Sabtu, 09 Februari 2013

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 H2SO4(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
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)

            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 H2SO4(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





Tidak ada komentar:

Poskan Komentar

pengunjung