90
SINTESIS TERSIER-BUTIL EUGENOL DARI EUGENOL DAN TERSIER- BUTIL KLORIDA DENGAN KATALIS BESI (III) KLORIDA TINJAUAN TERHADAP : VARIASI LAMA PEMANASAN SKRIPSI Diajukan untuk Memenuhi Salah Satu Syarat Memperoleh Gelar Sarjana Farmasi (S.Farm.) Program Studi Ilmu Farmasi Oleh : Marissa Winata NIM : 068114044 FAKULTAS FARMASI UNIVERSITAS SANATA DHARMA YOGYAKARTA 2010

SINTESIS TERSIER-BUTIL EUGENOL DARI EUGENOL DAN … · klorida dengan menggunakan besi (III) klorida (FeCl 3) sebagai katalis asam Lewis dan dilakukan variasi lama pemanasan 3, 5,

  • Upload
    phamdat

  • View
    243

  • Download
    1

Embed Size (px)

Citation preview

Page 1: SINTESIS TERSIER-BUTIL EUGENOL DARI EUGENOL DAN … · klorida dengan menggunakan besi (III) klorida (FeCl 3) sebagai katalis asam Lewis dan dilakukan variasi lama pemanasan 3, 5,

SINTESIS TERSIER-BUTIL EUGENOL DARI EUGENOL DAN TERSIER-

BUTIL KLORIDA DENGAN KATALIS BESI (III) KLORIDA

TINJAUAN TERHADAP : VARIASI LAMA PEMANASAN

SKRIPSI

Diajukan untuk Memenuhi Salah Satu Syarat

Memperoleh Gelar Sarjana Farmasi (S.Farm.)

Program Studi Ilmu Farmasi

Oleh :

Marissa Winata

NIM : 068114044

FAKULTAS FARMASI

UNIVERSITAS SANATA DHARMA

YOGYAKARTA

2010

Page 2: SINTESIS TERSIER-BUTIL EUGENOL DARI EUGENOL DAN … · klorida dengan menggunakan besi (III) klorida (FeCl 3) sebagai katalis asam Lewis dan dilakukan variasi lama pemanasan 3, 5,

ii

SINTESIS TERSIER-BUTIL EUGENOL DARI EUGENOL DAN TERSIER-

BUTIL KLORIDA DENGAN KATALIS BESI (III) KLORIDA

TINJAUAN TERHADAP : VARIASI LAMA PEMANASAN

SKRIPSI

Diajukan untuk Memenuhi Salah Satu Syarat

Memperoleh Gelar Sarjana Farmasi (S.Farm.)

Program Studi Ilmu Farmasi

Oleh :

Marissa Winata

NIM : 068114044

FAKULTAS FARMASI

UNIVERSITAS SANATA DHARMA

YOGYAKARTA

2010

Page 3: SINTESIS TERSIER-BUTIL EUGENOL DARI EUGENOL DAN … · klorida dengan menggunakan besi (III) klorida (FeCl 3) sebagai katalis asam Lewis dan dilakukan variasi lama pemanasan 3, 5,

iii

Page 4: SINTESIS TERSIER-BUTIL EUGENOL DARI EUGENOL DAN … · klorida dengan menggunakan besi (III) klorida (FeCl 3) sebagai katalis asam Lewis dan dilakukan variasi lama pemanasan 3, 5,

iv

Page 5: SINTESIS TERSIER-BUTIL EUGENOL DARI EUGENOL DAN … · klorida dengan menggunakan besi (III) klorida (FeCl 3) sebagai katalis asam Lewis dan dilakukan variasi lama pemanasan 3, 5,

v

HALAMAN PERSEMBAHAN

“I’m starting with the girl in the mirror

I’m asking her to change her ways

And no message could have been any clearer

If you wanna make the world a better place

Take a look at yourself and then

make the CHANGE..”

Kupersembahkan Karya Ini Untuk :

Orang tuaku tersayang, Papa dan Mama

Saudaraku yang sangat kusayangi, Badek dan Bahia

Almamaterku, yang membesarkan aku

Dan Aku sendiri dengan perjuanganku

Page 6: SINTESIS TERSIER-BUTIL EUGENOL DARI EUGENOL DAN … · klorida dengan menggunakan besi (III) klorida (FeCl 3) sebagai katalis asam Lewis dan dilakukan variasi lama pemanasan 3, 5,

vi

Page 7: SINTESIS TERSIER-BUTIL EUGENOL DARI EUGENOL DAN … · klorida dengan menggunakan besi (III) klorida (FeCl 3) sebagai katalis asam Lewis dan dilakukan variasi lama pemanasan 3, 5,

vii

PRAKATA

Puji dan syukur kepada Tuhan Yang Maha Esa yang telah menyertai dan

melimpahkan kasih karunia-Nya kepada penulis, sehingga penulis dapat

menyelesaikan skripsi yang berjudul SINTESIS TERSIER-BUTIL EUGENOL

DARI EUGENOL DAN TERSIER-BUTIL KLORIDA DENGAN KATALIS

BESI (III) KLORIDA TINJAUAN TERHADAP : VARIASI LAMA

PEMANASAN, sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar Sarjana

Farmasi (S.Farm) pada Fakultas Farmasi Universitas Sanata Dharma Yogyakarta.

Keberhasilan penulis dalam menyusun skripsi ini tidak bisa lepas dari

bantuan dan dukungan dari banyak pihak, baik berupa material, moral, maupun

spiritual. Penulis mengucapkan terima kasih yang sebesar-besarnya kepada :

1. Rita Suhadi, M.Si., Apt., selaku Dekan Fakultas Farmasi, Universitas Sanata

Dharma Yogyakarta.

2. Jeffry Julianus, M.Si., selaku dosen pembimbing dan dosen penguji. Terima

kasih atas segala bimbingan, masukan, waktu, kesabaran dan perhatiannya

yang besar selama penelitian dan penyusunan skripsi ini.

3. Dra. Maria Margaretha Yetty Tjandrawati, M.Si., selaku dosen penguji atas

segala masukan berupa kritik dan saran demi kesempurnaan skripsi ini

4. Lucia Wiwid Wijayanti, M.Si., selaku dosen penguji atas segala masukan

berupa kritik dan saran demi kesempurnaan skripsi ini.

5. Staf Laboratorium Kimia Fakultas Farmasi Universitas Sanata Dharma : Mas

Parlan, Mas Bimo, dan Mas Kunto yang telah menemani dan membantu

selama penelitian.

Page 8: SINTESIS TERSIER-BUTIL EUGENOL DARI EUGENOL DAN … · klorida dengan menggunakan besi (III) klorida (FeCl 3) sebagai katalis asam Lewis dan dilakukan variasi lama pemanasan 3, 5,

viii

6. My thesis group, Vita, Jati, Handa, dan Linda, yang sekuat tenaga membantu

penelitian ini dari awal sampai selesai.

7. Sahabatku, Henny Coy, yang telah membantu orientasi penelitian ini dan

memberikan semangat, dukungan, dan masukan selama penelitian.

8. Adik kelasku, Wawan, yang juga telah membantu orientasi penelitian ini.

9. Teman-teman skripsi lantai 4, yaitu : Jimbonk, Bayu, Michelle, Ange,

Pungky, Aang, Yoki, Astina, Sasa, Uti, Tony, Boim, terima kasih atas

kebersamaannya.

10. Kakak kelasku, ko David, mas Yoyok, dan mas Fian, terima kasih atas

kebersamaannya.

11. Teman-teman FST 2006, Reni, Wiwit, Irene, Eka, Lia, Yos, Ardani, ci Vita,

Uut, Nika, Robby, Rico, Rudex, Thompling, Wulan, Joice, Intan, Phita, dan

yang lainnya, terima kasih atas kebersamaan dan keceriaan selama ini.

12. Teman-teman Pontianak, Susan, Sur, Amung, Agnes, Kitten, Yoan, Nency,

Mei, Dian, Widya, Linda, dan Lovani, terima kasih atas doa dan

dukungannya.

13. Semua pihak yang tidak dapat disebutkan satu per satu yang telah membantu

terwujudnya skripsi ini.

Penulis menyadari masih banyak kekurangan dalam penyusunan skripsi

ini. Oleh karena itu, penulis mengharapkan kritik dan saran demi penyempurnaan

skripsi ini. Akhirnya besar harapan penulis semoga skripsi ini dapat bermanfaat

bagi perkembangan ilmu pengetahuan dan bermanfaat bagi orang banyak.

Penulis

Page 9: SINTESIS TERSIER-BUTIL EUGENOL DARI EUGENOL DAN … · klorida dengan menggunakan besi (III) klorida (FeCl 3) sebagai katalis asam Lewis dan dilakukan variasi lama pemanasan 3, 5,

ix

Page 10: SINTESIS TERSIER-BUTIL EUGENOL DARI EUGENOL DAN … · klorida dengan menggunakan besi (III) klorida (FeCl 3) sebagai katalis asam Lewis dan dilakukan variasi lama pemanasan 3, 5,

x

INTISARI

Eugenol merupakan senyawa alam yang mempunyai aktivitas biologis

sebagai antioksidan namun aktivitas tersebut masih lemah. Untuk meningkatkan

aktivitas antioksidan eugenol maka dilakukan modifikasi struktur eugenol, yaitu

dengan menambahkan gugus yang meruah seperti gugus tersier-butil (t-butil)

didekat gugus hidroksi fenolik dari eugenol sehingga akan dihasilkan senyawa t-

butil eugenol.

Sintesis t-butil eugenol dilakukan berdasarkan reaksi alkilasi Friedel-

Crafts. Sintesis tersebut dilakukan dengan cara mereaksikan eugenol dan t-butil

klorida dengan menggunakan besi (III) klorida (FeCl3) sebagai katalis asam Lewis

dan dilakukan variasi lama pemanasan 3, 5, dan 7 jam pada suhu 600C. Analisis

senyawa hasil sintesis dilakukan dengan uji organoleptis, kromatografi lapis tipis,

kromatografi gas, elusidasi struktur dengan spektrometri massa, Image J, dan

perhitungan peningkatan jumlah senyawa hasil sintesis.

Senyawa hasil sintesis berupa cairan encer berwarna coklat tua dan berbau

khas dan menyengat. Analisis senyawa hasil sintesis dengan kromatografi lapis

tipis dan kromatografi gas menunjukkan senyawa hasil sintesis tersebut masih

belum murni. Elusidasi struktur dengan spektrometri massa menunjukkan bahwa

salah satu senyawa hasil sintesis adalah 3,6-di-t-butil-2-metoksi-4-(2ι-

propenil)fenol yang selanjutnya disebut di-t-butil eugenol. Berdasarkan nilai Area

Under Curve (AUC), dibandingkan dengan sintesis pada pemanasan selama 3

jam, sintesis pada pemanasan selama 5 dan 7 jam menunjukkan peningkatan

jumlah senyawa hasil sintesis, yaitu 80,4916 % dan 312,6619 %. Hal tersebut

menunjukkan semakin lamanya pemanasan akan meningkatkan jumlah senyawa

hasil sintesis.

Kata kunci : eugenol, t-butil klorida, besi (III) klorida, t-butil eugenol, variasi

lama pemanasan.

Page 11: SINTESIS TERSIER-BUTIL EUGENOL DARI EUGENOL DAN … · klorida dengan menggunakan besi (III) klorida (FeCl 3) sebagai katalis asam Lewis dan dilakukan variasi lama pemanasan 3, 5,

xi

ABSTRACT

Eugenol is natural substance that has biological activity as antioxidant but

that activity is still very low. To increase the eugenol antioxidant activity, eugenol

structure modification is performed by adding a bulky group like tertiary-butyl (t-

butyl) nearby phenolic hydroxy group of eugenol so will be resulted in t-butyl

eugenol substance.

tertiary-Butyl eugenol synthesis is done by the Friedel-Crafts alkylation

reaction. The synthesis is done by reacting eugenol and t-butyl chloride by using

iron (III) chloride (FeCl3) as Lewis acid catalyst and by using variation of heating

time for 3, 5, and 7 hours at the temperature of 600C. Synthesis product analysis is

done by organoleptic test, thin layer chromatography test, gas chromatography

test, structure elucidation by mass spectrometry, Image J, and the increasing

amount of synthesis product calculation.

The synthesis product is liquid substance which colour is dark brown and

has specific odor. The synthesis product analysis by thin layer chromatography

and gas chromatography results in the synthesis product is still not pure yet.

Structure elucidation by mass spectrometry shows that one of the synthesis

product is 3,6-di-t-butyl-2-methoxy-4-(2ι-propenyl)phenol that is also called di-t-

butil eugenol. Based on Area Under Curve (AUC) value, the increasing amount of

synthesis product at heating time for 5 and 7 hours compared with amount of

synthesis product at heating time for 3 hours are 80,4916 % dan 312,6619 %. This

conclude that the longer the heating time, the more the synthesis product gained.

Key words : eugenol, t-butyl chloride, iron (III) chloride, t-butyl eugenol,

variation of heating time.

Page 12: SINTESIS TERSIER-BUTIL EUGENOL DARI EUGENOL DAN … · klorida dengan menggunakan besi (III) klorida (FeCl 3) sebagai katalis asam Lewis dan dilakukan variasi lama pemanasan 3, 5,

xii

DAFTAR ISI

HALAMAN SAMPUL .............................................................................. . i

HALAMAN JUDUL .................................................................................. ii

HALAMAN PERSETUJUAN PEMBIMBING ......................................... iii

HALAMAN PENGESAHAN .................................................................... iv

HALAMAN PERSEMBAHAN ................................................................. v

PERSETUJUAN PUBLIKASI ................................................................... vi

PRAKATA ................................................................................................. vii

PERNYATAAN KEASLIAN KARYA .................................................... ix

INTISARI ................................................................................................... x

ABSTRACT ............................................................................................... xi

DAFTAR ISI ............................................................................................... xii

DAFTAR TABEL ....................................................................................... xv

DAFTAR GAMBAR .................................................................................. xvi

DAFTAR LAMPIRAN ............................................................................... xviii

BAB I. PENDAHULUAN .......................................................................... 1

A. Latar Belakang ………………………………………………………... 1

1. Perumusan masalah ........................................................................... 3

2. Keaslian penelitian ............................................................................ 3

3. Manfaat penelitian ............................................................................ 3

B. Tujuan Penelitian ................................................................................... 4

BAB II. PENELAAHAN PUSTAKA ........................................................ 5

A. Antioksidan ............................................................................................ 5

Page 13: SINTESIS TERSIER-BUTIL EUGENOL DARI EUGENOL DAN … · klorida dengan menggunakan besi (III) klorida (FeCl 3) sebagai katalis asam Lewis dan dilakukan variasi lama pemanasan 3, 5,

xiii

B. Eugenol ................................................................................................. 6

C. tersier-Butil Klorida ............................................................................... 7

D. Katalis ..................................................................................................... 8

E. Efek Pelarut ............................................................................................ 9

F. Reaksi Substitusi Nukleofilik 1 ............................................................... 11

G. Reaksi Alkilasi Friedel-Crafts ................................................................. 12

H. Pengaruh Lama Pemanasan terhadap Reaksi Kimia………………..….. 15

I. Uji Organoleptis ....................................................................................... 17

J. Kromatografi Lapis Tipis ......................................................................... 18

K. Kromatografi Gas ................................................................................... 20

L. Spektrometri Massa ................................................................................. 21

M. Image J ................................................................................................... 23

N. Landasan Teori ....................................................................................... 24

O. Hipotesis .................................................................................................. 25

BAB III. METODE PENELITIAN ............................................................. 26

A. Jenis dan Rancangan Penelitian .............................................................. 26

B. Definisi Operasional ................................................................................ 26

C. Bahan-bahan Penelitian ........................................................................... 26

D. Alat-alat Penelitian .................................................................................. 27

E. Tata Cara Penelitian ................................................................................. 27

1. Sintesis tersier-butil klorida ................................................................ 27

2. Sintesis tersier-butil eugenol dengan katalis besi (III) klorida pada

lama pemanasan 3, 5, dan 7 jam ......................................................... 28

Page 14: SINTESIS TERSIER-BUTIL EUGENOL DARI EUGENOL DAN … · klorida dengan menggunakan besi (III) klorida (FeCl 3) sebagai katalis asam Lewis dan dilakukan variasi lama pemanasan 3, 5,

xiv

3. Analisis senyawa hasil sintesis .......................................................... 28

a. Uji organoleptis ............................................................................. 28

b. Kromatografi lapis tipis ................................................................. 28

c. Kromatografi gas ........................................................................... 28

d. Elusidasi struktur senyawa hasil sintesis menggunakan

spektrometri massa ........................................................................ 29

e. Analisis hasil kromatografi lapis tipis menggunakan Image J dan

perhitungan peningkatan jumlah senyawa hasil sintesis ............... 29

BAB IV. HASIL DAN PEMBAHASAN .................................................. 31

A. Sintesis tersier-Butil Klorida ................................................................... 31

B. Sintesis tersier-Butil Eugenol .................................................................. 32

C. Analisis Senyawa Hasil Sintesis .............................................................. 35

1. Uji organoleptis ..................................................................................... 35

2. Kromatografi lapis tipis ......................................................................... 36

3. Kromatografi gas-spektrometri massa ................................................... 39

4. Jumlah senyawa hasil sintesis ............................................................... 45

BAB V. KESIMPULAN DAN SARAN ..................................................... 47

A. Kesimpulan ............................................................................................. 47

B. Saran ........................................................................................................ 47

DAFTAR PUSTAKA .................................................................................. 48

LAMPIRAN ................................................................................................. 50

BIOGRAFI PENULIS ................................................................................ 72

Page 15: SINTESIS TERSIER-BUTIL EUGENOL DARI EUGENOL DAN … · klorida dengan menggunakan besi (III) klorida (FeCl 3) sebagai katalis asam Lewis dan dilakukan variasi lama pemanasan 3, 5,

xv

DAFTAR TABEL

Tabel I. Hasil uji organoleptis senyawa hasil sintesis dan starting

material ................................................................................... 36

Tabel II. Nilai Rf senyawa hasil sintesis dan eugenol ............................ 38

Tabel III. Data peningkatan jumlah senyawa hasil sintesis ..................... 46

Page 16: SINTESIS TERSIER-BUTIL EUGENOL DARI EUGENOL DAN … · klorida dengan menggunakan besi (III) klorida (FeCl 3) sebagai katalis asam Lewis dan dilakukan variasi lama pemanasan 3, 5,

xvi

DAFTAR GAMBAR

Gambar 1. Struktur eugenol ...................................................................... 6

Gambar 2. Struktur tersier-butil klorida .................................................... 7

Gambar 3. Peran katalis dalam reaksi........................................................ 8

Gambar 4. Struktur dietil eter .................................................................... 10

Gambar 5. Reaksi substitusi nukleofilik 1 ................................................. 11

Gambar 6. Reaksi alkilasi Friedel-Crafts ................................................... 12

Gambar 7. Aril halida dan vinil halida yang tidak reaktif ......................... 13

Gambar 8. Cincin aromatik yang mengandung gugus Y tidak mengalami

reaksi ........................................................................................ 13

Gambar 9. Polialkilasi pada reaksi alkilasi Friedel-Crafts ........................ 14

Gambar 10. Hasil rearrangement dari reaksi alkilasi Friedel –Crafts ......... 14

Gambar 11. Rearrangement pada karbokation ............................................ 15

Gambar 12. Reaksi eugenol dan tersier-butil klorida dengan katalis besi

(III) klorida .............................................................................. 25

Gambar 13. Mekanisme reaksi pembentukkan tersier-butil klorida .......... 31

Gambar 14. Reaksi penetralan asam klorida ................................................ 32

Gambar 15. Reaksi tersier-butil klorida dan katalis besi (III) klorida ........ 33

Gambar 16. Mekanisme reaksi pembentukkan tersier-butil eugenol........... 33

Gambar 17. Reaksi pembentukkan kembali katalis besi (III) klorida.......... 34

Gambar 18. Kromatogram analisis senyawa hasil sintesis dengan

kromatografi lapis tipis............................................................ 37

Page 17: SINTESIS TERSIER-BUTIL EUGENOL DARI EUGENOL DAN … · klorida dengan menggunakan besi (III) klorida (FeCl 3) sebagai katalis asam Lewis dan dilakukan variasi lama pemanasan 3, 5,

xvii

Gambar 19. Kromatogram kromatografi gas eugenol ............................... 39

Gambar 20. Kromatogram kromatografi gas senyawa hasil sintesis .......... 39

Gambar 21. Spektrum massa senyawa hasil sintesis pada waktu retensi

17,706 menit …………........................................................... 40

Gambar 22. Fragmentasi senyawa hasil sintesis ......................................... 42

Gambar 23. Mekanisme reaksi pembentukkan di-tersier-butil eugenol ..... 45

Page 18: SINTESIS TERSIER-BUTIL EUGENOL DARI EUGENOL DAN … · klorida dengan menggunakan besi (III) klorida (FeCl 3) sebagai katalis asam Lewis dan dilakukan variasi lama pemanasan 3, 5,

xviii

DAFTAR LAMPIRAN

Lampiran 1. Data perhitungan eugenol, tersier-butil klorida, dan besi

(III) klorida ........................................................................... 50 47

Lampiran 2. Data penimbangan besi (III) klorida ...................................... 52

Lampiran 3. Data perhitungan peningkatan jumlah senyawa hasil sintesis 53

Lampiran 4. Kondisi alat kromatografi gas-spektrometri massa pada

analisis senyawa hasil sintesis .............................................. 54

Lampiran 5. Kromatogram kromatografi gas senyawa hasil sintesis ........ 55

Lampiran 6. Spektrum massa senyawa hasil sintesis ................................. 56

Lampiran 7. Kondisi alat kromatografi gas-spektrometri massa pada

analisis tersier-butil klorida .................................................. 65

Lampiran 8. Kromatogram kromatografi gas tersier-butil klorida ........... 66

Lampiran 9. Spektrum massa tersier-butil klorida .................................... 67

Lampiran 10. Kondisi alat kromatografi gas-spektrometri massa pada

analisis eugenol ..................................................................... 68

Lampiran 11. Kromatogram kromatografi gas eugenol .............................. 69

Lampiran 12. Spektrum massa eugenol ....................................................... 70

Lampiran 13. Senyawa hasil sintesis pada lama pemanasan 3, 5, dan 7

jam ........................................................................................ 71

Page 19: SINTESIS TERSIER-BUTIL EUGENOL DARI EUGENOL DAN … · klorida dengan menggunakan besi (III) klorida (FeCl 3) sebagai katalis asam Lewis dan dilakukan variasi lama pemanasan 3, 5,

1 1

BAB I

PENDAHULUAN

A. Latar Belakang

Proses penuaan dan penyakit degeneratif, seperti : kanker,

kardiovaskuler, penyumbatan pembuluh darah yang meliputi hiperlipidemik,

aterosklerosis, stroke, dan tekanan darah tinggi serta terganggunya sistem imun

tubuh dapat disebabkan oleh stres oksidatif. Stres oksidatif adalah keadaan tidak

seimbangnya jumlah molekul radikal bebas dan penetralisirnya (senyawa

antioksidan) dalam tubuh. Penyebabnya bisa dikarenakan kurangnya senyawa

antioksidan atau kelebihan produksi molekul radikal bebas oleh tubuh (Pamela,

2008). Molekul radikal bebas merupakan molekul yang sangat reaktif, jika tidak

dikendalikan dapat merusak tubuh dan berperan terhadap timbulnya berbagai

penyakit. Oleh karena itu sangat diperlukan suatu senyawa antioksidan yang dapat

menangkap atau menetralkan molekul radikal bebas.

Kebutuhan akan senyawa antioksidan ini mendorong dilakukannya

berbagai penelitian untuk menemukan senyawa antioksidan baru yang dapat

menangkal molekul radikal bebas dengan lebih efektif. Salah satu senyawa dari

sumber alami yang diketahui mempunyai aktivitas sebagai antioksidan adalah

eugenol. Eugenol merupakan senyawa alam yang terdapat pada tanaman cengkeh.

Tanaman ini mudah ditemukan di Indonesia sehingga sangat mendukung

pemanfaatan eugenol sebagai antioksidan. Namun dari hasil penelitian dengan

metode 2,2 difenil-1-pikril hidrazil (DPPH) diketahui aktivitas antioksidan dari

Page 20: SINTESIS TERSIER-BUTIL EUGENOL DARI EUGENOL DAN … · klorida dengan menggunakan besi (III) klorida (FeCl 3) sebagai katalis asam Lewis dan dilakukan variasi lama pemanasan 3, 5,

2

eugenol ternyata masih lemah yaitu dengan nilai IC50 > 800 μM (Ogata et al.,

2000).

Usaha yang dilakukan untuk meningkatkan aktivitas antioksidan eugenol

adalah dengan memodifikasi struktur eugenol. Modifikasi ini dilakukan dengan

menambahkan gugus yang meruah seperti gugus tersier-butil (t-butil) didekat

gugus hidroksi fenolik dari eugenol sehingga akan dihasilkan senyawa t-butil

eugenol yang diharapkan mempunyai aktivitas antioksidan yang lebih baik dari

eugenol. Hal ini dilakukan berdasarkan penelitian bahwa penambahan gugus yang

meruah didekat gugus hidroksi dapat meningkatkan aktivitas antioksidan (Ogata

et al., 2000). Penambahan gugus yang meruah seperti t-butil didekat gugus

hidroksi fenolik dapat dilihat pada senyawa Butylated Hidroxytoluene (BHT)

ternyata mempunyai aktivitas antioksidan lebih baik.

Prinsip dasar dari sintesis t-butil eugenol adalah reaksi alkilasi Friedel-

Crafts, yaitu reaksi substitusi aromatik elektrofilik antara senyawa aromatik

dengan alkil halida menggunakan katalis asam Lewis. Dengan demikian

diharapkan sintesis t-butil eugenol dapat dilakukan dengan mereaksikan eugenol

dan t-butil klorida menggunakan katalis asam Lewis berupa besi (III) klorida

(FeCl3). Lama pemanasan dalam suatu reaksi dapat mempengaruhi jumlah

senyawa hasil sintesis, dimana semakin lama pemanasan akan meningkatkan

jumlah senyawa hasil sintesis. Oleh karena itu dalam sintesis t-butil eugenol ini

akan dilakukan variasi terhadap lama pemanasan yang menghasilkan jumlah t-

butil eugenol paling banyak. Lama pemanasan yang digunakan dalam reaksi

sintesis t-butil eugenol ini adalah 3, 5, dan 7 jam pada suhu 600C. Pada reaksi

Page 21: SINTESIS TERSIER-BUTIL EUGENOL DARI EUGENOL DAN … · klorida dengan menggunakan besi (III) klorida (FeCl 3) sebagai katalis asam Lewis dan dilakukan variasi lama pemanasan 3, 5,

3

sintesis umumnya, pemanasan selama 3 jam sudah menghasilkan senyawa hasil

sintesis, dengan perpanjangan lama pemanasan hingga 5 dan 7 jam diharapkan

jumlah senyawa hasil sintesis yang terbentuk semakin banyak.

1. Perumusan Masalah

Berdasarkan latar belakang diatas, masalah yang muncul dapat

dirumuskan sebagai berikut :

1. Apakah t-butil eugenol dapat disintesis dari eugenol dan t-butil klorida

menggunakan katalis besi (III) klorida ?

2. Berapakah lama pemanasan yang dibutuhkan untuk mendapatkan jumlah t-

butil eugenol yang terbanyak?

2. Keaslian penelitian

Penelitian tentang sintesis t-butil eugenol dari eugenol dan t-butil klorida

dengan katalis besi (III) klorida berdasarkan tinjauan variasi lama pemanasan

sejauh pengamatan peneliti belum pernah dilakukan.

3. Manfaat Penelitian

a. Manfaat teoritis. Penelitian ini diharapkan dapat menambah

pengetahuan baru mengenai sintesis t-butil eugenol dengan menggunakan reaksi

alkilasi Friedel-Crafts.

b. Manfaat metodologis. Penelitian ini diharapkan dapat memberikan

pertimbangan dalam lama pemanasan pada sintesis t-butil eugenol.

c. Manfaat praktis. Penelitian ini diharapkan dapat menambah

pengetahuan baru mengenai sintesis suatu senyawa baru yang memiliki aktivitas

sebagai antioksidan.

Page 22: SINTESIS TERSIER-BUTIL EUGENOL DARI EUGENOL DAN … · klorida dengan menggunakan besi (III) klorida (FeCl 3) sebagai katalis asam Lewis dan dilakukan variasi lama pemanasan 3, 5,

4

B. Tujuan Penelitian

1. Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui apakah t-butil eugenol dapat

disintesis dari eugenol dan t-butil klorida dengan katalis besi (III) klorida.

2. Peneltian ini bertujuan untuk mengetahui lama pemanasan yang dibutuhkan

untuk mendapatkan jumlah t-butil eugenol yang terbanyak.

Page 23: SINTESIS TERSIER-BUTIL EUGENOL DARI EUGENOL DAN … · klorida dengan menggunakan besi (III) klorida (FeCl 3) sebagai katalis asam Lewis dan dilakukan variasi lama pemanasan 3, 5,

5

BAB II

PENELAAHAN PUSTAKA

A. Antioksidan

(Halliwell and

Gutteridge, 2000).

satu peran penting antioksidan terhadap adanya radikal bebas

adalah dengan menekan proses oksidasi yaitu melalui penghambatan

pembentukan radikal bebas ataupun penangkapan radikal bebas. Pembentukan

radikal bebas dihambat dengan mereduksi hidrogen peroksida, hidroperoksida,

dan dengan mengkelasi ion metal lainnya (Niki and Noguchi, 2000). Aktivitas

penangkapan radikal bebas tergantung pada reaktivitas dan konsentrasi senyawa

antioksidan yang bersangkutan (Halliwell and Gutteridge, 2000).

Page 24: SINTESIS TERSIER-BUTIL EUGENOL DARI EUGENOL DAN … · klorida dengan menggunakan besi (III) klorida (FeCl 3) sebagai katalis asam Lewis dan dilakukan variasi lama pemanasan 3, 5,

6

B. Eugenol

Eugenol atau 2-metoksi-4-(2ι-propenil)fenol merupakan senyawa

berwarna kuning pucat, aroma seperti cengkeh, rasa pedas, akan menggelap dan

mengental jika terpapar dengan udara, titik lebur -9,20C sampai -9,1

0C, dan titik

didih 2550C.

Eugenol tidak terlarut dalam air, namun terlarut dalam pelarut organik

seperti alkohol (1 ml terlarut dalam 2 ml alkohol 70%), kloroform, eter, minyak,

dan terlarut juga dalam asam asetat glasial dan larutan natrium hidroksida (NaOH)

(Anonim, 2001).

Gambar 1. Struktur eugenol

Eugenol merupakan senyawa alami yang telah diketahui mempunyai

aktivitas sebagai antioksidan (Ogata et al., 2000). Eugenol mempunyai struktur

rantai cincin aromatik dan terdapat gugus hidroksi fenolik, dengan demikian

secara struktural eugenol merupakan tipe senyawa yang mempunyai kemampuan

untuk menangkap radikal bebas sehingga dapat memutuskan rantai reaksi radikal

(Sun et al., 2002). Namun dari hasil penelitian dengan metode DPPH diketahui

aktivitas antioksidan dari eugenol ternyata masih lemah yaitu dengan nilai IC50 >

800 μM (Ogata et al., 2000).

H3CO

HO

H2C

CH

CH2

Page 25: SINTESIS TERSIER-BUTIL EUGENOL DARI EUGENOL DAN … · klorida dengan menggunakan besi (III) klorida (FeCl 3) sebagai katalis asam Lewis dan dilakukan variasi lama pemanasan 3, 5,

7

C. tersier -Butil Klorida

tersier-Butil klorida atau 2-kloro-2metilpropana merupakan senyawa

tidak berwarna, mudah menguap, mudah terbakar, titik lebur -26,50C, dan titik

didih 510C. tersier-Butil klorida mudah terlarut dalam alkohol dan eter, namun

tidak terlarut dalam air (Anonim, 2001).

Gambar 2. Struktur tersier-butil klorida

tersier-Butil klorida merupakan suatu senyawa yang berperan sebagai

penyedia karbokation t-butil yang akan disubstitusi pada cincin benzena seperti

pada eugenol. Dalam sintesis t-butil eugenol digunakan alkil halida tersier, yaitu t-

butil klorida, karena alkil halida tersier akan menghasilkan karbokation yang

paling stabil yaitu karbokation tersier sehingga tidak akan terjadi rearrangement

pada karbokation untuk mencapai karbokation yang lebih stabil (McMurry, 2004).

Selain itu, energi aktivasi yang dibutuhkan untuk membentuk karbokation tersier

lebih rendah dibandingkan energi aktivasi yang dibutuhkan untuk membentuk

karbokation primer dan sekunder sehingga reaksi pembentukan karbokation

tersier lebih mudah terjadi dibandingkan reaksi pembentukan karbokation primer

dan sekunder (Smith, 1993).

C Cl

H3C

H3C

H3C

Page 26: SINTESIS TERSIER-BUTIL EUGENOL DARI EUGENOL DAN … · klorida dengan menggunakan besi (III) klorida (FeCl 3) sebagai katalis asam Lewis dan dilakukan variasi lama pemanasan 3, 5,

8

D. Katalis

Katalis adalah suatu senyawa yang dapat meningkatkan laju reaksi kimia

tanpa ikut terpakai. Katalis dapat bereaksi membentuk senyawa antara, tetapi akan

diperoleh kembali dalam tahap reaksi berikutnya. Katalis mengurangi energi

aktivasi yang dibutuhkan untuk berlangsungnya suatu reaksi (Chang, 2005).

Gambar 3. Peran katalis dalam reaksi

Katalis asam Lewis adalah suatu senyawa yang dapat membentuk ikatan kovalen

dengan menerima pasangan elektron bebas dari senyawa lain (Rahayu, 2006).

Katalis yang digunakan dalam sintesis t-butil eugenol adalah katalis asam

Lewis berupa FeCl3 anhidrat. Besi (III) klorida anhidrat akan mengkatalisis reaksi

Friedel-Crafts dengan membantu disosiasi alkil halida (McMurry, 2004). Dengan

demikian peran katalis ini dalam sintesis t-butil eugenol adalah mempercepat

pembentukan karbokation t-butil dari t-butil klorida.

Besi (III) klorida anhidrat merupakan senyawa yang berupa kristal solid

yang warnanya kehitaman, bersifat higroskopis, titik lebur 3060C, dan titik didih

3150C. Besi (III) klorida anhidrat mudah terlarut dalam air, etanol, dietil eter,

Page 27: SINTESIS TERSIER-BUTIL EUGENOL DARI EUGENOL DAN … · klorida dengan menggunakan besi (III) klorida (FeCl 3) sebagai katalis asam Lewis dan dilakukan variasi lama pemanasan 3, 5,

9

aseton, sulfur dioksida, etilamin, anilin, namun tidak terlarut dalam gliserol

(Anonim, 2004b).

E. Efek Pelarut

Pemilihan pelarut harus dilakukan dengan tepat karena pelarut yang

digunakan mempunyai efek yang signifikan terhadap reaksi yang terjadi.

Beberapa hal yang perlu diperhatikan dalam pemilihan pelarut adalah :

- Reaktan dan reagen harus terlarut dalam fase yang sama, karena molekul-

molekul perlu mengalami tumbukan untuk dapat bereaksi.

- Pada umumnya, pelarut yang digunakan harus bersifat tidak reaktif terhadap

reagen, kecuali pada reaksi solvolysis, dimana pelarut merupakan nukleofil.

- Pengaruh pelarut terhadap kecepatan reaksi. Pada reaksi SN1, polaritas dan

kemampuan pelarut untuk menstabilkan karbokation pada saat intermediet

sangatlah penting. Sedangkan pada reaksi SN2, efek polaritas dari pelarut tidak

begitu berpengaruh terhadap reaksi, namun kemampuan pelarut untuk

melarutkan nukleofil merupakan kriteria yang penting (Anonim, 2009b).

Pelarut secara umum dapat dikelompokkan menjadi :

- Pelarut protic merupakan pelarut yang dapat melepaskan H+ dan mempunyai

fungsi proton-donating (dapat mendonorkan H+). Contohnya adalah alkohol,

amina, asam karboksilat, dan air. Pelarut jenis ini mempunyai momen dipol

yang besar dan berkemampuan untuk membentuk ikatan hidrogen.

Page 28: SINTESIS TERSIER-BUTIL EUGENOL DARI EUGENOL DAN … · klorida dengan menggunakan besi (III) klorida (FeCl 3) sebagai katalis asam Lewis dan dilakukan variasi lama pemanasan 3, 5,

10

- Pelarut dipolar aprotic adalah pelarut yang mempunyai momen dipol yang

besar dan bersifat sebagai pendonor namun tidak mempunyai acidic proton.

Contohnya adalah dimetil sulfosida, alkil sianida, keton, dan amida sekunder.

- Pelarut nonpolar aprotic merupakan pelarut yang mempunyai momen dipol

yang kecil, tidak mempunyai acidic proton, serta tidak bersifat sebagai

pendonor maupun akseptor (Isaacs, 1995).

Pelarut yang digunakan dalam sintesis t-butil eugenol adalah dietil eter.

Hal ini dikarenakan dietil eter merupakan pelarut nonpolar aprotic sehingga

dengan sifatnya yang inert maka dietil eter tidak akan ikut bereaksi dalam reaksi

sintesis yang terjadi. Selain itu penggunaan pelarut dietil eter juga dikarenakan

baik starting material, yaitu eugenol dan t-butil klorida, maupun katalis FeCl3

mempunyai kelarutan yang baik dalam dietil eter sehingga tumbukan antar

molekul yang menghasilkan reaksi dapat terjadi.

Dietil eter merupakan pelarut yang jernih, tidak berwarna, mudah

menguap, mudah terbakar, mempunyai bau yang karakteristik, titik lebur -1160C,

dan titik didih 350C. Dietil eter mempunyai kelarutan dalam air kira-kira 7 % pada

suhu 200C. Dietil eter akan terbakar dengan sendirinya pada suhu pemanasan

1700C, oleh karena itu pemanasan yang dilakukan pada dietil eter dibatasi

suhunya hingga 1000C. Di udara, dietil eter akan bereaksi dengan oksigen

membentuk dietil eter peroksida yang dapat menyebabkan ledakan jika

dipanaskan (Anonim, 2004a).

Gambar 4. Struktur dietil eter

CH3

CH2

O

CH2

CH3

Page 29: SINTESIS TERSIER-BUTIL EUGENOL DARI EUGENOL DAN … · klorida dengan menggunakan besi (III) klorida (FeCl 3) sebagai katalis asam Lewis dan dilakukan variasi lama pemanasan 3, 5,

11

F. Reaksi Substitusi Nukleofilik 1

Reaksi substitusi nukleofilik 1 (SN1) adalah reaksi ion. Reaksi SN1 suatu

alkil halida tersier merupakan reaksi bertahap. Tahap pertama merupakan

pematahan alkil halida menjadi sepasang ion, yaitu ion halida dan suatu

karbokation. Karbokation merupakan suatu ion dimana atom mengemban muatan

positif. Selanjutnya pada tahap kedua akan terjadi penggabungan karbokation itu

dengan nukleofil (H2O) menghasilkan produk awal, suatu alkohol berproton.

Tahap terakhir dalam deret ini adalah lepasnya H+ dari dalam alkohol berproton

tadi dalam suatu reaksi asam-basa yang cepat dan reversibel (Fesssenden dan

Fessenden, 1986a).

Gambar 5. Reaksi substitusi nukleofilik 1

Tahap yang menentukan laju reaksi SN1 adalah tahap pelepasan gugus

pergi untuk membentuk karbokation. Semakin stabil suatu karbokation, maka

akan semakin mudah terbentuk, sehingga reaksi SN1 yang terjadi akan semakin

cepat (Anonim, 2009a).

C Cl

H3C

H3C

H3C

+C

H3C

H3C

H3C

Cl

C

H3C

H3C

H3C

O H

H

C

H3C

H3C

H3C

O H

H

C

H3C

H3C

H3C

O H

H

C

H3C

H3C

H3C

OH + H3OO H

H

t-butil klorida karbokation

nukleofil t-butil alkohol berproton

t-butil alkohol

Page 30: SINTESIS TERSIER-BUTIL EUGENOL DARI EUGENOL DAN … · klorida dengan menggunakan besi (III) klorida (FeCl 3) sebagai katalis asam Lewis dan dilakukan variasi lama pemanasan 3, 5,

12

G. Reaksi Alkilasi Friedel-Crafts

Reaksi alkilasi atau penambahan suatu gugus alkil ke dalam cincin

benzena dapat dilakukan berdasarkan reaksi alkilasi Friedel-Crafts dengan

menggunakan katalis asam Lewis seperti aluminium klorida (AlCl3) ( Fesssenden

dan Fessenden, 1986a). Aluminium klorida akan mengkatalisis reaksi Friedel-

Crafts dengan membantu disosiasi alkil halida. Selain AlCl3, beberapa katalis

asam Lewis yang sering digunakan adalah boron trifluorida (BF3), timah

tetraklorida (SnCl4), zink klorida (ZnCl2), dan ferri klorida (FeCl3) (McMurry,

2004).

Gambar 6. Reaksi alkilasi Friedel-Crafts

Menurut McMurry (2004), reaksi alkilasi Friedel-Crafts mempunyai

beberapa batasan, yaitu :

- Hanya alkil halida yang dapat bereaksi dengan baik, sedangkan aril halida dan

vinil halida tidak dapat bereaksi. Hal tersebut dikarenakan karbokation aril

dan vinil membutuhkan energi yang terlalu tinggi untuk membentuk kondisi

reaksi Friedel-Crafts.

Page 31: SINTESIS TERSIER-BUTIL EUGENOL DARI EUGENOL DAN … · klorida dengan menggunakan besi (III) klorida (FeCl 3) sebagai katalis asam Lewis dan dilakukan variasi lama pemanasan 3, 5,

13

Gambar 7. Aril halida dan vinil halida yang tidak reaktif

- Reaksi Friedel-Crafts tidak akan berhasil pada cincin aromatik yang telah

disubstitusi dengan gugus amin atau gugus penarik elektron yang kuat. Hal ini

dikarenakan keberadaan gugus penarik elektron yang kuat pada cincin

aromatik akan mengurangi reaktivitas cincin aromatik tersebut terhadap reaksi

substitusi elektrofilik. Selain itu, keberadaan gugus amin pada cincin aromatik

akan menyebabkan reaksi asam-basa dengan katalis AlCl3. Dengan demikian,

cincin yang mengandung gugus Y (-N+R3, -NO2, -CN, -SO3H, -CHO, -

COCH3, -CO2H, -CO2CH3, -NH2, -NHR, -NR2) tidak akan mengalami reaksi

alkilasi Friedel-Crafts.

Gambar 8. Cincin aromatik yang mengandung gugus Y tidak mengalami reaksi

- Pada reaksi alkilasi Friedel-Crafts sering mengalami kesulitan dalam

menghentikan reaksinya setelah substitusi pertama. Substitusi pertama yang

berupa substitusi gugus alkil pada cincin benzen akan mengaktifkan cincin

sedemikian sehingga substitusi kedua juga dapat terjadi, dengan demikian

dihasilkanlah produk polialkilasi. Untuk menekan reaksi substitusi kedua agar

Y

+ R HAlCl3

tidak terjadi reaksi

Cl

Cl

aril halida vinil halida

Page 32: SINTESIS TERSIER-BUTIL EUGENOL DARI EUGENOL DAN … · klorida dengan menggunakan besi (III) klorida (FeCl 3) sebagai katalis asam Lewis dan dilakukan variasi lama pemanasan 3, 5,

14

diperoleh produk monoalkilasi yang banyak, maka dapat diatasi dengan

penggunaan benzena yang berlebih.

Gambar 9. Polialkilasi pada reaksi alkilasi Friedel-Crafts

- Rearrangement pada gugus alkil kadang-kadang terjadi selama reaksi Friedel-

Crafts, terutama jika digunakan alkil halida primer. Rearrangement yang

terjadi tergantung pada katalis, suhu reaksi, dan solven. Misalnya adalah pada

saat benzena direaksikan dengan 1-klorobutana dengan menggunakan katalis

AlCl3 pada suhu 00C akan dihasilkan produk campuran berupa sekunder-

butilbenzena (rearranged product) dan butilbenzena (unrearranged product)

dengan perbandingan 2 : 1.

Gambar 10. Hasil rearrangement dari reaksi alkilasi Friedel-Crafts

Terjadinya rearrangement pada karbokation disebabkan untuk mencapai

keadaan karbokation yang paling stabil. Misalnya pada reaksi antara 1-

klorobutana dengan katalis AlCl3 akan menghasilkan karbokation primer butil

+ (CH3)3CClAlCl3

C(CH3)3

C(CH3)3

+ +

C(CH3)3

produk mayor produk minor

CH3CH2CH2CH2Cl

AlCl3

CHCH2CH3

CH3

+

CH2CH2CH2CH3

benzena sekunder-butilbenzena

(65%)

butilbenzena

(35%)

Page 33: SINTESIS TERSIER-BUTIL EUGENOL DARI EUGENOL DAN … · klorida dengan menggunakan besi (III) klorida (FeCl 3) sebagai katalis asam Lewis dan dilakukan variasi lama pemanasan 3, 5,

15

yang tidak stabil sehingga akan terjadi rearrangement untuk menjadi

karbokation sekunder butil yang lebih stabil.

Gambar 11. Rearrangement pada karbokation

H. Pengaruh Lama Pemanasan terhadap Reaksi Kimia

Reaksi kimia berlangsung sebagai akibat dari tumbukan antara molekul-

molekul yang bereaksi. Dari segi teori tumbukan, maka dapat diperkirakan bahwa

laju reaksi berbanding lurus dengan banyaknya tumbukan molekul per detik atau

berbanding lurus dengan frekuensi tumbukan molekul. Namun tidak semua

tumbukan menghasilkan reaksi. Setiap molekul yang bergerak memiliki energi

kinetik, semakin cepat gerakannya maka semakin besar pula energi kinetiknya.

Ketika molekul-molekul bertumbukan, sebagian dari energi kinetiknya diubah

menjadi energi vibrasi. Jika energi kinetik awalnya besar, molekul yang

bertumbukan akan bergetar kuat sehingga memutuskan beberapa ikatan kimianya.

Putusnya ikatan merupakan langkah pertama ke pembentukan produk. Jika energi

kinetik awalnya kecil, molekul hanya akan terpental tetapi masih utuh. Dengan

demikian, untuk bereaksi, molekul yang bertumbukan harus memiliki energi

kinetik total sama atau lebih besar daripada energi aktivasi (Ea), yaitu jumlah

minimum energi yang diperlukan untuk mengawali reaksi kimia. Apabila

energinya lebih kecil daripada energi aktivasi, molekul tetap utuh, dan tidak ada

C

CH

C

C

H H H H

H H H

H

+

geseran

hidridaC

CH

C

C

H H

H H

H+

H

H H

karbokation primer butil karbokation sekunder butil

Page 34: SINTESIS TERSIER-BUTIL EUGENOL DARI EUGENOL DAN … · klorida dengan menggunakan besi (III) klorida (FeCl 3) sebagai katalis asam Lewis dan dilakukan variasi lama pemanasan 3, 5,

16

perubahan walaupun terjadi tumbukan. Spesi yang terbentuk sementara oleh

molekul reaktan sebagai akibat tumbukan sebelum membentuk produk dinamakan

kompleks teraktifkan atau keadaan transisi (Chang, 2005).

Hasil pengamatan yang dapat menjelaskan bahwa hanya sebagian kecil

dari tumbukan molekul yang efektif dalam membentuk reaksi kimia didasarkan

pada 2 faktor, yaitu :

- Hanya molekul-molekul yang lebih energetik dalam campuran reaksi yang

akan menghasilkan reaksi sebagai hasil tumbukan.

- Kemungkinan suatu tumbukan tertentu untuk menghasilkan reaksi kimia

tergantung dari orientasi molekul yang bertumbukan. Jadi molekul-molekul

harus mempunyai orientasi tertentu dalam bertumbukan agar tumbukan efektif

untuk menghasilkan reaksi kimia (Petrucci, 1985).

Pemanasan pada suatu reaksi kimia akan meningkatkan kecepatan

reaksinya. Hal ini dikarenakan :

- Pemanasan akan memberikan energi kepada molekul-molekul starting

material sehingga molekul-molekul tersebut akan bergerak lebih cepat dalam

mediumnya. Gerakan molekul-molekul starting material yang lebih cepat

akan meningkatkan energi kinetiknya. Dengan energi kinetik yang besar,

molekul-molekul starting material yang bertumbukan akan bergetar kuat

sehingga dapat memutuskan ikatan kimianya. Putusnya ikatan merupakan

langkah pertama ke pembentukan produk. Dengan demikian, adanya

pemanasan akan meningkatkan energi kinetik total molekul-molekul starting

material sehingga dapat melampaui energi aktivasi.

Page 35: SINTESIS TERSIER-BUTIL EUGENOL DARI EUGENOL DAN … · klorida dengan menggunakan besi (III) klorida (FeCl 3) sebagai katalis asam Lewis dan dilakukan variasi lama pemanasan 3, 5,

17

- Pada pemanasan, molekul-molekul starting material bergerak lebih cepat

sehingga akan menyebabkan tumbukan molekul-molekul tersebut lebih sering

terjadi (frekuensi tumbukan molekul meningkat) (Petrucci, 1985).

Meningkatnya frekuensi tumbukan molekul akan meningkatkan kemungkinan

terjadinya tumbukan efektif yang menghasilkan reaksi.

Oleh karena itu dengan memperlama waktu pemanasan maka akan memperlama

waktu terjadinya tumbukan molekul-molekul starting material, sehingga

kesempatan terjadinya tumbukan efektif yang menghasilkan reaksi kimia akan

lebih besar. Dengan demikian semakin lama pemanasan maka reaksi yang terjadi

akan semakin sempurna.

I. Uji Organoleptis

Uji organoleptis merupakan uji pendahuluan yang dilakukan untuk

mengetahui sifat fisis dari suatu senyawa. Uji ini merupakan uji paling sederhana

tanpa bantuan alat. Tujuan uji organoleptis adalah untuk mengamati bentuk,

warna, dan bau dari suatu senyawa. Pada penelitian ini akan dilakukan uji

organoleptis pada senyawa hasil sintesis dan starting material.

Uji organoleptis dilakukan dengan mengamati warna, bau, dan bentuk

senyawa hasil sintesis dan starting material. Selanjutnya hasil uji organoleptis

keduanya dibandingkan. Adanya perbedaan sifat fisis senyawa hasil sintesis

dengan starting material menunjukkan telah terbentuk senyawa baru yang

berbeda dengan starting material. Dengan demikian, uji organoleptis ini tidak

dapat digunakan untuk mengidentifikasi senyawa hasil sintesis, tetapi hanya

Page 36: SINTESIS TERSIER-BUTIL EUGENOL DARI EUGENOL DAN … · klorida dengan menggunakan besi (III) klorida (FeCl 3) sebagai katalis asam Lewis dan dilakukan variasi lama pemanasan 3, 5,

18

digunakan untuk mengetahui apakah terbentuk senyawa baru yang berbeda

dengan starting material atau tidak.

J. Kromatografi Lapis Tipis

Kromatografi lapis tipis (KLT) merupakan metode pemisahan campuran

berdasarkan perbedaan adsorbsi masing-masing komponen dalam campuran

terhadap fase diam dan fase gerak. Fase diam dapat berupa serbuk halus yang

berfungsi sebagai penyangga untuk lapisan zat cair. Fase diam yang biasa dipakai

yaitu silika gel (asam silikat), alumina (aluminium oksida), kiselgur (tanah

diatom) dan selulosa. Fase gerak atau pelarut pengembang adalah media angkut

yang terdiri atas satu macam pelarut atau beberapa macam pelarut yang bergerak

di dalam fase diam karena adanya gaya kapiler. Sistem pelarut yang digunakan

dapat dipilih berdasarkan pustaka atau biasanya merupakan hasil uji coba dengan

variasi tingkat kepolarannya (Gritter et al., 1991).

Umumnya, fase diam bersifat polar, dan senyawa polar akan melekat

lebih kuat pada lempeng daripada senyawa non polar akibat interaksi tarik-

menarik dipol-dipol. Senyawa polar cenderung berdekatan dengan tempat semula

dibandingkan senyawa non polar. Senyawa non polar kurang melekat pada fase

diam polar sehingga bergerak maju lebih jauh ke atas lempeng. Jadi jarak tempuh

ke atas lempengan merupakan cerminan polaritas senyawa (Bresnick, 1996).

Identifikasi merupakan proses mendapatkan identitas dari senyawa yang

dianalisis. Identifikasi dari komponen yang dianalisis memiliki prinsip bahwa

setiap komponen memiliki kondisi dan karakteristik pada kromatogram.

Page 37: SINTESIS TERSIER-BUTIL EUGENOL DARI EUGENOL DAN … · klorida dengan menggunakan besi (III) klorida (FeCl 3) sebagai katalis asam Lewis dan dilakukan variasi lama pemanasan 3, 5,

19

Karakteristik tersebut dapat berupa variasi dari harga Rf (Retardation factor),

ketajaman fluoresensi warna, dan lain-lain. Reliabilitas dari identifikasi dapat

ditingkatkan dengan memilih kondisi operasi, misalnya komponen yang

diidentifikasi dielusi hanya sampai bagian tengah kromatogram dimana

pemisahan lebih jelas daripada daerah di dekat awal elusi atau yang paling dekat

dengan pelarut. Variasi harga Rf dapat dibandingkan antara senyawa yang dicari

dengan senyawa standarnya dalam kromatogram yang sama dan akan lebih baik

lagi dengan perbedaan sistem polaritas fase gerak (Gasparic and Churacek, 1978).

Kromatografi lapis tipis digunakan untuk menguji kemurnian secara

kualitatif dari campuran yang telah diketahui komponennya. Hal ini berkaitan

dengan pembuktian ada atau tidaknya komponen yang dicari dan apakah

komponen tersebut murni atau tidak. Biasanya pembuktian ini membutuhkan

suatu sistem pelarut yang cocok dan pereaksi warna. Aplikasi khusus penggunaan

KLT yaitu untuk mengetahui kemurnian suatu senyawa selama proses pemurnian,

yaitu dengan cara membandingkan sampel dengan material awal. Apabila

terbentuk bercak tunggal tidak dapat langsung disimpulkan merupakan bercak

murni, oleh karena itu digunakan dua atau lebih sistem pelarut yang berbeda

kepolarannya. Dengan sistem pelarut yang berbeda kepolaran dihasilkan bercak

tunggal maka dapat disimpulkan bahwa senyawa tersebut sudah murni (Gasparic

and Churacek, 1978).

Page 38: SINTESIS TERSIER-BUTIL EUGENOL DARI EUGENOL DAN … · klorida dengan menggunakan besi (III) klorida (FeCl 3) sebagai katalis asam Lewis dan dilakukan variasi lama pemanasan 3, 5,

20

K. Kromatografi Gas

Dalam kromatografi gas (KG), fase bergeraknya adalah gas dan zat

terlarut terpisah sebagai uap. Pemisahan tercapai dengan partisi sampel antara fase

gas bergerak dan fase diam berupa cairan dengan titik didih tinggi (tidak mudah

menguap) yang terikat pada zat padat penunjangnya (Khopkar, 1985).

Pada kromatografi gas, sampel diinjeksikan melalui suatu sample

injection port yang temperaturnya dapat diatur, senyawa-senyawa dalam sampel

akan menguap dan akan dibawa oleh gas pengemban menuju kolom. Zat terlarut

akan teradsorpsi pada bagian atas kolom oleh fase diam, kemudian akan

merambat dengan laju rambatan masing-masing komponen sesuai dengan nilai

koefisien partisi (Kd) masing-masing komponen tersebut. Komponen-komponen

tersebut terelusi sesuai dengan urutan semakin membesarnya nilai Kd menuju ke

detektor. Detektor mencatat sederetan sinyal yang timbul akibat perubahan

konsentrasi dan perbedaan laju elusi. Pada alat pencatat sinyal ini akan tampak

sebagai kurva antara waktu terhadap komposisi aliran gas pembawa (Khopkar,

1985).

Kromatografi gas dapat digunakan dalam analisa kualitatif maupun

kuantitatif. Analisa kualitatif dilakukan dengan membandingkan waktu retensi.

Waktu retensi adalah waktu yang dibutuhkan untuk mengelusikan senyawa

setelah diinjeksikan. Sedangkan untuk analisa kuantitatif dilakukan dengan

menghitung luas puncak. Luas dari puncak yang terelusi sebanding dengan massa

komponen yang terelusi (Sastrohamidjojo, 2001a).

Page 39: SINTESIS TERSIER-BUTIL EUGENOL DARI EUGENOL DAN … · klorida dengan menggunakan besi (III) klorida (FeCl 3) sebagai katalis asam Lewis dan dilakukan variasi lama pemanasan 3, 5,

21

L. Spektrometri Massa

Dalam spektrometri massa (SM), molekul-molekul organik ditembak

dengan berkas elektron dengan energi 70 eV dan diubah menjadi ion-ion

bermuatan positif yang bertenaga tinggi (ion-ion molekuler atau ion-ion induk)

(Sastrohamidjodjo, 2001b). Ion-ion molekuler ini tidak stabil dan pecah menjadi

fragmen kecil, baik berbentuk radikal bebas maupun ion-ion lain. Selanjutnya

berbagai fragmen bermuatan positif yang dihasilkan dari penumbukan elektron

berenergi tinggi pada molekul organik ini akan dideteksi (Fessenden dan

Fessenden, 1986b).

Lepasnya elektron dari molekul menghasilkan radikal kation dan proses

ini dinyatakan sebagai M M.+, kemudian ion molekuler M.

+ akan terurai

menjadi sepasang pecahan atau fragmen, yang dapat berupa radikal dan ion, atau

molekul yang kecil dan radikal kation. Selanjutnya ion-ion molekuler, ion-ion

pecahan, dan ion-ion radikal pecahan dipisahkan oleh pembelokan dalam medan

magnet yang dapat berubah sesuai dengan massa dan muatan mereka, dan

menimbulkan arus (arus ion) pada kolektor yang sebanding dengan kelimpahan

relatif mereka (Sastrohamidjodjo, 2001b).

Spektrum massa merupakan gambar antara kelimpahan relatif vs massa /

muatan (m/z). Muatan ion dari kebanyakan partikel yang dideteksi dalam suatu

spektrometer massa adalah +1, dengan demikian nilai m/z untuk suatu ion

semacam itu sama dengan massanya. Oleh karena itu dari segi praktis, spektrum

massa adalah suatu rekaman dari massa partikel versus kelimpahan relatif partikel

itu (Fessenden dan Fessenden, 1986b).

Page 40: SINTESIS TERSIER-BUTIL EUGENOL DARI EUGENOL DAN … · klorida dengan menggunakan besi (III) klorida (FeCl 3) sebagai katalis asam Lewis dan dilakukan variasi lama pemanasan 3, 5,

22

Bagaimana suatu molekul atau ion pecah menjadi fragmen-fragmen

bergantung pada kerangka karbon dan gugus fungsional yang ada. Oleh karena

itu, struktur dan massa fragmen memberi petunjuk mengenai struktur molekul

induknya dan seringkali juga digunakan untuk menentukan bobot molekul suatu

senyawa dari spektrum massanya (Fessenden dan Fessenden, 1986b).

Spektrometer massa minimal terdiri dari tempat menginjeksikan sampel,

ruang pengion, pengumpul ion, penguat sinyal, dan pencatat. Sampel diuapkan

dan didorong ke dalam ruang pengion. Molekul-molekul sampel akan terionisasi

baik secara langsung ataupun tidak langsung oleh arus elektron sehingga

menghasilkan ion-ion positif. Selanjutnya ion-ion positif akan masuk ke dalam

daerah penganalisis massa (yang berfungsi untuk menguraikan partikel-partikel).

Kemudian partikel yang bergerak cepat diberi medan magnet yang kuat sehingga

lintasannya menjadi lengkung. Jari-jari lengkungan lintasan tergantung dari

kecepatan dan kekuatan medan magnet. Partikel-partikel dengan massa yang

berbeda difokuskan ke suatu celah ke luar dengan cara memvariasikan potensial

akselerasi atau kekuatan medan magnet. Ion-ion yang melewati celah akan

diterima oleh elektroda pengumpul. Arus ion yang dihasilkan diperkuat dan

dicatat sebagai fungsi kuat medan atau potensial akselerasi (Khopkar, 1985).

Spektrum massa dipakai untuk menentukan berat molekul atau rumus

molekul atau mengidentifikasi senyawa dari pola fragmentasinya. Nilai berat

molekul yang ditentukan dengan spektrometer massa bisa saja tidak sama dengan

berat molekul hasil perhitungan apabila senyawa asal mengandung unsur-unsur

tertentu dengan kelimpahan isotop yang tinggi. Spektrometer massa akan

Page 41: SINTESIS TERSIER-BUTIL EUGENOL DARI EUGENOL DAN … · klorida dengan menggunakan besi (III) klorida (FeCl 3) sebagai katalis asam Lewis dan dilakukan variasi lama pemanasan 3, 5,

23

memberikan hasil yang lebih baik jika dikombinasikan dengan kromatografi gas.

Biasanya kromatografi gas digabungkan dengan spektrometer quadrupole.

Persyaratan dasar analisisnya adalah : setiap senyawa harus mempunyai paling

tidak satu puncak yang spesifik, kontribusi puncak harus aditif, dan sensitivitas

harus reproduksibel serta adanya senyawa referens yang sesuai (Khopkar, 1985).

Metode kromatografi gas dan spektrometri massa memberikan

keuntungan saat keduanya digunakan secara bersamaan. Proses pemisahan

dilakukan oleh kromatografi gas, sedangkan proses identifikasi dan kuantitatif

dilakukan oleh spektrometri massa. Keuntungan dari kromatografi gas-

spektrometri massa antara lain metode ini dapat digunakan untuk hampir semua

jenis analit, memiliki batas deteksi yang rendah, dan memberi informasi penting

tentang spektra massa dari suatu senyawa organik (Dean, 1995).

M. Image J

Image J merupakan suatu program yang digunakan untuk memproses

gambar. Program ini berasal dari National Institute of Health dan digunakan untuk

menganalisis berbagai format gambar seperti TIFF, GIF, JPEG, BMP, dan

DICOM, serta untuk membuka, mengedit, menganalisis, memproses, save, dan

print gambar-gambar 8-bit, 16-bit, dan 32-bit (Anonim, 2006).

Image J dapat digunakan untuk analisa kuantitatif hasil KLT. Pada Image

J, jumlah kuantitatif suatu zat dapat diukur berdasarkan intensitas warna dari

bercak zat tersebut. Intensitas warna dari bercak zat akan dikonversi menjadi nilai

Area Under Curve (AUC). Nilai AUC menunjukkan jumlah kuantitatif dari zat

Page 42: SINTESIS TERSIER-BUTIL EUGENOL DARI EUGENOL DAN … · klorida dengan menggunakan besi (III) klorida (FeCl 3) sebagai katalis asam Lewis dan dilakukan variasi lama pemanasan 3, 5,

24

karena nilai AUC proposional dengan intensitas warna dari bercak zat

(Berenbaum and Zangerl, 2006).

N. Landasan Teori

Eugenol merupakan senyawa alam yang mempunyai aktivitas biologis

sebagai antioksidan namun aktivitas tersebut masih lemah yaitu dengan nilai IC50

> 800 μM. Untuk meningkatkan aktivitas antioksidan eugenol maka dilakukan

modifikasi struktur eugenol menjadi t-butil eugenol.

Reaksi alkilasi Friedel-Crafts merupakan reaksi substitusi aromatik

elektrofilik antara senyawa aromatik dengan alkil halida menggunakan katalis

asam Lewis. Katalis asam Lewis akan mempercepat pembentukan karbokation

alkil dari alkil halida. Dengan demikian penggunaan katalis tersebut akan

mempermudah terjadinya reaksi alkilasi pada cincin benzena senyawa aromatik.

Sintesis t-butil eugenol dilakukan berdasarkan reaksi alkilasi Friedel-Crafts, yaitu

dengan mereaksikan eugenol dan t-butil klorida menggunakan katalis FeCl3.

Katalis FeCl3 akan mempercepat pembentukan karbokation t-butil dari t-butil

klorida. Selanjutnya karbokation t-butil akan mengalkilasi cincin benzena eugenol

pada posisi orto dari gugus hidroksi eugenol sehingga dihasilkan t-butil eugenol.

Adanya tambahan gugus t-butil pada posisi orto dari gugus hidroksi ini akan

menambah kemeruahan di dekat gugus hidroksi sehingga akan meningkatkan

halangan sterik, dengan demikian senyawa radikal baru yang terbentuk akan sulit

bereaksi kembali.

Page 43: SINTESIS TERSIER-BUTIL EUGENOL DARI EUGENOL DAN … · klorida dengan menggunakan besi (III) klorida (FeCl 3) sebagai katalis asam Lewis dan dilakukan variasi lama pemanasan 3, 5,

25

Gambar 12. Reaksi eugenol dan tersier-butil klorida dengan katalis besi (III) klorida

Lama pemanasan dalam suatu reaksi dapat mempengaruhi jumlah

senyawa hasil sintesis. Pemanasan berarti memberikan energi kepada molekul-

molekul starting material sehingga molekul-molekul tersebut akan bergerak lebih

cepat dalam mediumnya. Pergerakan molekul-molekul starting material yang

lebih cepat menyebabkan peningkatan energi kinetik total molekul-molekul

tersebut sehingga dapat melampaui energi aktivasi, serta menyebabkan tumbukan

molekul-molekul tersebut lebih sering terjadi (frekuensi tumbukan molekul

meningkat). Dengan memperlama waktu pemanasan maka akan memperlama

waktu terjadinya tumbukan molekul-molekul starting material tersebut, sehingga

kesempatan terjadinya tumbukan efektif yang menghasilkan reaksi kimia akan

lebih besar. Oleh karena itu semakin lama pemanasan akan meningkatkan jumlah

senyawa hasil sintesis.

O. Hipotesis

1. tersier-Butil eugenol dapat disintesis dari eugenol dan t-butil klorida dengan

katalis besi (III) klorida.

2. Lama pemanasan yang dibutuhkan untuk mendapatkan jumlah t-butil eugenol

yang terbanyak adalah 7 jam.

H3CO

HO

C Cl

H3C

H3C

H3C

H3CO

HO

H3C CH3

CH3

Eugenol

+

t-butil korida

+ HCl

t-butil eugenol

FeCl3

Page 44: SINTESIS TERSIER-BUTIL EUGENOL DARI EUGENOL DAN … · klorida dengan menggunakan besi (III) klorida (FeCl 3) sebagai katalis asam Lewis dan dilakukan variasi lama pemanasan 3, 5,

26

BAB III

METODE PENELITIAN

A. Jenis dan Rancangan Penelitian

Penelitian ini termasuk dalam penelitian eksperimental deskriptif sebab

pada penelitian ini terdapat manipulasi dan perlakuan terhadap objek penelitian

yang digunakan.

B. Definisi Operasional

1. Starting material adalah senyawa awal yang digunakan dalam proses sintesis

dengan tujuan untuk mendapatkan senyawa yang kita inginkan. Starting

material dalam penelitian ini adalah eugenol dan t-butil klorida.

2. Molekul target adalah senyawa akhir yang dihasilkan melalui proses reaksi

starting material dengan katalis. Molekul target dalam penelitian ini adalah t-

butil eugenol.

3. Katalis adalah senyawa yang digunakan untuk mempercepat reaksi

pembentukan molekul target. Katalis yang digunakan dalam penelitian ini

adalah besi (III) klorida.

C. Bahan-bahan Penelitian

Bahan yang digunakan meliputi : eugenol (p.a., Sigma), tersier-butil

klorida, besi (III) klorida anhidrat (p.a., Merck), dietil eter (p.a., Merck), etil

Page 45: SINTESIS TERSIER-BUTIL EUGENOL DARI EUGENOL DAN … · klorida dengan menggunakan besi (III) klorida (FeCl 3) sebagai katalis asam Lewis dan dilakukan variasi lama pemanasan 3, 5,

27

asetat (p.a., Merck), toluene (p.a., Merck), silika gel GF254 (p.a., Merck), dan es

batu.

D. Alat-alat Penelitian

Alat yang digunakan meliputi : labu alas bulat 500 ml (Duran schott

mainz), pendingin Alihn (Vuline), pemanas listrik (Heldolph MR 2002),

termometer, klem, stirrer magnetik, Erlenmeyer bertutup (Duran schott mainz),

corong kaca, gelas arloji, gelas pengaduk, timbangan elektrik (Mextler PM 100),

kromatografi gas-spektrometer massa (Shimadzu QP 2010S), lampu UV254 nm,

mikropipet, pipet ukur (Brand), Beaker glass (Duran schott mainz), flakon,

baskom, selang, bejana untuk kromatografi lapis tipis, dan alat gelas lainnya.

E. Tata Cara Penelitian

1. Sintesis tersier-butil klorida

Tersier-butanol 5 ml dicampurkan dengan asam klorida 10 N 13 ml dalam

Erlenmeyer, kemudian distirer dengan kecepatan 400 rpm selama 15 menit. Hasil

pencampuran dimasukkan ke dalam corong pisah, akan terdapat dua lapisan.

Lapisan bawah (fase air) dipisahkan dengan lapisan atas (fase organik), kemudian

lapisan atas tersebut dicuci dengan larutan natrium klorida jenuh 6 ml, larutan

natrium bikarbonat jenuh 6 ml, dan larutan natrium klorida jenuh 6 ml. Dari hasil

pencucian akan terdapat dua lapisan lagi dan diambil lapisan atas yang merupakan

fase organik.

Page 46: SINTESIS TERSIER-BUTIL EUGENOL DARI EUGENOL DAN … · klorida dengan menggunakan besi (III) klorida (FeCl 3) sebagai katalis asam Lewis dan dilakukan variasi lama pemanasan 3, 5,

28

2. Sintesis tersier-butil eugenol dengan katalis besi (III) klorida pada lama

pemanasan 3, 5, dan 7 jam

Besi (III) klorida anhidrat 5,2722 g dilarutkan dalam dietil eter 100 ml,

kemudian dimasukkan dalam labu alas bulat yang memiliki penutup karet dan

ditambahkan dengan t-butil klorida 3,6 ml. Selanjutnya didiamkan selama

semalam. Eugenol 1 ml ditambahkan dalam campuran diatas dan digojog. Setelah

itu dipanaskan pada suhu 600C selama 3, 5, dan 7 jam dengan dialiri air es pada

pendingin.

3. Analisis senyawa hasil sintesis

a. Uji organoleptis. Senyawa hasil sintesis diamati warna, bau dan bentuk

dan dibandingkan dengan eugenol dan t-butil klorida. Adanya perbedaan sifat fisis

senyawa hasil sintesis dengan eugenol dan t-butil klorida menunjukkan telah

terbentuknya senyawa baru yang berbeda dengan eugenol dan t-butil klorida.

b. Kromatografi lapis tipis. Senyawa hasil sintesis 20 l ditotolkan pada

lempeng silika gel GF254, kemudian dielusi dengan fase gerak toluena : etil asetat

(93:7) dengan jarak elusi 15 cm dan deteksi dengan sinar UV254 nm. Amati bercak

yang muncul pada lempeng kromatografi lapis tipis (KLT). Hitung harga Rf

bercak yang dihasilkan. Bandingkan harga Rf senyawa hasil sintesis dan dengan

harga Rf eugenol, jika harga Rf senyawa hasil sintesis berbeda dengan harga Rf

eugenol maka menunjukkan telah dihasilkan senyawa baru yang berbeda dengan

eugenol.

c. Kromatografi gas. Pemisahan dan pemeriksaan kemurnian senyawa

hasil sintesis dilakukan menggunakan instrumen kromatografi gas dengan kondisi

Page 47: SINTESIS TERSIER-BUTIL EUGENOL DARI EUGENOL DAN … · klorida dengan menggunakan besi (III) klorida (FeCl 3) sebagai katalis asam Lewis dan dilakukan variasi lama pemanasan 3, 5,

29

alat: suhu injektor 300°C, jenis kolom HP-5MS, panjang kolom 30 meter, suhu

kolom diprogram 100°C, gas pembawa helium, tekanan 22 kPa, dan kecepatan

alir fase gerak 0,5 ml/menit. Cuplikan senyawa hasil sintesis dilarutkan dalam

aseton, kemudian diinjeksikan ke dalam injektor pada alat kromatografi gas.

Aliran gas dari gas pengangkut helium akan membawa cuplikan yang sudah

diuapkan masuk ke dalam kolom HP-5MS. Selanjutnya cuplikan diukur oleh

detektor hingga diperoleh suatu kromatogram.

d. Elusidasi struktur senyawa hasil sintesis menggunakan spektrometri

massa. Senyawa hasil sintesis dimasukkan ke dalam kamar pengion pada

spektrometer masa untuk ditembak dengan seberkas elektron sehingga

terfragmentasi. Fragmen-fragmen tersebut melewati lempeng pemercepat ion dan

didorong menuju tabung analisator, dimana partikel-partikel akan dibelokkan ke

dalam medan magnet dan menimbulkan arus pada kolektor yang sebanding

dengan kelimpahan relatif setiap fragmennya. Kelimpahan relatif setiap fragmen

akan dicatat dan menghasilkan data spektrum massa.

e. Analisis hasil kromatografi lapis tipis menggunakan Image J dan

perhitungan peningkatan jumlah senyawa hasil sintesis. Hasil KLT dari senyawa

hasil sintesis dengan variasi lama pemanasan 3, 5, dan 7 jam difoto beberapa kali.

Dipilih foto yang paling jelas kemudian dianalisa menggunakan Image J. Foto

hasil KLT diatur brightness atau contrast sedemikian rupa sehingga perbedaan

warna antara bercak dengan bagian lempeng lainnya semakin jelas. Selanjutnya

foto tersebut dibuat binary sehingga menghasilkan foto hitam-putih, dan foto ini

yang akan dianalisa kuantitatif. Dengan menggunakan box selection tool, geser

Page 48: SINTESIS TERSIER-BUTIL EUGENOL DARI EUGENOL DAN … · klorida dengan menggunakan besi (III) klorida (FeCl 3) sebagai katalis asam Lewis dan dilakukan variasi lama pemanasan 3, 5,

30

kotak pada bercak yang ingin diukur, kemudian akan muncul area (peak) dari tiap

bercak yang selanjutnya akan diukur luasnya (nilai AUC). Dengan demikian dari

Image J akan didapatkan data berupa nilai AUC dari bercak senyawa hasil sintesis

pada lama pemanasan 3, 5, dan 7 jam. Nilai-nilai AUC tersebut akan digunakan

untuk menghitung peningkatan jumlah senyawa hasil sintesis pada lama

pemanasan 5 dan 7 jam terhadap jumlah senyawa hasil sintesis pada lama

pemanasan 3 jam.

Page 49: SINTESIS TERSIER-BUTIL EUGENOL DARI EUGENOL DAN … · klorida dengan menggunakan besi (III) klorida (FeCl 3) sebagai katalis asam Lewis dan dilakukan variasi lama pemanasan 3, 5,

31

BAB IV

HASIL DAN PEMBAHASAN

A. Sintesis tersier-Butil Klorida

Sintesis t-butil klorida dilakukan berdasarkan reaksi SN1 (substitusi,

nukleofilik, unimolekular). Reaksi tersebut dilakukan dengan mereaksikan t-

butanol dan asam klorida (HCl). Mekanisme reaksi ini terdiri dari dua tahap. Pada

tahap pertama HCl terionisasi menjadi ion H+ dan Cl

-, dimana ion H

+ tersebut

akan memprotonasi gugus hidroksi pada t-butanol untuk membentuk gugus pergi

yang lebih baik. Selanjutnya akan terjadi pemutusan ikatan pada t-butanol yang

terprotonasi menjadi karbokation t-butil dan H2O. Tahap pertama ini berlangsung

lambat karena energi aktivasi yang dibutuhkan dalam pemutusan ikatan ini tinggi.

Pada tahap kedua akan terjadi reaksi antara karbokation t-butil dengan ion Cl-

yang tersisa membentuk t-butil klorida. Tahap kedua ini berlangsung cepat karena

energi aktivasi yang dibutuhkan untuk reaksi antara karbokation t-butil dan ion Cl-

kecil. Berikut ini reaksi pembentukkan t-butil klorida :

Gambar 13. Mekanisme reaksi pembentukkan tersier-butil klorida

HCl H + Cl

C OH

H3C

H3C

H3C

+ H C O

H3C

H3C

H3C

H

H

C

H3C

H3C

H3C

+ H2O

C

H3C

H3C

H3C

+ Cl C Cl

H3C

H3C

H3C

Tahap kedua :

Tahap pertama :

t-butanol

t-butil klorida

Page 50: SINTESIS TERSIER-BUTIL EUGENOL DARI EUGENOL DAN … · klorida dengan menggunakan besi (III) klorida (FeCl 3) sebagai katalis asam Lewis dan dilakukan variasi lama pemanasan 3, 5,

32

Pencampuran t-butanol dan HCl menghasilkan produk dengan dua fase.

Fase atas merupakan t-butil klorida yang terbentuk, sedangkan fase bawah

merupakan campuran air dan HCl yang tersisa. Fase atas ini selanjutnya dicuci

dengan larutan natrium klorida (NaCl) jenuh dan larutan natrium bikarbonat

(NaHCO3) jenuh. Larutan NaCl jenuh berfungsi sebagai “drying agent”, yaitu

untuk menarik air yang masih terjebak dalam produk t-butil klorida yang

dihasilkan. Sedangkan larutan NaHCO3 jenuh berfungsi untuk menetralkan HCl

yang tersisa pada produk t-butil klorida tersebut. Reaksinya :

Gambar 14. Reaksi penetralan asam klorida

Dengan demikian didapatkanlah t-butil klorida yang selanjutnya digunakan

sebagai starting material pada sintesis t-butil eugenol.

B. Sintesis tersier-Butil Eugenol

Sintesis t-butil eugenol dilakukan berdasarkan reaksi alkilasi Friedel-

Crafts. Reaksi tersebut dilakukan dengan mereaksikan kedua starting material,

yaitu t-butil klorida dan eugenol, dengan menggunakan katalis FeCl3 yang

merupakan katalis asam Lewis. Mekanisme reaksi ini terdiri dari tiga tahap. Pada

tahap pertama akan terjadi reaksi antara katalis FeCl3 dan t-butil klorida untuk

menghasilkan karbokation t-butil yang merupakan suatu elektrofil. Katalis FeCl3

mempercepat pembentukan karbokation t-butil dari t-butil klorida, sehingga hal

tersebut akan mempermudah terjadinya reaksi alkilasi pada cincin benzena

eugenol. Reaksi pada tahap pertama :

NaHCO3 + HCl NaCl + H2O + CO2

Page 51: SINTESIS TERSIER-BUTIL EUGENOL DARI EUGENOL DAN … · klorida dengan menggunakan besi (III) klorida (FeCl 3) sebagai katalis asam Lewis dan dilakukan variasi lama pemanasan 3, 5,

33

Gambar 15. Reaksi tersier-butil klorida dan besi (III) klorida

Selanjutnya pada tahap kedua akan terjadi serangan pada karbokation t-butil oleh

cincin benzena eugenol. Ikatan π pada cincin benzena eugenol yang bersifat

nukleofil akan menyerang karbokation t-butil yang bersifat elektrofil. Gugus

hidroksi pada eugenol bersifat sebagai aktivator dan pengarah orto-para sehingga

substitusi gugus t-butil akan terjadi pada posisi orto dari gugus hidroksi.

Substitusi gugus t-butil tidak terjadi pada posisi para dari gugus hidroksi karena

posisi tersebut sudah diduduki gugus lain. Hasil yang terbentuk pada tahap kedua

ini adalah ion benzenonium yang merupakan senyawa intermediet yang tidak

stabil. Pada tahap ketiga akan terjadi pelepasan sebuah ion hidrogen (H+) untuk

menstabilkan ion benzenonium sehingga terbentuklah t-butil eugenol. Reaksi pada

tahap kedua dan ketiga :

Gambar 16. Mekanisme reaksi pembentukkan tersier-butil eugenol

Selanjutnya ion hidrogen yang dilepaskan akan bereaksi kembali dengan FeCl4-

membentuk HCl dan FeCl3. Reaksinya :

H3CO

HO

H2C

CH

CH2C

H3C

H3C

H3C

H3CO

HO

H2C

CH

CH2 H3CO

HO

H2C

CH

CH2

C

CH3

H3C CH3

H+

C

H3CCH3

H3C H

karbokation

t-butil

eugenol

ion benzenonium

(hasil tahap kedua)

t-butil eugenol

(hasil tahap ketiga)

C Cl

H3C

H3C

H3C

FeCl3 C

H3C

H3C

H3C

FeCl4+

t-butil klorida karbokation t-butil

Page 52: SINTESIS TERSIER-BUTIL EUGENOL DARI EUGENOL DAN … · klorida dengan menggunakan besi (III) klorida (FeCl 3) sebagai katalis asam Lewis dan dilakukan variasi lama pemanasan 3, 5,

34

Gambar 17. Reaksi pembentukkan kembali katalis besi (III) klorida

Pada reaksi sintesis ini digunakan t-butil klorida, katalis FeCl3, dan

eugenol dengan perbandingan mol 5 : 5 : 1. Sebenarnya reaksi sintesis ini hanya

membutuhkan t-butil klorida, katalis FeCl3, dan eugenol dengan perbandingan

mol 1 : 1 : 1, namun dikhawatirkan reaksi pembentukan karbokation t-butil dari t-

butil klorida dan katalis FeCl3 tidak berlangsung sempurna sehingga

mengakibatkan karbokation t-butil yang terbentuk sangat sedikit dan tidak

mencukupi jumlah yang dibutuhkan dalam reaksi alkilasi cincin benzena eugenol.

Untuk mengantisipasi hal tersebut maka digunakanlah t-butil klorida dan katalis

FeCl3 dalam jumlah berlebih sehingga karbokation t-butil yang dihasilkan dapat

mencukupi jumlah yang dibutuhkan dalam reaksi alkilasi cincin benzena eugenol.

Selain itu, dilakukan pula pendiaman pada reaksi antara katalis FeCl3 dan

t-butil klorida selama semalam untuk memaksimalkan reaksi pembentukan

karbokation t-butil. Hal tersebut dilakukan karena reaksi pembentukan

karbokation t-butil ini berjalan lambat. Selanjutnya hasil pendiaman selama

semalam tersebut direaksikan dengan eugenol pada keesokan harinya. Katalis

FeCl3 yang digunakan merupakan anhidrat karena katalis anhidrat lebih mudah

larut dalam pelarut dibandingkan katalis hidrat.

Pelarut yang digunakan dalam reaksi sintesis ini adalah dietil eter yang

merupakan pelarut nonpolar aprotic. Digunakan pelarut jenis ini karena sifatnya

yang inert sehingga tidak akan ikut bereaksi dalam reaksi sintesis yang terjadi.

Selain itu penggunaan pelarut dietil eter juga dikarenakan baik starting material,

HFeCl4 HClFeCl3+ +

Page 53: SINTESIS TERSIER-BUTIL EUGENOL DARI EUGENOL DAN … · klorida dengan menggunakan besi (III) klorida (FeCl 3) sebagai katalis asam Lewis dan dilakukan variasi lama pemanasan 3, 5,

35

yaitu eugenol dan t-butil klorida, maupun katalis FeCl3 mempunyai kelarutan

yang baik dalam dietil eter sehingga tumbukan antar molekul yang menghasilkan

reaksi dapat terjadi.

Proses sintesis ini dilakukan dengan pemanasan pada suhu 60oC dan

variasi pemanasan selama 3, 5, dan 7 jam. Fungsi pemanasan adalah untuk

meningkatkan kecepatan reaksi dari kedua starting material, yaitu eugenol dan

karbokation t-butil. Pemanasan dapat meningkatkan kecepatan reaksi karena

pemanasan memberikan energi kepada molekul-molekul eugenol dan karbokation

t-butil sehingga molekul-molekul tersebut akan bergerak lebih cepat dalam

mediumnya. Pergerakan molekul-molekul eugenol dan karbokation t-butil yang

lebih cepat menyebabkan peningkatan energi kinetik total molekul-molekul

tersebut sehingga dapat melampaui energi aktivasi, serta menyebabkan tumbukan

molekul-molekul tersebut lebih sering terjadi (frekuensi tumbukan molekul

meningkat). Meningkatnya frekuensi tumbukan molekul akan meningkatkan

kemungkinan terjadinya tumbukan efektif yang menghasilkan reaksi kimia.

Dengan semakin lamanya pemanasan diharapkan reaksi sintesis yang berlangsung

akan semakin sempurna.

C. Analisis Senyawa Hasil Sintesis

1. Uji organoleptis

Uji organoleptis bertujuan untuk mengetahui sifat fisik dari senyawa

hasil sintesis, meliputi bentuk, warna, dan bau. Hasil uji organoleptis dari

Page 54: SINTESIS TERSIER-BUTIL EUGENOL DARI EUGENOL DAN … · klorida dengan menggunakan besi (III) klorida (FeCl 3) sebagai katalis asam Lewis dan dilakukan variasi lama pemanasan 3, 5,

36

senyawa hasil sintesis akan dibandingkan dengan starting material yang

digunakan.

Tabel I. Hasil uji organoleptis senyawa hasil sintesis dan starting material

Pemeriksaan Senyawa hasil

sintesis Eugenol t-butil klorida

Bentuk Cairan encer Cairan agak pekat Cairan encer

sekali

Warna Coklat tua Tidak berwarna Tidak berwarna

Bau Khas dan

menyengat

Khas, harum

cengkeh Khas

Dari hasil uji organoleptis senyawa hasil sintesis dan starting material

tampak bahwa bentuk, warna, dan bau senyawa hasil sintesis berbeda dengan

starting material-nya. Hal tersebut menunjukkan bahwa telah dihasilkan senyawa

hasil sintesis yang berbeda dengan eugenol dan t-butil klorida.

2. Kromatografi lapis tipis

Pengujian dengan KLT dalam penelitian ini digunakan untuk

menganalisis dan mengetahui apakah sudah terbentuk senyawa baru dari sintesis

yang dilakukan. Terbentuknya senyawa baru dapat diketahui dari munculnya

bercak baru dengan nilai Rf yang berbeda dengan nilai Rf bercak eugenol yang

digunakan sebagai starting material. Nilai Rf untuk masing-masing senyawa pada

suatu pelarut adalah spesifik sesuai dengan tingkat kepolarannya.

Pemeriksaan dengan KLT ini menggunakan sistem kromatografi fase

normal, dimana fase diam yang digunakan bersifat lebih polar dibandingkan fase

geraknya. Fase diam yang digunakan adalah silika gel GF254, sedangkan fase

Page 55: SINTESIS TERSIER-BUTIL EUGENOL DARI EUGENOL DAN … · klorida dengan menggunakan besi (III) klorida (FeCl 3) sebagai katalis asam Lewis dan dilakukan variasi lama pemanasan 3, 5,

37

gerak yang digunakan adalah campuran pelarut toluen dan etil asetat dengan

perbandingan 93 : 7. Silika gel GF254 yang digunakan mengandung Gips (CaSO4)

yang berfungsi untuk melekatkan silika gel pada lempeng, selain itu juga

mengandung indikator yang dapat berfosforesensi pada panjang gelombang 254

nm. Dengan adanya indikator fosforesensi ini akan menyebabkan bercak eugenol

(starting material) dan senyawa hasil sintesis mudah terdeteksi karena terjadi

peredaman pada kedua bercak dengan latar belakang berfosforesensi hijau terang.

Peredaman ini terjadi karena eugenol dan senyawa hasil sintesis memiliki gugus

kromofor sehingga pada waktu disinari dengan sinar UV 254 nm, sinar UV ini

akan diabsorpsi oleh gugus kromofor dari kedua senyawa tersebut. Sebagai

akibatnya sinar UV 254 nm yang mengenai bercak eugenol dan senyawa hasil

sintesis tidak dapat mencapai indikator fosforesensi sehingga tidak ada cahaya

yang dipancarkan dari bercak-bercak tersebut (terjadi peredaman bercak).

Keterangan : 1 = eugenol

2 = senyawa hasil sintesis dengan pemanasan selama 5 jam

3 = senyawa hasil sintesis dengan pemanasan selama 3 jam

4 = senyawa hasil sintesis dengan pemanasan selama 7 jam

5 = eugenol

Jarak rambat = 15 cm

Gambar 18. Kromatogram analisis senyawa hasil sintesis dengan kromatografi lapis tipis

A

B

C

D

E

F

G

H

1 2 3 4 5

Page 56: SINTESIS TERSIER-BUTIL EUGENOL DARI EUGENOL DAN … · klorida dengan menggunakan besi (III) klorida (FeCl 3) sebagai katalis asam Lewis dan dilakukan variasi lama pemanasan 3, 5,

38

Dari hasil yang didapatkan menunjukkan bahwa telah terbentuk senyawa

baru yang berbeda dengan eugenol. Hal tersebut terlihat dari munculnya bercak

baru dengan nilai Rf yang berbeda dengan nilai Rf bercak eugenol. Namun

senyawa hasil sintesis ini masih belum murni karena pada totolan 2, 3, dan 4

(totolan senyawa hasil sintesis dengan pemanasan selama 5, 3, dan 7 jam) masih

menunjukkan dua bercak setelah dielusi dengan fase gerak, dimana bercak B, D,

dan F (bercak yang lebih bawah) merupakan bercak eugenol dan bercak C, E, dan

G (bercak yang lebih atas) merupakan bercak senyawa hasil sintesis. Bercak B, D,

dan F diidentifikasi sebagai bercak eugenol karena mempunyai nilai Rf yang mirip

dengan nilai Rf bercak eugenol (bercak A dan H) yang dihasilkan dari elusi

totolan 1 dan 5 (totolan eugenol sebagai pembanding). Berikut ini merupakan nilai

Rf dari masing-masing bercak :

Tabel II. Nilai Rf senyawa hasil sintesis dan eugenol

Keterangan : Bercak A, H, D, B, dan F = bercak eugenol

Bercak E, C, dan G = bercak senyawa hasil sintesis

Bercak senyawa hasil sintesis mempunyai nilai Rf yang lebih besar dari

bercak eugenol. Hal tersebut menunjukkan bahwa senyawa hasil sintesis lebih non

Senyawa Bercak Nilai Rf bercak

Senyawa hasil sintesis

dengan pemanasan

selama 3 jam

E 0,7467

D 0,5467

Senyawa hasil sintesis

dengan pemanasan

selama 5 jam

C 0,74

B 0,54

Senyawa hasil sintesis

dengan pemanasan

selama 7 jam

G 0,7467

F 0,5334

Eugenol (1) A 0,5467

Eugenol (5) H 0,5534

Page 57: SINTESIS TERSIER-BUTIL EUGENOL DARI EUGENOL DAN … · klorida dengan menggunakan besi (III) klorida (FeCl 3) sebagai katalis asam Lewis dan dilakukan variasi lama pemanasan 3, 5,

39

polar dari eugenol karena senyawa hasil sintesis mempunyai jarak rambat pada

silika yang lebih tinggi daripada jarak rambat eugenol.

3. Kromatografi gas-spektrometri massa

Analisis senyawa hasil sintesis juga dilakukan menggunakan instrumen

kromatografi gas yang dikombinasikan dengan spektrometri massa (GC-MS).

Pengujian ini dilakukan di laboratorium MIPA Universitas Gadjah Mada. Berikut

ini merupakan kromatogram kromatografi gas eugenol (starting material) dan

senyawa hasil sintesis.

Gambar 19. Kromatogram kromatografi gas eugenol

Gambar 20. Kromatogram kromatografi gas senyawa hasil sintesis

Page 58: SINTESIS TERSIER-BUTIL EUGENOL DARI EUGENOL DAN … · klorida dengan menggunakan besi (III) klorida (FeCl 3) sebagai katalis asam Lewis dan dilakukan variasi lama pemanasan 3, 5,

40

Dari gambar 20 dapat dilihat bahwa senyawa hasil sintesis menghasilkan

42 puncak dengan waktu retensi masing-masing yang spesifik. Hal ini

menunjukkan bahwa senyawa hasil sintesis yang didapatkan bukan merupakan

senyawa murni. Banyaknya puncak yang dihasilkan dapat disebabkan karena

senyawa hasil sintesis tersebut mengalami degradasi selama penyimpanan

sehingga dihasilkan banyak produk degradasi yang ditunjukkan dengan

munculnya banyak puncak ketika dianalisis dengan kromatografi gas.

Setelah mengalami pemisahan dengan kromatografi gas, senyawa hasil

sintesis akan dideteksi dengan spektrometer massa sehingga didapat spektrum

massa senyawa hasil sintesis. Spektrum massa yang diperoleh dapat memberikan

informasi bobot molekul (BM) senyawa hasil sintesis. Selain itu, spektrum massa

juga digunakan untuk penyelidikan kerangka atau struktur molekul senyawa hasil

sintesis melalui interpretasi fragmen-fragmennya. Berikut ini adalah spektrum

massa senyawa hasil sintesis pada waktu retensi 17,706 menit (puncak ke-40).

Gambar 21. Spektrum massa senyawa hasil sintesis pada waktu retensi 17,706 menit

Dalam spektrometer massa, penembakan molekul senyawa hasil sintesis

pada waktu retensi 17,706 menit dengan elektron berenergi tinggi (Electron

Impact 70 ev) akan menghasilkan ion molekul (ion radikal positif). Peak A

Page 59: SINTESIS TERSIER-BUTIL EUGENOL DARI EUGENOL DAN … · klorida dengan menggunakan besi (III) klorida (FeCl 3) sebagai katalis asam Lewis dan dilakukan variasi lama pemanasan 3, 5,

41

dengan m/z = 276 merupakan ion molekul yang sesuai dengan BM dari senyawa

hasil sintesis dan hasil ini sama dengan BM 3,6-di-t-butil-2-metoksi-4-(2ι-

propenil)fenol (C18H28O2) yang selanjutnya disebut di-t-butil eugenol.

Ion molekul ini (C18H28O2.+) tidak stabil sehingga akan pecah menjadi

fragmen-fragmen dengan m/z lebih kecil, baik berupa radikal bebas, fragmen

netral, maupun ion-ion positif dan radikal positif. Peak B dengan m/z = 261

merupakan fragmen dari ion molekul yang mengalami pelepasan radikal CH3 dan

fragmen ini berupa ion C17H25O2+. Peak D dengan m/z = 57 merupakan fragmen

dari ion molekul yang mengalami pelepasan radikal C14H19O2 dan fragmen ini

berupa ion C4H9+. Peak E dengan m/z = 41 merupakan fragmen dari ion molekul

yang mengalami pelepasan radikal C15H23O2 dan fragmen ini berupa ion C3H5+.

Radikal C15H23O2 yang terbentuk akan mengalami fragmentasi lagi menghasilkan

fragmen berupa ion radikal positif C13H17O2 dengan m/z = 205 (peak C). Peak C

ini disebut sebagai peak dasar karena memiliki intensitas paling besar, yaitu

100%.

Page 60: SINTESIS TERSIER-BUTIL EUGENOL DARI EUGENOL DAN … · klorida dengan menggunakan besi (III) klorida (FeCl 3) sebagai katalis asam Lewis dan dilakukan variasi lama pemanasan 3, 5,

42

Gambar 22. Fragmentasi senyawa hasil sintesis

H3CO

HO

H2C

CH

CH2

C

CH3H3C CH3

C

CH3H3C CH3

H3CO

HO

H2C

CH

CH2

C

CH3H3C CH3

H3CO

HO

H2C

CH

CH2

C

CH3H3C

C

CH3H3C CH3

C

CH3H3C CH3

H3CO

HO

H2C

CH

CH2

C

CH3H3C CH3

C

CH3H3C CH3

H3CO

HO

H2C

CH

CH2

C

CH3H3C CH3

C

CH3H3C CH3

H3CO

HO

C

CH3H3C CH3

C

CH3H3C CH3

H2CCH

CH2

H3CO

HO

H2C

CH

CH2

C

CH3H3C CH3

C

CH3H3C CH3

H3CO

HO

C

CH3H3C CH3

C

CH3CH3

H3CO

HO

C

CH3H3C CH3

C

CH3

CH3

m/z = 276

m/z = 261

+

senyawa hasil sintesis

(C18H28O2 )

ion C17H25O2

(peak B)

ion C18H28O2

(peak A)

EI

EI

EI

70 ev70 ev

70 ev

+

m/z = 57ion C4H9

(peak D)

+

m/z = 41ion C3H5

(peak E)

m/z = 276ion C18H28O2

(peak A)

m/z = 276ion C18H28O2

(peak A)

++

CH3

CH3

m/z = 205ion C13H17O2

(peak C)

Page 61: SINTESIS TERSIER-BUTIL EUGENOL DARI EUGENOL DAN … · klorida dengan menggunakan besi (III) klorida (FeCl 3) sebagai katalis asam Lewis dan dilakukan variasi lama pemanasan 3, 5,

43

Dari fragmen-fragmen yang terbentuk telah menunjukkan kerangka molekul dari

di-t-butil eugenol, dengan demikian dapat disimpulkan bahwa senyawa hasil

sintesis pada waktu retensi 17,706 menit adalah di-t-butil eugenol.

Jadi pada sintesis yang dilakukan pada suhu 600C selama 3, 5, dan 7 jam

menghasilkan produk di-alkilasi, yaitu di-t-butil eugenol. Produk di-alkilasi

berupa di-t-butil eugenol dapat dihasilkan karena setelah cincin benzena eugenol

mengalami substitusi gugus t-butil yang pertama pada posisi orto dari gugus

hidroksi eugenol ternyata akan semakin mengaktifkan cincin sehingga

mengakibatkan terjadinya substitusi gugus t-butil yang kedua. Cincin benzena t-

butil eugenol akan lebih aktif dibandingkan cincin benzena eugenol, sehingga

gugus t-butil akan cenderung bereaksi dengan cincin benzena t-butil eugenol yang

lebih aktif, dan menghasilkan produk di-alkilasi berupa di-t-butil eugenol. Cincin

benzena t-butil eugenol produk mono-alkilasi dapat lebih aktif dari pada cincin

benzena eugenol karena pada cincin benzena produk mono-alkilasi ketambahan

gugus t-butil yang merupakan gugus pendonor elektron sehingga akan semakin

mengaktifkan cincin benzena tersebut untuk mengalami substitusi kedua. Gugus

metoksi pada cincin benzena t-butil eugenol merupakan gugus pendonor elektron

yang kuat, yang mengarahkan substitusi pada posisi orto-para, sehingga substitusi

kedua akhirnya terjadi pada posisi orto dari gugus metoksi. Substitusi kedua tidak

terjadi pada posisi para dari gugus metoksi karena pada posisi para tersebut

mempunyai halangan sterik yang sangat besar yaitu gugus t-butil hasil dari

substitusi pertama dan gugus propenil. Pada posisi orto dari gugus metoksi,

halangan steriknya lebih kecil yaitu hanya gugus metoksi dan gugus propenil,

Page 62: SINTESIS TERSIER-BUTIL EUGENOL DARI EUGENOL DAN … · klorida dengan menggunakan besi (III) klorida (FeCl 3) sebagai katalis asam Lewis dan dilakukan variasi lama pemanasan 3, 5,

44

sehingga substitusi kedua terjadi pada posisi orto dari gugus metoksi. Selain itu,

gugus t-butil hasil dari substitusi pertama dan gugus propenil juga merupakan

gugus pendonor elektron dan pengarah orto-para walaupun aktivitasnya tidak

sekuat gugus metoksi, sehingga juga akan ikut berperan dalam mengarahkan

posisi substitusi gugus t-butil yang kedua. Hal tersebut dapat dilihat dari posisi

substitusi kedua yang merupakan posisi para dari gugus t-butil dan posisi orto

dari gugus propenil. Gugus hidroksi pada cincin benzena t-butil eugenol

merupakan pendonor elektron yang kuat dan pengarah orto-para, namun tidak

ikut berperan dalam mengarahkan posisi substitusi kedua karena baik pada posisi

orto maupun para dari gugus hidroksi sudah terisi oleh gugus lain, yaitu pada

posisi orto dari gugus hidroksi sudah terisi gugus metoksi dan gugus t-butil hasil

dari substitusi pertama, dan pada posisi para dari gugus hidroksi sudah terisi

gugus propenil.

Dari hasil sintesis yang didapatkan tidak menunjukkan keberadaan

produk mono-alkilasi (t-butil eugenol) sama sekali. Hal tersebut dikarenakan

penggunaan t-butil klorida, katalis FeCl3, dan eugenol dengan perbandingan mol 5

: 5 : 1. Penggunaan t-butil klorida dan katalis FeCl3 dalam jumlah berlebih akan

menghasilkan karbokation t-butil dalam jumlah yang berlebih juga sehingga

mengakibatkan seluruh produk mono-alkilasi t-butil eugenol yang terbentuk

mengalami substitusi kedua gugus t-butil yang akhirnya menghasilkan produk di-

alkilasi berupa di-t-butil eugenol.

Page 63: SINTESIS TERSIER-BUTIL EUGENOL DARI EUGENOL DAN … · klorida dengan menggunakan besi (III) klorida (FeCl 3) sebagai katalis asam Lewis dan dilakukan variasi lama pemanasan 3, 5,

45

Gambar 23. Mekanisme reaksi pembentukkan di-tersier-butil eugenol

Ion hidrogen yang dilepaskan akan bereaksi kembali dengan FeCl4-

membentuk HCl dan FeCl3. Pembentukan katalis FeCl3 kembali dapat dilihat dari

adanya serbuk FeCl3 yang mengendap pada senyawa hasil sintesis.

4. Jumlah senyawa hasil sintesis

Foto hasil KLT dari senyawa hasil sintesis dengan variasi pemanasan

selama 3, 5, dan 7 jam dianalisa dengan Image J. Pada Image J, jumlah kuantitatif

dari senyawa hasil sintesis akan diukur berdasarkan intensitas warna dari masing-

masing bercak di lempeng KLT. Intensitas warna dari tiap bercak akan dikonversi

menjadi nilai AUC. Dengan demikian, melalui Image J akan didapatkan nilai

AUC dari bercak senyawa hasil sintesis. Nilai AUC ini selanjutnya digunakan

untuk menghitung peningkatan jumlah senyawa hasil sintesis pada pemanasan

H3CO

HO

H2C

CH

CH2H3CO

HO

H2C

CH

CH2

C

CH3

H3C CH3

H+

C

CH3

CH3

CH3

C

H3C

H3C

H3C

H C

CH3H3C CH3

H3CO

HO

H2C

CH

CH2C

H3C

H3C

H3C

H3CO

HO

H2C

CH

CH2 H3CO

HO

H2C

CH

CH2

C

CH3

H3C CH3

H+

C

H3CCH3

H3C H

karbokation

t-butil

eugenol

ion benzenonium t-butil eugenol

(produk mono-alkilasi)

H3CO

HO

H2C

CH

CH2

C

CH3

H3C CH3

C

CH3

H3C CH3

ion benzenonium di-t-butil eugenol

(produk di-alkilasi)

Page 64: SINTESIS TERSIER-BUTIL EUGENOL DARI EUGENOL DAN … · klorida dengan menggunakan besi (III) klorida (FeCl 3) sebagai katalis asam Lewis dan dilakukan variasi lama pemanasan 3, 5,

46

selama 5 dan 7 jam terhadap jumlah senyawa hasil sintesis pada pemanasan

selama 3 jam.

Tabel III. Data peningkatan jumlah senyawa hasil sintesis

Data diatas menunjukkan bahwa jumlah senyawa hasil sintesis

meningkat seiring bertambahnya lama pemanasan. Dibandingkan dengan sintesis

pada pemanasan selama 3 jam, sintesis pada pemanasan selama 7 jam

menunjukkan peningkatan jumlah senyawa hasil sintesis yang terbanyak, yaitu

312,6619 %. Bertambahnya lama pemanasan dapat meningkatkan jumlah

senyawa hasil sintesis karena dengan semakin lama pemanasan maka itu berarti

semakin lama pemberian energi pada molekul-molekul eugenol dan karbokation t-

butil sehingga pergerakan molekul-molekul eugenol dan karbokation t-butil dalam

mediumnya akan terjadi semakin lama. Pergerakan molekul-molekul eugenol dan

karbokation t-butil yang lebih lama akan memperbesar kesempatan terjadinya

tumbukan efektif yang menghasilkan reaksi kimia. Dengan demikian semakin

lama pemanasan maka reaksi yang terjadi akan semakin sempurna.

Lama pemanasan

reaksi sintesis

Peningkatan

jumlah senyawa

hasil sintesis

5 jam 80,4916 %

7 jam 312,6619 %

Page 65: SINTESIS TERSIER-BUTIL EUGENOL DARI EUGENOL DAN … · klorida dengan menggunakan besi (III) klorida (FeCl 3) sebagai katalis asam Lewis dan dilakukan variasi lama pemanasan 3, 5,

47

BAB V

KESIMPULAN DAN SARAN

A. Kesimpulan

Berdasarkan analisis senyawa hasil sintesis, dapat disimpulkan bahwa :

1. Tidak dihasilkan t-butil eugenol dari reaksi antara eugenol dan t-butil klorida

dengan katalis FeCl3.

2. Pada reaksi antara eugenol dan t-butil klorida dengan katalis FeCl3 pada lama

pemanasan 3, 5, dan 7 jam menghasilkan 42 senyawa hasil sintesis, salah

satunya adalah di-t-butil eugenol.

3. Berdasarkan nilai AUC, dibandingkan dengan sintesis pada pemanasan selama

3 jam, sintesis pada pemanasan selama 7 jam menunjukkan peningkatan

jumlah senyawa hasil sintesis yang terbanyak, yaitu 312,6619 %. Dengan

demikian, lama pemanasan yang dibutuhkan untuk mendapatkan jumlah

senyawa hasil sintesis yang terbanyak adalah 7 jam.

B. Saran

Perlu dilakukan isolasi bercak baru dengan KLT preparatif, yang

dilanjutkan dengan elusidasi struktur dengan spektrometri massa.

Page 66: SINTESIS TERSIER-BUTIL EUGENOL DARI EUGENOL DAN … · klorida dengan menggunakan besi (III) klorida (FeCl 3) sebagai katalis asam Lewis dan dilakukan variasi lama pemanasan 3, 5,

48

DAFTAR PUSTAKA

Anonim, 2001, The Merck Index : An Encyclopedia of Chemicals, Drugs and

Biologicals, 13rd

Edition, 3855, Merck & Co.,Inc., USA.

Anonim, 2004a, Chemical Safety Data : Diethyl Ether,

http://cartwright.chem.ox.ac.uk/hsci/chemicals/diethyl_ether.html, diakses

pada tanggal 13 Oktober 2009.

Anonim, 2004b, Ferric Chloride (anhydrous),

http://www.ilo.org/public/english/protection/safework/cis/products/icsc/dt

asht/_icsc14/icsc1499.htm, diakses pada tanggal 11 Mei 2009.

Anonim, 2006, Introduction to Image J, http://www.aomf.ca/imageJ.html, diakses

pada tanggal 22 Oktober 2009.

Anonim, 2009a, Nucleophilic Substitution,

http://www.chem.ucalgary.ca/courses/351/Carey/Ch08/ch8-2.html, diakses

pada tanggal 5 Desember 2009.

Anonim, 2009b, Solvent Effects,

http://www.chem.ucalgary.ca/courses/351/Carey/Ch08/ch8-8.html, diakses

pada tanggal 19 Oktober 2009.

Berenbaum, M., and Zangerl, A., 2006, Chromatography of Anthocyanin

Pigments,

http://mste.illinois.edu/projects/aims/files/2006/resources_art_may/Chrom

atography%202%20modified.doc., diakses pada tanggal 22 Oktober 2009.

Bresnick, S.M.D., 1996, Intisari Kimia Organik, 97, Hipokrates, Jakarta.

Chang, R., 2005, Kimia Dasar : Konsep-Konsep Inti, diterjemahkan oleh

Achmadi, S. S., Edisi III, Jilid 2, 43-44, 52, Erlangga, Jakarta.

Dean, J.A., 1995, Analytical Chemistry Handbook, 13, 26, McGraw-Hill, Inc.,

New York.

Fessenden, R. J., and Fessenden, J. S., 1986a, Kimia Organik, diterjemahkan oleh

Pudjaatmaka, A. H., Edisi III, Jilid 1, 471, Erlangga, Jakarta.

Fessenden, R. J., and Fessenden, J. S., 1986b, Kimia Organik, diterjemahkan oleh

Pudjaatmaka, A. H., Edisi III, Jilid 2, 454, Erlangga, Jakarta.

Page 67: SINTESIS TERSIER-BUTIL EUGENOL DARI EUGENOL DAN … · klorida dengan menggunakan besi (III) klorida (FeCl 3) sebagai katalis asam Lewis dan dilakukan variasi lama pemanasan 3, 5,

49

Gasparic, J., and Churacek, J., 1978, Laboratory Handbook of Paper and Thin-

Layer Chromatography, 63, Ellis Horwood Limited, England.

Gritter, J. R., Bobbit, J. M., and Scharting, A. E., 1991, Pengantar Kromatografi,

diterjemahkan oleh Padmawinata, K., Edisi II, 109, ITB, Bandung.

Halliwell, B., and Gutteridge, J.M.C., 2000, Free Radical in Biology and

Medicine, Oxford University Press, New York.

Isaacs, Neil S., 1995, Physical Organic Chemistry, Edisi II, 194, Addison Wesley

Longman China Limited, Singapore.

Khopkar, S. M., 1985, Konsep Dasar Kimia Analitik, diterjemahkan oleh

Saptorahardjo, A., 160, 165-166, 389-390, 396-397, UI-Press, Jakarta.

McMurry, J., 2004, Organic Chemistry, International Student edition, 6th

Edition,

535-537, Thomson Learning, Inc., USA.

Niki, E., and Noguchi, N., 2000, Evaluation of Antioxidant Capacity : What

Capacity is Being Measured by Which Method?, IUBMB Life, 50, 323-

329.

Ogata, M., Hoshi, M., Urano, S., and Endo, T., 2000, Antioksidant Activity of

Eugenol dan Related Monomeric and Dimeric Compounds, Vol. 48,

No.10, 2000.

Pamela, R., 2008, Stress Oksidatif Memicu Penuaan Dini,

http://www.ruripamela.com/2008/11/penuaan-merupakan-proses-yang-

kompleks.html, diakses tanggal 9 Mei 2009.

Petrucci, R. H., 1985, Kimia Dasar : Prinsip dan Terapan Modern, diterjemahkan

oleh Achmadi, S. S., Edisi IV, Jilid 2, 162-163, 166, Erlangga, Jakarta.

Rahayu, 2006, Teori Lewis,

http://kimia.upi.edu/utama/bahanajar/kuliah_web/2008/RAHAYU_06012

7/lewis.html, diakses pada tanggal 5 November 2006.

Sastrohamidjodjo, H., 2001a, Kromatografi, 54, 92, Liberty, Yogyakarta.

Sastrohamidjodjo, H., 2001b, Spektroskopi, 163, Liberty, Yogyakarta.

Smith, M., 1993, Organic Chemistry, 166, HarperCollins Publishers, Inc., USA.

Sun, Y. M., Zhang, H. Y., Chen, D. Z., and Liu, C. B., 2002, Theoretical

Elucidation on The Antioxidant Mechanism of Curcumin: A DFT Study,

Org. Lett, 4 (17), 2909-2911.

Page 68: SINTESIS TERSIER-BUTIL EUGENOL DARI EUGENOL DAN … · klorida dengan menggunakan besi (III) klorida (FeCl 3) sebagai katalis asam Lewis dan dilakukan variasi lama pemanasan 3, 5,

50

LAMPIRAN

Lampiran 1. Data perhitungan eugenol, tersier-butil klorida, dan besi (III)

klorida

Perbandingan mol eugenol, t-butil klorida, dan FeCl3 adalah 1 : 5 : 5

- Perhitungan eugenol

BM eugenol = 164,20 g/mol

eugenol = 1,067 g/ml

Eugenol yang digunakan = 1ml

m = n x BM

H3CO

HO

Cl

H3C

H3C

H3C

H3CO

HO

H3C CH3

CH3

Eugenol

+

t-butil korida

+ HCl

t-butil eugenol

FeCl3

v

m

ml

mmlg

1/067,1

gm 067,1

molmolg

g

BM

mn 0065,0

/20,164

067,1

Page 69: SINTESIS TERSIER-BUTIL EUGENOL DARI EUGENOL DAN … · klorida dengan menggunakan besi (III) klorida (FeCl 3) sebagai katalis asam Lewis dan dilakukan variasi lama pemanasan 3, 5,

51

- Perhitungan t-butil klorida

BM t-butil eugenol = 92,57 g/mol

t-butil eugenol = 0,847 g/ml

Mol t-butil eugenol = 5 x mol eugenol

= 5 x 0,0065 mol

= 0,0325 mol

m = n x BM

= 0,0325 mol x 92,57 g/mol

= 3,0085 g

- Perhitungan FeCl3

BM FeCl3 = 162,22 g/mol

Mol FeCl3 = 5 x mol eugenol

= 5 x 0,0065 mol

= 0,0325 mol

m = n x BM

= 0,0325 mol x 162,22 g/mol

= 5,2722 g

Jadi bahan yang digunakan : eugenol = 1 ml; t-butil klorida = 3,5520 ml ≈ 3,6

ml; dan FeCl3 = 5,2722 g

mlmlg

gmv 5520,3

/847,0

0085,3

Page 70: SINTESIS TERSIER-BUTIL EUGENOL DARI EUGENOL DAN … · klorida dengan menggunakan besi (III) klorida (FeCl 3) sebagai katalis asam Lewis dan dilakukan variasi lama pemanasan 3, 5,

52

Lampiran 2. Data penimbangan besi (III) klorida

- Pada sintesis t-butil eugenol dengan pemanasan selama 3 jam

Berat cawan kosong = 47,9870 g

Berat cawan kosong + FeCl3 = 53,5140 g

Berat cawan kosong + sisa FeCl3 = 48,1674 g _

Berat FeCl3 = 5,3466 g

- Pada sintesis t-butil eugenol dengan pemanasan selama 5 jam

Berat cawan kosong = 48,740 g

Berat cawan kosong + FeCl3 = 54,022 g

Berat cawan kosong + sisa FeCl3 = 48,860 g _

Berat FeCl3 = 5,162 g

- Pada sintesis t-butil eugenol dengan pemanasan selama 7 jam

Berat cawan kosong = 46,578 g

Berat cawan kosong + FeCl3 = 51,984 g

Berat cawan kosong + sisa FeCl3 = 46,820 g _

Berat FeCl3 = 5,164 g

Page 71: SINTESIS TERSIER-BUTIL EUGENOL DARI EUGENOL DAN … · klorida dengan menggunakan besi (III) klorida (FeCl 3) sebagai katalis asam Lewis dan dilakukan variasi lama pemanasan 3, 5,

53

Lampiran 3. Data perhitungan peningkatan jumlah senyawa hasil sintesis

Data nilai AUC senyawa hasil sintesis yang didapatkan dari Image J :

Rumus perhitungan peningkatan jumlah senyawa hasil sintesis :

Perhitungan peningkatan jumlah senyawa hasil sintesis :

- Peningkatan jumlah senyawa hasil sintesis pada pemanasan selama 5 jam =

- Peningkatan jumlah senyawa hasil sintesis pada pemanasan selama 7 jam =

Lama pemanasan

reaksi sintesis

AUC senyawa

hasil sintesis

3 jam 5244,276

5 jam 9465,480

7 jam 21641,128

%4916,80%100276,5244

276,5244480,9465x

%6619,312%100276,5244

276,5244128,21641x

Page 72: SINTESIS TERSIER-BUTIL EUGENOL DARI EUGENOL DAN … · klorida dengan menggunakan besi (III) klorida (FeCl 3) sebagai katalis asam Lewis dan dilakukan variasi lama pemanasan 3, 5,

54

Lampiran 4. Kondisi alat kromatografi gas-spektrometri massa pada analisis

senyawa hasil sintesis

Page 73: SINTESIS TERSIER-BUTIL EUGENOL DARI EUGENOL DAN … · klorida dengan menggunakan besi (III) klorida (FeCl 3) sebagai katalis asam Lewis dan dilakukan variasi lama pemanasan 3, 5,

55

Lampiran 5. Kromatogram kromatografi gas senyawa hasil sintesis

Page 74: SINTESIS TERSIER-BUTIL EUGENOL DARI EUGENOL DAN … · klorida dengan menggunakan besi (III) klorida (FeCl 3) sebagai katalis asam Lewis dan dilakukan variasi lama pemanasan 3, 5,

56

Lampiran 6. Spektrum massa senyawa hasil sintesis

Page 75: SINTESIS TERSIER-BUTIL EUGENOL DARI EUGENOL DAN … · klorida dengan menggunakan besi (III) klorida (FeCl 3) sebagai katalis asam Lewis dan dilakukan variasi lama pemanasan 3, 5,

57

Page 76: SINTESIS TERSIER-BUTIL EUGENOL DARI EUGENOL DAN … · klorida dengan menggunakan besi (III) klorida (FeCl 3) sebagai katalis asam Lewis dan dilakukan variasi lama pemanasan 3, 5,

58

Page 77: SINTESIS TERSIER-BUTIL EUGENOL DARI EUGENOL DAN … · klorida dengan menggunakan besi (III) klorida (FeCl 3) sebagai katalis asam Lewis dan dilakukan variasi lama pemanasan 3, 5,

59

Page 78: SINTESIS TERSIER-BUTIL EUGENOL DARI EUGENOL DAN … · klorida dengan menggunakan besi (III) klorida (FeCl 3) sebagai katalis asam Lewis dan dilakukan variasi lama pemanasan 3, 5,

60

Page 79: SINTESIS TERSIER-BUTIL EUGENOL DARI EUGENOL DAN … · klorida dengan menggunakan besi (III) klorida (FeCl 3) sebagai katalis asam Lewis dan dilakukan variasi lama pemanasan 3, 5,

61

Page 80: SINTESIS TERSIER-BUTIL EUGENOL DARI EUGENOL DAN … · klorida dengan menggunakan besi (III) klorida (FeCl 3) sebagai katalis asam Lewis dan dilakukan variasi lama pemanasan 3, 5,

62

Page 81: SINTESIS TERSIER-BUTIL EUGENOL DARI EUGENOL DAN … · klorida dengan menggunakan besi (III) klorida (FeCl 3) sebagai katalis asam Lewis dan dilakukan variasi lama pemanasan 3, 5,

63

Page 82: SINTESIS TERSIER-BUTIL EUGENOL DARI EUGENOL DAN … · klorida dengan menggunakan besi (III) klorida (FeCl 3) sebagai katalis asam Lewis dan dilakukan variasi lama pemanasan 3, 5,

64

Page 83: SINTESIS TERSIER-BUTIL EUGENOL DARI EUGENOL DAN … · klorida dengan menggunakan besi (III) klorida (FeCl 3) sebagai katalis asam Lewis dan dilakukan variasi lama pemanasan 3, 5,

65

Lampiran 7. Kondisi alat kromatografi gas-spektrometri massa pada analisis

tersier-butil klorida

Page 84: SINTESIS TERSIER-BUTIL EUGENOL DARI EUGENOL DAN … · klorida dengan menggunakan besi (III) klorida (FeCl 3) sebagai katalis asam Lewis dan dilakukan variasi lama pemanasan 3, 5,

66

Lampiran 8. Kromatogram kromatografi gas tersier-butil klorida

Page 85: SINTESIS TERSIER-BUTIL EUGENOL DARI EUGENOL DAN … · klorida dengan menggunakan besi (III) klorida (FeCl 3) sebagai katalis asam Lewis dan dilakukan variasi lama pemanasan 3, 5,

67

Lampiran 9. Spektrum massa tersier-butil klorida

Page 86: SINTESIS TERSIER-BUTIL EUGENOL DARI EUGENOL DAN … · klorida dengan menggunakan besi (III) klorida (FeCl 3) sebagai katalis asam Lewis dan dilakukan variasi lama pemanasan 3, 5,

68

Lampiran 10. Kondisi alat kromatografi gas-spektrometri massa pada

analisis eugenol

Page 87: SINTESIS TERSIER-BUTIL EUGENOL DARI EUGENOL DAN … · klorida dengan menggunakan besi (III) klorida (FeCl 3) sebagai katalis asam Lewis dan dilakukan variasi lama pemanasan 3, 5,

69

Lampiran 11. Kromatogram kromatografi gas eugenol

Page 88: SINTESIS TERSIER-BUTIL EUGENOL DARI EUGENOL DAN … · klorida dengan menggunakan besi (III) klorida (FeCl 3) sebagai katalis asam Lewis dan dilakukan variasi lama pemanasan 3, 5,

70

Lampiran 12. Spektrum massa eugenol

Page 89: SINTESIS TERSIER-BUTIL EUGENOL DARI EUGENOL DAN … · klorida dengan menggunakan besi (III) klorida (FeCl 3) sebagai katalis asam Lewis dan dilakukan variasi lama pemanasan 3, 5,

71

Lampiran 13. Senyawa hasil sintesis pada lama pemanasan 3, 5, dan 7 jam

3 jam

5 jam

7 jam

Page 90: SINTESIS TERSIER-BUTIL EUGENOL DARI EUGENOL DAN … · klorida dengan menggunakan besi (III) klorida (FeCl 3) sebagai katalis asam Lewis dan dilakukan variasi lama pemanasan 3, 5,

72

BIOGRAFI PENULIS

Penulis skripsi berjudul “Sintesis tersier-Butil Eugenol

dari Eugenol dan tersier-Butil Klorida dengan Katalis

Besi (III) Klorida Tinjauan terhadap : Variasi Lama

Pemanasan” ini memiliki nama lengkap Marissa

Winata. Penulis dilahirkan di Pontianak pada tanggal

29 Maret 1988 sebagai anak bungsu dari tiga

bersaudara dari pasangan Lok Winata dan Merrysanty.

Pendidikan formal yang pernah ditempuh yaitu TK

Suster Pontianak (1992-1994), SD Suster Pontianak

(1994-2000), SLTP Suster Pontianak (2000-2003), SMU Petrus Pontianak (2003-

2006), dan pada tahun 2006 melanjutkan pendidikan di Fakultas Farmasi

Universitas Sanata Dharma Yogyakarta. Selama masa kuliah, penulis pernah

menjadi asisten dosen pada Praktikum Biokimia, Praktikum Kromatografi, dan

Praktikum Analisis Sediaan Obat Tradisional. Selain kegiatan akademik, penulis

juga pernah mengikuti beberapa kegiatan non-akademik, yaitu sebagai anggota

Badan Perwakilan Mahasiswa Fakultas (BPMF) Farmasi, panitia pelepasan

wisuda, dan panitia sumpahan apoteker.