Tugas Kimia Organik 2

Isolasi Asam Sinamat

Latar Belakang

Pada hakekatnya kimia bahan alam merupakan pengetahuan yang telah dikenal sejak peradaban manusia tumbuh. Contoh yang dapat segera diketahui adalah pembuatan bahan makanan, pewarnaan benda, obat-obatan atau stimulan dan lain-lain. Berbagai cara analisis preparative atau pemisahan telah ditemukan dan dikembangkan seperti metoda kromatografi yang meliputi kromatografi kertas, kromatografi kolom, kromatografi lapis tipis, kromatografi cair bertekanan tinggi dan sebagainya. Metoda tersebut memungkinkan untuk mengisolasi senyawa-senyawa yang jumlahnya sangat kecil.

Sediaan bahan alam sebagai warisan budaya nasional bangsa Indonesia dirasa cukup berperan dalam pola kehidupan masyarakat dari sisi kesehatan maupun perekonomian. Masyarakat terbiasa menggunakan sediaan obat bahan alam dalam pemanfaatannya bagi kesehatan. Disisi lain banyaknya dampak negatif penggunaan bahan-bahan sintetik menyebabkan kecenderungan masyarakat kembali ke bahan alam sebagai alternatif utama dalam pengobatan dan pemeliharaan kesehatan dan kecantikan.

Metil sinamat yang merupakan turunan dari asam sinamat dan merupakan senyawa dari bahan alam yang biasa digunakan sebagai anthelmitik dalam bidang kesehatan dan bahan tambahan dalam pembuatan lotion, detergen, sabun mandi dan shampo. Metil sinamat dapat diperoleh dari isolasi tanaman Laja gowah (Alpinia Malaccensis). Oleh karena itu, pentingnya diadakan percobaan ini adalah dapat mengetahui teknik isolasi suatu senyawa dari bahan alam, dalam hal ini adalah asam sinamat dan dapat mengetahui kegunaan lain dari senyawa asam sinamat. 

Tujuan Percobaan

-          Mengetahui fungsi penghalusan ukuran sampel yaitu, kemenyan.

-          Mengetahui fungsi penambahan n-heksan pada percobaan.

-          Mengetahui fungsi penambahan H₂SO₄ hingga pH = 3.

Prinsip Percobaan

Pencarian senyawa asam sinamat dari kemenyan yang diisolasi dengan menggunakan teknik maserasi yang dilanjutkan dengan reaksi penggaraman dengan NaOH alkoholis hingga terbentuk Na-sinamat lalu dihidrolisis dengan H₂SO_4(p)  pada p=3 hingga terbentuk asam sinamat.

Landasan Teori

            Simplisia dibedakan menjadi simplisia nabati, hewani, mineral. Simplisia adalah bahan alamiah yang digunakan sebagai obat yang belum mengalami pengolahan apapun juga dan kecuali dinyatakan lain simplisia merupakan bahan yang telah dikeringkan. Simplisia dapat berupa simplisia nabati, simplisia hewani, dan simplisia pelican atau mineral. Simplisia nabati adalah simplisia yang berupa tanaman utuh, bagian tanaman atau eksudat tanaman. Simplisia hewani adalah simplisia yang berupa hewan utuh, bagian hewan atau zat-zat yang berguna dihasilkan oleh hewan dan belum berupa zat kimia murni. Simplisia pelican atau mineral adalah simplisia yang berupa bahan pelican atau mineral yang belum diolah atau telah diolah dengan cara yang sederhana dan yang belum berupa zat kimia murni.

Penyarian merupakan pemindahan massa zat aktis yang semula berada di dalam sel, ditarik oleh cairan penyari sehingga zat aktif larut dalam cairan penyari. Penyarian pada umumnya akan bertambah baik bila permukaan serbuk simplisia yang bersentuhan dengan penyari semakin luas. Penyarian dilakukan pada beberapa sel yang dindingnya telah pecah, proses penyarian pada dindingnya  masih utuh, zat aktif yang terlarut dalam cairan penyari untuk dari sel, harus melewati dinding sel. Tujuan penyarian yaitu mendapatkan zat-zat berkhasiat untuk pengobatan sebanyak mungkin supaya lebih mudah digunakan daripada simplisia awal.

Asam sinamat diperoleh dari fenilalanin berdasarkan eliminasi amonia secara enzimatik dilanjutkan dengan hidroksilasi aromatik dan metilasi. Mula pertama dipercayai bahwa biosintesis melalui jalan asam fenil piruvat yang direduksi dan didehidrasi, tetapi saat asam sinamat ditemukan terlihat bahwa dapat mengeliminasi amonia secara langsung dari asam amino, maka jalan tersebut dinyatakan sebagai reaksi berkesinambungan eleminasi -a,b dengan adanya pusat basa pada enzim yang mengikat b-proton.

Eliminasi terjadi yang paling tepat secara stereoelektronik adalah konformasi trans – planar dengan pelepasan pro – 35 hidrogen yang langsung menghasilkan asam trans – sinamat. Reaksi analog dengan eliminasi Hoffmann. Penemuan fenilalanin amonialiase, PAL, mengungkap bahwa reaksi adalah dapat balik yang berarti bahwa readisi amonia harus langsung berlawanan terhadap polaritas ikatan rangkap. Penghambat kimia enzim dilakukan dengan pereaksi karbonil seperti natrium sianida dan natrium borohida. Reduksi enzim dengan natrium borohida yang mengandung tritium pada serangkaian hidroksialanin dengan tritium menunjukkan pre dominan ke arah gugus metil. Pengamatan tersebut menyatakan bahwa bagian aktif dari enzim adalah gugus amino serin membentuk basa schiff dengan sub unit lain enzim yang diaktivasi oleh proton dan menghasilkan eliminasi air. Karbon β-sisa dehidroalanin bereaksi dengan nukleofil sesuai dengan reaksi tipe michael, seperti ion hidrida dari natrium borohidria atau ion sianida yang meredam aktivitasnya.

Gugus amonia substrat terikat dengan cara yang sama pada sisa dehidroalanin dan keadaan lain ini dapat menunjukkan kemampuannya sebagai gugus pergi (leaving group).

Pemendekan rantai samping asam sinamat oleh b - oksidasi merupakan salah satu jalan utama untuk menghasilkan asam benzoat. Waktu yang tepat terjadinya hidroksilasi aromatik sangat bervariasi biasanya tergantung tanaman. Hidroksilasi lebih efektif pada tingkat C₆C₃ daripada tingkat C₆C₁ pada tanaman yang tinggi. Pada dasarnya, kita dapat sampai pada asam vanilat, baik melalui jalan yang panjang asam koumarat ® asam kafeat ® asam ferulat

atau melalui

asam koumarat ® p-OH-benzoat ® asam protokatekuat. Juga ada jalan pendek menjadi asam benzoat terhidroksilasi. Dehidrasi dan dehidrogenasi asam 3 – dehidro shikimat langsung menghasilkan asam protokatekuat dan asam gallat.

Telah diperoleh bahwa glukosa yang berlabel merupakan prekursor yang lebih baik untuk asam gallat daripada fenilalanin berlabel Geranium Pyrenaicum. Pada sisi lain fenilalanin mengalami metabolisme lebih efektif bila dibandingkan dengan glukosa menjadi asam gallat dalam Rhuss typhina. Berdasarkan hal tersebut, maka diusulkan bahwa perubahan fenilalanin ® asam sinamat ® asam p-OH-sinamat ® asam kafeat ® asam 3, 4, 5 trihidroksi sinamat ® asam gallat merupakan jalan yang sesuai. Pada sisi lain, Epicoccum nigrum menghasilkan asam gallat dari asam orilinat melalui pintas poliketida dengan cara dekarboksilasi dan oksidasi.

Asam sinamat dan benzoat kebanyakan terdapat sebagai ester glikosida karbohidrat, flavanoid, dan asam hidroksi karboksilat. Asam 3 – kafeoilquinat (asam klorogenat) telah diisolasi oleh Payen pada tahun 1846 dalam bentuk kristal dari kopi yang ternyata senyawa itu terdapat sebagai metabolit ynag umum dalam tanaman.

Asam vanilat biasanya terdeteksi dalam urine mamalia. Senyawa tersebut diperoleh secara biosintesis dari adrenalin. (Sastrohamidjojo, 1996)

Reaksi-reaksi kondensasi dari aldehida aromatik

1.        Reaksi Claisen – Schmidt

Kalau campuran benzaldehida dengan aldehida/keton alifatik atau campuran ditambah alkali maka akan terjadi kondensasi atau menghasilkan aldehida tidak jenuh.

2.        Reaksi Perkin

Benzaldehida bereaksi dengan anhidrida asam asetat dengan adanya Na-asetat sebagai katalisator, membentuk asetil asam sinamat.

Senyawa ini bila dihidrolisa dengan adanya Na₂CO₃ akan pecah menjadi Na-asam sinamat dan Na-asetat

            Dalam reaksi perkin ini, karboanion diperoleh dengan menghilangkan ataom H-α dari suatu molekul anhidra asam dan disini anion asam yang bersangkutan bertindak sebagai basa yang diperlukan; penerima karbonil cukup baik bersesuaian dengan aldehida aromatik. Produknya berupa asam tak-jenuh-αβ; sebagai contoh adalah asam 3-fenilpropenoat (asam sinamat) dari PhCHO/(MeCO₂)₂O/MeCO₂ berlebih pada 140 °C :

            Karboanion menyerang karbon karbonil dari aldehida dengan cara yang umum, menghasilkan anion dioksida. Pada gugus asetil dalam anion ini berlangsung pengalihan dalam dari atom oksigen karboksil menjadi atom oksigen aloksi lewat zat antara siklik. Sehingga membentuk jenis yang lebih mantap. Penghilangan H-α dari anion ini oleh MeCO₂^(-) mengakibatkan lepasnya gugus pergi  yang lebih baik dari posisi –β  yang bersebelahan menghasilkan anion asam tak jenuh –αβ. Perlakuan terhadap campuran reaksi dengan asam encer menghasilkan produk.

            Beberapa pendukung untuk mekanisme ini dinyatakan oleh pengamatan bahwa pada reaksi dengan anhidrida yang berbentuk (R₂CHCO)₂O, dimana tidak ada H-α untuk dipindahkan ke dalam zat antara yang berkaitan pada atom oksigen aloksi, dimungkinkan untuk memisahkan analog sebagai produk akhir yang sebenarnya dari reaksi ini. (Sykes . 1989)

Metodologi

Alat – Alat

Hot plate, Neraca analitik, Kaca arloji, Gelas ukur,Gelas kimia, Batang pengaduk, Stirer magnetic, Statif,Klem, Panci kecil, Ember, Penyumbat gabus, Kondensor bola, Labu alas bulat, Pompa, Selang, Corong pisah, Pipet tetes, Alumunium foil

Bahan – Bahan

Kemenyan, Etanol 70 %, Etanol 95 %, Es batu, Vaseline, Akuades, NaOH, H₂SO₄, n-heksan, Indikator universal, Lem kertas, Tissu

Prosedur Percobaan

-          Ditumbuk kemenyan hingga halus.

-          Dimaserasi selama seminggu dengan etanol 70 %.

-          Disaring, residu dibuang dan filtratnya diambil.

-          Ditimbang NaOH sebanyak 15 gram.

-          Ditambahkan etanol 95 % sebanyak 100 mL.

-          Diaduk dengan magnetik stirer hingga larut sempurna.

-          dicampur larutan NaOH dengan ekstrak kemenyan di dalam labu alas bulat.

-          Direfluks campuran tersebut selama 2 jam.

-          Dipindahkan campuran tersebut ke dalam gelas kimia lalu dipanaskan hingga etanol menguap.

-          Didinginkan.

-          Dimasukkan campuran tersebut ke dalam corong pisah.

-          Ditambahkan 25 mL akuades.

-          Ditambahkan lagi 25 mL n-heksan.

-          Dikocok selama 15 menit.

-          Didiamkan hingga terbentuk dua fase.

-          Dibuka kran corong pisah dan diambil lapisan bawahnya.

-          Lapisan bawahnya ditambahkan H₂SO₄ sedikit demi sedikit hingga pH=3.

-          Didiamkan lalu disaring

-          Didinginkan filtratnya dalam es yang diberi garam hingga terbentuk kristal asam sinamat.

-          Ditimbang kristal asam  sinamat yang terbentuk.

Pembahasan

            Percobaan isolasi asam sinamat diawali dengan penumbukkan sampel yaitu kemenyan. Penumbukan ini bertujuan untuk mempermudah dalam penyarian ekstrak pada sampel karena semakin kecil ukuran sampel maka total luas permukaannya semakin besar. Lalu kemenyan dimaserasi dengan alkohol 70 % selama 1 minggu. Setelah itu disaring dimana filtratnya diambil untuk proses selanjutnya dan residu dibuang. Lalu ditimbang NaOHsebanyak 15 gram dan ditambahkan etanol 95 % sebanyak 100 mL, dimasukkan magnetik stirer hingga NaOH larut sempurna. Lalu larutan NaOH dicampur dengan ekstrak kemenyan di dalam labu alas bulat. Lalu dirangkai alat untuk merefluks campuran tersebut. Campuran tersebut direfluks selama 2 jam dimana terjadi perubahan warna pada larutan dari coklat muda ke coklat tua. Campuran tersebut dipindahkan ke gelas kimia untuk dipanaskan lagi sehingga pelarutnya yaitu etanol menguap dan volume larutan berkurang. Lalu campuran didinginkan. Setelah itu campuran tersebut dipindahkan ke dalam corong pisah lalu ditambahkan 25 mL akuades dan 25 mL n-heksan. Lalu dikocok selama 15 menit. Penambahan akuades disini berfungsi untuk memisahkan garam sinamat yang terbentuk dari reaksi penggaraman NaOH. Dan n-heksan berfungsi untuk memisahkan pengotor-pengotor dan senyawa lain yang bersifat nonpolar. Setelah dikocok didiamkan selama 15 menit hingga terbentuk 2 fase. Lapisan atas merupakan pelarut n-heksan dan senyawa-senyawa bersifat nonpolar sedangkan lapisan bawah adalah pelarut air dan garam sinamat. Lalu dibuka kran corong pisah dan diambil lapisan bawahnya. Lalu lapisan bawahnya ditambahkan H₂SO₄ sedikit demi sedikit sambil dites dengan indikator universal hingga pH=3, setelah penambahan H₂SO₄ ini larutan berubah warna menjadi coklat muda. Adapun fungsi dari penambahan H₂SO₄ adalah untuk menghidrolisis garam sinamat menjadi asam sinamat dan digunakan pH=3 karena pada pH inilah garam sinamat dapat terhidrolisis  secara sempurna, jika diatas 3 maka hidrolisis terjadi tapi tidak terbentuk asam sinamat dan jika dibawah 3 maka yang terbentuk bukanlah asam sinamat tetapi asam benzoat. Hidrolisis didini adalah pemecahan suatu senyawa menjadi senyawa yang lebih sederhana oleh air yang teraktivasi oleh adanya penambahan asam, basa ataupun enzim, dalam hal ini H₂SO₄. Setelah itu larutan didinginkan dalam es batu yang diberi garam hingga terbentuk kristal asam sinamat. Namun pada percobaan tidak ada kristal asam sinamat yang terbentuk. Hal ini kemungkinan disebabkan karena terjadi kesalahan saat percobaan. Faktor kesalahan yang terjadi pada percobaan antara lain :

-          Kesalahan dalam proses pengocokan untuk memisahkan garam sinamat dari senyawa-senyawa dan pengotor yang bersifat nonpolar.

-          Kesalahan dalam penambahan H₂SO₄ sehingga pH larutan diatas/dibawah 3

-          Kesalahan dalam proses refluks, pemanasan yang dilakukan berlebihan.

Asam sinamat merupakan turunan dari asam shikimat yang memiliki sifat antara lain :

-          Senyawa nonpolar

-          Memiliki gugus benzen

-          Bersifat aromatik

-          Kristalnya memiliki karakteristik berwarna putih, halus dan berhidrat

-          Dapat dioksidasi menjadi asam benzoat

-          Diperoleh dari fenilalanin berdasarkan eliminasi amonia secara enzimatik dilanjutkan dengan hidroksilasi aromatik dan metilasi.

 Asam sinamat dan turunannya memiliki kegunaan antara lain :

-          Sebagai bahan obat diuretika

-          Sebagai bahan tambahan untuk industri pembuatan kosmetik seperti lotion, deodorant, detergen, sampo dan sabun

-          Sebagai bahan dalam industri pembuatan obat cacing

Asam sinamat banyak terkandung dalam tanaman sebagai berikut :

-          Kencur

-          Serai

-          Kemenyan

-          Temu kunci

-          Daun tempuyung

-          Kayu manis

Cara isolasi senyawa bahan alam antara lain :

-          Perkolasi, adalah teknik pencarian suatu senyawa dalam suatu bahan dengan cara mengalirkan suatu pelarut yang sesuai sehingga diperoleh ekstrak dari bahan tersebut.

-          Maserasi, adalah teknik pencarian suatu senyawa dalam suatu bahan dengan merendam bahan tersebut dengan menggunakan pelarut yang sesuai dalam waktu yang cukup lama.

-          Ekstraksi, adalah suatu proses pemisahan sustansi atau zat dari campurannya dengan menggunakan pelarut yang sesuai.

Berdasarkan bentuk campuran yang diekstraksi dibedakan menjadi :

1.      Ekstraksi padat – cair, dimana zat yang diekstraksi terdapat dalam campuran yang berbentuk padatan.

2.      Ekstraksi cair – cair, dimana zat yang diekstraksi terdapat dalam campuran yang berbentuk cair, biasa juga disebut sebagai ekstraksi pelarut

Menurut proses pelaksanaannya, ekstraksi dibedakan menjadi ekstraksi berkesinambungan (kontinyu) dan bertahap

1.      Ekstraksi kontinyu/pelarut yang sama digunakan secara berulang sampai proses ekstraksi selesai

2.      Ekstraksi bertahap, setiap kali ekstraksi selalu digunakan pelarut yang baru sampai proses ekstraksi selesai.

Refluks adalah pereaksian campuran denan menggunakan titik didih pelarut, dalam prosesnya dibantu dengan magnetik stirer.

Fungsi etanol 70 % adalah digunakan dalam proses maserasi. Etanol 70 % dapat mengikat semua ekstrak yang terkandung dalam sampel yang telah dihaluskan baik yang bersifat nonpolar maupun bersifat polar karena kadar airnya yang cukup tinggi. Sedangkan fungsi etanol 95 % dalam proses penggaraman adalah untuk mengikat asam sinamat dalam sampel menjadi garam sinamat. Selain itu dalam pembentukan garam harus digunakan air seminimal mungkin, sehingga digunakan etanol 95 % karena kandungan airnya yang lebih sedikit.

Digunakan H₂SO_4(p) karena asam ini lebih bersifat stabil dan hasil sampingnya tidak terlalu berbahaya sedangkan jika digunakan HCl, hasil reaksinya akan dilepaskan gas klorin yang bersifat racun dan korosif. Demikian pula dengan HNO₃, HNO₃ merupakan oksidator kuat dan hasil reaksinya berupa gas NO₂ yang bersifat racun.

Kandungan kemenyan antara lain saponin, flavonoid dan polifenol.

Perbedaan reaksi penetralan dengan reaksi penggaraman adalah reaksi penetralan pasti menghasilkan garam dan diakhir kesetimbangan diperoleh pH netral. Misalnya reaksi antara asam kuat dan basa kuat dimana pada akhir kesetimbangan diperoleh garam netral dan air dan reaktan habis bereaksi. Sedangkan reaksi penggaraman adalah reaksi yang terjadi antara senyawa yang memiliki kekuatan asam dan basa yang berbeda. Misalnya reaksi antara asam kuat dan basa lemah amupun asam lemah dean basa kuat pada akhir kesetimbangan, walaupun kedua reaktan habis bereaksi, tidak diperoleh pH netral walaupun ada garam yang terbentuk.

NaOH dilarutkan dalam alkohol karena lkohol bersifat semipolar sehingga NaOH dengan asam sinamat yang bersifat nonpoloar dari ekstrak kemenyan dapat bereaksi membentuk garam sinamat dalam 1 media pelarut yaitu etanol selain itu dilarutkan dalam alkohol agar kepolarannya mengikat sehingga menarik asam dan membentuk garam sinamat.

Kesimpulan

-          Fungsi penghalusan pada sampel (kemenyan) adalah agar semua ekstrak dari kemenyan dapat tertarik oleh pelarut. Akibat dari luas total permukaan yang lebih besar karena adanya penumbukan/penghalusan kemenyan, etanol dapat lebih mudah menarik ekstrak dari kemenyan tersebut.

-          Fungsi penambahan n-heksan dalam percobaan adalah untuk memisahkan senyawa-senyawa dan pengotor yang bersifat nonpolar sehingga terpisah dari garam sinamat yang terbentuk.

-          Fungsi penambahan H₂SO₄ hingga pH=3 adalah untuk menghidrolisis garam sinamat menjadi asam sinama

Referensi

Anonim. 2010. http: etd.eprints.ums.ac.id/2231/1/k100030231.pdf

Respati Ir. 1986. Pengantar Kimia Organik Jilid 1. Jakarta : Aksara Baru

Sastrohamidjojo, H. 1996. Sintesis Bahan Alam. Yogyakarta : UGM – Press

Sykes, Peter. 1989. Penuntun Mekanisme Reaksi Kimia Organik. Jakarta : PT. Gramedia

Tugas KImia Organik 2

Pembuatan Etil Asetat

Latar Belakang

Lebih dari sejuta senyawa terdiri dari gabungan karbon dengan hidrogen, oksigen, nitrogen, atau  beberapa unsur tertentu keseluruhan senyawa tersebut merupakan bagian dari kimia organik. Unsur karbon sangat istimewa karena memiliki kemampuan untuk mengadakan ikatan kovalen yang kuat dengan sesamanya. Atom-atom karbon dapat membentuk rantai lurus, bercabang atau berbentuk cincin. Kemungkinan penyusunan ikatan yang tak terhingga dengan atom lain oleh atom karbon menyebabkan tingginya keanekaragaman senyawa tersebut.

Senyawa organik yang menunjukkan sifat keasaman yang cukup besar dan banyak sekali ditemukan di alam adalah karboksilat. Senyawa ini mempunyai rumus umum RCOOH dimana COOH adalah gugus fungsi yang menunjukkan sifat keasaman sedangkan R dapat berupa hidrogen, alkil, atau aril. Contoh asam karboksilat yang banyak dijumpai di alam adalah asam asetat dan asam butanoat yang menyebabkan bau tengik dan rasa asam dari mentega.

Ester merupakan turunan dari senyawa asam karboksilat yang banyak terdapat di alam dan memiliki aroma khas. Ester dapat dihasilkan melalui reaksi antara asam karboksilat dengan  alkohol yang dikenal dengan nama esterifikasi dan biasanya menggunakan katalis asam. Reaksi akan berlangsung dengan baik jika direfluks bersama sedikit asam sulfat. Oleh karena itu, pentingnya diadakan percobaan ini adalah dapat mengetahui dan memahami proses pembuatan suatu ester dari reaksi antara asam karboksilat dengan alkohol.

Etil asetat merupakan senyawa organik dengan rumus molekul C₂H₅COOCH₃. Senyawa ini berwujud cairan yang tak berwarna, bersifat polar, tidak beracun dan memiliki aroma yang khas. Senyawa ini banyak digunakan sebagai pelarut yang umum misalnya pada industri lem. Oleh karena itu, penting dilakukan percobaan ini agar dapat mengetahui cara pembuatan etil asetat. 

Tujuan

-        Mengetahui volume destilat yang diperoleh

-        Mengetahui karakteristik etil asetat yang diperoleh

-        Mengetahui reaksi yang digunakan dalam proses pembuatan etil asetat

-        Mengetahui fungsi penggunaan natrium karbonat pada percobaan

Prinsip

Prinsip percobaan ini adalah pembuatan senyawa etil asetat yang didasarkan pada reaksi esterifikasi yaitu merefluks sebuah asam karboksilat dengan etanol dengan menggunakan katalis asam yaitu H₂SO₄. Kemudian didestilasi dengan suhu 70-75^oC agar etil asetat terpisah dari campurannya. Kemudian destilat yang diperoleh di netralkan Na₂CO₃ agar pHnya netral.

Landasan Teori

Senyawa organik yang menunjukkan sifat keasaman yang cukup besar dan banyak sekali di alam adalah asam karboksilat. Senyawa ini memiliki rumus umum RCOOH, dimana –COOH adalah gugus karboksilat yang menandai sifat keasaman sedangkan R dapat berupa hidrogen, gugus alkil, atau gugus Anl.  

Senyawa karboksilat sangat banyak dijumpai di alam, sebagai contoh adalah asam asetat (CH₃COOH) dan asam butanoat (CH₃CH₂CH₂COOH), asam butanoat merupakan penyebab  bau tengik dan rasa asam pada mentega, asam heksanoat CH₃(CH₂)₄COOH, suatu aroma khas yang dikeluarkan oleh domba. Senyawa lain seperti asam kolat merupakan komponen utama pada empedu manusia, asam ini merupakan asam alifatik rantai panjang yang merupakan prekursor senyawa lemak atau lipid (Riswiyanto. 2008)

Seperti alkohol, asam karboksilat dapat membentuk ikatan hidrogen dengan sesamanya. Bahkan dimer (pasangan asam karboksilat yang berikatan hidrogen) dapat dijumpai dalam keadaan gas dari asam yang berbobot molekul rendah.

Karena adanya ikatan hidrgen, titik didih dan titik leleh asam karboksilat lebih tinggi dibanding senyawa lain yang bobot molekulnya sama. Semua asam karboksilat aromatik dan  asam dikarboksilat adalah padatan kristal pada suhu kamar.

Gugus karboksil dalam asam  bersifat polar dan mudah berikatan hidrogen dengan molekul air. Asam format, asetat, propionat dan butirat bercampur sempurna dengan air, tetapi kelarutan asam karboksilat yang berbobot molekul lebih besar, berkurang dengan tajam. Asam lemak amat menarik karena panjangnya ekor hidrokarbon yang nonpolar  dan gugus karboksil yang polar. Bila sedikit asam lemak dijatuhkan ke permukaan air, senyawa tersebut menyebar membentuk lapisan ekamolekul, yaitu lapisan setipis satu molekul asam. (Wilbraham, 1992).

Ester, salah satu dari kelas-kelas senyawa organik yang sangat berguna dapat diubah menjadi aneka ragam senyawa lain. Ester lazim dijumpai dalam alam, lemak dan lilin adalah ester. Ester juga digunakan untuk polimer sintetik Dacron misalnya, adalah suatu poliester.

Ester atsiri menyebabkan aroma yang sedap dalam buah dan parfum. Cita rasa buah alamiah merupakan ramuan rumit bermacam-macam.

Citarasa buah sintetik biasanya hanya merupakan ramuan sederhana dari berbagai ester dengan beberapa ester yang lain; oleh  karena itu, citarasa sntetik jarang dapat menyamai citarasa alamiah yang sesungguhnya. (Fessenden. 1982).

            PEMBUATAN ESTER : ESTERIFIKASI FISCHER

            Jika suatu asam karboksilat dan alkohol dan katalis asam (biasanya HCl atau H₂SO₄), dipanaskan, terdapat kesetimbangan dengan ester dan air.

Proses ini dinamakan esterifikasi fischer,  yaitu berdasarkan nama Emil Fischer, kimiawan organik abad 19 yang mengembangkan metoda ini. Walaupun reaksi ini adalah reaksi kesetimbangan dapat juga digunakan untuk membuat ester dengan hasil yang tinggi dengan menggeser kesetimbangan ke kanan. Hal ini dapat dicapai dengan beberapa teknik. Jika harga alkohol atau asam, murah, dapat digunakan jumlah berlebihan. Cara lain ialah dengan memisahkan ester dan/atau air yang terbentuk (dengan penyulingan) sehingga menggeser reaksi ke kanan. (Hart. 1983).

            Mari kita ambil contoh yang khas. Jika asam salsilat dan metil alkohol bereaksi, hasilnya ialah metil salsilat

Metil salsilat, yang juga disebut minyak gandapura digunakan untuk membentuk cita rasa dan dalam obat  gosok untuk mengurangi nyeri otot. Beberapa cara digunakan untuk mengganggu kesetimbangan reaksi tersebut agar hasil produksinya meningkat. Reaksi esterifikasi dapat digeser ke arah reaksi sempurna jika digunakan salah satu pereaksi (asam atau alkohol) secara berlebihan, atau air yang  terbentuk dibuang dari campuran reaksi.

            Produksi ester secara industri dilakukann dengan mereaksikan anhidrida asam dengan alkohol. Ester penting yang dibuat dengan cara ini adalah asetil salsilat atau aspirin. Asam asetil salsilat dibuat dari anhidrida asetat dan asam salsilat :

 Seperti hal nya hidrolisis anhidrida asetat, ini juga reaksi asilasi. Bedanya, penerima gugus asetil adalah alkohol, bukan air. Asam salsilat adalah asam nekafungsi, karena adanya gugus hidroksil dan karboksil dalam satu molekul ini berarti bahwa senyawa tersebut dapat bereaksi sebagai asam atau alkohol, bergantung pada pereaksi lainnya. Dalam pembentukan metil salsilat, asam salsilat bertindak sebagai asam sehingga reaksi berlangsung pada gugus karboksil. Dalam pembuatan aspirin, asam salsilat bertindak sebagai alkohol dan reaksinya dengan anhidrida asetat berlangsung pada gugus hidroksil. Aspirin adalah antipiretika (penurun demam) dan analgetika (penawar nyeri). Aspirin biasanya dijual sebagai garam natriumnya, yaitu natrium asetil salsilat. Polimer dari ester disebut juga poliester, dianggap penting secara industri karena kegunaannya dalam pembuatan asetat tiruan.

PENYABUNAN DAN AMONOLISIS ESTER

Hidrolisis basa suatu ester dikenal dengan istilah penyabunan, karena jenis reaksi ini digunakan dalam pembuatan sabun dari lemak.

Penyabunan sangat berguna untuk menguraikan ester-ester yang tidak diketahui, antara lain hasil-hasil alam, menjadi bagian-bagian lebih kecil untuk memudahkan penetapan strukturnya.

Asam karboksilat dapat diubah menjadi turunan-turunannya, yaitu dengan mengganti bagian hidroksil gugus karboksil dengan macam-macam gugus. Ester dan amida banyak terdapat di alam. Tetapi anhidrida dari asam karboksilat tidak umum terdapat di alam, sedangkan asil halida adalah ciptaan laboratorium.

Ester diturunkan dari asam dengan mengganti gugus OH dengan gugus OR. Ester diberi nama seperti penamaan pada garam.

Perhatikan bahwa bagian R dari gugu OH disebutkan dahulu, diikuti dengan nama asam yang berakhiran –at. Tidak kurang dari 53 ester ditemukan dari buah pear. Campuran ester juga digunakan dalam essense buatan. (Hart. 1983).

Metodologi

Alat-alat

Neraca analitik, Kaca arloji, Spatula, Erlenmeyer, Gelas kimia, Pipet tetes, Hot plate, Heat mantle, Batang pengaduk, Labu leher dua, Pendingin Liebig, Selang, Pompa, Ember, Termometer, Kondensor bola, Panci, Corong kaca, Magnetic stirer, Gelas ukur, Labu alas bulat, Statif + klem, Cutter, pH universal.

Bahan-bahan

CH₃COONa, Alkohol 95%, H₂SO_{4 (p),} Batu didih, Na₂CO_3, Kertas saring, Tisu, Plastik hitam, Gelang karet, Sumbat gabus.

Prosedur Percobaan

-        Ditimbang 10 gram CH₃COONa

-        Ditambahkan 100 mL C₂H₅OH 95%

-        Dipanaskan sambil distirer

-        Dicampur 50 mL C₂H₅OH 95% dan 10 mL H₂SO_{4 (p)} di dalam gelas kimia lain

-        Dipindahkan campuran CH₃COONa dan etanol 95% ke dalam labu alas bulat

-        Dirangkai alat refluks

-        Dimasukkan campuran etanol 95% dan H₂SO_{4 (p)}  melalui kondensor bola sedikit demi sedikit

-        Direfluks campuran selama 1 jam pada suhu 60-70^oC

-        Disaring, residu dibuang dan filtratnya diambil

-        Dimasukkan filtrat ke dalam labu berleher dua

-        Ditambahkan batu didih

-        Dirangkai alat destilasi

-        Didestilasi filtrat selama 1 jam pada suhu sekitar 70-75^oC

-        Dinetralkan destilat dengan Na₂CO₃

-        Diukur volume destilat dengan Na₂CO₃

-        Diukur volume destilat yang diperoleh.

Pembahasan

Etil asetat adalah senyawa organik dengan rumus CH₃CH₂COOCH₃. Senyawa ini merupakan ester dan etanol dan asam asetat. Senyawa ini berwujud cairan tak berwarna, memiliki aroma khas. Senyawa ini sering disingkat EtOAc, dengan Et mewakili gugus etil dan OAc mewakili asetat. Etil asetat memiliki sifat-sifat antara lain.

Sifat Fisik :

-        Volatil

-        Tidak beracun

-        Tidak higroskopis

-        Memiliki aroma yang khas

-        Massa molar: 88,12 g/mol

-        Titik lebur= -83,6^oC

-        Titik didih= 77,1^oC

Sifat Kimia :

-        Pelarut polar menengah

-        Dapat berikatan hidrogen dari donor ikatan hidrogen namun bersifat lemah

-        Dapat dihidrolis dalam keadaan asam atau basa menghasilkan asam asetat dan etanol kembali

Pada percobaan pembuatan etil asetat ini diawali dengan menimbang CH₃COONa sebanyak 10 gram lalu dicampur dengan etanol 95% 100 ml lalu distirer hingga homogen. Kemudian dimasukkan ke labu alas bulat dan dirangkai alat refluks. Di beaker gelas lain, diukur 50 ml etanol 95% dan 10 ml H₂SO_{4 (p)} lalu campuran ini dimasukkan kedalam labu alas bulat melalui kondensor bola yang bertujuan agar dapat mendinginkan campuran H₂SO_{4  (p)} dengan etanol 95% karena reaksi tersebut bersifat eksoterm. Setelah kedua larutan dicampurkan, campuran tersebut direfluks selama 1 jam pada suhu 60^oC. Setelah direfluks terbentuk terbentuk cairan berwarna putih dengan endapan berwarna putih. Campuran putih tersebut merupakan garam CH₃COONa dan endapan putih tersebut adalah hasil samping dari reaksi antara CH₃COONa dengan C₂HSOH yaitu NaOH yang tidak dapat larut dalam etil asetat. Lalu campuran disaring dimana filtratnya diambil dan residunya yang berwarna putih dibuang. Filtrat yang berwarna bening tersebut adalah etil asetat yang masih bercampur dengan pelarutnya sehingga harus dipisahkan lagi dengan destilasi. Kemudian dimasukkan kedalam labu berleher dua lalu di destilasi selama 1 jam pada suhu sekitar 70-75^oC karena di perkirakan pada suhu tersebut akan diperoleh fraksi etil asetat murni. Dalam proses destilasi ditambahkan batu didih yang berfungsi sebagai pemerata panas selama proses destilasi berlangsung sehingga pada labu berleher dua tidak terjadi ledakan (bumping). Setelah destilasi, destilat yang diperoleh di tambahkan Na₂CO₃ hingga pH destilat =7 yang di uji dengan indikator universal. Kemudian di ukur volume destilat yang diperoleh. Etil asetat yang diperoleh dari percobaan memiliki karakteristik berupa cairan berwarna bening dengan aroma yang khas dan mudah menguap.

Pada percobaan hanya diperoleh etil asetat sebanyak 1,8 ml. Hal ini disebabkan terjadi kesalahan. Faktor-faktor kesalahan antara lain :

-        Kesalahan dalam proses destilasi.

-        Dalam proses destilasi tidak dijaga 70-75^oC sehingga kemungkinan ada fraksi lain yang ikut bersama destilat sehingga etil asetat yang diperoleh tidak murni.

-        Terjadi kebocoran pada sumbat gabus sehingga etil asetat menguap.

-        Pada pendingin destilat yang tidak sempurna sehingga destilat yang diperoleh menguap terlebih dahulu.

Adapun fungsi bahan dan perlakuan dalam percobaan antara lain :

-        Etanol 95% berfungsi sebagai bahan baku dalam pembuatan etil asetat. Konsntrasi etanol 95% diharapkan dapat menggeser kesetimbangan kearah kanan sehingga produk/etil asetat yang diperoleh semakin banyak.

-        CH₃COONa berfungsi sebagai bahan baku dalam pembuatan etil asetat, penyedia oAt atau gugus asetat.

-        H₂SO_{4 (p)} berfungsi sebagai katalis  dalam percobaan.

-        Na₂CO₃ berfungsi untuk menetralkan destilat sehingga etil asetat yang terbentuk memiliki pH=7. Digunakan Na₂CO₃ karena garam ini bersifat basa yang mana hasil reaksinya tidak mempengaruhi produk. Hasil reaksinya berupa H₂CO₃ dan akan terurai menjadi H₂O dan CO₂.

-        Batu didih berfungsi sebagai pemerata panas pada proses destilasi.

-        Indikator universal berfungsi untuk menguji pH pada destilat.

-        Kertas saring berfungsi untuk memisahkan cairan hasil refluks dengan endapan putih yang terbentuk.

-        Es batu berfungsi untuk mendinginkan destilat agar tidak menguap pada suhu kamar.

-        Fungsi perlakuan pada percobaan antara lain :

-        Penimbangan dan pengukuran volume berfungsi untuk mengetahui massa dan volume zat secara akurat.

-        Penambahan Magnetik stirer berfungsi untuk mempercepat homogennya campuran.

-        Campuran direfluks pada suhu 60^oC. Berfungsi untuk mereaksikan campuran pada titik didih pelarutnya agar dapat bereaksi secara sempurna.

-        Penyaringan campuran berfungsi untuk memisahkan cairan dengan endapan putih setelah proses refluks.

-        Proses destilasi pada filtrat pada suhu 70-75^oC berfungsi untuk memisahkan fraksi etil asetat dari larutan karena diperkirakan pada suhu 70-75^oC akan diperoleh fraksi etil asetat murni.

-        Pendinginan dengan es batu pada destilat berfungsi agar destilat yang diperoleh tidak menguap pada suhu kamar.

-        Pengujian pH berfungsi untuk mengetahui pH pada destilat sehingga diperoleh  pH netral.

Selain  itu dalam percobaan tidak digunakanair karena akan terjadi reaksi bolak balik/reaksi reversible. Pada percobaan tidak digunakan pelarut air karena jika reaksi esterifikasi digunakan pelarut air reaksinya akan reversible. Air akan menghidrolisis ester menjadi etanol dan karboksilat kembali. Oleh karena itu, pada percobaan tidak digunakan air untuk mencegah hidrolisis sehingga reaksi irreversible.

Kesimpulan

-        Volume destilat yang diperoleh adalah 1,8 mL.

-        Karakteristik etil asetat yang diperoleh pada percobaan adalah berupa cairan berwarna bening dengan bau yang khas dan mudah menguap.

-        Reaksi yang  digunakan dalam proses pembuatan etil  asetat ini adalah reaksi esterifikasi yaitu reaksi pembentukan ester dengan mereaksikan secara langsung suatu asam karboksilat dengan alkohol dengan katalis asam.

-        Fungsi Natrium karbbonat adalah untuk memisahkan kadar air dan asam  sulfat yang terdapat pada etil asetat, selain itu untuk menetralkan etil asetat yang terbentuk.

Referensi

Fessenden. 1982. Kimia Organik Jilid 2. Jakarta : Erlangga.

Hart, Harold. 1983. Kimia Organik. Jakarta : Erlangga.

Riswiyanto. 2008. Kimia Organik. Jakarta : Erlangga.

Wilbraham, A.C. 1992. Pengantar Kimia Organik dan Hayati. Jakarta : Erlangga.