Bapak Drs. Fathur Rahman Harun, M.Si., Apt., dan Ibu Dra. Tuty Roida Pardede, M.Si., Apt., selaku anggota penguji yang telah memberikan saran untuk menyempurnakan skripsi ini, dan Ibu Dra. Suwarti Aris, M.Si., Apt., selaku dosen pembimbing akademik serta Bapak dan Ibu staf iv
pengajar Fakultas Farmasi Universitas Sumatera Utara yang telah banyak membimbing penulis selama masa perkuliahan hingga selesai. Penulis juga mempersembahkan rasa terima kasih yang tak terhingga kepada orang tua tercinta, Ayahanda Muhammad Nur dan Ibunda Mariati atas limpahan kasih sayang, doa yang tulus, nasehat dan dukungan baik moril maupun materil, untuk teman-teman Ekstensi Sarjana Farmasi Tahun 2012 serta semua pihak atas motivasi dan segala bantuan dalam penyelesaian skripsi ini. Penulis menyadari sepenuhnya bahwa penulisan skripsi ini masih belum sempurna, oleh karena itu penulis mengharapkan saran dan kritik yang membangun demi kesempurnaan skripsi ini. Akhir kata penulis berharap semoga skripsi ini bermanfaat bagi ilmu pengetahuan khususnya di bidang farmasi. Medan, April 2015 Penulis, Devi Nurianti NIM 121524113 v
SINTESIS BUTIL DIKLOFENAK DAN ELUSIDASI STRUKTUR MENGGUNAKAN FOURIER TRANSFORM INFRA RED (FT-IR) DAN GAS CHROMATOGRAPHY MASS SPECTROMETRY (GC-MS) ABSTRAK Diklofenak adalah golongan AINS yang dikembangkan secara khusus sebagai obat antiradang. Pemberian jangka panjang obat ini dapat memberikan beberapa efek samping yang tidak diinginkan seperti tukak dan iritasi lambung. Merancang pro-drug adalah satu dari beberapa strategi untuk mengatasi masalah ini. Pro-drug dalam penelitian ini dibuat dalam bentuk ester yaitu butil diklofenak. Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui sintesis dan karakteristik butil diklofenak. Butil diklofenak dibuat melalui esterifikasi asam diklofenak dengan dry buthanol dengan bantuan katalis asam sulfat. Asam diklofenak diperoleh melalui reaksi antara kalium diklofenak dengan HCl 2N yang dikarakterisasi dengan uji FT-IR. Hasil sintesis diuji kemurniannya dengan uji titik lebur kemudian dianalisis menggunakan FT-IR dan GC-MS. Hasil FT-IR asam diklofenak menunjukkan terjadinya perubahan gugus OH karboksilat yang spseifik di bilangan gelombang 2989,66 cm -1 ; 2885,51 cm -1 ; 2681,05 cm -1 ; dan 2573,04 cm -1. Hasil uji titik lebur butil diklofenak menunjukkan bahwa butil diklofenak mempunyai titik lebur 110-113 o C. Hasil FT-IR menunjukkan sudah terjadinya perubahan gugus O-H asam menjadi gugus CH 2 CH 3 pada bilangan gelombang 1496,76 cm -1 dan 1450,47 cm -1. Hasil GC-MS menunjukkan telah terbentuknya 49,61% butil diklofenak. Berdasarkan hasil penelitian yang dilakukan bahwa asam diklofenak dapat diesterifikasi membentuk butil diklofenak dan karakteristik butil diklofenak dapat diperoleh dengan uji titik lebur, FT-IR dan GC-MS. Kata kunci: butil diklofenak, esterifikasi, FT-IR, GC-MS. vi
SYNTHESIS OF BUTHYL DICLOFENAC AND STRUCTURE ELUCIDATION USING FOURIER TRANSFORM INFRA RED (FT-IR) AND GAS CHROMATOGRAPHY MASS SPECTROMETRY (GC-MS) ABSTRACT Diclofenac is a NSAID group which was developed specifically as antiinflammatory drugs. Prolonged the administration of this drug can inhibit some the side effects such as peptic ulcer and irritation in stomach. Design a pro drug is one of several strategies to overcome this problem. In this study, the pro drug is made as an ester that is buthyl diclofenac. The purpose of this study was to know the synthesis and the characteristics of buthyl diclofenac. Buthyl diclofenac was made by esterification of diclofenac acid with dry buthanol and sulphuric acid as a catalyst. Diclofenac acid was obtained by potassium diclofenac reaction with HCL 2N that was characterized by FT-IR test. The purity of the result of buthyl diclofenac synthesis was seen by melting point test and then analyzed using FT-IR and GC-MS. The result of FT-IR showed that there were functional group changing became OH of carboxylic in 2989.66 cm -1, 2885.51 cm -1, 2681.05 cm -1, dan 2573,04 cm -1. The result of buthyl diclofenac melting point test were 110 113 0 C. The result of FT-IR test showed there had alteration of O-H functional group became CH 2 CH 3 in 1496.6 cm -1 and 1450.47 cm -1. The result of GC-MS showed that 49.61% buthyl diclofenac had been formed. Based on the results of research show that diclofenac acid can be esterificated to form buthyl diclofenac and characteristics of buthyl diclofenac can be obtained by melting point test, FT-IR and GC-MS. Key words: buthyl diclofenac, esterification, FT-IR, GC-MS. vii
DAFTAR ISI Halaman JUDUL... LEMBAR PENGESAHAN... KATA PENGANTAR... ABSTRAK... ABSTRACT... DAFTAR ISI... DAFTAR TABEL... DAFTAR GAMBAR... DAFTAR LAMPIRAN... i ii iii v vi vii xi xii xiii BAB I PENDAHULUAN... 1 1.1 Latar Belakang... 1 1.2 Perumusan Masalah... 3 1.3 Hipotesis... 4 1.4 Tujuan Penelitian... 4 1.5 Manfaat Penelitian... 4 BAB II TINJAUAN PUSTAKA... 5 2.1 Diklofenak... 5 2.1.1 Kalium diklofenak... 5 2.1.2 Asam diklofenak... 6 2.1.3 Diskoneksi asam diklofenak... 7 2.1.4 Mekanisme reaksi asam diklofenak... 8 viii
2.1.5 Efek farmakologi... 8 2.1.6 Efek samping... 9 2.2 Esterifikasi... 9 2.3 Rekristalisasi... 10 2.4 Spektrofotometri Inframerah... 11 2.4.1 Prinsip... 13 2.4.2 Spektrofotometer FT-IR... 13 2.5 Kromatografi Gas (Gas Chromatography)... 14 2.5.1 Prinsip kromatografi gas... 14 2.5.2 Sistem peralatan kromatografi gas... 15 2.5.2.1 Fase gerak... 15 2.5.2.2 Tempat pemasukan sampel (injektor)... 16 2.5.2.3 Kolom dan fase diam... 16 2.5.2.4 Detektor... 16 2.5.2.5 Komputer... 17 2.6 Spektrometri Massa (Mass Spectrometry)... 17 2.6.1 Prinsip... 18 BAB III METODE PENELITIAN... 19 3.1 Alat dan Bahan... 19 3.1.1 Alat-alat... 19 3.1.2 Bahan-bahan... 20 3.2 Pengambilan Bahan Baku... 20 3.3 Pembuatan Pereaksi... 20 3.3.1 Pembuatan larutan AgNO 3 5%... 20 ix
3.3.2 Pembuatan larutan Na 2 CO 3 5%... 20 3.3.3 Pembuatan HCl 2N.... 20 3.3.4 Pembuatan dry ethanol... 21 3.3.5 Pembuatan dry buthanol... 21 3.4 Pengubahan Kalium Diklofenak... 21 3.5 Pencucian Asam Diklofenak... 22 3.6 Pemurnian Asam Diklofenak... 22 3.7 Uji Titik Lebur Asam Diklofenak... 22 3.8 Sintesis Butil Diklofenak... 22 3.9 Pemurnian Hasil Sintesis... 23 3.10 Uji Titik Lebur Hasil Sintesis... 23 3.11 Elusidasi Struktur dengan FT-IR... 24 3.12 Elusidasi Struktur dengan GC-MS... 24 BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN... 25 4.1 Hasil Pengubahan Kalium Diklofenak... 25 4.2 Hasil Uji Titik Lebur Asam Diklofenak... 25 4.3 Hasil Uji Asam Diklofenak dengan FT-IR... 26 4.4 Hasil Sintesis Butil Diklofenak... 28 4.5 Hasil Uji Titik Lebur Butil Diklofenak... 29 4.6 Hasil Uji Butil Diklofenak dengan FT-IR... 29 4.7 Hasil Uji Butil Diklofenak dengan GC-MS... 31 4.8 Fragmentasi dan Analisis Spektrometri Massa Butil Diklofenak... 32 x
BAB V KESIMPULAN DAN SARAN... 36 5.1 Kesimpulan... 36 5.2 Saran... 36 DAFTAR PUSTAKA... 37 LAMPIRAN... 40 xi
DAFTAR TABEL Tabel Halaman 2.1 Frekuensi regangan IR... 12 4.1 Identifikasi gugus fungsi spektrum inframerah asam diklofenak... 27 4.2 Identifikasi gugus fungsi spektrum inframerah butil diklofenak... 30 xii
DAFTAR GAMBAR Gambar Halaman 2.1 Mekanisme reaksi esterifikasi suasana asam... 10 2.2 Komponen utama dalam FT-IR... 13 2.3 Diagram skematik kromatograf gas... 15 2.4 Diagram blok spektrometri massa... 18 4.1 Mekanisme reaksi pengubahan kalium diklofenak menjadi asam diklofenak... 25 4.2 Spektrum inframerah asam diklofenak... 26 4.3 Spektrum inframerah kalium diklofenak... 26 4.4 Spektrum inframerah butil diklofenak... 29 4.5 Kromatogram butil diklofenak hasil GC... 31 4.6 Spektrum massa puncak butil diklofenak dengan Rt 25,041 menit... 32 4.7 Fragmentasi spektrum massa puncak butil diklofenak... 33 4.8 Fragmentasi spektrum massa puncak butil diklofenak (lanjutan ).... 34 4.9 Fragmentasi spektrum massa puncak butil diklofenak (lanjutan ).... 35 xiii
DAFTAR LAMPIRAN Lampiran Halaman 1. Sertifikat analisis kalium diklofenak... 40 2. Hasil uji kalium diklofenak dengan FT-IR... 41 3. Hasil uji asam diklofenak dengan FT-IR... 42 4. Hasil uji butil diklofenak dengan FT-IR... 43 5. Kromatogram senyawa hasil sintesis... 44 6. Spektrum massa puncak 1 senyawa hasil sintesis... 45 7. Spektrum massa puncak 2 senyawa hasil sintesis... 46 8. Spektrum massa puncak 3 senyawa hasil sintesis... 47 9. Data perhitungan pengubahan kalium diklofenak menjadi asam diklofenak... 48 10. Data perhitungan hasil pengubahan kalium diklofenak menjadi asam diklofenak... 50 11. Data perhitungan sintesis butil diklofenak... 51 12. Data hasil sintesis butil diklofenak... 53 13. Bagan kerja pengubahan kalium diklofenak menjadi asam diklofenak... 54 14. Bagan kerja pencucian asam diklofenak.... 55 15. Bagan kerja rekristalisasi asam dikofenak.... 56 16. Bagan kerja sintesis butil diklofenak.... 57 17. Bagan kerja pemurnian butil diklofenak.... 59 18. Rangkaian alat pengubahan kalium diklofenak menjadi asam diklofenak... 60 19. Rangkaian alat destilasi dry ethanol dan dry buthanol... 61 xiv
20. Rangkaian alat refluks.... 62 21. Hasil sintesis butil diklofenak... 63 22. Melting point block apparatus... 64 23. Alat FT-IR dan GC-MS... 65 xv