SINTESA DAN KARAKTERISASI BEBERAPA SENYAWA ALKANOLAMIDA TURUNAN ASAM OLEAT

1 Bahan Seminar Hasil Departemen Kimia SINTESA DAN KARAKTERISASI BEBERAPA SENYAWA ALKANOLAMIDA TURUNAN ASAM OLEAT SKRIPSI SION OLIVA SEMBIRING 080802003 DEPARTEMEN KIMIA FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM UNIVERSITAS SUMATERA UTARA MEDAN 2013

2 SINTESA DAN KARAKTERISASI BEBERAPA SENYAWA ALKANOLAMIDA TURUNAN ASAM OLEAT SKRIPSI Diajukan untuk melengkapi tugas dan memenuhi syarat mencapai gelar Sarjana Sains SION OLIVA SEMBIRING 080802003 DEPARTEMEN KIMIA FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM UNIVERSITAS SUMATERA UTARA MEDAN 2013

3 PERSETUJUAN Judul : SINTESA DAN KARAKTERISASI BEBERAPA SENYAWA ALKANOLAMIDA TURUNAN ASAM OLEAT Kategori : SKRIPSI Nama : SION OLIVA SEMBIRING Nomor Induk Mahasiswa : 080802003 Program : SARJANA (S1) KIMIA Departemen : KIMIA Fakultas : MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM (FMIPA) UNIVERSITAS SUMATERA UTARA Disetujui di Medan, Juli, 2013 Komisi Pembimbing Pembimbing II Pembimbing I Dr.Mimpin Ginting, MS NIP. 195510131986011001 Dra.Herlince Sihotang, M.Si NIP.195503251986012002 Diketahui/ Disetujui oleh Departemen Kimia FMIPA USU Ketua, Dr. Rumondang Bulan Nst, MS NIP: 195408301985032001

4 PERNYATAAN SINTESA DAN KARAKTERISASI BEBERAPA SENYAWA ALKANOLAMIDA TURUNAN ASAM OLEAT SKRIPSI Saya mengakui bahwa skripsi ini adalah hasil karya sendiri, kecuali beberapa kutipan dan ringkasan yang masing-masing disebutkan sumbernya. Medan, Juli 2013 SION OLIVA SEMBIRING 080802003

5 PENGHARGAAN Segala puji dan syukur penulis ucapkan kepada Tuhan Yang Maha Esa atas berkat dan rahmatnya sehingga penulis dapat menyelesaikan penelitian dan penyusunan skripsi ini sesuai rencana dan kehendak-nya. Banyak hal sebagai pembelajaran dan pembentukan dalam setiap waktu penulis rasakan sehingga semakin melihat dan merasakan kebaikan dan kebesaran-nya. Dalam pelaksaan penelitian hingga penyelesaian skripsi ini, penulis menyadari banyak mendapat bantuan, motivasi dan dukungan dari berbagai pihak. Untuk itu pada kesempatan ini penulis mengucapkan terimakasih kepada : 1. Ibu Dra.Herlince Sihotang, M.Si sebagai pembimbing I dan Bapak Dr.Mimpin Ginting, MS sebagai pembimbing II yang dengan sabar telah memberikan dorongan, bimbingan dan saran sehingga skripsi ini dapat diselesaikan. 2. Ibu Dr.Rumondang Bulan, MS dan Bapak Drs.Albert Pasaribu, M.Sc sebagai ketua dan sekretaris Departemen Kimia FMIPA USU. 3. Bapak Prof.Dr. Jamaran Kaban, M.Sc selaku ketua bidang Kimia Organik FMIPA USU. 4. Kepala Laboratorium Kimia Organik FMIPA USU Medan Bapak Dr Mimpin Ginting, MS beserta Dosen dan Staff Laboratorium Kimia Organik FMIPA USU. 5. Seluruh dosen Departemen Kimia FMIPA USU yang telah memberikan waktunya untuk memberi bimbingan selama penulis mengikuti kuliah di Departemen Kimia FMIPA USU, terkhusus kepada Bapak Drs.Abdi Negara Sitompul sebagai dosen wali yang telah memberikan waktunya untuk memberikan pengarahan dalam menyelesaikan studi selama perkuliahan dan penelitian berlangsung. 6. Teman-teman Asisten Laboratorium Kimia Organik (Bayu, Samuel, Denny, Mutiara, Egitarius, Rimenda, Naomi, Despita,Yabes, Sophia dan Dian). 7. Sahabat-sahabat (Edelisa, Elsa, Eva Soviana, Marissa, Happy, Ariana), abang dan kakak alumni asisten (Robijanto, Aspriadi, Cristy, Yemima, Merry, Silorida), temanteman angkatan 2008, teman-teman Asrama Putri Santa Theresia Kabanjahe serta teman-teman IMKA Merga Silima FMIPA USU yang telah membantu memberi semangat dan motivasi kepada penulis untuk melakukan penelitian ini. Pihak pihak yang tidak disebutkan namun tulus membantu penulis dalam penyelesaian skripsi ini. Akhirnya saya mengucapkan terimakasih yang sebesar-besarnya kepada orangtua saya (W. Sembiring dan K. br Kacaribu) yang telah memberi seluruh dukungan sarana dan prasarana dan semangat bahkan dengan setia terus membantu penulis dalam doa, saudara-saudaraku (Heber br Sembiring, Susi br Sembiring, Janalia br Ginting, Hesron Ginting dan Githa br Tarigan) atas doa dan dukungannya. Tuhan memberkati kita semua. Medan, Juli 2013 ( Sion Oliva Sembiring)

6 ABSTRAK Telah dilakukan sintesa alkanolamida sebelum dan sesudah hidroksilasi melalui amidasi metil oleat maupun metil-9,10-dihidroksi stearat dengan etanolamina maupun dietanolamina menggunakan katalis NaOCH 3 pada suhu 80-90 o C menghasilkan rendemen masing-masing 81,1%, 74,2%, 83,7% dan 78%. Senyawa alkanolamida tersebut dilakukan penentuan titik lebur, CMC melalui metode cincin du Nouy dan analisa dengan spektroskopi FT-IR. Titik lebur untuk N-bis-(2-hidroksietil) oleat, N,N-bis-(2-hidroksietil) oleat, 9,10-dihidroksi-N-bis-(2-hidroksietil) stearat and 9,10- dihidroksi-n,n-bis-(2-hidroksietil) stearat adalah 85-91 o C, 130-135 o C, 55-59 o C dan 42-45 o C. Nilai CMC adalah 0,0119 mol/l (65,48 dyne/cm), 0,1044 mol/l (63,14 dyne/cm), 0,1056 mol/l (62,0 dyne/cm) dan 0,093 mol/l (60,82 dyne/cm). Analisa spektroskopi FT-IR N-bis-(2-hidroksietil) oleat adalah 3294,9 cm -1, 1644,42 cm -1, 1557,41 cm -1 menunjukkan serapan khas amida sekunder; N,N-bis-(2-hidroksietil) oleat adalah 3401,26 cm -1, 1557,27 cm -1 menunjukkan serapan khas amida tersier; 9,10 dihidroksi-n-bis-(2-hidroksietil) stearat adalah 3295,10 cm -1, 1642,11 cm -1, 1555,15 cm -1 menunjukkan serapan khas amida sekunder dan 9,10-dihidroksi-N,Nbis-(2-hidroksietil) stearat adalah 3349,18 cm -1, 1618,20 cm -1 menunjukkan serapan khas amida tersier.

7 SYNTHESIS AND CHARACTERIZATION SOME ALKANOLAMIDE OLEIC ACID DERIVATIVES ABSTRACT Alkanolamide has been synthesized before and after hydroxylated by amidation methyl oleate or methyl-9,10-dihydroxy stearat with ethanolamine or diethanolamine using a catalyst NaOCH 3 at 80-90 o C produce yield 81,1%, 74,2%, 83,7% and 78% respectively. The alkanolamide compound was analyzed melting point apparatus determination, CMC through ring du Nouy method and analysing with FT-IR spectroscopy. The melting point for N-bis-(2-Hidroxyethyl) Oleate, N,N-bis-(2- hydroxyethyl) oleate, 9,10-dihydroxy-N-bis-(2-hidroxyethyl) stearate and 9,10- dihydroxy-n,n-bis-(2-hydroxyethyl) stearate are 85-91 o C, 130-135 o C, 55-59 o C and 42-45 o C respectively. The CMC value of these products are 0,0119 mol/l, 0,1044 mol/l, 0,1056 mol/l and 0,093 mol/l respectively. Analysis FT-IR spectroscopy of N-bis-(2-hidroxyethyl) oleate are 3294,9 cm -1, 1644,2 cm -1, 1557,41 cm -1 show characteristic absorption of secondary amide; for N,N-bis-(2-hydroxyethyl) oleat are 3401,26 cm -1, 1557,27 cm -1, show characteristic absorption of tertier amide, for 9,10- dihydroxy-n-bis-(2-hydroxyethyl) stearate are 3295,10 cm -1, 1642,11 cm -1, 1555,15 cm -1 show characteristic absorption of secondary amide and 9,10-dihydroxy-N,N-bis- (2-hydroxyethyl) stearate are 3349,18 cm -1, 1618,20 cm -1 show characteristic absortion of tertier amide.

8 DAFTAR ISI Halaman Persetujuan Pernyataan Penghargaan Abstrak Abstract Daftar Isi Daftar Tabel Daftar Gambar iii iv v vii viii ix x xi Bab 1. PENDAHULUAN 1.1. Latar Belakang 1 1.2. Permasalahan 3 1.3. Pembatasan Masalah 3 1.4. Tujuan Penelitian 4 1.5. Manfaat Penelitian 4 1.6. Metodologi Penelitian 4 1.7. Lokasi penelitian 5 Bab 2. TINJAUAN PUSTAKA 2.1. Lemak dan Minyak 6 2.2. Oleokimia 7 2.3. Asam Lemak dan Turunannya 9 2.3.1. Asam Oleat 11 2.3.2. Ester Asam Lemak 13 2.3.3. Epoksida Asam Lemak 14 2.4. Senyawa Amina 16 2.4.1. Etanolamina 17 2.4.2. Dietanolamina 18 2.5. Alkanolamida 18 2.10.1. Monoetanolamida 21 2.10.2. Dietanolamida 21 2.6. Tegangan Permukaan dan Surfaktan 22 Bab 3. METODOLOGI PENELITIAN 3.1. Alat 26 3.2. Bahan 27 3.3. Prosedur Penelitian 3.3.1. Pembuatan Metil Oleat dari Asam Oleat 28 3.3.2. Pembuatan Alkanolamida sebelum Hidroksilasi 3.2.2.1. Amidasi Metil Oleat dengan Etanolamina 28

9 3.2.2.1. Amidasi Metil Oleat dengan Dietanolamina 29 3.3.3. Pembuatan Metil-9,10-Dihidroksi Stearat 29 3.3.4. Pembuatan Alkanolamida sesudah Hidroksilasi 3.3.4.1. Amidasi Metil-9,10-Dihidroksi Stearat 30 dengan Etanolamina 3.3.4.2. Amidasi Metil-9,10-Dihidroksi Stearat 30 dengan Dietanolamina 3.2.5. Analisa Hasil Reaksi a. Analisa dengan Spektroskopi FT-IR 31 b. Penentuan Titik Lebur 31 c. Penentuan Konsentrasi Misel Kritis dengan Metode 31 Cincin du Nouy d. Analisis Bilangan Iodin 31 3.3. Bagan Penelitian 3.4.1. Pembuatan Metil Oleat dengan Asam Oleat 33 3.4.2. Pembuatan Alkanolamida sebelum Dihidroksilasi 3.4.2.1. Amidasi Metil Oleat dengan Etanolamina 34 3.4.2.2. Amidasi Metil Oleat dengan Dietanolamina 35 3.4.3. Pembuatan Metil 9,10-Dihidroksi Stearat 36 3.4.4. Pembuatan Alkanolamida Sesudah Hidroksilasi 3.4.4.1. Amidasi Metil 9,10-Dihidroksi Stearat 37 dengan Etanolamina 3.4.4.2. Amidasi Metil 9,10-Dihidroksi stearat 38 dengan Dietanolamina Bab 4. HASIL DAN PEMBAHASAN 4.1. Hasil Penelitian 4.1.1. Pembuatan Metil Oleat dengan Asam Oleat 39 4.1.2. Pembuatan Senyawa Alkanolamida sebelum Hidroksilasi 4.1.2.1. Pembuatan N-Bis-(2-Hidroksietil) Oleat 40 4.1.2.2. Pembuatan N,N-Bis-(2-Hidroksietil) Oleat 41 4.1.3. Pembuatan Metil 9,10-dihidroksi Stearat 42 4.1.4. Pembuatan Senyawa Alkanolamida Sesudah Hidroksilasi 4.1.4.1. Pembuatan 9,10-Dihidroksi-N-Bis-(2-hidroksietil) 43 Stearat 4.1.4.2. Pembuatan 9,10-Dihidroksi-N,N-Bis-(2-Hidroksietil) 44 Stearat 4.1.5. Hasil Pengujian Bilangan Iodin Metil Oleat dan 45 Metil 9,10-Dihidroksi Stearat 4.1.6. Uji Titik Lebur 46 4.1.7. Hasil Uji CMC (Critical Micelle Concentration) 46 Alkanolamida dengan Menggunakan Alat Tensiometer 4.2. Pembahasan 4.2.1. Pembuatan Metil Oleat dari Asam Oleat 49 4.2.2. Pembuatan Alkanolamida sebelum Dihidroksilasi 4.2.2.1. Pembuatan Senyawa N-Bis-(2-Hidroksietil) Oleat 50 4.2.2.2. Pembuatan Senyawa N,N-Bis-(2-Hidroksietil) Oleat 52 4.2.3. Pembuatan Metil 9,10-Dihidroksi Stearat 53 4.2.4. Pembuatan Senyawa Alkanolamida sesudah Hidroksilasi

10 4.2.4.1. Pembuatan Senyawa 9,10-Dihidroksi-N-Bis-(2-55 Hidroksietil) Stearat 4.2.4.2. Pembuatan senyawa 9,10-Dihidroksi-N,N-Bis- 57 (2-Hidroksietil) Stearat 4.2.5. Penentuan Tegangan Permukaan 58 4.2.6. Uji Titik lebur 60 Bab 5. KESIMPULAN DAN SARAN 5.1. Kesimpulan 63 5.2. Saran 63 DAFTAR PUSTAKA 64

11 DAFTAR TABEL Halaman Tabel 2.1. Diagram Alur Proses Oleokimia dari Bahan Dasar Minyak 8 Atau Lemak menjadi Oleokimia dan Turunan Oleokimia Tabel 2.2. Asam Lemak Jenuh yang Terdapat dalam Lemak dan 10 Minyak Tabel 2.3. Asam Lemak Tidak Jenuh yang Terdapat dalam Lemak 11 Dan Minyak Tabel 2.4. Sifat Fisika Asam Oleat 12 Tabel 2.5. Sifat Kimia Asam Oleat 13 Tabel 4.1. Tabel Data Hasil Uji Bilangan Iodin antara Metil Oleat 45 dan Metil 9,10-Dihidroksi Stearat Tabel 4.2. Data Hasil Titik lebur Alkanolamida sebelum dan sesudah 46 Hidroksilasi Tabel 4.3. Hasil Pengukuran Tegangan permukaan Larutan N-bis- 47 (2-hidroksietil) Oleat Tabel 4.4. Hasil Pengukuran Tegangan Permukaan Larutan N,N-Bis- 48 (2-Hidroksietil) Oleat Tabel 4.5. Pengukuran Tegangan Permukaan Larutan 9,10-Dihidroksi 48 -N-Bis-(2-Hidroksietil) Stearat Tabel 4.6. Hasil Pengukuran Tegangan Permukaan Larutan 9,10-Dihidroksi48 -N,N-Bis-(2-Hidroksietil) Stearat Tabel 4.7. Nilai Tegangan Permukaan dengan NIlai CMC Alkanolamida 60

12 DAFTAR GAMBAR Halaman Gambar 2.1. Hasil Hidrolisis Trigliserida menjadi Asam Lemak dengan 6 Gliserol Gambar 2.2. Reaksi Epoksidasi terhadap Gugus Olefin pada Senyawa 15 Alkena dan Menghasilkan Senyawa Diol Gambar 2.3. Reaksi Pembentukan Monoetanolamida 21 Gambar 2.4. Reaksi Pembentukan Dieatnolamida 22 Gambar 4.1. Spektrum FT-IR Metil Oleat 39 Gambar 4.2. Spektrum FT-IR Asam Oleat 40 Gambar 4.3. Spektrum FT-IR Etanolamida 41 Gambar 4.4. Spektrum FT-IR Dietanolamida 42 Gambar 4.5. Spektrum FT-IR Metil 9,10-Dihidroksi Stearat 43 Gambar 4.6. Spektrum FT-IR 9,10-Dihidroksi-N-Bis-(2-Hidroksietil) 44 Stearat Gambar 4.7. Spektrum FT-IR 9,10-Dihidroksi-N,N-Bis-(2-Hidroksietil) 45 Stearat Gambar 4.8. Mekanisme Reaksi Pembentukan Metil Oleat 49 Gambar 4.9. Mekanisme Reaksi Pembentukan N-bis-(2-hidroksietil) oleat 51 Gambar 4.10. Mekanisme Reaksi Pembentukan N,N-bis-(2-hidroksietil) oleat 52 Gambar 4.11. Mekanisme Reaksi Pembentukan Senyawa Metil 9,10 53 -Dihidroksi Stearat Gambar 4.12. Mekanisme Reaksi Pembentukan Senyawa 9,10-Dihidroksi 56 -N-Bis (2-Hidroksietil) Stearat Gambar 4.13. Mekanisme Reaksi Pembentukan 9,10-Dihidroksi-N,N-Bis- 57 (2-hidroksietil) Stearat Gambar 4.14. Grafik Nilai Tegangan Permukaan (y) Vs Logaritma 59 Konsentrasi Senyawa Etanolamida dan Dietanolamida Gambar 4.15. Grafik Nilai Tegangan Permukaan (y) Vs Logaritma 59 Konsentrasi Senyawa 9,10-Dihidroksi-N-Bis(2-Hidroksietil) Stearat Gambar 4.16. Grafik Nilai tegangan Permukaan (y) Vs Logaritma Konsentrasi 60 Alkanolamida (x)