LAPORAN GLUKOSA PENTA-ASETAT

OLEH: A-9 AA. SG. Ari Kartika Sari Ardanies Margaretha C (1070071) (1070082)

Laboraturium Kimia Organik Fakultas Farmasi Universitas Surabaya 2011

PENDAHULUAN

GlukosaAdalah suatu gula monosakarida yang merupakan salah satu karbohidrat terpenting yang digunakan sebagai sumber energi bagi hewan dan tumbuhan. Glukosa merupakan salah satu hasil utama dari proses fotosintesis dan bagian awal bagi respirasi. Bentuk alami (D-glukosa) disebut juga dekstrosa terutama pada industri pangan.

Gambaran proyeksi Haworth struktur glukosa (-D-glukopiranosa) Glukosa (C6H12O6, berat molekul 180,18) adalah heksosamonosakarida yang mengandung enam atom karbon. Glukosa merupakan aldehida (mengandung gugus -CHO). Lima karbon dan satu oksigennya membentuk cincin yang disebut "cincin piranosa", bentuk paling stabil untuk aldosa berkabon enam. Dalam cincin ini, tiap karbon terikat pada gugus samping hidroksil dan hidrogen kecuali atom kelimanya yang terikat pada atom karbon keenam di luar cincin yang membentuk suatu gugus CH2OH. Struktur cincin ini berada dalam kesetimbangan dengan bentuk yang lebih reaktif yang proporsinya 0.0026% pada pH 7. Glukosa merupakan sumber tenaga yang terdapat di mana-mana dalam biologi. Kita dapat menduga alasan mengapa glukosa, dan bukan monosakarida lain seperti fruktosa begitu banyak digunakan. Glukosa dapat dibentuk dari formaldehida pada keadaan abiotik sehingga akan mudah tersedia bagi sistem biokimia primitif.

Hal yang lebih penting bagi organisme tingkat atas adalah kecenderungan glukosa, dibandingkan dengan gula heksosa lainnya yang tidak mudah bereaksi secara nonspesifik dengan gugus amino dalam suatu protein. Reaksi ini (glikosilasi) mereduksi atau bahkan merusak fungsi berbagai enzim. Rendahnya laju glikosilasi ini dikarenakan glukosa yang kebanyakan berada dalam posisi isomer siklik yang kurang reaktif. Meski begitu komplikasi akut seperti diabetes, kebutaan, gagal ginjal, dan kerusakan saraf periferal (peripheral neuropathy) kemungkinan disebabkan oleh glikosilasi protein.

Bentuk rantai D-Glukosa. Dalam respirasi, melalui serangkaian reaksi terkatalisis enzim glukosa teroksidasi hingga akhirnya membentuk karbon dioksida dan air sehingga dapat menghasilkan energi terutama dalam bentuk ATP. Sebelum digunakan, glukosa dipecah dari polisakarida. Glukosa dan fruktosa diikat secara kimiawi menjadi sukrosa. Pati, selulosa, dan glikogen merupakan polimer glukosa umum (polisakarida). Dekstrosa terbentuk akibat larutan D-glukosa berotasi terpolarisasi bidang cahaya ke kanan. Reaksi menjadi ester : Dengan Monosakarida dan asam anhidrida yang berlebih dan basa lemah ( seperti piridin atau sodium asetat ) mengubah semua gugus hidroksil, termasuk hidroksil anomerik menjadi gugus ester. Jika reaksi dilakukan pada suhu yang rendah (sebagai

contoh 0 C), reaksi terjadi secara stereospesifik, anomer menjadi -asetat dan anomer menjadi - asetat. Ester asetat umumnya bereaksi pada gugus hidroksil dari karbohidrat.

Anhidrida Asetat Anhidrida Asetat merupakan cairan yang tidak berwarna (colorless liquid) dan merupakan asam yang sangat kuat, dengan rumus molekul (CH3CO)2O danbobot molekul (BM)= 102 kg/kgmol. Bahan baku asetat anhidrida yang digunakan yaitu asetat anhidrida dengan kemurniaan 95%. Sifat-sifat Fisika Anhidrida asetat : Titik beku: -73,1 C

- Titik didih: 139,9 C - Spesifikasi grafity : 1,083 - Temperatur kritis : 569K - Tekanan Kritis: 46,8 atm - Volume kritis: 0,290 cm3/gmol - Titik nyala (flash point): 150 - Temperatur penyalaan (Ignition temperature) : 752 - Densitas uap (udara = 1) : 3,52 - Konsentrasi maksimum yang diijinkan (ppm) : 5 - Panas laten penguapan pada titik didihnya: 41240 kJ/kgmol - Panas pembentukan pada 25C, kkal/kgmol - Fase gas : -137620 - Fase cair : -149160 (Sumber : Perrys edisi 6, 1984)

Sifat sifat Kimia Anhidrida asetat : Asetat anhidrida bisa berasetilasi dengan berbagai macam campuran mulai dari kelompok selulosa sampai ammonia dengan memakai katalis asam atau basa. Pada beberapa organic dipakai juga reaksi katalis, tetapi sukar menggeneralisasikan reaksi dari garam metalik dan ion. Pada umumnya reaksi katalisasi asam dengan asetat anhidrida lebih cepat dibandingkan dengan reaksi katalis dengan asam basa.Hidrolisis dari asetat anhidrida berjalan pada suhu yang sangat rendah dengan adanya katalis akan mencapai tingkat laju lebih baik.

Natrium asetat Natrium asetat bisa digunakan untuk memproduksi ester dari reaksi dengan alkil halida, misalnya bromoetana. H3CCOO Na+ + BrCH2CH3 H3CCOOCH2CH3 + NaBr Natrium asetat

Natrium asetat Informasi umum : Nama sistematis : Natrium asetat, natrium etanoat Rumus molekul CH3COONa Massa molar 82.03 g/mol (anhidrat) 136.08 g/mol (trihidrat) Penampilan serbuk putih deliquescent

Nomor CAS [127-09-3] (anhidrat) [6131-90-4] (trihidrat) Sifat-sifat : Densitas and fase 1.45 g/cm, padat Kelarutan: dalam air 76 g/100 ml (0 C) Titik lebur : Tidak ada . Terurai pada suhu 324o C Titik didih: tidak ada Kecuali dinyatakan sebaliknya, data diatas berlaku pada keadaan standar (at 25 C, 100 kPa) Etanol Etanol, disebut juga etil alkohol, alkohol murni, alkohol absolut, atau alkohol saja, adalah sejenis cairan yang mudah menguap, mudah terbakar, tak berwarna, dan merupakan alkohol yang paling sering digunakan dalam kehidupan sehari-hari. Senyawa ini merupakan obat psikoaktif dan dapat ditemukan pada minuman beralkohol dan termometer modern. Etanol adalah salah satu obat rekreasi yang paling tua. Etanol termasuk ke dalam alkohol rantai tunggal, dengan rumus kimia C2H5OH dan rumus empiris C2H6O. Ia merupakan isomer konstitusional dari dimetil eter. Etanol sering disingkat menjadi EtOH, dengan "Et" merupakan singkatan dari gugus etil (C2H5). Fermentasi gula menjadi etanol merupakan salah satu reaksi organik paling awal yang pernah dilakukan manusia. Efek dari konsumsi etanol yang memabukkan juga telah diketahui sejak dulu. Pada zaman modern, etanol yang ditujukan untuk kegunaan industri dihasilkan dari produk sampingan pengilangan minyak bumi.[1] Etanol banyak digunakan sebagai pelarut berbagai bahan-bahan kimia yang ditujukan untuk konsumsi dan kegunaan manusia. Contohnya adalah pada parfum, perasa, pewarna makanan, dan obat-obatan. Dalam kimia, etanol adalah pelarut yang penting

sekaligus sebagai stok umpan untuk sintesis senyawa kimia lainnya. Dalam sejarahnya etanol telah lama digunakan sebagai bahan bakar. Macam macam Pemanis Berdasarkan proses produksi dikenal suatu jenis pemanis yaitu sintetis dan natural. Pemanis sintetis dihasilkan melalui proses kimia. Contoh dari pemanis ini antara lain aspartam, sakarin dan siklamat. Pemanis natural dihasilkan dari proses ekstraksi atau isolasi dari tanaman dan buah atau melalui enzimatis, adapun contohnya adalah sukrosa, glukosa, fruktosa, sorbitol, mantitol, dan isomalt. 1. Pemanis Sintesis a. Aspartam Aspartam ditemukan pada tahun 1965 secara kebetulan. Aspartam adalah senyawa metil ester dipeptida yaitu L-fenilalanin-metil ester yang mempunyai daya kemanisan kurang lebih dua ratus kali kemanisan sakarosa.Aspartam merupakan pemanis sintesis non-karbohidrat, aspartylphenylalanine-1-methyl ester, atau merupakan bentuk metil ester dari dipeptida dua asam amino yaitu asam amino asam aspartat dan asam amino essensial fenilalanin. Aspartam dijual dengan nama dagang komersial seperti Equal Nutrasweet dan Canderel dan telah digunakan di hampir 6.000 produk makanan dan minuman di seluruh dunia. Terutama digunakan di minuman soda dan permen Belakangan aspartam mendapat penyelidikan lebih lanjut mengenai kemungkinan aspartam menyebabkan banyak efek negatif. Dan akhirnya, pangsa pasarnya mulai berkurang direbut oleh pemanis lain yaitu sukralosa. b. Sakarin Sakarin berupa Ca- atau Na-sakarin merupakan pemanis buatan yang paling lama dikenal. Sakarin merupakan senyawa benzosulfimida atau o-sulfobenzimida dengan rumus molekul C7H5NO3S.

Sakarin merupakan pemanis rendah kalori yang sudah di kenal sejak lama. Sakarin tidak mengandung kalori. c. Siklamat Siklamat diperkenalkan ke dalam makanan dan minuman pada awal tahun 1950-an. Daya kemanisannya adalah 80 kali kemanisan sukrosa. Siklamat biasa dipakai dalam bentuk garam natrium dan asam siklamat. d. Sukade Sukade adalah manisan kulit jeruk sitrus, Citrus medica. Setelah dipetik dan dimasak dengan gula, sukade dikeringkan dan dipotong-potong kecil. Sukade biasanya berwarna kuning atau hijau tembus pandang, rasanya mirip jeruk tapi lebih pahit. Sukade digunakan dalam berbagai kue dan pastry, oliebollen, dan roti kismis (krentenbrood) Pemanis Natural a. Sukrosa Sukrosa atau sakarosa dinamakan juga gula tebu atau gula bit. Secara komersial gula pasir yang 99% terdiri atas sukrosa dibuat dari kedua macam bahan makanan tersebut melalui proses penyulingan dan kristalisasi. Gula merah yang banayk digunakan di Indonesia dibuat dari tebu, kelapa atau enau melalui proses penyulingan tidak sempurna. Sukrosa juga terdapat di dalam buah, sayuran, dan madu. b. Glukosa Glukosa, dinamakan juga dekstrosa atau gula anggur, terdapat luas di alam dalam jumlah sedikit, yaitu di dalam sayur, buah, sirup jagung, sari pohon, dan bersamaan dengan fruktosa dalam madu. Glukosa memegang peranan sangat penting dalam ilmu gizi. Glukosa merupakan hasil akhir pencernaan pati, sukrosa, maltosa, dan laktosa pada hewan dan manusia.

Dalam proses metabolisme, glukosa merupakan bentuk karbohidrat yang beredar di dalam tubuh dan di dalam sel merupakan sumber energi.

c.

Fruktosa Fruktosa, dinamakan juga levulosa atau gula buah, adalah gula paling manis. Fruktosa mempunyai rumus kimia yang sama dengan glukosa, C6H12O6, namun strukturnya berbeda. Susunan atom dalam fruktosda merangsang jonjot kecapan pada lidah sehingga menimbulkan rasa manis. d. Galaktosa Galaktosa, tidak terdapat bebas di alam seperti halnya glukosa dan fruktosa, akan tetapi terdapat dalam tubuh sebagai hasil pencernaan laktosa e. Manosa Manosa jarang terdapat di dalam makanan. Di gurun pasir, seperti di Israel terdapat di dalam manna yang mereka olah untuk membuat roti. f. Pentosa Pentosa, merupakan bagian sel-sel semua bahan makanan alami. Jumlahnya sangat kecil, sehingga tidak penting sebagai sumber energi. Ribosa merupakan salah satu unsur dari pentosa.

g.

Maltosa Maltosa (gula malt) tidak terdapat bebas di alam. Maltosa terbentuk pada setiap pemecahan pati, seperti yang terjadi pada tumbuh-tumbuhan bila benih atau bijian berkecambah dan di dalam usus manusia pada pencernaan pati.

h.

Laktosa Laktosa (gula susu) hanya terdapat dalam susu dan terdiri atas satu unit glukosa dan satu unit galaktosa. Kekurangan laktase ini menyebabkan ketidaktahanan terhadap laktosa. Laktosa yang tidak dicerna tidak dapat diserap dan tetap tinggal dalam saluran pencernaan. Hal ini mempengaruhi jenis mikroorgnaisme yang tumbuh, yang menyebabkan gejala kembung, kejang perut, dan diare. Ketidaktahanan terhadap laktosa lebih banyak terjadi pada orang tua. Mlaktosa adalah gula yang rasanya paling tidak manis (seperenam manis glukosa) dan lebih sukar larut daripada disakarida lain.

i.

Sorbitol Sorbitol, terdapat di dalam beberapa jenis buah dan secara komersial dibuat dari glukosa. Enzim aldosa reduktase dapat mengubah gugus aldehida (CHO) dalam glukosa menjadi alkohol (CH2OH). Struktur kimianya dapat dilihat di bawah. Sorbitol banyak digunakan dalam minuman dan makanan khusus pasien diabetes, seperti minuman ringan, selai dan kue-kue. Tingkat kemanisan sorbitol hanya 60% bila dibandingkan dengan sukrosa, diabsorpsi lebih lambat dan diubah di dalam hati menjadi glukosa. Pengaruhnya terhadap kadar gula darah lebih kecil daripada sukrosa. Konsumsi lebih dari lima puluh gram sehari dapat menyebabkan diare pada pasien diabetes.

j.

Manitol Manitol adalah alkohol yang dibuat dari monosakarida manosa dan galaktosa. Manitol terdapat di dalam nanas, asparagus, ubi jalar, dan wortel. Secara komersialo manitol diekstraksi dari sejenis rumput laut. Kedua jenis alkohol ini banyak digunakan dalam industri pangan.

Refluks Reflux adalah proses perebusan reaktan sambil terus pendinginan uap mengembalikannya kembali ke labu sebagai cair. Hal ini digunakan untuk memanaskan campuran untuk waktu yang lama dan pada suhu tertentu. Preparat refluks diletakkan dibawah kondensor adalah melekat pada labu mendidih, dan air pendingin disirkulasikan untuk menyingkat uap keluar salah satu harus selalu menggunakan batu mendidih atau pengaduk magnetik untuk menjaga solusi mendidih dari "menabrak."

Jika tingkat pemanasan sudah benar disesuaikan, cairan yang sedang dipanaskan di bawah refluks akan melakukan perjalanan hanya sebagian tabung kondensor sebelum kondensasi. Bawah titik kondensasi, pelarut akan terlihat berjalan kembali ke termos, di atasnya, kondensor akan muncul kering. Batas antara dua zona akan secara jelas batas-batasnya, dan sebuah cincin refluks atau cincin dari cair akan muncul di sana. Dalam pemanasan dengan refluks, laju pemanasan harus disesuaikan sehingga cincin refluks tidak lebih tinggi dari sepertiga sampai setengah jarak ke atas

kondensor. Suhu reaksi dalam campuran refluks akan sekitar titik didih pelarut yang digunakan untuk reaksi. Rekristalisasi Rekristalisasi adalah pemurnian zat padat secara mengkristalkankembal dari airan pelarut atau campuran pelarut, melarutkan kristal dalam pelarut panas (atau campuran pelarut) kemudian mendinginkan larutan secara perlahan sampai terbenuk kristal yang murni. Tujuan rekristalisasi: Menghilangkan kotoran yang dihasilkan selama reaksi baik mekanis maupun fisis. Mendapatkan kristal yang bagus.

Proses rekristalisasi terdiri dari: 1. melarutkan zat yang belum murni ke dalam pelarut yang cocok pada atau dekat titik didihnya. 2. menyaring larutan panas dari partikel-partikel atau kotoran-kotoran bahan yang tidak larut. 3. pendiaman larutan panas menjadi dingin sehingga terbentuk kristal. 4. pemisahan kristal dari larutan induk. 5. pengeringan. Metode Rekristalisasi: Rekristalisasi langsung dari pelarut ( tunggal atau campuran) Rekristalisasi dengan cara penguapan Rekristalisasi dengan cara presipitasi Rekristalisasi atas dasar reaksi asam basa

ALAT DAN BAHAN a. Alat yang digunakan : Erlemeyer Labu alas bulat Pendingin balik Beker glas Termometer Corong Buchner Labu hisap Kaca arloji Labu hisap Pengaduk Gelas ukur Gabus Statif Tabung thiele Batu didih Magnetic bar Hot plate Pengaduk kaca

b. Bahan yang digunakan : 5 gram -D-glucose 25 ml Anhidrida Asetat Anhidrat 4 gram Na asetat anhidrat Etanol secukupnya 250 ml air es

c. Cara Kerja : 1. Di dalam labu alas bulat 100 ml dimasukkan -D-glucose sebanyak 5 gram, Na asetat anhidrat 4 gram dan anhidrida asetat 25 ml sambil digoyang. 2. 3. Pendingin balik dipasang dan labu dipanaskan dengan tangas Caitan dalam labu dituang ke dalam beaker glass yang berisi udara selama 30-40 menit sampai cairan menjadi jernih. pecahan es sambil diaduk sampai terbentuk kristal tak berwarna, dibiarkan selama 30 menit. Penuangan cairan melewati dinding beaker glass. 4. dingin. 5. Kristal direkristalisasi dengan pelarut etanol. Hasil berupa senyawa glukosa penta asetat dikeringkan dalam oven, kemudian ditimbang 6. Lalu menentukan titik lelehnya. Kristal disaring dengan corong buchner dan dicuci dengan air

Mekanisme reaksi :

HOC HO H 2

O

H3C

HO HO

O

O

H3C O H3C O

OO H 3CO

+OH

H3C

+ ONa

CH O 3 OH 3C O

CH3

OO

O

O

OCH3

a lp h a -D -g lu k o p ira n o s a

N a -a s e ta t

a n h id rid a a s e ta t

b e ta -D -g lu k o p ira n o s a -p e n ta a s e ta t

Prosedur : BS. Furniss, AJ Hannaford, PWG Smith, AR Tatchell. Vogels Textbook of Practical Organic Chemistry. Fifth ed. P. 645-646.

Skema kerja : Dimasukkan -D-glucose 5 g, Na asetat anhidrat 4 g, anhidrida asetat 25 mL ke dalam labu alas bulat sambil digoyang Pendingin balik dipasang & labu dipanaskan dengan tangas udara selama 30-40 menit sampai cairan menjadi jernih Cairan dalam labu dituang dalam beaker glass yang berisi pecahan es sambil diaduk sampai terbentuk Kristal tak berwarna dibiarkan selama 30 menit. Penuangan dilakukan melewati dinding beaker glass Kristal disaring dengan corong Buchner dan dicuci dengan air dingin Etanol 15 mL dipanaskan untuk proses rekristalisasi Etanol panas dimasukkan ke dalam kristal kasar dan dipanaskan lagi sampai larut Larutan didinginkan sampai terbentuk kristal Disaring dengan corong Buchner Dikeringkan dalam oven kemudian ditimbang

24 g Leburan 5 g alpha D glucose Na Asetat,,,, """ ,,,, """

5 n

A A

m l i d r i d s e t a t h

a

+ b a t u d i r e f l us e l a m j e r n i h a 3 0

d i d i h , k s- 4 0 m e n i t a d l a r u t a n

d i t u a n g d a l a m b e a k e r g l a s s b e r i s i a i r d i n g i n . p e n u a n g a n l e w a t d i n d i n g b e a k e r g l a s s

w a t e r b a t h

d i d i n g i n k a n s e l a m a 3 0 m e n i t

h p,,,, """

a s i l e n y a r i n g

a n

d i c u c i d g a i r d i n g i n

d i s a r i n g

dipanaskan

d i d i n45 67 8 3 2 91 1 1

g

( ia n d

k t e a r nb

e n t u

k

k

r i s t a l )

45 67 8 3 2 9 1 1 0

45 67 8 3 9 21 1 1

45 67 8 3 9 2 1 1 0

etanol panas 15 ml

disaring

h;;;; " ""

d

a s i l i t i m b

a n

g;;;; " ""

d

i k

e r i nk

g

k;;;; "" "

a

n

r i s t a l

PEMBAHASAN Ada banyak hal yang harus diperhatikan dalam percobaan pembuatan glukosa penta asetat, antara lain dalam proses kristalisasi, dan dalam proses refluks. Dalam proses refluks selama 30-40 menit jangan sampai warna larutan cokelat karena dapat mengakibatkan kristal yang dihasilkan cokelat, dan sesekali harus di goyang agar kristal yang terbentuk sempurna dalam proses kristalisasi kita menggunakan etanol panas yang dipanaskan diatas hot plate yang ditutupi oleh corong glass yang lubangnya ditutup oleh kapas, agar etanol yang dipanaskan tidak menguap dalam pemanasan. Sebelum dilakukan pemanasan etanol, kristal harus sudah siap agar etanol yang dipanaskan tepat pada suhu yang diharapkan (etanol panas) dan segera mungkin dicampur antara etanol dengan kristal pada hot plate yang di bantu dengan magnetic bar agar tercampur sempurna dan harus ditutupi corong glass yang tertutup oleh kapas agar etanol tidak menguap karena kalau menguap akan mengurangi hasil kristal yang didapat. Setelah melarut sempurna segera disaring untuk membebaskan kristal dari kotoran. Ice bath yang digunakan untuk membantu terbentuknya kristal yang sempurna. Manitol heksa asetat tidak perlu dikeringkan di oven, karena dia akan kering pada suhu kamar. Dalam rekristalisasi ini, digunakan satu pelarut tunggal yaitu etanol saja. Penggunaan satu pelarut ini cukup memenuhi syarat sebagai pelarut rekristalisasi. Penentuan titik leleh, menggunakan tabung thiele yang diisi dengan parafin yang dihubungkan dengan termometer. Pemasangan termometer disejajarkan dengan pipa kapiler. Hal ini memudahkan pembacaan skala pada termometer. Pada pembentukan ester. Gugus hidroksil dari monosakarisda dapat mengalami reaksi seperti alkohol. Misalnya, monosakarida dapat membentuk ester dengan asam organik dan anorganik. Apabila -D glukosa ditambah dengan asetat anhidrate, suatu pereaksi yang digunakan untuk membentuk ester asetat, terbentuk suatu penta-asetat.

Ester anorganik yang paling penting dari gula adalah ester fosfat, yang merupakan hasil antara kunci dalam metabolisme karbohidrat. Pembentukan derivat fosfat yang khusus adalah langkah pertama dalam oksidasi biologis dari glukosa. Pada reaksi ini, glukosa difosforilasi dengan ATP (adenosin trifosfat). Reaksi ini dikatalisa oleh enzim gluko-kinase. (Akhiran kinase menunjukkan bahwa enzim mentransfer fosfat dari ATP ke akseptor, dalam hal ini glukosa). Labu dipanaskan dalam tangas udara yang juga dihubungkan dengan pendingin balik, hal ini bertujuan agar uap yang dihasilkan selama proses pemanasan tidak hilang dan akan berubah menjadi fasa cairan kembali akibat proses kondensasi dari pendingin balik tersebut. Penangas yang digunakan adalah penangas udara karena suhu yang diinginkan dalam pemanasan adalah >100oC-120oC. Apabila kita menggunakan penangas air maka suhu yang dihasilkan akan hanya mencapai nilai maksimum pada 100oC. Dalam hal pemilihan pendingin dipilih pendingin balik karena titik lebur dari manitol itu sendiri tidak lebih dari 120 oC. Apabila titik lebur >180oC (misalnya pada proses sulfonasi) maka kita akan gunakan pendingin udara. Penggunaan Na-asetat bertujuan untuk membentuk ester dengan -D-glucose atau memasukkan gugus asetil karena reaksinya merupakan reaksi esterifikasi sehinggan bersifat reversible maka harus bebas air.