Jumat, 08 Februari 2013

TUGAS KIMIA ORGANIK 2

Pembuatan Eugenol


Latar Belakang
Minyak atsiri merupakan penyebab wangi, harum atau bau yang khas pada tumbuhan. Secara ekonomi senyawa tersebut penting sebagai dasar wewangian alam dan juga untuk rempah-rempah serta sebagai cita rasa di dalam industri makanan. Pada minyak atsiri yang bagian utamanya terpenoid, biasanya terpenoid itu terdapat pada fraksi yang tersuling uap.
Minyak atsiri banyak terdapat  di bunga, buah, daun, dan akar dari berbagai tumbuhan yang bersifat mudah menguap dan berbau harum. Minyak atsiri merupakan campuran beberapa senyawa yang biasanya terdiri dari sekitar 25 senyawa. Sebagian besar komponen minyak atsiri merupakan senyawa yang terdiri dari hidrogen dan karbon atau hidrogen, karbon dan oksigen. Yang bersifat non aromatik, senyawa ini disebut terpenoid. Disamping itu minyak atsirijuga mengandung komponen aromatik, seperti eugenol sebagai komponen utama minyak cengkeh.
Minyak cengkeh memiliki banyak manfaat diantaranya untuk keperluan industri farmasi atau obat-obatan, industri wewangian untuk bahan pembuatan parfum dan bahan untukpembuatan vanilin sintesis yang banyak digunakan dalam industri makanan dan minuman. Eugenol yang terkandung pada minyak cengkeh merupakan syarat sukses  dari penggunaan minyak cengkeh tersebut. Oleh karena itu pentingnya diadakan percobaan ini adalah dapat mengetahui proses isolasi senyawa eugenol dari tanaman cengkeh serta dapat menjelaskan tahapan-tahapan dari isolasi senyawa eugenol tersebut.

Tujuan
-          Mengetahui fungsi penumbukan pada cengkeh
-          Mengetahui volume dan % rendemen eugenol yang diperoleh
-          Mengetahui karakteristik eugenol yang diperoleh
-          Mengetahui manfaat dari senyawa eugenol

Prinsip
Pengambilan senyawa eugenol dari tanaman cengkeh dengan melakukan maserasi pada cengkeh sehingga diperoleh ekstraknya kemudian dilanjutkan dengan penggaraman dengan NaOH secara stoikiometri (perbandingan 1:1) sehingga terbentuk Na-eugenolat yang kemudian dihidrolisis dengan HCI(p) pada  pH=3, lalu penguapan pelarut hingga diperoleh senyawa eugenol.

Dasar  Teori
Fenol merupakan senyawa dengan gugus –OH yang terikat secara langsung pada cincin aromatik senyawa fenol  banyak terdapat didalam dan merupakan intermediet bagi industri untuk berbagai macam produk seperti adhesif dan antiseptik. Fenol sendiri dapat dipakai sebagai desinfektan dan diperoleh dari  tar-batubara. Beberapa contoh fenol adalah : Metil salisilat, didapat dari pohon menjalar di Amerika Serikat, Tirosin, asam amino yang terdapat  pada protein, eugenol, terdapat dalam minyak dari daun cengkeh, dan thymol (timol) terdapat dalam thyme.
Rumus umum fenol adalah ArOH, dimana Ar adalah fenil atau fenil tersubstitusi atau gugus fenil lain seperti haptil. Metil fenol sering disebut sebagai kresol. Kadangkala senyawa fenol dinamakan sebagai senyawa hidroksi. Banyak senyawa fenol menggunakan nama fenol sebagai nama induknya. Alkohol dan fenol dapat diubah menjadi eter dan ester, namun keduanya mempunyai sifat yang berbeda oleh karena itu keduanya tidak berada pada kelas yang sama.
Fenol (paling sederhana) merupakan cairan atau padatan yang meleleh pada temperatur rendah, karena adanya ikatan hidrogen senyawa fenol mempunyai titik didih yang tinggi. Fenol larut dalam air (9 gram per 100 gram air), tetapi sebagian besar turunan fenol tidak larut dalam air. Fenol merupakan senyawa yang bersifat agak asam. Sifat ini berbeda dengan alkohol yang mempunyai keasaman  hampir sama dengan air. Larutan basa (hidroksida) akan mengubah fenol menjadi garamnya, sedangkan larutan asam mineral akan dapat mengubah garamnya menjadi fenol kembali.
Sebagian senyawa fenol mepunyai harga Ka berkisar 10-10, sedangkan asam karboksilat berkisar 10-10 (Riswiyanto. 2008).
Berlawanan dengan alkohol, fenol-fenol adalah asam yang lebih kuat daripada air.  Fenol sendiri 10.000 kali lebih asam daripada air. (memang, nama lain fenol adalah asam karbolat dan larutan encer merupakan antiseptik dan desinfektan yang efektif).
Alasan utama mengapa fenol lebih asam dibandingkan dengan air dan alkohol ialah karena ion fenoksida dimantapkan dengan resonansi. Muatan negatif pada  hidroksida atau dioksida tetap tinggal pada atom oksigen, sedangkan pada ion fenoksida muatan ini dapat didelokalisasi pada posisi-posisi orto dan para pada cincin benzena melalui resonansi.
Karena bentuk-bentuk ini adalah pemantapan resonansi, ion fenoksida lebih mudah terbentuk dibandingkan dengan ion aloksida dan alkohol. Akibatnya keasaman fenol lebih besar daripada alkohol. Sejalan dengan itu, ion ion fenoksida adalah basa yang lemah daripada ion-ion hidroksida atau ion aloksida (Hart. 1983).

Cengkeh (Syzigium aromaticum L.)
Cengkeh termasuk jenis tumbuhan  perdu yang dapat memiliki batang pohon dan berkayu keras. Cengkeh mampu bertahan hidup puluhan bahkan ratusan tahun. Tingginya dapat mencapai 20-30 meter dan bahkan cabang-cabangnya cukup lebat. Cabang-cabang pada tumbuhan cengkeh tersebut pada umumnya panjang dan dipenuhi oleh ranting-ranting kecil yang mudah patah. Mahkota juga lazim disebut tajuk  pohon cengkeh berbentuk kerucut.
Daun cengkeh berbentuk bulat telur memanjang dengan bagian ujung dan pangkalnya mengurat, mempunyai ukuran lebar berkisar 7,5-12,5 cm. bunga dan buah cengkeh akan tumbuh pada ujung tangkai pendek serta bertandan. Pada saat masih muda daun cengkeh berwarna keungu-unguan, kemudian berubah menjadi merah apabila sudah tua, sedangkan bunga cengkeh kering akan berwarna coklat kehitaman dan berasa pedas sebab banyak minyak cengkeh.
Cengkeh berasal dari kepulauan Maluku. Diselundupkan untuk dibudidayakan di Malagasi dan Tanzania. Oleh para pedagang arab, ketika VOC memonopoli pedagang cengkeh Maluku. Sekarang cengkeh dibudidayakan hampir diseluruh indonesia, untuk mencukupi kebutuhan rokok kretek. Kuntum bunga cengkeh dapat dijual dalam bentuk kering utuh, serbuk oloresia atau minyak (clove oil). (Muljono. 1999).

Clove Oil
Clove oil merupakan hasil sulingan serbuk kuntum cengkeh kering. Memiliki pasaran luas dalam industri farmasi, penyedap makanan dan wewangian (untuk campuran Geranium, Bergamot, Cerawang,Cessie dan pewangi sabun). Aroma cengkeh ambon dianggap bermutu paling tinggi kandungan clove oil ialah eugenol (90%), eugenol acetate, metyl n-neptanyl alcohol, benzyl alcohol, metyl salicylate dan terpene canyo payllene. Kandungan ini tidak terdapat pada tangkai kuntum cengkeh yang sering digunakan sebagai pencampuran pada penyulingan minyak cengkeh.

Clove Leaf Oil
Pada tahun 1960 S.Arctander menyatakan bahwa minyak hasil sulingan daun minyak kering dan daun kayu manis mengandung unsur eugenol berkadar tinggi. Sejak pertengahan tahun 60-an, clove leaf oil (minyak daun cengkeh) mendapat pasaran luas. Ekspor minyak daun cengkeh ini berasal dari Malagasi dan Indonesia (sekitar 400 ton sampai 900 ton /tahun).
Dinegara industri, eugenol yang terkandung dalam minyak tersebut dipisahkan, digunakan untuk bahan baku obat, pewangi teknis, sabun serta detergen. Bahkan sekarang, meskipun terdapat keengganan dikalangan pemakai, clove leaf oil mulai mendapat pijakan di industri wewangian (Wahyu. 1999).

Minyak Cengkeh
Minyak cengkeh diperoleh dari bagian-bagian tertentu tanaman cengkeh, yaitu dari bunga, gagang, atau tangkai bunga dan daun cengkeh. Meskipun mniyak dapat dihasilkan dari ketiga tanaman cengkeh, yang dianggap bernilai ekonomi hanya yang berasal dari daunnya saja. Hal ini karena harga minyak yang berasal dari gagang dan daun tidak jauh berbeda.
Mutu Minyak Cengkeh
Komponen utama dalam minyak cengkeh adalah terpena dan turunannya. Sama dengan komponen yang terdapat dalam minyak atsiri lain. Terpena sangatlah penting dalam kegiatan industri komponen ini banyak digunakan dalam parfum, penyedap, obat-obatan, cat, plastik dan lain sebagainya. Menurut Venther kadar terpena dalam minyak cengkeh mencapai 70-90%. Terpena yang lainnya diantaranya berupa eugenol asetat dan caryophylene. Ketiga senyawa terpena tersebut menjadi komponen utama dalam penyusun minyak cengkeh dengan kadar total dapat mencapai 99% dari kandungan minyak atsirinya.
Proses Produksi Minyak Cengkeh
Konstruksi alat yang digunakan untuk memproduksi minyak cengkeh tidaklah berbeda dengan konstruksi alat yang digunakan untuk memproduksi minyak atsiri yang lain. Disarankan agar proses produksi minyak cengkeh dilakukan dengan penyulingan uap dan air.
Pada dasarnya proses penyulingan minyak cengkeh yang bahan bakunya berasal dari bunga maupun gagang adalah sama. Namun, karena yang dianggap lebih memiliki nilai ekonomi itu daunnya, maka perlu diperhatikan dalam.
Daun cengkeh yang akan disuling bukanlah daun yang masih hijau atau masih menempelpada pohonnya, tetapi daun cengkeh yang sudah merupakan “daun jatuhan” dari pohon. Selain harus kering, diusahakan agar daun tidak kotor dan masih utuh.
Minyak cengkeh yang baru disuling hampir tidak berwarna sampai berwarna kekuning-kuningan. Namun jika disimpan dalam jangka waktu lama, secara berangsur-angsur warnanya akan hilang dan berubah sampai akhirnya akan berwarna kegelapan. Sifat utama minyak cengkeh yaitu sangat membiaskan cahaya, berbau seperti cengkeh dan rasanya sangat pedas.

Kegunaan Minyak Cengkeh
Pemanfaatan minyak cengkeh cukup luas terutama untuk keperluan industri farmasi atau obat-obatan, industri wewangian (campuran minyak Geranium, Bergamot, Cerawan, Cassie dan pewangi sabun. Dan bahkan untuk pembuatan vanila sintesis yang banyak digunakan dalam industri makanan dan industri minuman (Ruslan. 1994).

Metodologi
 Alat dan Bahan
Alat-alat:
Gelas kimia, Lumpang dan alu, Pipet tetes, Gelas ukur, Corong pisah, Pipet volume, Balp, Statif + klem, Corong kaca, Botol kosong.
Bahan-bahan
Cengkeh, NaOH, Etanol 95%, HCI, pH universal, Dietil eter, Kertas saring, Aquades, Tissue, Plastik hitam, Gelang karet

Prosedur Percobaan
- Ditumbuk cengkeh hingga halus, pindahkan ke gelas kimia
- Ditambah etanol 95% 30 ml
- Ditutup dengan plastik hitam dan gelang karet
- Dimaserasi selama satu hari
- Disaring campuran cengkeh dan etanol 95%
- Dibuang residu dan diukur filtratnya
- Diambil 15 ml filtrat lalu dimasukkan kedalam corong pisah
- Ditambahkan 15 ml NaOH
- Diekstraksi selama 30 menit
- Didiamkan campuran selama 1 jam
- Dipisahkan lapisan bawahnya
- Ditambahkan dietil eter 20 ml
- Diekstraksi lapisan bawah dan dietil eter selama 20 menit
- Didiamkan hingga dua fase terpisah
- Diambil lapisan bawahnya lalu diukur pHnya
- Ditambahkan HCI (p) sambil diukur dengan indikator universal hingga pH=3
- Dipindahkan campuran kedalam corong pisah
- Dikocok selama 10 menit lalu didiamkan
- Diambil lapisan bawahnya
- Diuapkan pelarutnya diatas hot plate
- Diukur volume eugenol yang diperoleh

Pembahasan
Eugenol (C10H12O2) merupakan turunan gulakol yang mendapat tambahan rantai alil, dikenal dengan nama IUPAC 2-Metoksi-4- (2-propenil) fenol. Ia dapat dikelompokkan dalam keluarga ali benzena dari senyawa-senyawa fenol. Warnanya bening hingga kuning pucat kental seperti minyak cengkeh selain itu terdapat pula pada tanaman pala, kayu manis dan daun salam. Sifat-sifat dari eugenol antara lain:
-          Cairan
-          Berwarna kuning pucat kental seperti mniyak ataupun bening.
-          Dengan adanya alkali diubah menjadi isoeugenol yang pada proses oksidasi menghasilkan vanilin.
-          Oksidasi dengan kalium permanganat menghasilkan homovanilin.

Manfaat eugenol antara lain :
-          Digunakan dalam industri parfum, penyedap, minyak atsiri dan farmasi sebagai pencuci hama.
-          Komponen utama dalam industri rokok kretek.
-          Digunakan untuk membuat vanilin.
-          Campurannya dengan ZnO dipakai dalam kedokteran gigi.
-          Sebagai stabilisator dan antioksidan dalam pembuatan plastik dan karet.
-          Sebagai penyerap UV,  analgesik, antiseptik dan lain sebagainya.

Isolasi senyawa bahan alam adalah suatu cara atau metode yang digunakan untuk mengambil zat atau senyawa tertentu untuk kemudian diteliti lebih lanjut manfaatnya atau kegunaannya. Ada beberapa metode yang dapat digunakan untuk isolasi yaitu :
·                     Maserasi adalah metode pengisolasian dengan perendaman suatu simplisa  atau bahan dengan pelarut yang sesuai, biasanya  perendaman dilakukan dalam sehari atau bahkan lebih.
·                     Perkolasi merupakan metode isolasi dengan mengalirkan suatu pelarut pada suatu bahan sehingga pelarut  dapat menarik ekstrak dari bahan tersebut.
·                     Ekstraksi adalah proses  isolasi dengan menggunakan pelarut yang sesuai pada suatu bahan yang mengandung minyak, karena bahan yang diinginkan dari proses ekstraksi adalah minyak. Ekstraksi digolongkan menjadi tahapan kerja dan fase yang terlibat. Berdasarkan tahapan kerja digolongkan menjadi
-          Ekstraksi bertahap adalah ekstraksi dengan menggunakan pelarut yang baru sampai proses ekstraksi selesai. Contoh : Ekstraksi corong pisah.
-          Ekstraksi kontinyu, biasanya menggunakan pelarut yang sama sampai proses ekstraksi selesai, biasanya digunakan soklet.
Berdasarkan fase yang terlibat :
-          Ekstraksi cair-cair, bila zat yang diekstraksi terdapat dalam campuran yang berbentuk cair.
-          Ekstraksi padat-cair, bila zat  yang diekstraksi terdapat dalam campuran yang berbentuk padatan.
·                     Destilasi adalah metode pemisahan zat-zat dari campurannya berdasarkan perbedaan titik didih.
-          Destilasi sederhana, digunakan untuk memisahkan senyawa-senyawa yang titik didihnya berbeda jauh.
-          Destilasi fraksionasi, menggunakan kolom fraksionasi dalam pemisahan fraksi-fraksinya yang berdekatan titik didihnya.
-          Destilasi uap, digunakan untuk memisahkan senyawa dengan titik didih yang sangat tinggi.
Percobaan ini diawali dengan mengahaluskan cengkeh dengan cara menumbuk, hal ini dilakukan agar pelarut dapat lebih mudah mengekstrak cengkeh tersebut. Lalu cengkeh yang sudah halus ukurannya dimasukkan kedalam gelas kimia lalu ditambahkan etanol 95% sebanyak 30 ml lalu gelas kimia tersebut ditutup dengan plastik hitam dan gelang karet agar  kedap udara. Lalu didiamkan selama 1  hari. Setelah itu campuran tersebut disaring dimana residunya dibuang dan filtrat berwarna coklat jernih diambil dan diukur volumenya. Dari 18 ml ekstrak cengkeh diambil 15 ml lalu dimasukan ke corong pisah lalu ditambahkan 15 ml NaOH dan larutan menjadi coklat keruh. Larutan tersebut dikocok selama 30 menit lalu didiamkan 1 jam. Setelah terbentuk 2 fase diambil lapisan bawahnya lalu ditambahkan dietil eter 20 ml dan dikocok lagi dalam corong pisah selama 20 menit lalu didiamkan hingga terbentuk 2 fase. Diambil lapisan  bawah lalu ditambahkan HCI(P) yang sebelumnya diukur pH larutan. Larutan yang sebelumnya pH=12 ditambah HCl(p) hingga  pH=3. Pengkondisian pada pH3 ini agar Na-eugenolat yang terbentuk dari reaksi penggaraman dengan NaOH dapat terhidrolisis secara sempurna menjadi eugenol, jika diatas pH3 tidak terbentuk eugenol, jika dibawah pH3, teroksidasi menjadi asam karboksilat. Lalu setelah diperoleh pH=3 larutan yang berwarna kuning keruh setelah penambahan HCI(P) tersebut dikocok kembali dalam corong pisah selama 10 menit lalu diambil lagi fase bawahnya diperoleh larutan kuning. Lalu dipanaskan diatas hot plate agar pelarutnya menguap sehingga larutannya menjadi lebih pekat dan berwarna kuning keemasan. Lalu diukur volumenya diperoleh volume eugenol sebanyak 1,2 ml dan % rendemen sebesar 8%.
Pada percobaan digunakan perbandingan ekstrak dengan NaOH sebesar 1:1 hal ini bertujuan agar kedua reaktan dapat saling bereaksi secara sempurna tanpa menysakan salah satu reaktan atau tercapai reaksi stoikiometri sehingga diharapkan terbentuk produk dari reaksi yaitu Na-eugenolat  yang lebih maksimal.
Pada percobaan ini digunakan HCI(P)  untuk menghidrolisis Na-eugenolat. Pengertian  hidrolisis itu sendiri adalah pemecahan suatu molekul oleh air yang teraktifasi oleh asam, basa, enzim. Keberadaan H+ dan HCI(P) disini selain selain berfungsi untuk mengkondisikan pH3 juga H+ akan mengsubsitusi Na+ dari Na-eugenolat yang merupakan hasil penggaraman eugenol dengan NaOH sehingga H+ masuk dan menggantikan Na+ dan terbentuk senyawa eugenol.
Fungsi perlakuan dalam percobaan antara lain :
-        Penumbukan sampel berfungsi untuk menghaluskan ukuran sampel sehingga luas permukaan total semakin besar. Dengan luas permukaan total yang besar, pelarut dapat dengan mudah menarik ekstrak dari sampel tersebut.
-          Penyaringan berfungsi untuk memisahkan ekstrak cengkeh dari ampas atau residunya.
-          Pengocokan/ekstraksi dengan corong pisah berfungsi agar terjadi difusi antara pelarut dengan ekstrak sehingga terbentuk garam eugenolat /Na-eugenolat (pada proses penggaraman), agar senyawa yang berbeda kepolaran dapat terpisah (setelah penambahan dietil eter) dan dapat mempercepat terjadinya reaksi (pada hidrolisis dengan HCI(P)).
-          Pendiaman setelah pengocokan berfungsi memberikan waktu sehingga  terbentuk dua fase yang merupakan dua larutan dengan berat jenis dan kepolaran yang berbeda. Sehingga dapat diambil lapisan bawah dari campuran tersebut.
-          Pemanasan berfungsi untuk menguapkan pelarut dan H2O sehingga diperoleh eugenol yang bebas dari pelarutnya.
-          Pengukuran pH berfungsi untuk mengetahui pH secara akurat.

Reagen yang digunakan berfungsi untuk antara lain :
-          Etanol 95% berfungsi untuk menarik ekstrak dari cengkeh sehingga diperoleh ekstrak cengkeh.
-          NaOH berfungsi untuk bereaksi secara stoikiometri dengan eugenol pada ekstrak dalam proses penggaraman sehingga terbentuk Na-eugenolat dan eugenol terpisah dari senyawa lain pada ekstrak.
-          Dietil eter berfungsi untuk memisahkan senyawa ataupun pengotor yang bersifat non polar dari Na-eugenolat.
-          HCl(p) berfungsi untuk penyedia H+ dalam proses hidrolisis, pengkondisian pada pH3 selain itu H+ dapat mensubsitusi Na+ dari Na-eugenolat sehingga  H+ menggantikan Na+ dan terbentuk  senyawa eugenol.
Pada percobaan ini digunakan cengkeh sebagai sampel. Cengkeh Syzigium Aromaticum L. merupakan tumbuhan perdu yang dapat memiliki batang pohon dan berkayu keras. Tingginya dapat mencapai 20-30 meter dengan cabang-cabang yang cukup lebat. Daunnya berbentuk bulat telur memanjang dibagian ujung, mempunyai ukuran lebar 2-3 cm dan panjang daun tanpa tangkai berkisar 7,5-12 cm. Pada saat masih muda daun cengkeh berwarna keungu-unguan lalu berubah kehijau-hijauan dan kemudian berubah menjadi merah apabila sudah tua sedangkan bunga cengkeh kering akan berwarna coklat kehitaman dan berasa pedas sebab banyak minyak cengkeh komponen utama dalam minyak cengkeh adalah terpena yang dapat mencapai 70-90%. Terpena yang lainnya diantara berupa eugenol asetat, dan caryophylene.
Digunakan NaOH karena reaksinya dengan suatu spesi yang bersifat asam menghasilkan garam yang lebih stbil karena ikatan dengan ion Na+ menghasilkan ikatan yang lebih kuat sebab jari-jari Na lebih kecil sehingga tertarik lebih kuat ke inti. Pada percobaan tidak digunakan LiOH karena reagen ini jarang digunakan pada reaksi penggaraman dan tidak digunakan KOH karena reaksinya dengan suatu spesi bersifat asam menghasilkan garam yang ikatannya kurang kuat dibanding Na. Oleh karena itu, digunakan NaOH karena ion Na+ lebih kuat mengikat eugenolat sehingga pada penggaraman diperoleh Na-eugenolat yang lebih banyak.

Kesimpulan
-          1. Fungsi penumbukan pada cengkeh adalah agar luas permukaan total semakin besar seiring dengan diperkecilnya  ukuran cengkeh sehingga pelarut yaitu dapat lebih mudah menarik ekstrak dalam cengkeh.
-          1Volume eugenol yang diperoleh adalah 1,2 ml dengan % rendamen = 8%.
-          Karakteristik eugenol yang diperoleh adalah berupa cairan berwarna kuning keemasan dan berbau khas.
-          Manfaat senyawa eugenol adalah  digunakan dalam industri parfum, penyedap, minyak atsiri, farmasi, menjadi bahan utama dalam industri rokok dan digunakan untuk membuat vanilin.



Tidak ada komentar:

Posting Komentar

pengunjung