Pewarna Alami dan Buatan

Salah satu kegunaan kimia organik adalah sebagai pewarna. Zat organik yang digunakan

sebagai pewarna ada yang alami, diambil langsung dari tumbuh-tumbuhan di alam dengan cara

ekstraksi kimiawi, dan ada juga yang sintetik. Bahan pewarna alami maupun buatan digunakan untuk

memberi warna yang lebih menarik pada makanan. Biasanya orang menggunakan bahan pewarna

alami karena lebih aman dikonsumsi daripada bahan pewarna buatan. Bahan alami tidak memiliki

efek samping atau akibat negatif dalam jangka panjang. Adapun pewarna buatan dipilih karena

memiliki beberapa kelebihan dibandingkan dengan zat pewarna alami. Tabel berikut ini

menunjukkan perbedaan kedua jenis pewarna tersebut.

Tabel 1. Perbedaan pewarna alami dan buatan

No. Pewarna alami Pewarna buatan

1 Lebih aman dikonsumsi. Kadang-kadang memiliki efek negatif tertentu.

2 Warna yang dihasilkan kurang stabil,

mudah berubah oleh pengaruh tingkat

keasaman tertentu.

Dapat mengembalikan warna asli, kestabilan

warna lebih tinggi, tahan lama, dan dapat

melindungi vitamin atau zat-zat makanan lain

yang peka terhadap cahaya selama penyimpanan.

3 Untuk mendapatkan warna yang bagus

diperlukan bahan pewarna dalam jumlah

banyak.

Praktis dan ekonomis

4 Keanekaragaman warnanya terbatas Warna yang dihasilkan lebih beraneka ragam.

5 Tingkat keseragaman warna kurang baik Warna yang dihasilkan lebih beraneka ragam.

6 Kadang-kadang memberi rasa dan aroma

yang agak mengganggu.

Biasanya tidak menghasilkan rasa dan aroma yang

mengganggu.

Beberapa contoh zat pigmen pemberi warna dalam pewarna alami adalah:

KAROTEN, menghasilkan warna jingga sampai merah. Biasanya digunakan untuk mewarnai

produk-produk minyak dan lemak seperti minyak goreng dan margarin. Dapat diperoleh dari

wortel, pepaya dan sebagainya.

BIKSIN, memberikan warna kuning. Biksin diperoleh dari biji pohon Bixa orellana yang

terdapat di daerah tropis dan sering digunakan untuk mewarnai mentega, margarin, minyak

jagung dan salad dressing.

Tartrazine

Karoten

KARAMEL, berwarna coklat gelap dan merupakan hasil dari hidrolisis (pemecahan)

karbohidrat, gula pasir, laktosa dan sirup malt.

KLOROFIL, menghasilkan warna hijau, diperoleh dari daun. Banyak digunakan untuk

makanan dan berbagai produk kesehatan. Pigmen klorofil banyak terdapat pada dedaunan

(misal daun suji, pandan, katuk ,dsb.).

ANTOSIANIN, penyebab warna merah, oranye, ungu dan biru banyak terdapat pada bunga

dan buah-buahan seperti bunga mawar, pacar air, kembang sepatu, bunga tasbih/kana,

krisan, pelargonium, aster cina, dan buah apel,chery, anggur, strawberi, juga terdapat pada

buah manggis dan umbi ubi jalar.

KURKUMIN, berasal dari kunyit sebagai salah satu bumbu dapur sekaligus pemberi warna

kuning pada makanan.

Sedangkan contoh pewarna sintetik adalah:

Sunsetyellow FCF (orange)

Carmoisine (Merah)

Brilliant Blue FCF (biru)

Brown HT

Ponceau 4R (E124 atau SX Purple)

Allura Red (E129)

Quinoline Yellow (E104)

Tartrazine (kuning)

Karoten paling sering didapatkan dari ekstraksi wortel, pepaya, dan sebagainya. Biasanya digunakan

untuk mewarnai produk minyak dan lemak seperti minyak goreng dan margarin, juga juice dan kue-

kue. Karoten adalah salah satu dari berbagai Karotenoid, dan memilki rumus kimia yang hanya

mengandung karbon dan hidrogen, dengan 40 atom C dan jumlah atom H yang bervariasi. Berikut ini

beberapa sifat fisika dan kimia dari beta karoten, salah satu bentuk dari karoten:

Dalam bentuk kristal berwarna oranye

Titik leleh 183oC (evacuated tube)

Density 1.00 pada 20 oC

Solubilitas dalam air (0.6 mg/L), larut dalam minyak sayur dan aseton

Sensitif pada alkali dan udara serta cahaya, khususnya di temperatur tinggi

Salah satu pewarna sintetik yang diizinkan penggunaannya secara komersial oleh hukum adalah

Tartrazine, yang digunankan sebagai pewarna kuning yang banyak digunakan dalam makanan dan

obat-obatan. Beberapa sifat fisika dan kimianya adalah:

SIFAT FISIKA DAN KIMIA TARTRAZINE

Bentuk Fisik

Titik Leleh

Titik Didih

Titik Nyala

Berat Jenis

Solubilitas/Kelarutan dalam air

PH

Stabilitas

Bubuk berwarna merah

>300oC (terurai pada 250oC

-

44oC

1.85-1.95

Larut

-

Stabil dalam keaadan standar

Dalam kehidupan sehari-hari penggunaan pewarna paling dekat dengan kita adalah pewarnaan

makanan, umumnya dengan pewarna alami. Warna pada jamu-jamuan yang kita lihat didapatkan

dari ekstraksi bahan-bahan alami. Salah satunya adalah kunyit. Kunyit memiliki kandungan

kurkuminoid yang tinggi sehingga mampu memberikan warna kuning dan oranye yang cerah. Selain

sebagai pewarna, kunyit juga merupakan tanaman yang memiliki manfaat tinggi untuk kesehatan.

Dalam penggunaannya sebagai bahan pewarna jamu, untuk mengekstraksi pigmennya kunyit cukup

dicuci, kemudian dikupas kulitnya. Kemudian kunyit diparut, lalu hasil parutan diperas dan

didapatkanlah cairan warna yang siap dipakai. Warna yang dihasilkan (kuning/oranye) bergantung

kepada kematangan kunyit yang digunakan.

Pewarna alami memiliki kelebihan dimana mereka memiliki kandungan zat-zat yang bermanfaat bagi

kesehatan. Di sisi lain, kekurangan pewarna buatan adalah bahwa mereka seringkali menimbulkan

efek buruk pada kesehatan pengkonsumsinya. Gangguan kesehatan akibat konsumsi pewarna

sintetik memang tidak berlaku kepada semua orang, yang menjadi alasan diizinkannya

penggunaannya secara luas dan komersiil, tetapi pada beberapa orang pewarna sintetik

menimbulkan gejala-gejala alergi seperti tartrazine menimbulkan efek samping langsung seperti

urtikaria (ruam kulit), sakit perut, mual, muntah, rhinitis (hidung meler), asma, purpura (kulit lebam)

dan anafilaksis sistemik (shock).Gejala berikut kebanyakan muncul pada penderita asma dan individu

yang alergi terhadap aspirin.

Antioksidan

Antioksidan adalah merupakan suatu senyawa yang mampu menunda, memperlambat atau

menghambat reaksi oksidasi pada makanan atau obat dimana senyawa-senyawa yang terkandung

didalamnya mudah teroksidasi, sehingga sel sel lain terhindar dari radikal bebas. Beberapa zat yang

termasuk dalam kategori antioksidan diantaranya adalah polipenol, mineral, vitamin dan karotin. Zat

zat tersebut secara umum sangat berperan untuk mencegah tubuh dari penyakit.

Radikal bebas dapat didefinisikan sebagai atom/molekul/senyawa yang mengandung satu

atau lebih elektron yang tidak berpasangan. Radikal bebas pada umumnya berasal dari molekul

oksigen yang secara kimia strukturnya telah berubah akibat aktifitas dari lingkungan. Radikal bebas

yang berhasil masuk kedalam tubuh akan berusaha mengambil elektron-elektron yang terdapat

pada molekul lain didalam tubuh seperti sel dan DNA.

Antioksidan dibagi menjadi dua kelompok jika dikelompokkan berdasarkan sumber

antioksidan itu sendiri. Antioksidan dibagi menjadi antioksidan alami dan sintetik. Antioksidan

sintetik adalah antioksidan yang diperoleh dari hasil sintesis kimia dan telah diproduksi untuk tujuan

komersial. Antioksidan sintetik sangat efektif dalam menghambat terjadinya oksidasi pada minyak

atau lemak. Tetapi antioksidan sintetik dapat menyebabkan gangguan pada organ hati dan dapat

mempengaruhi kerja enzim dalam hati (komayaharti, 2008). karena adanya kekhawatiran terhadap

efek samping penggunaan antioksidan sintetik membuat antioksidan alami menjadi alternatif yang

dipilih (sunarni, 2007). contoh dari antioksidan sintetik adalah BHA, BHT, TBH, tokoferol, propil

gallat, dan lain lain.

Antioksidan alami alami adalah antioksidan yang berasal dari hasil ekstraksi bahan alam

pada tumbuhan. Antioksidan alami tersebar di beberapa bagian tanaman seperti kayu, akar, daun,

buah dan lain lain. Senyawa antioksidan alami yang berasal dari tumbuhan umumnya adalah

senyawa fenolik atau polifenolik yang dapat berupa golongan flavonoid, turunan asam sinamat,

kumarin, tokoferol, dan asam asam organik polifungsional. Contoh dari sayuran yang mengandung

antioksidan alami adalah brokoli, kubis, lobak, wortel, tomat, dan lain lain. Beberapa buah buahan

juga mengandung antioksidan seperti anggur, alpukat, blueberry, kiwi dan lain lain. Dari beberapa

contoh tersebut dapat dilihat banyak dari makanan yang biasa kita konsumsi mengandung

antioksidan. Aktifitas antioksidan adari berbagai tanaman tersebut juga diperkirakan mempunyai

kekuatan sedang sampai tinggi. Beberapa ekstrak tanaman yang sudah diketahui memiliki aktifias

antioksidan yang tinggi adalah antara lain golongan rempah rempah seperti ekstrak cengkeh, jahe,

pala, kunyit dan lainnya. Khusus untuk antioksidan rempah rempah, aktifitas antioksidan kering

umumnya lebih aktif dari rempah rempah segar.

Rumus Molekul dan Struktur Lewis Antioksidan

Setelah kita mengetahui apa saja contoh antioksidan sintetik yang ada, kita dapat

mengetahui rumus molekul dan struktur lewis dari antioksidan tersebut.

1. Butil Hidroksianisol (BHA)

rumus molekul, bobot molekul: C11H16O2/ 180,25

2. Butil Hidroksitoluen (BHT)

rumus molekul, bobot molekul: C15H24O/220,35

3. Propil Gallat

rumus molekul, bobot molekul: C10H12O5/212,20

4. Tert-butil Quinon

rumus molekul, bobot molekul: C10H14O2/166.22

5. Alpha Tocopherol

rumus molekul: C29H50O2

Tata Nama Antioksidan dalam IUPAC

Tata nama IUPAC adalah salah satu sistem yang digunakan untuk menamai sebuah senyawa

organik yang dibuat oleh IUPAC (International Union of Pure And Applied Chemistry). Setiap

senyawa organik harus memiliki nama yang dari nama tersebut dapat dibuat sebuah formula

structural dengan jelas. Setiap antioksidan sintetik pun memiliki nama IUPAC masing masing. Nama

IUPAC dari antioksidan tersebut ada di tabel dibawah ini

Antioksidan Nama IUPAC

1. Butil Hidroksianisol (BHA) 2-tert-Butyl-4-hydroxyanisole and 3-tert-butyl-4-

hydroxyanisole (mixture)

2. Butil Hidroksitoluen (BHT) 2,6-bis(1,1-dimethylethyl)-4-methylphenol

3. Propil Gallat Propyl 3,4,5-trihydroxybenzoate

4. Tert-butil Quinon 2-(1,1-Dimethylethyl)-1,4-benzenediol

5. Alpha Tokoferol (2R)-2,5,7,8-Tetramethyl-2-[(4R,8R)-(4,8,12-

trimethyltridecyl)]-6-chromanol

Sifat Fisika dan Sifat Kimia Antioksidan

Setiap senyawa di bumi ini pastilah memiliki sifat fisika dan sifat kimia. Antioksidan sintetik

juga memiliki sifat fisika dan kimia yang berbeda beda. Sifat fisika adalah sifat suatu zat yang dapat

kita lihat tanpa mengubah zat zat penyusun materi tersebut. Yang termasuk dalam kelompok sifat

fisika adalah wujud zat, warna, bau, titik leleh, titik didih, mssa jenis, kekerasan, kelarutan, daya

hantar listrik, kekeruhan, kemagnetan, dan kekentalan. Sedangkan sifat kimia adalah ciri ciri suatu

zat yang berhubungan dengan bagaimana terbentuknya zat jenis baru, sebagai contoh dari sifat

kimia adalah mudah terbakar, mudah busuk, berkarat, beracun, mudah meledak, dan lain lain. Pada

tabel dibawah ini akan diberikan sifat fisika dan sifat kimia dari beberapa antioksidan sintetik.

Antioksidan Sifat Fisika dan Kimia

Butil Hidroksianisol (BHA) -serbuk kristal putih

-padatan seperti lilin dengan karakteristik bau

aromatis

-praktis tidak larut dalam air

-larut dalam methanol

Butil Hidroksitoluen (BHT) -kristal padat atau serbuk warna putih atau kuning

pucat dengan bau khas

-praktis tidak larut dalam air, asam mineral encer,

propilenglikol

-mudah larut dalam aseton, benzene, eter, toluene,

methanol

Propil Gallat -serbuk kristal putih

-tidak berbau

-mempunyai sedikit rasa adstringen

-1 bagian propil gallat larut dalam 200 bagian minyak

mineral, 1000 bagian air, 2000 bagian minyak kacang

Tert-butil Quinon -berbentuk bubuk putih sampai coklat terang

-mempunyai kelarutan cukup pada lemak dan minyak

-tidak membentuk kompleks warna dengan Fe dan Cu

tetapi dapat berubah pink dengan adanya basa

Alpha Tocopherol -produk alam

-minyak kental praktis tidak berbau

-jernih

-praktis tidak larut dalam air

-mudah larut dalam aseton, etanol, eter dan minyak

sayur

Cara Preparasi Antioksidan

Preparasi adalah salah satu teknik laboratorium yang sangat penting untuk dikuasai oleh

setiap ilmuwan dan kimiawan. Jika seorang ilmuwan atau kimiawan tidak dapat melakukan teknik

preparasi maka akan sangat sulit baginya untuk menjalankan percobaan atau eksperimen dalam

laboratorium dengan benar. Menjalankan sebuah praktikum dengan baik dan benar juga

menyangkuti urusan efisiensi dan keselamatan praktikan dengan orang orang disekitarnya. Karena

itulah kita perlu mempelajari teknik preparasi dengan benar.

Butil Hidroksitoluen (BHT) dipreparasi dari reaksi p-kresol (4-methylphenol) dengan

isobutilen (2-methylpropene) yang dikatalisis oleh asam sulfat (H2SO4)

CH3(C6H4)OH + 2 CH2=C(CH3) 2 → ((CH3) 3C)2CH3C6H2OH

BHT juga dapat dibuat dari 2,6-di-tert-butilfenol oleh hydroxymethylation atau

aminomethylation diikuti oleh hidrogenolisis. Sebuah studi juga menemukan bahwa fitoplankton,

termasuk ganggang hijau, Botryococcus braunii, serta tiga cyanobacteria yang berbeda

(Cylindrospermopsis raciborskii, aeruginosa Microcystis dan Oscillatoria sp.) Mampu menghasilkan

senyawa ini. Konfirmasi dilakukan melalui kromatografi gas-spektrometri massa analisis.

Isomer Tokoferol

Vitamin E adalah salah satu filonutrien yang sangat penting untuk makanan. Vitamin E

adalah antioksidan yang dapat melarutkan lemak. Sebagai antioksidan, vitamin E berfungsi sebagai

donor ion hidrogen yang mampu mengubah radikal bebas menjadi radikal tokoferol yang kurang

reaktif, sehingga tidak mampu merusak rantai asam lemak (Winarsi, 2005). Vitamin E memiliki 2

isomer yaitu tokoferol dan tokotrienol. Tokoferol memiliki rantai samping phytil, berbeda dengan

tokoferol, tokotrienol mempunyai rantai samping yang sama dengan ikatan rangkap pada posisi 3 ,′

7 , 11 . Tokoferol dan tokotrienol sama sama memiliki 4 isomer yang dinyatakan sebagai α, β, δ dan γ′ ′

yang dibedakan berdasarkan jumlah dan posisi gugus metil pada cincin kroma. α-tokoferol

merupakan vitamin E utama in vivo dan menunjukkan aktivitas biologi tertinggi. Tokoferol dan

tokotrienol bersifat sangat nonpolar dan selalu dalam fase lemak. Inilah struktur dari isomer isomer

tokoferol

1. alpha-tokoferol/ C29H50O2

2. beta-tokoferol/C28H48O2

3. gamma-tokoferol/C28H48O2

4. delta-tokoferol/C27H46O2

Thalidomide

O

Obat thalidomide dipasarkan di Eropa pada tahun 60-an. Thalidomide dipasarkan sebagai obat

penenang. Akan tetapi efek klinisnya berbeda saat dikonsumsi oleh ibu hamil. Bayi yang kelak

dilahirkannya akan mengalami cacat akibat pertumbuhan janinnya terganggu. Saat itu ditemukan

sedikitnya 2000 kasus bayi cacat akibat ibunya mengkonsumsi obat ini di masa kehamilan. Efek klinis

yang terjadi pada ibu hamil yang mengkonsumsi Thalidomide bukanlah merupakan efek samping dari

obat. Hal ini terjadi karena senyawa Thalidomide memiliki dua enantiomer. Dalam kasus obat

Thalidomide, kedua enantiomer Thalidomide bercampur sebagai campuran rasemik yaitu campuran

yang mengandung sepasang enantiomer dalam jumlah yang sama yaitu (R)-Thalidomide yang

memiliki efek klinis sebagai obat penenang dan (S)-Thaidomide yang memiliki efek klinis

mengganggu pertumbuhan janin. Akibatnya orang yang mengkonsumsi Thalidomide bisa merasakan

dua efek klinis secara bersamaan.

Gugus Fungsi yang ada pada Thalidomide antara lain:

1. Benzena

2. Amida C N

3. Karbonil C = O

No Sifat Fisika dan Kimia Thalidomide

1 Rumus senyawa 2-(2,6-Dioxo-3-piperidinyl)-1H-isoindole-1,3(2H)-dione

2 Masa Molar 258.229

3 Penampakan Bubuk putih

4 Kelarutan dalam air 45-60 mg/L @ 25 C

5 Titik didih 276 - 278

6 Masa Jenis 1.48 g/cm3

Terjadinya fenomena seperti thalidomide adalah hasil dari kerja atom c kiral pada senyawa

thalidomide, penjelasan mengenai hal itu adalah sebagai berikut.

Stereokimia

Stereokimia adalah studi mengenai molekul-molekul dalam ruang tiga dimensi, yakni bagaimana

atom-atom dalam sebuah molekul ditata dalam ruangan satu relatif terhadap yang lain.

Stereoisomer adalah senyawa berlainan yang mempunyai struktur sama, berbeda hanya dalam hal

penataan atom-atom dalam ruangan. Stereoisomer atau isomer optis merupakan isomer yang

diakibatkan oleh keberadaan atom C kiral (atom C yang mengikat empat gugus yang berbeda) dalam

suatu senyawa.

Dalam stereoisomer, atom yang menghasilkan isomer berada pada posisi yang sama namun memiliki

pengaturan keruangan yang berbeda. Isomer geometrik adalah salah satu contoh dari stereoisomer.

Dinamakan isomer optikal karena efek yang terjadi pada polarisasi sinar. Substansi sederhana yang

menghasilkan isomer optikal dikenal sebagai enansiomer.

Sebuah larutan mempolarisasi sinar datar sehingga berputar searah jarum jam. Enasiomer ini

dikenal sebagai d atau bentuk (+) . ( d merupakan singkatan dari dextrorotatory.)Sebagai

contoh, salah satu isomer optikal (enansiomer) dari asam amino alanin dikenal sebagai

(+)alanin.

Sebuah larutan mempolarisasi sinar datar sehingga berputar berlawanan arah dengan jarum

jam. Enansiomer ini dikenal sebagail atau bentuk (-). (l merupakan singkatan dari

laevorotatory.) Enansiomer lain dari alanin dikenal sebagail-alanin atau (-)alanin.

Jika konsentrasi larutan seimbang maka putaran serah dan berlawanan jarum jam saling

meniadakan.

Saat subtansi aktif optikal dibuat di laboratorium, biasanya dibuat dari campuran 50/50 dari

kedua enasiomer yang tidak memiliki pengaruh terhadap polarisasi sinar.

Chan-Ingold-Prelog membuat sistem tata nama untuk stereoisomer dengan menglasifikasikan atom C

kiral sebagai R atau S yang disebut juga sebagai konfigurasi absolut. Konfigurasi R dan S ini tidak

ada hubungannya dengan kemampuan senyawa tersebut untuk memutar bidang cahaya terpolarisasi

ke kanan atau ke kiri. Konfigurasi ini menunjukan urutan prioritas gugus dari prioritas tinggi ke

Isomer

Isomer Struktur Isomer Ruang

Rangka Posisi Fungsi Geometri Optis

prioritas rendah, dimana gugus dengan prioritas terendah (biasanya atom H) disimpan di belakang

atom C dengan struktur ruang tertutup oleh atom C. Sepasang enantiomer mempunyai konfigurasi

yang berlawanan. Jika urutan prioritas gugus ini searah jarum jam maka dinamakan konfigurasi R dan

jika sebaliknya dinamakan konfigurasi S; R= rectus = kanan, S= sinister = kiri.

Cara menentukan konfigurasi R/S

1. Urutkan keempat gugus atau atom yang terikat pada atom C kiral, sesuai urutan prioritas atura n

deret Chan-Ingold-Prelog

2. Proyeksikan molekul itu sedemikian sehingga gugus yang berprioritas rendah berarah ke

belakang

3. Pilih gugus dengan prioritas tertinggi dan tariklah suatu anak panah bengkok ke gugus dengan

prioritas tertinggi berikutnya

4. Jika panah ini se arah jarum jam, maka konfigurasinya adalah R, jika berlawanan arah

konfigurasi S.

Sulit sekali menghasilkan suatu enantiomer atau diastereoisomer murni. Bahkan 90 persen obat-obat

sintetik yang mengandung senyawa kiral masih dipasarkan dalam kondisi rasemik sampai awal 1990-

an.

Lalu bagaimana caranya memperoleh suatu enantiomer dengan enantiomeric excess (EE) yang tinggi?

Enantiomeric excess artinya persentase suatu enantiomer yang berkonfigurasi R dikurangi persentase

enantiomer pasangannya yang berkonfigurasi S dalam suatu campuran atau sebaliknya. Sebelum

menjawab pertanyaan tersebut, harus diingat dua prinsip dasar isomer optik yaitu:

1. Enantiomer adalah salah satu bentuk stereoisomer yang memiliki sifat-sifat fisika (titik didih,

kelarutan, dan lain-lain) yang sama tetapi berbeda dalam arah rotasi polarimeter dan interaksi

dengan zat kiral lainnya

2. Sepasang diastereoisomer memiliki sifat-sifat fisika dan sudut rotasi polarimeter yang

berbeda satu sama lain. Bahkan sering dalam bereaksi mengambil cara yang berlainan.

Artinya kita bisa memisahkan campuran dua diastereoisomer dengan cara-cara fisika

(destilasi, kristalisasi, dan lain-lain). Akan tetapi tidak bisa memisahkan campuran dua

enantiomer dengan cara-cara fisika, karena sepasang enantiomer memiliki properti fisika yang

sama. Kesimpulannya, kita dapat dengan mudah memisahkan campuran dua diastereoisomer,

tapi akan kesulitan memisahkan campuran dua enantiomer.

Berdasarkan kasus obat Thalidomide, maka dikembangkanlah metode untuk memisahkan enantiomer

dalam suatu campuran rasemik. Berdasarkan penjelasan diatas cara yang cocok digunakan adalah

teknik resolusi (pemisahan dengan pengkristalan) dan penggunaan reaksi enzimatis atau

menggunakan mikroorganisme. Dengan adanya metode pemisahan ini maka enantiomer yang

diinginkan akan diperoleh dan memperkecil tragedi efek klinis ganda jika enantiomer itu digunakan

sebagai obat.

Jika memang enantiomer sulit dipisahkan terdapat obat pengganti Thalidomide untuk mengatasi

morning sickness pada ibu hamil yaitu metoclopramide atau metoclopramid HCl (C14H22ClN3O22O),

Kerja dari metoklopramida pada saluran cerna bagian atas mirip dengan obat kolinergik, tetapi tidak

seperti obat koliergik, metoklopramida tidak dapat menstimulasi sekresi dari lambung, empedu atau

pankreas, dan tidak dapat mempengaruhi konsentrasi gastrin serum. Cara kerja dari obat ini tidak

jelas, kemungkinan bekerja pada jaringan yang peka terhadap asetilkolin. Efek dari metoklopramida

pada motilitas usus tidak tergantung pada persarafan nervus vagus, tetapi dihambat oleh obat-obat

antikolinergik. Metoklopramida dapat meningkatkan tonus dan amplitudo pada kontraksi lambung

(terutama pada bagian antrum), merelaksasi sfingter pilorus dan bulbus duodenum, serta

meningkatkan paristaltik dari duodenum dan jejunum sehingga dapat mempercepat pengosongan

lambung dan usus. Mekanisme yang pasti dari sifat antiemetik metoklopramida tidak jelas, tapi

mempengaruhi secara langsung CTZ (Chemoreceptor Trigger Zone) medulla yaitu dengan

menghambat reseptor dopamin pada CTZ. Metoklopramida meningkatkan ambang rangsang CTZ

dan menurunkan sensitivitas saraf visceral yang membawa impuls saraf aferen dari gastrointestinal

ke pusat muntah pada formatio reticularis lateralis.

Formal Charge =

Jumlah elektron valensi dalam atom netral

Jumlah elektron valensi yang tidak terpakai

Separuh seluruh elektron yang terpakai

Formal Charge O pada thalidomide adalah

= 6 – 4 – 4/2= 0

Formal Charge N pada thalidomide adalah

= 5 – 2 – 6/2= 0

Cracking

Minyak mentah dapat diubah menjadi bahan bakar yang berguna seperti bensin, bahan bakar jet,

dan minyak nabati melalui reaksi cracking. Panas, tekanan dan katalis merupakan faktor yang sangat

mempengaruhi untuk mendapatkan berbagai produk bahan bakar.

C22H44 -> C12H24 + C10H22

C17H36 -> C9H20 + C8H16

Untuk reaksi pertama,a) Reaktan : Dokosanab) Produk : Dodekana + Dekana

Untuk reaksi kedua,a) Reaktan : Heptadekanab) Produk : Nonana + Oktana

Reaksi cracking merupakan reaksi penguraian molekul-molekul senyawa hidrokarbon yang besar

menjadi molekul-molekul senyawa hidrokarbon yang lebih kecil yang lebih bermanfaat. Reaksi

cacking ini dapat dicapai dengan menggunakan tekanan dan suhu tinggi tanpa sebuah katalis, atau

suhu dan tekanan yang rendah dengan dengan sebuah katalis. Reaksi cracking biasanya akan

mengubah alkana rantai panjang dan menghasilkan dua senyawa yang salah satunya alkana dan

yang lainnya merupakan alkena.

Terdapat 3 cara proses dari reaksi cracking :

a) Cara panas (thermal cracking)

Pada pemecahan thermal, digunakan suhu yang tinggi sampai 7500C dan tekanan tinggi

sampai sekitar 70 atm untuk menguraikan molekul senyawa hidrokarbon yang besar

menjadi molekul senyawa hidrokarbon yang lebih kecil. Pemecahan thermal tidak

melibatkan pembentukan senyawa intermediet ionik, tetapi ikatan C-C terputus

sehingga masing-masing atom C memiliki satu elektron tunggal (terbentuk radikal

bebas). Reaksi-reaksi dari radikal bebas akan menghasilkan berbagai produk.

Radikal bebas terbentuk

dst dst

Katalis Zeolit Katalis Zeolit

b) Cara katalis (catalytic cracking)Pemecahan yang dilakukan dengan menggunakan katalis. Katalis yang digunakan

biasanya SiO2 atau Al2O3 bauksit. Namun sekarang ini menggunakan zeolit sebagai

katalis. Zeolit merupakan senyawa Aluminosilikat kompleks, dan memiliki kisi besar

(terdiri dari atom Alumunium, Silikon dan Oksigen) yang membawa muatan negatif 1.

Zeolit tentunya terkait dengan ion-ion positif seperti Natrium, Potassium, dll. Molekul

hidrokarbon besar dicampur dengan katalis pada suhu sekitar 5000C dan pada tekanan

yang cukup rendah. Zeolit digunakan pada pemecahan katalis untuk menghasilkan

hidrokarbon dengan jumlah atom karbon antara 5 sampai 10 dengan persentase yang

tinggi. Zeolit juga menghasilkan proporsi alkana bercabang yang tinggi dan hidrokarbon

aromatik seperti benzena. Katalis zeolit memiliki sisi-sisi yang bisa melepaskan sebuah

hidrogen dai sebuah alkana bersama dengan dua elektron yang mengikatnya dengan

karbon. Lepasnya hidogen ini menyebabkan atom karbon bermuatan positif yang biasa

disebut dengan ion karbonium (karbokasi). Penatan ulang ion-on ini menghasilkan

berbagai produk reaksi.

c)

Hidrocracking

Hidrocracking merupakan kombinasi antara

pemecahan dan hidrogenasi untuk

menghasilkan senyawa yang jenuh. Reaksi

tersebut dilakukan pada tekanan tinggi. Keuntungan dari hidrocracking adalah bahwa

dstdst

Pemecahanthermal

dst dst

dst dst

Ion positif terbentuk

+

belerang (Sulfur) yang biasanya terkandung di dalam hidrokarbon diubah menjadi

hidrogen sulfida (H2S) yang kemudian dipisahkan.

Mekanisme Crackinga) Cara thermal (thermal cracking)

Dilakukan pada kondisi temperatur bervariasi dari 4500C hingga 7500C dan tekanan

bervariasi dari tekanan normal hingga 70 atm. Mekanisme yang terjadi adalah

pemutusan ikatan C-C homolitik. Reaksi bersifat irreversibel endotermis. Contoh :

R - CH2 - CH2 - CH2 - R R – CH = CH2 + CH3 – R

Mekanisme :

1. Radikal primer mengalami pemutusan pada posisi karbon β (β-fission) membentuk

molekul etena.

R – CH2 - CH2 - R + CH2 = CH2

2. Radikal primer menyerang molekul parafin membentuk stabil parafin yang baru dan

radikal sekunder.

R – CH2 - CH2 - + R’ - CH2 - CH2 - CH2 – R’’ R – CH2 – CH3 + R’ - CH2 - CH2 - CH2 – R’’

3. Dapat terjadi perpindahan posisi hidrogen pada molekul yang sama apabila rantai

hidrokarbon panjang dan membentuk rantai paradin membentuk radikal primer

yang terdiri dari 5-6 karbon.

4. Radikal sekunder dapat mengalami β-fission membentuk radikal primer dan α-olefin.

R – CH2 – CH2 – CHR R – CH2 - +R’ – CH = CH2

Reaksi pemutusan ikatan C-C dari suatu molekul parafin akan menghasilkan molekul

lebih ringan jenis parafin dan olefin. Olefin juga akan dhasilkan melalui dehidrogenasi

reversibel dari parafin. Reaksi ini bersifat endotermis. Contoh :

R – CH2 – CH3 R – CH = CH2 + H2

b) Cara katalis (catalytic cracking)

Dilakukan dengan menggunakan katalis dengan luas permukaan yang tinggi yaitu antara

300 – 700 m2/g, memiliki sifat asam dan stabil pada temperatur tinggi. Cara ini terjadi

melalui pembentukan karbokation baru dan pemutusan ikatan C-C dari molekul panjang.

Karbokation yang terbentuk bersifat sangat reaktif dan dapat menyerang parafin atau

naften menghasilkan karbokation baru. Contoh :

R – CH2 – CH = CH2 + (CH3)3CH+ (CH3)3C + R – CH2 – CH2 – CH3

Senyawa aromatik yang salah satu cabangnya alkil dapat bereaksi dalam beberapa

mekanisme, salah satunya pemutusan rantai. Hasil dari reaksi ini dapat menghasilkan

karbokation dan senyawa aromatik. Perpindahan hidrogen dan perpindahan metil dari

karbokation dapat terjadi membentuk produk isomer. Untuk hidokarbon rantai panjang

dapat terjadi siklisasi.

Minyak bumi terdiri dari campuran kompleks dari berbagai hidrokarbon, sebagian besar berisi

alkana, tetapi bervariasi dalam bentuk, komposisi, dan kemurniannya. Minyak bumi adalah

campuran dari berbagai jenis hidrokarbon. Komposisi minyak bumi terdiri dari hidrokarbon

bersamaan dengan sejumlah kecil komponen yang mengandung Sulfur, Oksigen, dan Nitrogen serta

sedikit komponen yang mengandung logam. Struktur hidrokarbon yang ditemukan dalam minyak

mentah yaitu :

- Alkana, merupakan penyumbang terbesar di dalam minyak bumi.

- Sikloalkana (naften)

- Aromatik (benzena)

Untuk menjadi barang-barang yang lebih berguna dan memiliki harga jual, minyak mentah perlu

diolah dengan melakukan berbagai cara. Salah satunya dengan menggunakan reaksi cracking

(pemecahan). Reaksi cracking bertujuan untuk mengubah rantai panjang hidrokarbon yang biasanya

terdapat pada minyak mentah menjadi rantai yang lebih pendek. Sebagai contoh yaitu bensin,

merupakan campuran antara iso-oktana dan n-heptana. Bensin merupakan salah satu produk kunci

dalam pengolahan minyak bumi yang digunakan untuk bahan bakar motor. Kualitas dari suatu

bensin dapat terlihat dari perbandingan komposisi antara iso-oktana dan heptana, yang biasa

disebut dengan nilai oktan. Semakin tinggi nilai oktan semaikn bagus pula kualitas dari suatu bensin.

Dengan proses cracking, dapat mengatur nilai oktan dari suatu bensin. Oleh karena itu, reaksi

cracking perlu dilakukan untuk mengolah minyak mentah menjadi barang yang dapat digunakan.

Reaksi cracking merupakan reaksi pemecahan senyawa rantai panjang alkana. Pemecahan biasanya

dilakukan pada ikatan C-C yang kemudian akan menyebabkan terbentuknya dua senyawa baru hasil

dari pemecahan. Senyawa pertama alkana dan senyawa kedua yaitu alkena. Karena pemecahan

terjadi pada ikatan C-C, maka kemungkinan terbentuknya alkena dapat dijelaskan dengan

menghilangnya satu tangan karbon yang terpecah, karena akan membentuk radikal bebas. Sisa satu

tangan karbon yang tidak berikatan dengan apa-apa tersebut membentuk ikatan dengan atom

karbon disebelahnya sehingga terbentuk senyawa alkena.

Destilasi merupakan pemisahan fraksi-fraksi minyak mentah berdasarkan perbedaan titik didihnya.

Karena hidrokarbon yang terdapat didalam minyak mentah sangat banyak, maka digunakan proses

destilasi bertingkat ini untuk memisahkan komponen-komponen yang terdapat didalam minyak

mentah. Proses destilasi bertingkat dapat dijelaskan sebagai berikut:

a. Minyak mentah dipanaskan didalam boiler menggunakan uap air bertekanan tinggi

sampai suhu kurang lebih 6000C. Uap minyak mentah yang dihasilkan kemudian dialirkan

ke bagian bawah tanur destilasi.

b. Dalam menara destilasi, uap minyak mentah bergerak keatas melewati plat. Setiap plat

memiliki luang yang dilengkapi dengan tutup gelembung yang memungkinkan uap

melewatinya.

c. Dalam pergerakannya keatas, uap minyak mentah akan menjadi dingin. Sebagian uap

akan mencapai ketinggian dimana uap tersebut akan membentuk zat cair. Zat cair yang

diperoleh pada suhu tertentu disebut fraksi.

d. fraksi yang mengandung senyawa-senyawa dengan titik didih tinggi akan terkondensasi

di bagian bawa menara destilasi. Sedangkan fraksi senyawa-senyawa dengan titik didih

rendah akan terkondensasi di bagian atas menara.

Kolom paling atas (200C) akan keluar hidrokarbon C1 – C4 berbentuk gas yang nantinya dapat diolah

menjadi LPG (liquified petroleum gas). Kolom kedua (700C) akan keluar hidrokarbon C5 – C9 yang

berbentuk naptha yang nantinya dapat diolah menjadi produk-produk kimia semacam pelarut karet,

bahan awal etilen, dll. Kolom ketiga (1200C) akan keluar hidrokarbon C5 – C10 yang dapat digunakan

untuk bahan bakar kendaraan bermotor. Kolom keempat (1700C) akan keluar dalam bentuk kerosin

C10 – C16yang nantinya digunakan sebagai bahan bakar pesawat terbang dan pesawat jet. Kolom

kelima (2700C) akan keluar hidrokarbon C14 – C20 yang nantinya akan digunakan untuk bahan bakar

diesel. Kolom keenam akan menghasilkan hidrokarbon C20 – C50 dalam bentuk lubricating oil yang

nantinya akan digunakan sebagai minyak pelumas dan lilin. Kolom ketujuh (6000C) akan

menghasilkan hidrokarbon C20 – C70 yang nantinya akan digunakan sebagai bahan bakar untuk kapal-

kapal besar dan pabrik. Kolom terakhir yaitu residu yang masih dapat digunakan sebagai aspal.

Indonesia merupakan negeri dengan potensi sumber daya alam yang sangat luar biasa. Bahkan

negara-negara lain pun mengakui bahwa Indonesia merupakan negeri yang penuh akan potensi.

Tempat-tempat di Indonesia yang mempunyai potensi minyak bumi diantaranya Babo (Papua), Cepu

(Jawa Tengah), Dumai (Riau), Sorong (Papua), dll. Untuk sektor batubara, Indonesia menempati

posisi ke-6 sebagai produsen dengan jumlah produksi mencapai 246 juta ton. Indonesia juga

menempati peringkat ke-2 terbesar di dunia sebagai eksportir sejumlah 203 juta ton. Indonesia lebih

mementingkan ekspor dibanding untuk konsumsi dalam negeri. Padahal, Indonesia sendiri sering

mengalami krisis energi.

Upaya untuk mengatasi krisis energi di Indonesia sepertinya harus dimulai dengan menggunakan

barang dan produk milik sendiri dengan mengolahnya secara mandiri tanpa adanya pihak asing yang

campur tangan. Dengan demikian, krisis energi di Indonesia pun akan berkurang karena sudah

memiliki cadangan energi sendiri.

Unsur karbon memiliki ciri-ciri yang khas yang tidak dimiliki oleh unsur lainnya di tabel periodik. Ciri

khas karbon diantaranya :

a. Dalam senyawa-senyawa, unsur karbon membentuk empat pasang elektron yang akan

berikatan dengan elektron dari atom lain sehingga membentuk aturan oktet tanpa

adanya pasangan elektron bebas atau adanya orbital yang kosong. Karena itulah

senyawa karbon stabil jika dipandang dari sudut kinetik.

b. Unsur karbon dapat membentuk ikatan kimia yang kuat dengan sesamanya, yaitu ikatan

tunggal, ikatan rangkap 2, maupun ikatan rangkap 3. Umumnya senyawa karbon

menjadi tidak stabil jika terkena udara. Secara kinetik senyawa karbon stabil, tetapi

belum tentu stabil secara energetik, karena apabila terkena udara senyawa karbon

langsung bereaksi. Terdapat pengecualian untuk Metana yang berasal dari gas bumi bila

terkena udara tidak langsung terbakar karena membutuhkan energi aktivasi yang cukup

tinggi.

c. Atom karbon dapat membentuk empat ikatan kovalen. Dalam senyawanya, atom C

membentuk ikatan dengan hibridisasi sp3 dengan ikatan tunggal, tetapi tidak dengan

ikatan rangkap.

d. Atom-atom karbon dapat melakukan katenasi yaitu kemampuan untuk membentuk

rantai karbon. Adapun rantai karbon tersebut dapat terbuka atau tertutup (siklik) dan

bercabang atau lurus. Akibat dari katenasi itu adalah timbulnya peristiwa isomeri, yaitu

senyawa hidrokarbon yang memiliki rumus molekul yang sama namun berbeda rumus

struktur.

Alkana

Pengertian Alkana

Alkana adalah keluarga hidrokarbon yang mengandung ikatan tunggal. Alkana disebut juga

hidrokarbon jenuh karena hanya memiliki ikatan tunggal C-C dan C-H. Alkana dapat dikatakan

senyawa aAlifatik karena memiliki karbon rantai panjang yang mirip lemak hewani

Struktur Alkana

Alkana memiliki rumus CnH2n+2, dimana n merupakan bilangan asli penunujuk banyaknya jumlah

struktur atom karbon. Alkana dengan satu formula dapat membentuk beberapa struktur. Sebagai

contoh butena (C4H10) yang memiliki struktur lurus memanjang dan isobutana yang memiliki struktur

bercabang

butane isobutana (2 metil-propana)

Keduanya memiliki jumlah atom C dan H yang sama tetapi memiliki sifat fisika yang berbada

meskipun sifat kimianya sama. Suatu senyawa yang memiliki jumlah dan macam atom yang sama

tetapi berbeda dalam penataan disebut dengan isomer. Alkana dapat digambarkan dengan struktur

kondensasi, yang berarti semua ikatan dalam molekul diabaikan atau dihilangkan. Contoh jika ada 3

atom H dan C kita dapat menggambarkannya dengan CH3 dan seterusnya

Sifat Alkana

-Sifat Fisika

Alkana yang memiliki atom karbon 1-4 memiliki massa molekul yang rendah dan pada suhu kamar

dan temperature atmosfer berwujud gas. Alkana yang memiliki atom karbon 5-17 berwujud cair,

sedangkan yang memiliki 18 karbon berwujud padat. Alkana merupakan senyawa nonpolar sehingga

sukar larut di dalam air, tetapi larut di dalam senyawa nonpolar seperti eter, CCl4. Hal ini disebabkan

oleh gaya tarik van der Waals antara pelarut dan zat terlarut. Titik didih suatu senyawa sebagian

bergantung pada banyaknya energy yang diperlukan oleh molekul-molekulnya untuk lolos dari fase

energi yang diperlukan oleh molekul-molekulnya untuk lolos dari fase cair ke fase gas. Titik didih

senyawa dalam deret homolog bertambah sekitar 30oC setiap gugus metilena (CH2) tambahan.

Pertambahan ini disebabkan oleh membesarnya gaya tarik van der waals antara molekul yang makin

panjang.

Nama Titik Leleh oC Titik Didih oC Massa Jenis (g/cm3)

Metana -182 -162 0,423

Etana -183 -89 0,545

Propana -188 -42 0,501

Butana -138 0 0,573

Pentana -130 36 0,526

Heksana -95 69 0,655

Heptana -91 98 0,684

Oktana -57 126 0,703

Nonana -51 151 0,718

Dekana -30 174 0,730

Sifat Kimia Alkana

Alkana tidak reaktif dibandingkan dengan senyawa organik yang memiliki gugus fungsional, karena

sifat ini alkana sering disebut paraffin (afinitas kecil sekali) Namun, pada kondisi dan pereaksi

tertentu alkana bisa bereaksi dan menghasilkan sebuah senyawa. Berikut contoh-contoh reaksi yang

melibatkan alkana

1. Pembakaran

Alkana sukar dioksidasi oleh oksidator lemah atau agak kuat seperti KMNO4, tetapi mudah dioksidasi

oleh oksigen dari udara bila dibakar.Hasil dari pembakaran sempurna alkana berupa CO2 dan H2O

Contoh:

CH4 + 2O2 → CO2 + 2H2 + 212,8 kkal/mol

C3H8 + 5O2 → 3CO2 + 4 H2O + 531 kkal/mol

2. Halogenasi

Reaksi dari alkana dengan unsur-unsur halogen disebut reaksi halogenasi. Reaksi ini akan

menghasilkan senyawa alkil halida, dimana atom hidrogen dari alkana akan disubstitusi oleh halogen

sehingga reaksi ini bisa disebut reaksi substitusi.

Halogenasi biasanya menggunakan klor dan brom sehingga disebut juga klorinasi dan brominasi.

Halongen lain, fluor bereaksi secara eksplosif dengan senyawa organik sedangkan iodium tak cukup

reaktif untuk dapat bereaksi dengan alkana.

Contoh

CH4+ Cl2 CH3Cl + HCL + Produk lain

CH3CH2CH3 + Br2 CH3CHCH3 +HBr + Produk lain

3. Sulfonasi Alkana

Sulfonasi merupakan reaksi antara suatu senyawa dengan asam sulfat. Reaksi antara alkana dengan

asam sulfat berasap (oleum) menghasilkan asam alkana sulfonat. dalam reaksi terjadi pergantian

satu atom H oleh gugus –SO3H

CH3CH2CH2CH3 + HO-SO3H CH3CH2CHCH3 + H2O

SO3H

4. Nitrasi

Reaksi nitrasi analog dengan sulfonasi, berjalan dengan mudah jika terdapat karbon tertier, jika

alkananya rantai lurus reaksinya sangat lambat.

5. Pirolisis (Cracking)

Proses pirolisis atau cracking adalah proses pemecahan alkana dengan jalan pemanasan pada

temperatur tinggi, sekitar 10000 C tanpa oksigen, akan dihasilkan alkana dengan rantai karbon lebih

pendek

CH4 2H2 + C

CH3CH2CH3 1. H2 + C3H6

2. CH4 + C2H

Proses Pembuatan Alkana

1. Metana dapat diperoleh dari pemanasan unsur-unsurnya pada temperatur 1200°C.

C + 2H2 CH4

2. Metana dapat diperoleh secara tidak langsung, yaitu dari senyawa CS2, H2 S dan

logam Cu, ini dikenal sebagai metoda Berthelot.

CS2 + BCu + 2H2S 4Cu2S + CH4

3. Metana dapat diperoleh dari monoksida dan hidrogen akan menghasilkan metana

Al4C3 + 12 H2O 4 Al(OH)3 + 3 CH4

4. Reduksi katalis dihasilkan dari pemanasan sodium asetat dengan basa kuat

(KOH/NaOH) tanpa adanya air.

CO + 3 H2 CH4 + H2O

5. Metana dapat dihasilkan dari pemanasan sodium asetat dengan basa kuat

(KOH/NaOH) tanpa adanya air. Pada reaksi ini biasanya ditambahkan soda lime

(campuran NaOH) dan CaO) untuk mencegah tejadinya keausan tabung gelasnya.

CH3COOH + NaOH CH4 + Na2CO3

Kegunaan Alkana

Nama Kegunaan

Metana dan Etana Gas Petroleum (LPG atau LNG)

Propana Propelan

Butana Pemantik Rokok

Pentana sampai Oktana Bahan bakar bensin

Nonana sampai heksadena Bahan bakar diesel dan avtur

Karbon 35 (residu) Aspal

Polietilena Bahan Baku Polimer

Pengaruh Terhadap Lingkungan

Metana merupakan salah satu gas rumah kaca di atmosfer yang merusak lapisan ozon sehingga

intensitas sinar radiasi matahari meningkat. Hasil pembakaran alkana yang menghasilkan CO2

berperan dalam menghambat pantulan balik sinar matahari dan terperangkap di atmosfer

Butana dapat diperoleh dengan metode reaksi Wurtz, yaitu mengrefluks alkil halida (haloalkana)

dengan logam natrium dalam eter kering. Contoh reaksi

2RX + 2 Na R - R + 2 Na X

2C2H5Cl + 2 Na C2H5- C2H5 + 2 NaCl

Senyawa hidrokarbon tersebut memenuhi persyaratan untuk menjadi sebuah refrigerant yaitu,

Viskositas dalam fase cair maupun fase gas rendah agar aliran refrigeran dalam pipa sekecil mungkin,

Mempunyai titik didih dan tekanan kondensasi yang rendah, dan konduktivitas thermal yang tinggi

Hidrokarbon memiliki daya tahan yang lebih lama dan ramah lingkungan dibandingkan dengan CFC.

Selain itu senyawa ini tidak beracun dibandingkan dengan karbon dioksida dan ammonia. Disisi lain

belom ditemukan refrigerant yang lebih baik dibandingkan hidrokarbon