sintesis nitrosalisil alkohol dari komponen utama minyak ...repository.ub.ac.id/155179/1/nadhifatul...
TRANSCRIPT
-
i
Sintesis Nitrosalisil Alkohol dari Komponen Utama Minyak
Gandapura melalui Reaksi Nitrasi serta Uji Aktivitas
Antioksidan
SKRIPSI
Oleh :
NADHIFATUL AINIYAH
135090201111044
JURUSAN KIMIA
FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM
UNIVERSITAS BRAWIJAYA
MALANG
2017
-
i
Sintesis Nitrosalisil Alkohol dari Komponen Utama Minyak
Gandapura melalui Reaksi Nitrasi serta Uji Aktivitas
Antioksidan
SKRIPSI
Sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar
Sarjana Sains dalam bidang Kimia
Oleh :
NADHIFATUL AINIYAH
135090201111044
JURUSAN KIMIA
FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM
UNIVERSITAS BRAWIJAYA
MALANG
2017
-
ii
LEMBAR PENGESAHAN SKRIPSI
Sintesis Nitrosalisil Alkohol dari Komponen Utama Minyak
Gandapura melalui Reaksi Nitrasi serta Uji Aktivitas
Antioksidan
oleh:
NADHIFATUL AINIYAH
135090201111044
Setelah dipertahankan di depan Majelis Penguji
pada tanggal.....................
dan dinyatakan memenuhi syarat untuk memperoleh gelar
Sarjana Sains dalam bidang Kimia
Pembimbing I
Drs. Suratmo, M.Sc
NIP. 196307061990021002
Pembimbing II
Dr. Edi Priyo Utomo, MS
NIP. 195712271986031003
Mengetahui,
Ketua Jurusan Kimia
Fakultas MIPA Universitas Brawijaya
Dr. Edi Priyo Utomo, MS
NIP. 19571227 198603 1 003
-
iii
LEMBAR PERNYATAAN
Saya yang bertanda tangan di bawah ini:
Nama : Nadhifatul Ainiyah
NIM : 135090201111044
Jurusan : Kimia
Penulis skripsi berjudul:
Sintesis Nitrosalisil Alkohol dari Komponen Utama Minyak
Gandapura melalui Reaksi Nitrasi serta Uĵi Aktivitas
Antioksidan
Dengan ini menyatakan bahwa:
1. Isi dari skripsi yang saya buat adalah benar-benar karya sendiri dan tidak menjiplak karya orang lain, selain nama-nama yang
termaktub di isi dan tertulis di daftar pustaka dalam skripsi ini.
2. Apabila dikemudian hari ternyata skripsi yang saya tulis terbukti hasil jiplakan, maka saya akan bersedia menaggung
segala resiko yang akan saya terima.
Demikian pernyataan ini dibuat dengan segala kesadaran.
Malang,
Yang menyatakan,
(Nadhifatul Ainiyah)
NIM. 135090201111044
-
iv
Sintesis Nitrosalisil Alkohol dari Komponen Utama Minyak
Gandapura melalui Reaksi Nitrasi serta Uji Aktivitas
Antioksidan
ABSTRAK
Penelitian ini bertujuan untuk mensintesis nitrosalisil alkohol dari
bahan dasar minyak gandapura yang mengandung metil salisilat.
Reaksi sintesis nitrosalisil alkohol meliputi reaksi subtitusi
elektrofilik ke dalam cincin aromatik metil salisilat. Ion nitronium
(NO2+) di produksi dari asam nitrat dan menggunakan katalis asetat
anhidrid. Reaksi nitrasi dilakukan pada berbagai variasi reagen asam
nitrat. Produk yang diperoleh dikarakterisasi menggunakan FT-IR
dan KG-SM. Dilakukan reduksi gugus ester oleh hidrida pada
produk nitrasi menggunakan reagen NaBH4 pada temperatur 60-650C
selama 2 jam. Produk reduksi dilakukan uji aktivitas antioksidan
menggunakan metode DPPH dan hitung nilai IC50 sebagai nilai
besarnya konsentrasi senyawa uji yang dapat meredam radikal bebas
sebanyak 50%. Berdasarkan perhitungan diperoleh nilai IC50 pada
secara berturut-turut sebesar 34,925 ppm, 37,892 ppm and 29,829
ppm.
Kata Kunci : minyak gandapura, metil salisilat, nitrasi, reduksi,
nitrosalisil alkohol, antioksidan, DPPH.
-
v
Synthesis of Nitrosalicyl Alcohol from Methyl Salicylate of
Wintergreen Oil by Nitration Reaction and Antioxidant Test
with DPPH Method
ABSTRACT
The aim of this study is to synthesize nitrosalicyl alcohol from
wintergreen oil which contain methyl salicylate. The reaction is
based on electrophilic aromatic substitution to methyl salicylate.
Nitronium ion (NO2+) was produced from nitrous acid (HNO3) which
catalyzed by acetic anhidride (Ac2O). The nitration was carried out
in various levels of nitric acid. The product which acquired then
characterize using FT-IR and GC-MS. The product was reduced into
esters by performed of hydride generation from NaBH4 at 60-650C
for 2 hours. The reduction product was assayed the antioxidant
activity use DPPH method and calculated the value of IC50 as a high
concentration of test that can reduce free radical as much as 50%.
Based on calculations provided IC50 34,925 ppm, 37,892 ppm and
29,829 ppm.
Keywords: wintergreen oil, methyl salicylate, nitration, reduction, ,
nitrosalicyl alcohol, antioxidant, DPPH.
-
vi
KATA PENGANTAR
Puji syukur kehadirat Allah SWT karena limpahan rahmat dan
hidayahnya sehingga penelitian serta penulisan tugas akhir yang
berjudul “Sintesis Nitrosalisil Alkohol dari Komponen Utama
Minyak Gandapura melalui Reaksi Nitrasi serta Uji Aktivitas
Antioksidan” dapat terselesaikan dengan baik. Penulisan tugas akhir
ini merupakan salah satu syarat kelulusan untuk memperoleh gelar
Sarjana Sains dalam bidang Kimia di Fakultas MIPA Universitas
Brawijaya.
Penulisan tugas akhir ini dapat terlaksana dengan baik atas
bantuan, bimbingan, dan saran dari semua pihak. Ungkapan terima
kasih penulis sampaikan kepada:
1. Drs. Suratmo. M.Sc selaku Pembimbing I atas segala bimbingan, pengarahan, perhatian dan kesabaran yang
diberikan dalam menyelesaikan tugas akhir ini.
2. Dr. Edi Priyo Utomo, MS. selaku pembimbing II serta Ketua Jurusan Kimia Universitas Brawijaya atas segala bimbingan,
pengarahan, perhatian dan kesabaran yang diberikan dalam
menyelesaikan tugas akhir ini.
3. Dra. Sri Wardhani, M.Si. selaku dosen pembimbing akademik atas segala bimbingan, pengarahan, perhatian dan
kesabaran yang diberikan selama menempuh perkuliahan.
4. Dosen Penguji Tugas Akhir yang telah memberikan kritik dan saran kepada penulis.
5. Staf pengajar, dan semua karyawan Jurusan Kimia atas semua bantuan yang diberikan.
6. Kedua orang tua dan seluruh keluarga besar penulis, atas doa, motivasi, nasihat, dukungan moral maupun materiil
yang diberikan kepada penulis.
7. Seluruh teman-teman kimia dan rekan-rekan seperjuangan di Laboratorium Kimia Organik dan semua pihak yang telah
membantu tersusunnya skripsi ini.
Penulis menyadari bahwa penyusunan tugas akhir ini masih jauh
dari kesempurnaan maka dari itu kritik dan saran yang membangun
sangat diharapkan. Penulis juga berharap skripsi ini dapat bermanfaat
dan menambah wawasan bagi pembacanya.
-
vii
DAFTAR ISI
Halaman HALAMAN JUDUL......................................................................i
HALAMAN PENGESAHAN .......................................................ii
HALAMAN PERNYATAAN .......................................................iii
ABSTRAK ......................................................................................iv
ABSTRACT ...................................................................................v
KATA PENGANTAR ...................................................................vi
DAFTAR ISI ..................................................................................vii
DAFTAR TABEL ..........................................................................ix
DAFTAR GAMBAR .....................................................................x
DAFTAR LAMPIRAN .................................................................xii
BAB I PENDAHULUAN........................................................... 1 1.1 Latar Belakang .............................................................. 1
1.2 Perumusan Masalah ....................................................... 2
1.3 Batasan Masalah ............................................................ 2
1.4 Tujuan Penelitian ........................................................... 3
1.5 Manfaat Penelitian ......................................................... 3
BAB II TINJAUAN PUSTAKA ................................................... 4
2.1 Minyak Gandapura ........................................................ 4
2.2 Reaksi Nitrasi ................................................................ 4
2.3 Reaksi Reduksi .............................................................. 5
2.4 Spektroskopi FT-IR ....................................................... 6
2.5 Kromatografi Gas-Spektroskopi Massa ........................ 7
2.6 Antioksidan ................................................................... 8
BAB III METODE PENELITIAN .............................................. 10
3.1 Waktu dan tempat Penilitian ......................................... 10
3.2 Bahan Penelitian ............................................................ 10
3.3 Alat Penelitian ............................................................... 10
3.4 Rancangan Penelitian ..................................................... 10
3.5 Tahapan Penelitian ........................................................ 11
3.6 Prosedur Kerja ............................................................... 11
3.6.1 Identifikasi dan Karakterisasi Minyak
Gandapura ........................................................... 11
3.6.2 Reaksi Nitrasi Metil Salisilat dengan
Campuran Asam Nitrat dan Asetat Anhidrid ...... 12
-
viii
3.6.3 Identifikasi dan Karakterisasi Produk
Reaksi Nitrasi................................................ 13
3.6.4 Reaksi Reduksi Gugus Ester Senyawa
Produk Nitrasi menggunakan Reagen NaBH4 .... 14
3.6.5 Identifikasi Produk Reaksi Reduksi ................... 14
3.6.6 Uji Aktivitas Antioksidan menggunakan
Metode DPPH .................................................... 15
3.6.7 Analisis Data........................................................ 16
BAB IV PEMBAHASAN ............................................................. 18
4.1 Identifikasi dan Karakterisasi Minyak Gandapura .. 18
4.2 Identifikasi dan Karakterisasi Senyawa Produk
Reaksi Nitrasi dengan Perbandingan Mol Metil
Salisilat, Asetat Anhidrid dan Asam Nitrat
(1:2,5:2,5)................................................................ 22
4.3 Identifikasi dan Karakterisasi Senyawa Produk
Reaksi Nitrasi dengan Perbandingan Mol Metil
Salisilat, Asetat Anhidrid dan Asam Nitrat
(1:2,5:5)................................................................... 27
4.4 Identifikasi dan Karakterisasi Senyawa Produk
Reaksi Nitrasi dengan Perbandingan Mol Metil
Salisilat, Asetat Anhidrid dan Asam Nitrat
(1:2,5:7,5)............................................................... 31
4.5 Identifikasi dan Karakterisasi Senyawa Produk
Reaksi Reduksi dengan Perbandingan Mol Nitrasi
Metil Salisilat, Asetat Anhidrid dan Asam Nitrat
(1:2,5:2,5)................................................................ 37
4.6 Identifikasi dan Karakterisasi Senyawa Produk
Reaksi Reduksi dengan Perbandingan Mol Nitrasi
Metil Salisilat, Asetat Anhidrid dan Asam Nitrat
(1:2,5:5)................................................................... 41
4.7 Identifikasi dan Karakterisasi Senyawa Produk
Reaksi Reduksi dengan Perbandingan Mol Nitrasi
Metil Salisilat, Asetat Anhidrid dan Asam Nitrat
(1:2,5:7,5)................................................................ 44
4.8 Uji Aktivitas Antioksidan pada Senyawa
Produk Reduksi dengan Perbandingan
Mol Nitrasi Metil Salisilat, Asetat Anhidrid
dan Asam Nitrat (1:2,5:2,5) .................................... 48
-
ix
4.9 Uji Aktivitas Antioksidan pada Senyawa
Produk Reduksi dengan Perbandingan
Mol Nitrasi Metil Salisilat, Asetat Anhidrid
dan Asam Nitrat (1:2,5:5) ........................................ 50
4.10 Uji Aktivitas Antioksidan pada Senyawa
Produk Reduksi dengan Perbandingan
Mol Nitrasi Metil Salisilat, Asetat Anhidrid
dan Asam Nitrat (1:2,5:7,5) .................................... 51
BAB V PENUTUP ....................................................................... 54
5.1 Kesimpulan .............................................................. 54
5.2 Saran ......................................................................... 54
DAFTAR PUSTAKA .................................................................... 55
LAMPIRAN ................................................................................... 59
-
x
DAFTAR TABEL
Tabel 2.1 Daerah Serapan Beberapa Gugus Fungsi................ 7
Tabel 4.1 Data Sifat Fisik Minyak Gandapura....................... 18
Tabel 4.2 Serapan Bilangan Gelombang Minyak Gandapura.. 19
Tabel 4.3 Data Sifat Fisik Senyawa Produk Reaksi Nitrasi..... 22
Tabel 4.4 Serapan Bilangan Gelombang Senyawa Produk
Reaksi Nitrasi........................................................ 23
Tabel 4.5 Data % Area dan Waktu Retensi Komponen
Penyusun Senyawa Produk Reaksi Nitrasi............... 24
Tabel 4.6 Data Sifat Fisik Senyawa Produk Reaksi Nitrasi .... 27
Tabel 4.7 Serapan Bilangan Gelombang Senyawa Produk
Reaksi Nitrasi .......................................................... 28
Tabel 4.8 Data % Area dan Waktu Retensi Komponen
Penyusun Senyawa Produk Reaksi Nitrasi .............. 29
Tabel 4.9 Data Sifat Fisik Metil Nitrosalisilat........................ 32
Tabel 4.10 Serapan Bilangan Gelombang Senyawa Produk
Reaksi Nitrasi .......................................................... 33
Tabel 4.11 Data Sifat Fisik Senyawa Produk Reaksi Reduksi... 38
Tabel 4.12 Serapan Bilangan Gelombang Senyawa Produk
Reaksi Reduksi ........................................................ 39
Tabel 4.13 Data Sifat Fisik Senyawa Produk Reaksi Reduksi... 41
Tabel 4.14 Serapan Bilangan Gelombang Senyawa Produk
Reaksi Reduksi...................................................... 42
Tabel 4.15 Serapan Bilangan Gelombang Senyawa Produk
Reaksi Reduksi...................................................... 46
Tabel 4.17 Data Pengukuran Uji Aktivitas Antioksidan
Senyawa Produk Reduksi...................................... 48
Tabel 4.18 Data Pengukuran Uji Aktivitas Antioksidan
Senyawa Produk Reduksi...................................... 50
Tabel 4.19 Data Pengukuran Uji Aktivitas Antioksidan
Senyawa Produk Reduksi...................................... 51
-
xi
DAFTAR GAMBAR
Gambar 2.1 Struktur Metil Salisilat....................................... 4
Gambar 2.2 Reaksi Nitrasi ...................................................... 5
Gambar 2.3 Reaksi Reduksi Ester .......................................... 6
Gambar 2.4 Senyawa 1,1-Difenil-Pikrilhidrazil (DPPH) ....... 8
Gambar 4.1 Spektrum IR Minyak Gandapura ........................ 19
Gambar 4.2 Kromatogram Senyawa Penyusun
Minyak Gandapura .............................................. 20
Gambar 4.3 Spektrum Massa Senyawa Penyusun
Minyak Gandapura Pada Waktu Retensi
13,648 Menit..................................................... 20
Gambar 4.4 Pola Fragmentasi Senyawa Metil Salisilat......... 21
Gambar 4.5 Struktur Senyawa Metil Salisilat ......................... 22
Gambar 4.6 Spektrum IR Senyawa Produk Reaksi Nitrasi.... 23
Gambar 4.7 Kromatogram Senyawa Produk Reaksi Nitrasi... 24
Gambar 4.8 Spektrum Massa Senyawa Produk Reaksi Nitrasi
dengan Waktu Retensi 19,296 Menit.................. 25
Gambar 4.9 Spektrum Massa Senyawa Produk Reaksi Nitrasi
dengan Waktu Retensi 19,848 Menit.................. 25
Gambar 4.10 Struktur Senyawa Metil Nitrosalisilat................. 26
Gambar 4.11 Struktur Senyawa 2-Asetiloksi-5-Nitrobenzoat.. 26
Gambar 4.12 Spektrum IR Senyawa Produk Reaksi Nitrasi.... 28
Gambar 4.13 Kromatogram Senyawa Produk Reaksi Nitrasi... 29
Gambar 4.14 Spektrum Massa Senyawa Produk Reaksi
Nitrasi dengan Waktu Retensi 19,292 Menit..... 30
Gambar 4.15 Spektrum Massa Senyawa Produk Reaksi
Nitrasi dengan Waktu Retensi 19,842 Menit..... 30
Gambar 4.16 Struktur Senyawa Metil Nitrosalisilat.................. 31
Gambar 4.17 Struktur Senyawa 2-Asetiloksi-5-Nitrobenzoat... 31
Gambar 4.18 Spektrum IR Senyawa Produk Reaksi Nitrasi..... 33
Gambar 4.19 Kromatogram Senyawa Produk Reaksi Nitrasi... 34
Gambar 4.20 Spektrum Massa Senyawa Produk Reaksi
Nitrasi dengan Waktu Retensi 19,246 Menit..... 34
Gambar 4.21 Struktur Senyawa Metil Nitrosalisilat.................. 35
Gambar 4.22 Pola Fragmentasi Senyawa Metil Nitrosalisilat.. 36
Gambar 4.23 Reaksi Pembentukan Ion Nitronium.................... 37
-
xii
Gambar 4.24 Subtitusi Ion Nitronium ke dalam Cincin
Benzena............................................................... 37
Gambar 4.25 Spektrum IR Senyawa Produk Reaksi Reduksi... 38
Gambar 4.26 Spektrum Massa Senyawa Produk Reaksi
Reduksi ............................................................... 40
Gambar 4.27 Struktur Senyawa Nitrosalisil Alkohol............... 41
Gambar 4.28 Spektrum IR Senyawa Produk Reaksi Reduksi... 42
Gambar 4.29 Spektrum Massa Senyawa Produk Reaksi
Reduksi................................................................ 43
Gambar 4.30 Struktur Senyawa Nitrosalisil Alkohol................ 44
Gambar 4.31 Spektrum IR Senyawa Produk Reaksi Reduksi... 45
Gambar 4.32 Spektrum Massa Senyawa Produk Reaksi
Reduksi................................................................ 47
Gambar 4.33 Struktur Senyawa Nitrosalisil Alkohol............... 48
Gambar 4.34 Mekanisme reaksi reduksi metil nitrosalilat..... .. .48
Gambar 4.35 Kurva Aktivitas Antioksidan Senyawa
Nitrosalisil Alkohol........................................... 49
Gambar 4.36 Kurva Aktivitas Antioksidan Senyawa
Nitrosalisil Alkohol........................................... 50
Gambar 4.37 Kurva Aktivitas Antioksidan Senyawa
Nitrosalisil Alkohol........................................... 52
Gambar 4.38 Reaksi Senyawa Nitrosalisil Alkohol
Dengan Senyawa DPPH.................................... 53
-
xiii
DAFTAR LAMPIRAN
Lampiran A Skema Kerja ............................................................ 59
A.1 Diagram Alir Penelitian ...................................... 59
A.2 Sintesis Nitrosalisil Alkohol............................ 60
Lampiran B Perhitungan .............................................................. 61
B.1 Perhitungan Volume Metil Salisilat dan
Anhidrida Asetat dan Asam Nitrat
pada Reaksi Nitrasi (1:2,5:2,5)...................... 61
B.1.1 Volume Metil Salisilat ........................... 61
B.1.2 Volume Anhidrida Asetat ....................... 61
B.1.3 Volume Asam Nitrat .............................. 61
B.2 Perhitungan Volume Metil Salisilat dan
Anhidrida Asetat dan Asam Nitrat
pada Reaksi Nitrasi (1:2,5:5).......................... 62
B.2.1 Volume Metil Salisilat.......................... 62
B.2.2 Volume Anhidrida Asetat....................... 62
B.2.3 Volume Asam Nitrat.............................. 62
B.3 Perhitungan Volume Metil Salisilat dan
Anhidrida Asetat dan Asam Nitrat
pada Reaksi Nitrasi (1:2,5:7,5).......................... 62
B.3.1 Volume Metil Salisilat.......................... . 63
B.3.2 Volume Anhidrida Asetat....................... 63
B.3.3 Volume Asam Nitrat.............................. 63
B.4 Perhitungan Yield Produk Reaksi Nitrasi.......... . 63
B.4.1 Perhitungan Yield Reaksi Nitrasi
dengan Perbandingan Mol 1:2,5:2,5....... 63
B.4.2 Perhitungan Yield Reaksi Nitrasi
dengan Perbandingan Mol 1:2,5:5.......... 64
B.4.3 Perhitungan Yield Reaksi Nitrasi
dengan Perbandingan Mol 1:2,5:7,5....... 64
B.5 Perhitungan Massa Metil Nitrosalisilat dan
NaBH4 pada Reaksi Reduksi.......... ..................... 65
B.6 Perhitungan Yield Produk Reaksi Reduksi......... 65
B.6.1 Perhitungan Yield Reaksi Reduksi
(1:2,5:2,5)....... ........................................ 65
B.6.2 Perhitungan Yield Reaksi Reduksi
(1:2,5:5)....... ........................................... 65
-
xiv
B.6.3 Perhitungan Yield Reaksi Reduksi
(1:2,5:7,5)....... ....................................... 65
B.7 Perhitungan Volume Nitrosalisil Alkohol
untuk Uji Aktivitas Antioksidan......... ................ 66
B.7.1 Larutan Induk ......... .............................. 66
B.7.1 Volume Pengenceran ......... ................... 66
B.8 Perhitungan IC50......... ........................................ 66
B.8.1 Perhitungan IC50 (1:2,5:2,5)......... ......... 67
B.8.2 Perhitungan IC50 (1:2,5:5)......... ............ 67
B.8.2 Perhitungan IC50 (1:2,5:7,5)......... ......... 68
Lampiran C Dokumentasi Penelitian
C.1 Standart Minyak Gandapura .................................... 69
C.2 Reaksi Nitrasi Minyak Gandapura dengan
Campuran HNO3 dan Ac2O ..................................... 69
C.3 Reaksi Reduksi Produk Nitrasi
Menggunakan NaBH4............................................. 70
-
1
BAB I
PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang Indonesia merupakan negara dengan hasil alam yang
melimpah, salah satunya yakni minyak atsiri. Minyak atsiri adalah
minyak volatil yang memberikan aroma khas dari suatu tanaman.
Salah satu contoh dari minyak atsiri adalah minyak gandapura.
Minyak gandapura dihasilkan dari daun dan gagang tanaman
gandapura (Gaultheria sp.) melalui proses penyulingan [1]. Minyak
atsiri dari minyak gandapura diketahui memiliki komponen utama
berupa senyawa metil salisilat yang dapat mencapai lebih dari 96%
[2]. Gandapura merupakan tanaman minyak atsiri yang cukup
potensial, karena mengandung metil salisilat sangat tinggi yang
banyak digunakan dalam industri makanan, minuman, farmasi dan
kosmetik [3].
Metil salisilat merupakan turunan dari asam salisilat yang
dikenal juga dengan nama asam 2-hidroksi-benzoat [4]. Senyawa
metil salisilat dapat diubah menjadi senyawa lain melalui reaksi
reduksi, hidrolisis, metilasi, esterifikasi dan asetilasi. Pengembangan
hasil sintesis dari senyawa metil salisilat selama ini masih dinilai
kurang, sehingga perlu dilakukan penelitian lebih lanjut agar
senyawa hasil sintesis dari metil salisilat dapat dimanfaatkan secara
maksimal.
Penelitian tentang pengembangan senyawa antioksidan telah
banyak dikembangkan baik terhadap bahan dari senyawa alam
ataupun senyawa sintetik. Telah diketahui bahwa posisi tertentu
gugus hidroksil pada cincin aromatik sangat menentukan aktivitas
antioksidan [5]. Salah satu senyawa yang diketahui dapat digunakan
sebagai antioksidan yakni senyawa 4-hidroksi-5-dimetilaminometil-
3-metoksibenzil alkohol. Senyawa tersebut dapat diperoleh dari
bahan dasar vanilin yang disintesis dari minyak cengkeh melalui
reaksi mannich dengan diubahnya gugus aldehida pada cincin
benzena menjadi gugus alkohol primer [6]. Senyawa turunan metil
salisilat yakni seperti nitrosalisil alkohol memiliki gugus hidroksil
pada cincin aromatik, sehingga dapat diperkirakan senyawa tersebut
dapat digunakan sebagai antioksidan, selain itu masih belum terdapat
-
2
literatur yang mengatakan tentang pembuatannya dari bahan dasar
metil salisilat melalui sintesis.
Sintesis umumnya dilakukan untuk membuat senyawa-
senyawa baru yang memiliki nilai guna dan manfaat yang lebih
tinggi dari bahan dasar itu sendiri [7]. Senyawa nitrosalisil alkohol
dapat disintesis dari bahan dasar metil salisilat dalam minyak
gandapura dengan mengubahnya menjadi metil nitrosalisilat melalui
reaksi nitrasi. Tahapan yang dapat digunakan pada proses sintesis
senyawa nitrosalisil alkohol adalah nitrasi terhadap metil salisilat
untuk mensubtitusikan gugus NO2 pada posisi meta terhadap gugus
ester dengan menambahkan campuran asam nitrat pekat dan asetat
anhidrida. Selanjutnya dilakukan proses reduksi gugus ester dan
menggantikannya dengan gugus alkohol menggunakan bantuan
reagen NaBH4.
Oleh karena itu, pada penelitian ini akan dilakukan sintesis
senyawa nitrosalisil alkohol dari senyawa metil salisilat dalam
minyak gandapura yang bertujuan untuk memaksimalkan daya
gunanya dan mengetahui aktivitas antioksidan di dalamnya. Senyawa
hasil sintesis akan dikarakterisasi menggunakan FTIR, Kromatografi
Gas-Spektrometri Massa (KG-SM) dan menganalisis sifat fisiknya
serta dilakukan uji antioksidan menggunakan metode DPPH.
1.2 Perumusan Masalah Berdasarkan latar belakang diatas, dapat dikemukakan
permasalahan sebagai berikut :
1. Apakah nitrosalisilalkohol dapat disintesis dari senyawa metil salisilat dalam minyak gandapura?
2. Apakah reaksi nitrasi dapat menggunakan campuran asam nitrat dengan asetat anhidrid?
3. Apakah variasi mol asam nitrat berpengaruh pada produk nitrasi?
4. Apakah nitrosalisil alkohol merupakan senyawa antioksidan?
1.3 Batasan Masalah Batasan masalah yang diambil dalam penelitian ini antara lain:
1. Metil salisilat yang digunakan sebagai bahan dasar diperoleh dari minyak gandapura perdagangan yang dibeli di Yogyakarta.
-
3
2. Dilakukan reduksi terhadap gugus ester menggunakan reagen NaBH4.
3. Uji aktivitas antioksidan menggunakan metode DPPH
1.4 Tujuan Penelitian Tujuan dari penelitian ini yakni:
1. Mensintesis senyawa nitrosalisil alkohol dari bahan dasar metil salisilat dalam minyak gandapura
2. Mengetahui reaksi nitrasi dari campuran asam nitrat dengan asetat anhidrid
3. Mengetahui pengaruh variasi mol asam nitrat pada reaksi nitrasi 4. Mengetahui aktivitas antioksidan pada senyawa nitrosalisil
alkohol
1.5 Manfaat penelitian Manfaat dari penelitian ini yakni dapat memberikan informasi
mengenai sintesis senyawa nitrosalisil alkohol dari senyawa metil
salisilat yang terkandung dalam minyak gandapura agar dapat
memaksimalkan daya guna dari minyak gandapura tersebut dan
dapat mengetahui karakteristik dari senyawa nitrosalisil alkohol hasil
dari sintesis serta potensinya sebagai antioksidan.
-
4
BAB II
TINJAUAN PUSTAKA
2.1 Minyak Gandapura Minyak gandapura dihasilkan dari daun dan gagang tanaman
gandapura (Gaultheria sp.) melalui proses penyulingan. Tanaman
gandapura tumbuh didaerah pegunungan di Jawa dan Sumatera
namun belum dibudidayakan [1]. Tanaman gandapura merupakan
jenis semak-semak yang ukurannya sekitar 10-15 cm, daunnya
berwarna hijau berbentuk bulat telur. Tanaman ini banyak tumbuh
ditanah yang bersifat asam dan memiliki aroma yang khas [8].
Gandapura memiliki sifat-sifat yang menjadikannya sebagai kandidat
terbaik natural aspirin, anti kanker, anti inflamasi dan
cardiopulmonary [9]. Minyak atsiri dari minyak gandapura diketahui
memiliki komponen utama berupa senyawa metil salisilat yang dapat
mencapai lebih dari 96% [2].
Metil salisilat merupakan turunan dari asam salisilat yang
berwarna kuning dengan bau menyengat seperti salep. Sifatnya tidak
larut dalam air tetapi larut dalam alkohol dan eter [10]. Metil salisilat
merupakan senyawa ester yang sering digunakan sebagai bahan baku
pembuatan obat salep (lotion) yang dapat mengobati sakit otot. Metil
salisilat sudah banyak dikembangkan menjadi senyawa lain,
misalnya asam asetil salisilat (aspirin) [11]. Struktur dari metil
salisilat dapat dilihat pada Gambar 2.1.
Gambar 2.1 struktur senyawa metil salisilat
2.2 Reaksi Nitrasi Proses nitrasi adalah masuknya gugus nitro ke dalam zat-zat
organik atau zat kimia lainnya. Proses nitrasi dibedakan menjadi 2
macam yaitu pembuatan senyawa nitro dan pembuatan senyawa ester
nitrat [12]. Dalam senyawa nitro, atom N langsung berikatan dengan
-
5
atom C, sedangkan dalam ester nitrat atom N berikatan dengan atom
O. Ikatan gugus NO2 pada senyawa nitro dapat berupa [13]:
1.-C-NO2 : disebut senyawa nitro
contoh : parafin + HNO3 → Nitroparafin + H2O
2.-O-NO2 : disebut senyawa nitrat
contoh : gliserol + 3HNO3 → glseril trinitrat + 3H2O
3.-N-NO2 : disebut senyawa nitriamin
contoh : guanidine + HNO3 → nitroguanidine + H2O
Berikut Gambar 2.2 merupakan reaksi masuknya gugus nitro
ke dalam cincin benzena pada reaksi nitrasi metil salisilat
menggunakan katalis Ac2O sehingga menghasilkan senyawa metil
nitrosalisilat:
Gambar 2.2 reaksi nitrasi
2.3 Reaksi Reduksi Ester dapat direduksi dengan hidrogenasi katalitik
menggunakan gas hydrogen, katalisator, panas dan tekanan atau
reaksi menggunakan LiAlH4. Dengan mengubah asam karboksilat
menjadi esternya terlebih dahulu dapat mempercepat proses reduksi
dengan cara lebih sederhana dibandingkan jika reduksi di lakukan
langsung terhadap asam karboksilat [14]. Namun tidak menutup
kemungkinan jika reduksi ester dapat digunakan reagen NaBH4 tetapi
membutuhkan waktu yang lebih lama dalam reaksinya. Ester dapat di
reduksi melalui reaksi halogenasi katalitik yang sering disebut
hidrogenolisis. Reduksi ester akan menghasilkan alkohol primer.
Reaksi reduksi ester senyawa metil nitrosalisilat akan menghasilkan
senyawa nitrosalisil alkohol seperti terdapat pada Gambar 2.3
berikut:
-
6
Gambar 2.3 reaksi reduksi ester
2.4 Spektroskopi FT-IR Metode spektroskopi FTIR (Fourier Transform Infrared) yaitu
metode spektroskopi inframerah yang dilengkapi dengan
transformasi fourier untuk analisis hasil spektrumnya. Metode
spektroskopi yang digunakan adalah metode absorpsi, yaitu metode
spektroskopi yang didasarkan atas perbedaan penyerapan radiasi
inframerah. Absorbsi inframerah oleh suatu materi dapat terjadi jika
dipenuhi dua syarat, yaitu kesesuaian antara frekuensi radiasi
inframerah dengan frekuensi vibrasional molekul sampel dan
perubahan momen dipol selama bervibrasi [15].
Spektroskopi inframerah berguna untuk identifikasi senyawa
organik karena spektrumnya yang sangat kompleks yang terdiri dari
banyak puncak-puncak [16]. Berikut merupakan tabel daerah
serapan gugus fungsi [17]:
-
7
Tabel 2.1 daerah serapan infra merah beberapa gugus fungsi
Gugus fungsi Daerah
frekuensi (cm1)
Jenis vibrasi
-CH=CH-
C–H (alkana)
C–H (alkena)
C-H (aromatik)
C-C (aromatik)
C=O ( Ester)
C=O (asam
karboksilat)
O-H (fenol)
O-H (asam
karboksilat)
NO2 Aromatik
1665-1620
2970-2830
3090-3070
3100-3000
1400,1500,1600
1750-1700
1310-1250
1725-1700
1240
3650-3600
3400-2400
1540-1500
1370-1330
C=C stretch
CH stretch dalam C sp3
CH stretch dalam C sp2
CH stretch
C–C stretch pada
cincin
Aromatik C=O stretch
Aromatik C-O strectch
C=O stretch
C-O strecth
O-H stretch
O-H stretch
NO2 asymmetric
Stretching
NO2 symmetric
Stretching
2.5 Kromatografi Gas-Spektroskopi Massa Proses pemisahan pada KG-SM terjadi di dalam kolom
(kapiler) melibatkan dua fase, yaitu fase diam dan fase gerak. Fase
diam adalah zat yang ada di dalam kolom, dan fase gerak adalah gas
pembawa (helium atau hidrogen) dengan kemurnian tinggi. Proses
pemisahan terjadi karena terdapat perbedaan kecepatan alir tiap
molekul di dalam kolom. Perbedaan tersebut disebabkan oleh
-
8
perbedaan afinitas antar molekul dengan fase diam yang ada di
dalam kolom [18].
Prinsip analisis KG-SM yaitu sampel mengalir pada kolom
yang terhubung dengan ruang ionisasi dimana gas pembawa, pelarut
dan sampel akan terionisasi dan dipisahkan berdasarkan perbedaan
massa dan rasio muatan (m/z). Setiap sampel yang terionisasi akan
memiliki pola fragmentasi yang khas sehingga sampel dapat
diidentifikasi [19].
2.6 Antioksidan Antioksidan diketahui dapat digunakan untuk menstabilkan
radikal bebas. Radikal bebas adalah senyawa aktif yang memiliki ion
terluar tidak berpasangan, senyawa ini dapat menyebabkan
kerusakan biomolekul dan dapat menyebabkan penyakit degeneratif
[20]. Berbagai antioksidan telah banyak dikembangkan, baik
atioksidan alami maupun sintetik. Antioksidan alami umumnya
berupa senyawa-senyawa fenolik yang terdapat dalam berbagai
tanaman [21].
Antioksidan alami berasal dari tumbuhan yang sering di
konsumsi dan telah diisolasi. Antioksidan dalam tumbuhan
mengandung vitamin C, katekin, resveratrol, flavonoid, -karoten, vitamin E dan polifenol [22].
Uji aktivitas antioksidan dapat dilakukan secara in-vitro yakni
salah satunya menggunakan metode DPPH. DPPH merupakan
radikal bebas yang stabil pada suhu kamar dan sering digunakan
untuk menilai aktivitas antioksidan beberapa senyawa atau ekstrak
bahan alam. Interaksi antioksidan dengan DPPH baik secara transfer
elektron atau radikal hidrogen pada DPPH akan menetralkan karakter
radikal bebas dari DPPH [23]. Berikut merupakan struktur dari
senyawa DPPH dapat dilihat pada Gambar 2.4:
Gambar 2.4 senyawa 1,1-difenil-pikrilhidrazil (DPPH)
-
9
Prinsip dari metode uji aktivitas antioksidan ini adalah
pengukuran aktivitas antioksidan secara kuantitatif yaitu dengan
melakukan pengukuran penangkapan radikal DPPH oleh suatu
senyawa yang mempunyai aktivitas antioksidan dengan
menggunakan spektrofotometri UV-Vis sehingga dengan demikian
akan diketahui nilai aktivitas peredaman radikal bebas yang
dinyatakan dengan nilai IC50 (inhibitory Concentration). Nilai IC50
didefinisikan sebagai besarnya konsentrasi senyawa uji yang dapat
meredam radikal bebas sebanyak 50%. Semakin kecil nilai IC50
maka aktivitas peredaman radikal bebas semakin tinggi [24]. Prinsip
kerja dari pengukuran ini adalah adanya radikal bebas stabil yaitu
DPPH yang dicampurkan dengan senyawa antioksidan yang
memiliki kemampuan mendonorkan hidrogen, sehingga radikal
bebas dapat diredam [25]
-
10
BAB III
METODE PENELITIAN
3.1 Waktu dan Tempat Penelitian Penelitian dilaksanakan di Laboratorium Kimia Organik
Jurusan Kimia FMIPA Universitas Brawijaya. Pelaksanaan
penelitian selama empat bulan dimulai dari bulan September 2016
hingga Desember 2016. Analisis hasil reaksi nitrasi menggunakan
FT-IR dan KG-SM sedangkan analisis hasil reaksi reduksi dengan
FT-IR dan MS dilakukan di Laboratorium Instrumen Jurusan Kimia
Universitas Brawijaya Malang dan Laboratorium Instrumen Politeknik
Negeri Malang.
3.2 Bahan Penelitian Bahan-bahan yang digunakan dalam penelitian ini yakni
minyak gandapura yang berasal dari minyak perdagangan di
Yogyakarta, HNO3 pekat, asetat anhidrid, aquades, NaBH4,
tetrahidrofuran, Na2SO4 anhidrid, 1,1-difenil-2-pikrihidrazil (DPPH),
metanol.
3.3 Alat Penelitian Peralatan yang digunakan dalam penelitian ini yakni
seperangkat alat refluks 100 mL, seperangkat alat gelas, pengaduk
magnet, hotplate, termometer, neraca analitik Ohaus Precision
Advanced, corong tetes 100 mL, corong gelas, FT-IR 8400S, KG-SM
Shimadzu, Melting Point Apparatus, SM.
3.4 Rancangan Penelitian Rancangan penelitian ini dilakukan dengan metode
Rancangan Acak Lengkap (RAL) yakni pada proses nitrasi minyak
gandapura dengan variabel tetap yaitu jumlah minyak gandapura,
reagen Ac2O dan reagen HNO3 dengan perbandingan mol berbeda
yaitu (1:2,5:2,5) (1:2,5:5) dan (1:2,5:7,5). Reaksi dilakukan pada
temperatur 50-650C dalam waktu 1 jam. Kemudian dilakukan proses
reduksi menggunakan pereaksi NaBH4 selama 2 jam pada temperatur
antara 60-650C. Produk reaksi reduksi dikarakterisasi menggunakan
FT-IR dan SM. Selanjutnya uji aktivitas antioksidan menggunakan
metode DPPH.
-
11
3.5 Tahapan Penelitian Tahapan penelitian yang dilakukan yakni sebagai berikut:
1. Identifikasi minyak gandapura dengan cara menentukan sifat fisik yang meliputi warna, wujud, bau dan berat jenis serta
karakterisasi menggunakan FT-IR dan KG-SM
2. Reaksi nitrasi terhadap metil salisilat dari minyak gandapura menggunakan campuran asam nitrat dan asetat anhidrid
3. Identifikasi produk nitrasi secara fisik dan karakterisasi menggunakan FT-IR serta KG-SM
4. Reaksi reduksi gugus ester dari produk nitrasi menggunakan reagen NaBH4
5. Identifikasi produk reduksi meliputi penentuan fisik yakni wujud, warna, bau dan karakterisasi menggunakan FT-IR serta
SM
6. Uji aktivitas antioksidan menggunakan metode DPPH 7. Analisis data
3.6 Prosedur Kerja 3.6.1. Identifikasi dan Karakterisasi Minyak Gandapura a. Penentuan Sifat Fisik Minyak Gandapura
Identifikasi minyak gandapura meliputi penentuan sifat fisik
yaitu warna, wujud, dan bau serta identifikasi kandungan metil
salisilat didalam minyak gandapura. Warna dan wujud diidentifikasi
secara visual sedangkan untuk identifikasi bau dilakukan dengan uji
organoleptis
b. Penentuan Berat Jenis Minyak gandapura di tentukan berat jenisnya menggunakan
piknometer kapasitas 25 mL pada temperatur ruang. Sebelumnya di
timbang berat kosong dari piknometer sebagai m1, kemudian di
masukkan minyak gandapura sebanyak 25 mL. Lalu di timbang
sebagai m2. Massa minyak gandapura (m) = (m2 − m1) dan di
tentukan berat jenisnya dalam satuan g/mL melalui persamaan [26]:
-
12
Keterangan : = berat jenis larutan m = massa larutan
V = volume larutan
c. Karakterisasi Minyak Gandapura menggunakan FT-IR Karakterisasi minyak gandapura menggunakan FT-IR 8400S
tipe Michelson sistemoptik sinar tunggal dengan metode lempengan
NaCl. 1 tetes minyak gandapura diteteskan pada lempengan NaCl.
Kemudian lempengan NaCl yang mengandung sampel minyak
gandapura diletakkan pada sampel holder diantara dua celah yang
dilewati berkas sinar inframerah serta dibuat spektrum pada bilangan
gelombang 4000-600 cm-1
. Sumber sinar inframerah keramik
globular, S/N 20000:1 dan medium sampel lempengan NaCl.
d. Karakterisasi Minyak Gandapura menggunakan Kromatografi Gas-Spektrometri Massa (KG-SM)
Karakterisasi minyak gandapura digunakan alat KG-SM
dengan kondisi operasional yaitu tipe alat SHIMADZU QP210S,
jenis kolom Rtx-wax(polietilen glikol), panjang kolom 30 m,
temperatur kolom 100°C (5°C/menit), gas pembawa berupa gas
Helium (10Kpa), injektor mode:split (1:8), temperatur detektor
250°C. Identifikasi dilakukan dengan cara 0,3 µL sampel minyak
gandapura diinjeksikan ke dalam alat KG-SM.
3.6.2. Reaksi Nitrasi Metil Salisilat dengan Campuran Asam Nitrat dan Asetat Anhidrid
Asetat anhidrid sebanyak 14,18 mL (0.15 mol) dimasukkan ke
dalam labu leher tiga yang telah di lengkapi dengan termometer dan
pengaduk magnet. Asam nitrat di masukkan kedalam corong penetes.
Labu didinginkan dengan menggunakan baskom yang berisi es,
kemudian ditambahkan asam nitrat sebanyak 13,42 mL (0,3 mol),
penambahan dilakukan tetes demi tetes disertai dengan pengadukan.
Suhu campuran dipertahankan kurang lebih 50C. Kemudian minyak
gandapura dimasukkan kedalam labu leher tiga sebanyak 7,7 mL
(0,06 mol) tetes demi tetes dengan pengadukan. Campuran
dipanaskan pada temperatur 50-65 0C selama 1 jam.
-
13
Hasil pemanasan kemudian dituangkan ke dalam gelas kimia
yang direndam dalam air berisi pecahan es sambil diaduk. Endapan
yang terbentuk disaring menggunakan corong gelas, dicuci dan
dikeringkan. Pekerjaan di atas diulangi untuk reaksi nitrasi metil
salisilat, asetat anhidrid dan asam nitrat dengan perbandingan mol
(1:2,5:2,5) serta (1:2,5:7,5). Analisis reaksi dilakukan dengan
menggunakan FT-IR dan KG-SM.
3.6.3. Identifikasi dan Karakterisasi Produk Reaksi Nitrasi a. Penentuan Sifat Fisik Senyawa Produk Reaksi Nitrasi
Senyawa produk nitrasi yang diperoleh diidentifikasi secara
visual melalui warna dan wujud serta dilakukan identifikasi bau
melalui uji organoleptis. Selain itu dilakukan penentuan titik lebur
yang dilakukan dengan cara memasukkan serbuk kedalam pipa
kapiler sekitar 1 cm kemudian dimasukkan kedalam melting point
apparatus digital. Melting point apparatus diset titik leburnya
dibawah titik lebur serbuk produk sintesis yaitu untuk metil
nitrosalisilat antara 127 - 130oC
b. Karakterisasi Produk Reaksi Nitrasi menggunakan FT-IR Karakterisasi produk reaksi nitrasi dengan spektrofotometri
inframerah digunakan pellet KBr. Pellet KBr dibuat dengan cara
mencampurkan 0,5 gram serbuk produk nitrasi dan 0,07 gram KBr
kemudian digerus dan dimasukkan kedalam pellet press dan
dikompressi. Selanjutnya pellet KBr yang mengandung sampel
produk sintesis diletakkan di antara dua celah yang dilewati berkas
sinar inframerah dan dibuat spektrumnya pada rentang bilangan
gelombang 4000-600 cm-1
. Spesifikasi FT-IR antara lain tipe
Michelson sistemoptik sinar tunggal, sumber inframerah keramik
globular, S/N 20000:1 dan medium sampel pellet KBr.
c. Karakterisasi Produk Reaksi Nitrasi menggunakan Kromatografi Gas-Spektrometri Massa (KG-SM)
Karakterisasi produk nitrasi digunakan alat KG-SM dengan
kondisi operasional yaitu tipe alat SHIMADZU QP210S, jenis kolom
Rtx-wax (polietilen glikol), panjang kolom 30 m, temperatur kolom
100°C (5°C/menit), gas pembawa berupa gas Helium (10Kpa),
injektor mode:split (1:8), temperatur detektor 250°C. Identifikasi
-
14
dilakukan dengan cara 0,3 µL sampel minyak gandapura diinjeksikan
ke dalam alat KG-SM.
3.6.4. Reaksi Reduksi Gugus Ester Senyawa Produk Reaksi Nitrasi menggunakan Reagen NaBH4
0,01 mol (1,97 g) produk reaksi nitrasi dimasukkan ke dalam
labu leher tiga. Tetrahidrofuran ditambahkan sebagai pelarut
sebanyak 30 mL. pereaksi NaBH4 ditambahkan berlebih yaitu 0,05
mol (1,89 g) lalu digoyang-goyang untuk mengganti pengadukan.
Dilakukan pemanasan selama 2 jam. Setelah reaksi sempurna yaitu
tidak terdapat gelembung gas, maka ditambahkan air tetes demi tetes
sampai terbentuk endapan yang stabil. Endapan disaring dan filtrat
dipisahkan. Filtrat dikeringkan dengan cara menambahkan Na2SO4
anhidrat secukupnya. Pelarut diuapkan menggunakan evaporator,
selanjutnya diidentifikasi.
3.6.5. Identifikasi Produk Reaksi Reduksi a. Penentuan Sifat Fisik Senyawa Produk Reaksi Reduksi
Senyawa produk reaksi reduksi yang diperoleh diidentifikasi
secara visual melalui warna dan wujud serta dilakukan identifikasi
bau melalui uji organoleptis. Selain itu dilakukan penentuan titik
lebur yang dilakukan dengan cara memasukkan serbuk kedalam pipa
kapiler sekitar 1 cm kemudian dimasukkan kedalam melting point
apparatus digital.
b. Karakterisasi Produk Reaksi Reduksi menggunakan FT-IR Karakterisasi produk reaksi reduksi dengan spektrofotometri
inframerah digunakan pellet KBr. Pellet KBr dibuat dengan cara
mencampurkan 0,5 gram padatan produk reduksi dan 0,07 gram KBr
kemudian digerus dan dimasukkan kedalam pellet press dan
dikompressi. Selanjutnya pellet KBr yang mengandung sampel
produk sintesis diletakkan di antara dua celah yang dilewati berkas
sinar inframerah dan dibuat spektrumnya pada rentang bilangan
gelombang 4000-600 cm-1
. Spesifikasi FT-IR antara lain tipe
Michelson sistemoptik sinar tunggal, sumber inframerah keramik
globular, S/N 20000:1 dan medium sampel pellet KBr.
-
15
c. Karakterisasi Produk Reaksi Reduksi menggunakan Spektrometri Massa (SM)
Karakterisasi produk reaksi reduksi digunakan alat
spektrometer massa dengan kondisi operasional yaitu tipe alat TSQ
Quantum Acces Max (Triple Quadropole), mode esi = (x) M-1,
Flow: Direct 5 /min. Vaporizer temperatur 50, capilary temperature 270
0C.
3.6.6. Uji Aktivitas Antioksidan menggunakan Metode DPPH Sebanyak 0,05 g produk reduksi dilarutkan menggunakan
metanol dalam gelas kimia sambil diaduk. Larutan dipindahkan
kedalam labu ukur 100 mL lalu ditambahkan metanol hingga tanda
batas untuk memperoleh larutan induk dengan konsentrasi 500 ppm.
Dikocok hingga homogen. Kemudian larutan induk 500 ppm dipipet
sebanyak 3 mL, 2 mL dan 1 mL, masing-masing dimasukkan
kedalam labu ukur 10 mL untuk mendapatkan larutan dengan
konsentrasi 150 ppm, 100 ppm dan 50 ppm. Kemudian di tambahkan
metanol hingga tanda batas.
Masing–masing larutan dipipet sebanyak 2,5 mL ke dalam
botol vial, kemudian ditambahkan sebanyak 1 mL larutan DPPH
dengan konsentrasi 0,05 mM. Absorbansi DPPH di ukur dengan
spektrofotometer sinar tampak pada panjang gelombang 515 nm,
pada waktu selang 5 menit mulai 0 menit sampai 30 menit.
Kemampuan antioksidan diukur sebagai penurunan serapan larutan
DPPH akibat adanya penambahan sampel.
Nilai serapan larutan DPPH sebelum dan sesudah penambahan
produk reduksi di hitung sebagai persen inhibisi (% inhibisi) dengan
rumus sebagai berikut:
Keterangan:
Akontrol = Absorbansi tidak mengandung sampel
Asampel = Absorbansi sampel
Selanjutnya produk perhitungan dimasukkan kedalam
persaman regresi dengan konsentrasi ekstrak (ppm) sebagai (sumbu
515 515
515
-
16
X) dan nilai % inhibisi (antioksidan) sebagai (sumbu Y) . Nilai IC50
dari perhitungan pada saat % inhibisi sebesar 50% y = ax2 + bx [27].
3.6.7. Analisis Data Identifikasi sifat fisik dari minyak gandapura meliputi warna,
wujud, bau dan berat jenis. Identifikasi sifat fisik ini dilakukan
dengan tujuan membandingkan minyak gandapura yang akan di
gunakan dengan standart minyak gandapura yang sudah ada dalam
literatur. Karakterisasi minyak gandapura dilakukan menggunakan
FT-IR dan KG-SM. Analisis menggunakan FT-IR dilakukan untuk
mengetahui gugus fungsi yang ada pada minyak gandapura.
Sedangkan analisis menggunakan KG-SM bertujuan untuk
menunjukkan berapa % kandungan metil salisilat, massa ion
molekul metil salisilat (m/z) dan base peak dari ion molekul metil
salisilat yang ada pada minyak gandapura, hal ini dapat diketahui
dari data yang didapat yakni berupa kromatogram dan data spektra
massa.
Identifikasi sifat fisik dari produk nitrasi meliputi wujud,
warna, bau dan titik leleh. Identifikasi ini dilakukan untuk
mengetahui hasil yang diperoleh telah sesuai dengan literatur.
Identifikasi bau dilakukan dengan cara uji organoleptis. Identifikasi
titik lebur dilakukan menggunakan melting point apparatus yang
bertujuan untuk mengetahui titik lebur serta init dan final ketika
serbuk melebur sehingga dapat dipastikan produk yang didapatkan
sudah murni.
Karakterisasi produk nitrasi dilakukan menggunakan FT-IR
dan KG-SM. Karakterisasi menggunakan FT-IR dilakukan untuk
mengetahui gugus fungsi yang terdapat dalam produk. Sedangkan
karakterisasi KG-SM dilakukan untuk mengetahui pola fragmentasi
molekul hasil reaksi, massa ion molekul dan kestabilan dari ion
molekul yang terfragmentasi. Kedua informasi tersebut didapatkan
dari kromatogram dan spektra massa hasil pengukuran dari produk
nitrasi. Pada kromatogram berisi puncak-puncak area pada rentang
waktu tertentu. Sedangkan pada spektra massa berupa grafik
hubungan antara m/z dan % base peak.
Karakterisasi produk reaksi reduksi dilakukan secara fisik
yakni meliputi warna, wujud, bau serta berat jenis. Selain itu
dilakukan juga karakterisasi menggunakan FT-IR yang digunakan
-
17
untuk mengetahui gugus fungsi yang ada pada produk reduksi serta
dilakukan kerakterisasi SM untuk mengetahui berat molekul yang
ada pada produk reduksi.
Produk dari reduksi dilakukan uji aktifitas antioksidan
menggunakan metode DPPH yakni dengan cara nilai serapan larutan
DPPH sebelum dan sesudah penambahan produk reduksi di hitung
sebagai persen inhibisi (% inhibisi). Selanjutnya hasil perhitungan di
masukkan kedalam persaman regresi dengan konsentrasi ekstrak
(ppm) sebagai (sumbu X) dan nilai % inhibisi (antioksidan) sebagai
(sumbu Y) . Nilai IC50 dari perhitungan pada saat % inhibisi sebesar
50% y = ax2 + bx.
-
18
BAB IV
HASIL DAN PEMBAHASAN
4.1 Identifikasi dan Karakterisasi Minyak Gandapura Minyak gandapura yang digunakan pada penelitian ini yakni
minyak gandapura perdagangan yang dibeli di Yogyakarta. Hasil
identifikasi secara fisik minyak gandapura dibandingkan dengan
minyak gandapura standart yang terdapat pada material safety data
sheet (MSDS) seperti pada Tabel 4.1:
Tabel 4.1 data sifat fisik minyak gandapura
Parameter sifat
fisik
Minyak
gandapura
Standar wintergreen oil
(MSDS)
Wujud Cair Cair
Warna Tidak berwarna Tidak berwarna sampai
kekuningan
Bau Tajam Tajam
Berat jenis 1,18 g/mL 1,18 g/mL
Berdasarkan hasil identifikasi secara fisik pada Tabel 4.1
minyak gandapura yang digunakan pada penelitian ini mendekati
standart minyak gandapura yang terdapat dalam MSDS [28].
Kemudian untuk mendukung hasil dari identifikasi secara fisik
dilakukan karakterisasi menggunakan FT-IR untuk mengetahui
gugus fungsi metil salisilat yang terdapat dalam minyak gandapura.
Hasil analisis menggunakan instrumen FT-IR untuk minyak
gandapura ditunjukkan dalam gambar berikut:
-
19
500750100012501500175020002500300035004000
1/cm
30
37.5
45
52.5
60
67.5
75
82.5
90
%T
3188
.11
3006
.82
2954
.74
1679
.88
1614
.31
1585
.38
1487
.01
1442
.66
1336
.58
1305
.72
1253
.64
1215
.07
1159
.14
1091
.63
1033
.77 9
64.3
4
848.
62
757.
97 702.
04
563.
18
530.
39
439.
74
METIL SALISILAT
Gambar 4.1: spektrum IR minyak gandapura
Tabel 4.2: serapan bilangan gelombang minyak gandapura
Puncak Bilangan
Gelombang (cm-1
) Keterangan
1 3188,11 vibrasi ulur =C-H sp
2
(cincin aromatis)
2 1679,88 vibrasi ulur C=O (ester)
3 1614,31 C=C aromatis
4 1336,58 vibrasi ulur C-O (ester)
5 1215,07 O−H (fenol)
6 757,97 C−H (cincin aromatis)
Berdasarkan data bilangan gelombang pada Tabel 4.2 dan
spektrum FT-IR pada Gambar 4.1 menunjukkan serapan vibrasi
pada daerah 3188,11 cm-1
yaitu vibrasi ulur =C-H sp2 (cincin
aromatis) yang didukung dengan adanya serapan pada 757,97 cm-1
yaitu vibrasi tekukan =C-H. Kemudian muncul serapan pada
bilangan gelombang 1679,88 cm-1
C=O ester. Gugus fungsi lain yang
mendukung yaitu munculnya serapan pada bilangan gelombang
1336,58 cm-1
yaitu vibrasi ulur C-O ester, selanjutnya muncul
serapan pada daerah bilangan gelombang 1614,31 cm-1
yaitu vibrasi
ulur C=C cincin aromatis. Serapan pada daerah bilangan gelombang
-
20
1215,07 cm-1
yaitu vibrasi ulur C-O alkohol. Gugus-gugus yang
terdeteksi dalam spektrum IR merupakan gugus-gugus yang ada pada
senyawa metil salisilat sehingga dapat diperkirakan bahwa dalam
produk nitrasi tersebut terdapat senyawa metil salisilat.
Selain itu dilakukan karekterisasi menggunakan KG-SM untuk
lebih memastikan kandungan metil salisilat dalam minyak
gandapura. Berikut merupakan kromatogram dan spektra massa metil
salisilat dari minyak gandapura dapat dilihat pada gambar:
Gambar 4.2: kromatogram senyawa penyusun minyak gandapura
Berdasarkan kromatogram seperti pada Gambar 4.2
menunjukkan adanya satu puncak serapan dengan waktu retensi
13,648 menit dan luas puncak 100%. Hal ini menunjukkan hanya
terdapat satu senyawa yang menyusun minyak gandapura dan murni
dari metil salisilat serta didukung dengan hasil spektra massa yang
menunjukkan m/z atau massa per muatan molekul metil salisilat
yakni 152. Spektrum massa dapat dilihat pada gambar berikut:
Gambar 4.3: spektrum massa senyawa penyusun minyak gandapura
pada waktu retensi 13,648 menit
Berdasarkan spektrum massa pada Gambar 4.3 yang
mempunyai nilai m/z 152, 120, 92 dengan berat molekul 152. Pola
fragmentasinya yakni pada puncak dengan m/z = 120 akibat
hilangnya ion radikal CH3OH (M-32) dan diikuti puncak lepasnya
ion radikal CO karbonil (M-28) pada puncak 92. Pola fragmentasi
dari senyawa metil salisilat dapat dilihat pada Gambar 4.4:
-
21
Gambar 4.4 pola fragmentasi senyawa metil salisilat
Berdasarkan identifikasi dan karakterisasi yang telah
dilakukan baik secara fisik maupun menggunakan FT-IR dan KG-
SM, gugus-gugus fungsi yang terdeteksi dalam spektrum IR minyak
gandapura merupakan gugus-gugus fungsi pada senyawa metil
salisilat, selain itu didukung dengan data yang diperoleh dari
kromatogram dan spektra massa yang menunjukkan hanya terdapat
satu komponen senyawa yang menyusun minyak gandapura yakni
senyawa metil salisilat dengan berat molekul 152, dari beberapa
uraian tersebut maka dapat di mungkinkan bahwa senyawa yang
terdapat dalam minyak gandapura yakni murni dari senyawa metil
salisilat. Struktur dari metil salisilat dapat dilihat pada Gambar 4.5:
-
22
Gambar 4.5: struktur senyawa metil salisilat
4.2 Identifikasi dan Karakterisasi Senyawa Produk Reaksi Nitrasi dengan Perbandingan Mol Metil Salisilat, Asetat
Anhidrid dan Asam Nitrat (1:2,5:2,5)
Hasil identifikasi secara fisik senyawa produk nitrasi dengan
perbandingan mol (1:2,5:2,5) dibandingkan dengan senyawa metil
nitrosalisilat standar yang terdapat pada material safety data sheet
(MSDS) seperti pada Tabel 4.3:
Tabel 4.3: data sifat fisik senyawa produk reaksi nitrasi
Parameter
Sifat Fisik
Senyawa
Produk
Reaksi Nitrasi
Standar Metil
Nitrosalisilat
(MSDS)
Massa
Teoritis
Massa
yang
Dihasilkan
Wujud Serbuk Serbuk
11,82 g 8,31 g Warna Kuning Kuning
Bau Tajam Tajam
Titik leleh 127,20C 127 − 132
0C
Berdasarkan hasil identifikasi secara fisik pada Tabel 4.3
senyawa produk yang diperoleh dari reaksi nitrasi menggunakan
metil salisilat : asetat anhidrid : asam nitrat dengan perbandingan
mol 1:2,5:2,5 mendekati standart metil nitrosalisilat yang terdapat
dalam MSDS [29]. Massa yang dihasilkan dari reaksi nitrasi dengan
perbandingan mol (1:2,5:2,5) yakni sebesar 8,31 g, massa tersebut
mendekati dengan massa teoritis pada senyawa metil nitrosalisilat
dengan satu subtitusi gugus NO2 yakni 11,82 g. Berdasarkan data
tersebut, maka dapat dimungkinkan bahwa hanya terdapat satu gugus
NO2 yang tersubtitusi dalam senyawa produk reaksi nitrasi yang di
perkirakan senyawa metil nitrosalisilat. Kemudian untuk mendukung
hasil identifikasi secara fisik, dilakukan karakterisasi menggunakan
FT-IR yang bertujuan untuk mengetahui gugus fungsi yang ada
-
23
500750100012501500175020002500300035004000
1/cm
0
15
30
45
60
75
90
%T
30
98
.23 3
02
6.8
7
29
61
.29
28
57
.14
16
82
.57
16
22
.79
15
86
.14
15
24
.42
14
76
.21
14
45
.35
13
41
.20
12
98
.77
12
60
.19
12
04
.26
11
36
.76
10
75
.04
93
4.2
5
90
1.4
6
84
5.5
3
79
9.2
4 74
9.0
9
71
0.5
2
63
9.1
6
60
2.5
1
56
0.0
8
51
9.5
8
Metil Nitro Salisilat 1_25_25
dalam senyawa produk reaksi nitrasi. Hasil analisis menggunakan
instrumen FT-IR untuk senyawa produk reaksi nitrasi ditunjukkan
dalam gambar berikut:
Gambar 4.6: spektrum IR senyawa produk reaksi nitrasi
Tabel 4.4: serapan bilangan gelombang senyawa produk reaksi
nitrasi
Berdasarkan data bilangan gelombang pada Tabel 4.4 dan
spektrum FT-IR produk nitrasi pada Gambar 4.6 jika dibandingkan
dengan spektrum FT-IR senyawa metil salisilat diperoleh perbedaan.
Puncak Bilangan
Gelombang (cm-1
) Keterangan
1 3098,23 Vibrasi ulur =C-H sp2
2 1682,57 Vibrasi ulur C=O ester
3 1622,79 Vibrasi ulur C=C aromatis
4 1524,42 Serapan tajam gugus fungsi
NO2
5 1204,26 Vibrasi ulur C−O ester
6 1075,04 O−H (fenol)
-
24
Perbedaan tersebut dapat dilihat bahwa pada spektrum FT-IR
senyawa produk nitrasi yakni metil nitrosalisilat muncul serapan
tajam gugus fungsi NO2 pada bilangan gelombang 1524,42 cm-1
.
Vibrasi ulur gugus =C−H sp2 ditunjukkan pada serapan 3098,23 cm
-
1. Serapan 1682,57 cm
-1 menunjukkan adanya vibrasi ulur dari gugus
C=O serta didukung adanya serapan C−O ester pada bilangan
gelombang 1204,26 cm-1
. Pada serapan 1622,79 cm-1
terdapat vibrasi
ulur dari gugus C=C aromatis. Serapan pada daerah bilangan
gelombang 1075,04 cm-1
yaitu gugus O−H fenol. Gugus-gugus yang
terdeteksi dalam spektrum IR merupakan gugus-gugus yang ada pada
senyawa metil nitrosalisilat sehingga dapat diperkirakan bahwa
dalam produk nitrasi tersebut terdapat senyawa metil nitrosalisilat.
Selain itu dilakukan karakterisasi menggunakan KG-SM untuk
mengetahui komponen dan nilai m/z dari senyawa produk reaksi
nitrasi yang menunjukan massa ion molekul. Berikut merupakan
hasil analisis kromatogram dan spektra massa dari senyawa produk
reaksi nitrasi dapat dilihat pada gambar:
Gambar 4.7: kromatogram senyawa produk reaksi nitrasi
Berdasarkan data kromatogram pada Gambar 4.7 dihasilkan 2
puncak dengan % area dan waktu retensi seperti pada Tabel 4.5
berikut:
Tabel 4.5 data % area dan waktu retensi komponen penyusun
senyawa produk reaksi nitrasi
Puncak Waktu Retensi
(menit)
Area (%)
1 19,296 88,33
2 19,848 11,67
Berdasarkan Gambar 4.7 dan Tabel 4.5 menunjukkan puncak
pertama dengan waktu retensi 19,296 menit dan persen area 88,33%
1
2
-
25
yang diperkirakan puncak senyawa metil nitrosalisilat serta pada
puncak kedua dengan waktu retensi 19,848 menit dan persen area
11,67% yang diperkirakan puncak senyawa metil 2-asetiloksi 5-
nitrobenzoat. Hal ini dapat dipengaruhi oleh banyaknya volume
HNO3 yang digunakan dalam proses nitrasi, jika HNO3 yang
digunakan dalam reaksi relatif sedikit dibandingkan dengan volume
Ac2O, maka dapat dimungkinkan kelebihan dari reagen Ac2O akan
berinteraksi dengan gugus OH yang ada pada senyawa metil salisilat
sehingga dapat terbentuk senyawa metil 2-asetiloksi-5-nitrobenzoat.
Sedangkan untuk spektrum massa dari senyawa produk reaksi nitrasi
dapat dilihat pada gambar berikut:
Gambar 4.8: spektrum massa senyawa produk reaksi nitrasi dengan
waktu retensi 19,296 menit
Berdasarkan spektrum massa pada Gambar 4.8 yang
mempunyai nilai m/z 197, 165, 149, 120, 91 dan 63 dengan berat
molekul 197. Fragmentasi m/z = 166 akibat hilangnya ion radikal
OCH3 (M-31), kemudian puncak dengan m/z = 165 akibat hilangnya
ion radikal H (M-1) yang merupakan base peak dari senyawa
tersebut. Selanjutnya diikuti hilangnya ion radikal O (M-16)
sehingga terbentuk puncak m/z = 149, untuk puncak m/z = 120
akibat hilangnya ion radikal NO2 (M-46), puncak dengan m/z =
91yakni hilangnya ion radikal COH (M-29) lalu diikuti hilangnya ion
radikal CO yang terbentuk puncak m/z = 63.
Gambar 4.9: spektrum massa senyawa produk reaksi nitrasi dengan
waktu retensi 19,848 menit
-
26
Sedangkan pada spektrum massa yang ditunjukkan oleh
Gambar 4.9 mempunyai nilai m/z 197, 165, 149, 119, 91 dan 63
dengan berat molekul 197. Fragmentasi m/z = 166 akibat hilangnya
ion radikal OCH3 (M-31), kemudian puncak dengan m/z = 165
akibat hilangnya ion radikal H (M-1) yang merupakan base peak dari
senyawa tersebut. Selanjutnya diikuti hilangnya ion radikal O (M-16)
sehingga terbentuk puncak m/z = 149, untuk puncak m/z = 120
akibat hilangnya ion radikal NO2 (M-46) kemudian diikuti hilangnya
ion radikal H (M-1) sehingga muncul puncak m/z = 119, puncak
dengan m/z = 91yakni hilangnya ion radikal COH (M-29) lalu diikuti
hilangnya ion radikal CO yang terbentuk puncak m/z = 63.
Berdasarkan identifikasi dan karakterisasi yang telah
dilakukan baik secara fisik maupun menggunakan FT-IR dan KG-
SM, senyawa produk nitrasi memiliki sifat fisik yang hampir sama
dengan senyawa metil nitrosalisilat pada MSDS serta gugus-gugus
fungsi yang terdeteksi dalam spektrum IR senyawa produk nitrasi
merupakan gugus-gugus fungsi pada senyawa metil nitrosalisilat,
selain itu didukung dengan data yang diperoleh dari kromatogram
dan spektra massa yang menunjukkan terdapat dua komponen
senyawa yang menyusun produk nitrasi yakni senyawa metil
nitrosalisilat dengan berat molekul 152 dan senyawa 2-asetiloksi-5-
nitrobenzoat, dari beberapa uraian tersebut maka dapat di
mungkinkan bahwa senyawa yang terdapat dalam produk nitrasi
yakni senyawa metil nitrosalisilat dan senyawa 2-asetiloksi-5-
nitrobenzoat. Struktur dari metil nitrosalisilat dan 2-asetiloksi-5-
nitrobenzoat dapat dilihat pada Gambar 4.10 dan Gambar 4.11:
Gambar 4.10: struktur senyawa metil nitrosalisilat
-
27
Gambar 4.11: struktur senyawa 2-asetiloksi-5-nitrobenzoat
4.3 Identifikasi dan Karakterisasi Senyawa Produk Reaksi Nitrasi dengan Perbandingan Mol Metil Salisilat, Asetat
Anhidrid dan Asam Nitrat (1:2,5:5)
Hasil identifikasi secara fisik senyawa produk nitrasi dengan
perbandingan mol (1:2,5:5) dibandingkan dengan senyawa metil
nitrosalisilat standar yang terdapat pada material safety data sheet
(MSDS) seperti pada Tabel 4.6:
Tabel 4.6: data sifat fisik senyawa produk reaksi nitrasi
Parameter
Sifat Fisik
Senyawa
Produk
Reaksi Nitrasi
Standar Metil
Nitrosalisilat
(MSDS)
Massa
Teoritis
Massa
yang
Dihasilkan
Wujud Serbuk Serbuk
11.82 g 10,08 g Warna Kuning Kuning
Bau Tajam Tajam
Titik leleh 126,90C 127 − 132
0C
Berdasarkan hasil identifikasi secara fisik pada Tabel 4.6
senyawa produk nitrasi yang diperkirakan senyawa metil
nitrosalisilat mendekati standar senyawa metil nitrosalisilat yang
terdapat dalam MSDS [27]. Massa yang dihasilkan dari reaksi nitrasi
dengan perbandingan mol (1:2,5:5) yakni sebesar 10,08 g, massa
tersebut mendekati dengan massa teoritis pada senyawa metil
nitrosalisilat dengan satu subtitusi gugus NO2 yakni 11,82 g.
Berdasarkan data tersebut, maka dapat dimungkinkan bahwa hanya
terdapat satu gugus NO2 yang tersubtitusi dalam senyawa metil
nitrosalisilat. Kemudian untuk mendukung hasil identifikasi secara
fisik, dilakukan karakterisasi menggunakan FT-IR yang bertujuan
untuk mengetahui gugus fungsi yang ada dalam senyawa produk
reaksi nitrasi. Hasil analisis menggunakan instrumen FT-IR untuk
senyawa produk nitrasi ditunjukkan dalam gambar berikut:
-
28
500750100012501500175020002500300035004000
1/cm
0
15
30
45
60
75
90
%T
3097
.47
2962
.46
2860
.24
1683
.74
1623
.95
1583
.45
1523
.66
1446
.51
1340
.43
1259
.43
1203
.50
1139
.85
1076
.21
933.
48
902.
62
844.
76
796.
55
746.
40
709.
76
638.
39
561.
25
518.
82
Metil Nitro Salisilat
Gambar 4.12: spektrum IR senyawa produk reaksi nitrasi
Tabel 4.7: serapan bilangan gelombang Senyawa produk reaksi
nitrasi
Puncak Bilangan
Gelombang (cm-1
) Keterangan
1 3097,47 Vibrasi ulur =C-H sp2
2 1683,74 Vibrasi ulur C=O ester
3 1623,95 C=C alkena
4 1523,66 Serapan tajam gugus
fungsi NO2
5 1203,50 Vibrasi ulur C−O ester
6 1076,21 O−H (fenol)
Berdasarkan data bilangan gelombang pada Tabel 4.7 dan
spektrum FT-IR produk nitrasi pada Gambar 4.12 jika dibandingkan
dengan spektrum FT-IR senyawa metil salisilat diperoleh perbedaan.
Perbedaan tersebut dapat dilihat bahwa pada spektrum FT-IR
senyawa produk nitrasi yakni metil nitrosalisilat muncul serapan
tajam gugus fungsi NO2 pada bilangan gelombang 1523,66 cm-1
.
Vibrasi ulur gugus =C−H sp2 ditunjukkan pada serapan 3097,47 cm
-
1. Serapan 1683,74 cm
-1 menunjukkan adanya vibrasi ulur dari gugus
C=O karbonil serta didukung adanya serapan C−O ester pada
-
29
bilangan gelombang 1203,50 cm-1
. Pada serapan 1623,95 cm-1
terdapat vibrasi ulur dari gugus C=C aromatis. Serapan pada daerah
bilangan gelombang 1076,21 cm-1
yaitu gugus O−H fenol. Gugus-
gugus yang terdeteksi dalam spektrum IR merupakan gugus-gugus
yang ada pada senyawa metil nitrosalisilat sehingga dapat
diperkirakan bahwa dalam produk nitrasi tersebut terdapat senyawa
metil nitrosalisilat.
Selain itu dilakukan karakterisasi menggunakan KG-SM untuk
mengetahui komponen dan nilai m/z dari senyawa produk reaksi
nitrasi yang menunjukan massa ion molekul. Berikut merupakan
hasil analisis kromatogram dan spektra massa dari senyawa produk
reaksi nitrasi dapat dilihat pada gambar:
Gambar 4.13: kromatogram senyawa produk reaksi nitrasi
Berdasarkan data kromatogram pada Gambar 4.13 dihasilkan
2 puncak dengan % area dan waktu retensi seperti pada Tabel 4.8
berikut:
Tabel 4.8 data % area dan waktu retensi komponen penyusun
senyawa produk reaksi nitrasi
Puncak Waktu Retensi
(menit)
Area (%)
1 19,293 90,37
2 19,675 9,63
Berdasarkan Gambar 4.13 dan Tabel 4.8 menunjukkan
puncak pertama dengan waktu retensi 19,263 menit dan persen area
90,37% yang diperkirakan puncak senyawa metil nitrosalisilat serta
pada puncak kedua dengan waktu retensi 19,675 menit dan persen
area 9,63% yang diperkirakan puncak senyawa metil 2-asetiloksi 5-
1
2
-
30
nitrobenzoat. Hal ini dapat dipengaruhi oleh banyaknya volume
HNO3 yang digunakan dalam proses nitrasi, jika HNO3 yang
digunakan dalam reaksi relatif sedikit dibandingkan dengan volume
Ac2O, maka dapat dimungkinkan kelebihan dari reagen Ac2O akan
berinteraksi dengan gugus OH yang ada pada senyawa metil salisilat
sehingga dapat terbentuk senyawa metil 2-asetiloksi-5-nitrobenzoat.
Gambar 4.14: Spektrum massa senyawa produk reaksi nitrasi
dengan waktu retensi 19,292 menit
Berdasarkan spektrum massa pada Gambar 4.14 yang
mempunyai nilai m/z 197, 165, 149, 120, 91 dan 63 dengan berat
molekul 197. Fragmentasi m/z = 166 akibat hilangnya ion radikal
OCH3 (M-31), kemudian puncak dengan m/z = 165 akibat hilangnya
ion radikal H (M-1) yang merupakan base peak dari senyawa
tersebut. Selanjutnya diikuti hilangnya ion radikal O (M-16)
sehingga terbentuk puncak m/z = 149, untuk puncak m/z = 120
akibat hilangnya ion radikal NO2 (M-46), puncak dengan m/z =
91yakni hilangnya ion radikal COH (M-29) lalu diikuti hilangnya ion
radikal CO yang terbentuk puncak m/z = 63.
Gambar 4.15: Spektrum massa senyawa produk reaksi nitrasi
dengan waktu retensi 19,842 menit
Sedangkan pada spektrum massa yang ditunjukkan oleh
Gambar 4.15 mempunyai nilai m/z 197, 165, 149, 119, 91 dan 63
dengan berat molekul 197. Fragmentasi m/z = 166 akibat hilangnya
ion radikal OCH3 (M-31), kemudian puncak dengan m/z = 165
akibat hilangnya ion radikal H (M-1) yang merupakan base peak dari
senyawa tersebut. Selanjutnya diikuti hilangnya ion radikal O (M-16)
sehingga terbentuk puncak m/z = 149, untuk puncak m/z = 120
-
31
akibat hilangnya ion radikal NO2 (M-46) kemudian diikuti hilangnya
ion radikal H (M-1) sehingga muncul puncak m/z = 119, puncak
dengan m/z = 91yakni hilangnya ion radikal COH (M-29) lalu diikuti
hilangnya ion radikal CO yang terbentuk puncak m/z = 63.
Berdasarkan identifikasi dan karakterisasi yang telah
dilakukan baik secara fisik maupun menggunakan FT-IR dan KG-
SM, senyawa produk nitrasi memiliki sifat fisik yang hampir sama
dengan senyawa metil nitrosalisilat pada MSDS serta gugus-gugus
fungsi yang terdeteksi dalam spektrum IR senyawa produk nitrasi
merupakan gugus-gugus fungsi pada senyawa metil nitrosalisilat,
selain itu didukung dengan data yang diperoleh dari kromatogram
dan spektra massa yang menunjukkan terdapat dua komponen
senyawa yang menyusun produk nitrasi yakni senyawa metil
nitrosalisilat dengan berat molekul 152 dan senyawa 2-asetiloksi-5-
nitrobenzoat, dari beberapa uraian tersebut maka dapat di
mungkinkan bahwa senyawa yang terdapat dalam produk nitrasi
yakni senyawa metil nitrosalisilat dan senyawa 2-asetiloksi-5-
nitrobenzoat. Struktur dari metil nitrosalisilat dan 2-asetiloksi-5-
nitrobenzoat dapat dilihat pada Gambar 4.16 dan Gambar 4.17:
Gambar 4.16: struktur senyawa metil nitrosalisilat
Gambar 4.17: struktur senyawa 2-asetiloksi-5-nitrobenzoat
4.4 Identifikasi dan Karakterisasi Senyawa Produk Reaksi Nitrasi dengan Perbandingan Mol Metil Salisilat, Asetat
Anhidrid dan Asam Nitrat (1:2,5:7,5)
Hasil identifikasi secara fisik senyawa produk nitrasi dengan
perbandingan mol (1:2,5:7,5) dibandingkan dengan senyawa metil
-
32
nitrosalisilat standar yang terdapat pada material safety data sheet
(MSDS) seperti pada Tabel 4.9:
Tabel 4.9: data sifat fisik metil nitrosalisilat
Parameter
Sifat Fisik
Senyawa
Produk
Reaksi
Nitrasi
Standar Metil
Nitrosalisilat
(MSDS)
Massa
Teoritis
Massa
yang
Dihasilkan
Wujud Serbuk Serbuk
11,82 g 8,58 g Warna Kuning Kuning
Bau Tajam Tajam
Titik leleh 126,70C 127 − 132
0C
Berdasarkan hasil identifikasi secara fisik pada Tabel 4.9
senyawa produk nitrasi yang diperkirakan senyawa metil
nitrosalisilat mendekati standart senyawa metil nitrosalisilat yang
terdapat dalam MSDS [27]. Massa yang dihasilkan dari reaksi nitrasi
dengan perbandingan mol (1:2,5:7,5) yakni sebesar 8,58 g, massa
tersebut mendekati dengan massa teoritis pada senyawa metil
nitrosalisilat dengan satu subtitusi gugus NO2 yakni 11,82 g.
Berdasarkan data tersebut, maka dapat dimungkinkan bahwa hanya
terdapat satu gugus NO2 yang tersubtitusi dalam senyawa metil
nitrosalisilat. Kemudian untuk mendukung hasil identifikasi secara
fisik, dilakukan karakterisasi menggunakan FT-IR yang bertujuan
untuk mengetahui gugus fungsi yang ada dalam senyawa produk
reaksi nitrasi. Hasil analisis menggunakan instrumen FT-IR untuk
senyawa produk nitrasi ditunjukkan dalam gambar berikut:
-
33
500750100012501500175020002500300035004000
1/cm
-15
0
15
30
45
60
75
90
%T
3098
.23
2963
.22
2859
.07
1684
.50
1624
.71
1582
.28
1524
.42
1445
.35
1341
.20
1260
.19
1204
.26
1140
.61 1
076.
97
934.
25 845.
53
797.
31
747.
16
710.
52
639.
16
562.
01
521.
51 436.
64
Metil nitro salisilat 1_25_75
Gambar 4.18: spektrum IR senyawa produk reaksi nitrasi
Tabel 4.10: serapan bilangan gelombang senyawa produk reaksi
nitrasi
Puncak Bilangan
Gelombang (cm-1
)
Keterangan
1 3098,23 Vibrasi ulur =C-H sp2
2 1684,50 Vibrasi ulur C=O ester
3 1624,71 C=C alkena
4 1524,42 Serapan tajam gugus fungsi
NO2
5 1204,26 Vibrasi ulur C−O ester
6 1076,97 O−H (fenol)
Berdasarkan data bilangan gelombang pada Tabel 4.10 dan
spektrum FT-IR produk nitrasi pada Gambar 4.18 bila dibandingkan
dengan spektrum FT-IR senyawa metil salisilat diperoleh perbedaan.
Perbedaan tersebut dapat dilihat bahwa pada spektrum FT-IR
senyawa produk nitrasi yakni metil nitrosalisilat muncul serapan
tajam gugus fungsi NO2 pada bilangan gelombang 1524,42 cm-1
.
Vibrasi ulur gugus =C−H sp2 ditunjukkan pada serapan 3098,23 cm
-
1. Serapan 1684,50 cm
-1 menunjukkan adanya vibrasi ulur dari gugus
C=O karbonil serta didukung adanya serapan C−O ester pada
bilangan gelombang 1204,26 cm-1
. Pada serapan 1624,42 cm-1
-
34
terdapat vibrasi ulur dari gugus C=C aromatis. Serapan pada daerah
bilangan gelombang 1076,97 cm-1
yaitu gugus O−H fenol. Gugus-
gugus yang terdeteksi dalam spektrum IR merupakan gugus-gugus
yang ada pada senyawa metil nitrosalisilat sehingga dapat
diperkirakan bahwa dalam produk nitrasi tersebut terdapat senyawa
metil nitrosalisilat.
Selain itu dilakukan karakterisasi menggunakan KG-SM untuk
mengetahui komponen dan nilai m/z dari senyawa produk reaksi
nitrasi yang menunjukan massa ion molekul. Berikut merupakan
hasil analisis kromatogram dan spektra massa dari senyawa produk
reaksi nitrasi dapat dilihat pada gambar:
Gambar 4.19: kromatogram senyawa produk reaksi nitrasi
Berdasarkan kromatogram seperti pada Gambar 4.19
menunjukkan adanya satu puncak serapan dengan waktu retensi
19,246 menit dan luas puncak 100%. Hal ini menunjukkan hanya
terdapat satu senyawa yang menyusun dan murni yang diduga
senyawa metil nitrosalisilat serta didukung dengan hasil spektra
massa yang menunjukkan m/z atau massa per muatan molekul metil
nitrosalisilat yakni 197. Spektrum massa dapat dilihat pada gambar
berikut:
Gambar 4.20: spektrum massa senyawa produk reaksi nitrasi
dengan waktu retensi 19,246 menit
Berdasarkan spektrum massa pada Gambar 4.20 yang
mempunyai nilai m/z 197, 165, 149, 120, 91 dan 63 dengan berat
-
35
molekul 197. Fragmentasi m/z = 166 akibat hilangnya ion radikal
OCH3 (M-31), kemudian puncak dengan m/z = 165 akibat hilangnya
ion radikal H (M-1) yang merupakan base peak dari senyawa
tersebut. Selanjutnya diikuti hilangnya ion radikal O (M-16)
sehingga terbentuk puncak m/z = 149, untuk puncak m/z = 120
akibat hilangnya ion radikal NO2 (M-46), puncak dengan m/z =
91yakni hilangnya ion radikal COH (M-29) lalu diikuti hilangnya ion
radikal CO yang terbentuk puncak m/z = 63.
Berdasarkan identifikasi dan karakterisasi yang telah
dilakukan baik secara fisik maupun menggunakan FT-IR dan KG-
SM, senyawa produk nitrasi memiliki sifat fisik yang hampir sama
dengan senyawa metil nitrosalisilat pada MSDS serta gugus-gugus
fungsi yang terdeteksi dalam spektrum IR senyawa produk nitrasi
merupakan gugus-gugus fungsi pada senyawa metil nitrosalisilat,
selain itu didukung dengan data yang diperoleh dari kromatogram
dan spektra massa yang menunjukkan terdapat satu komponen
senyawa yang menyusun produk nitrasi yakni senyawa metil
nitrosalisilat dengan berat molekul 152, dari beberapa uraian tersebut
maka dapat di mungkinkan bahwa senyawa yang terdapat dalam
produk nitrasi yakni murni dari senyawa metil nitrosalisilat. Struktur
dari metil nitrosalisilat dapat dilihat pada Gambar 4.21:
Gambar 4.21: struktur senyawa metil nitrosalisilat
Pola fragmentasi dari senyawa metil nitrosalisilat dapat dilihat
pada Gambar 4.22
-
36
Gambar 4.22 pola fragmentasi senyawa metil nitrosalisilat
Berdasarkan pola fragmentasi dan hasil spektrum massa
produk reaksi nitrasi pada berbagai variasi mol diperoleh nilai base
-
37
peak m/z = 165 yang diperkirakan letak NO2 pada posisi C-5. Pada
posisi tersebut diperoleh struktur dari fragmentasi lebih stabil
dibandingkan dengan letak NO2 pada posisi C-3 karena letak gugus
NO2 pada posisi C-5 yang lebih jauh dengan gugus OH sehingga
interaksi intermolekulernya lebih kecil.
Mekanisme reaksi nitrasi dapat dilihat pada gambar berikut:
Gambar 4.23 reaksi pembentukan ion nitronium
Gambar 4.24 subtitusi ion nitronium kedalam cincin benzena
4.5 Identifikasi dan Karakterisasi Senyawa Produk Reaksi Reduksi dengan Perbandingan Mol Nitrasi Metil Salisilat,
Asetat Anhidrid dan Asam Nitrat (1:2,5:2,5)
Hasil identifikasi secara fisik senyawa produk reaksi reduksi
dengan perbandingan mol nitrasi (1:2,5:2,5) dapat dilihat pada Tabel
4.11:
-
38
500750100012501500175020002500300035004000
1/cm
0
15
30
45
60
75
90
%T
3406
.05 30
93.6
1
2964
.39
1693
.38
1600
.81
1546
.80
1502
.44
1440
.73
1330
.79
1313
.43
1255
.57
1190
.00
1105
.14
1068
.49
929.
63
837.
05
748.
33
700.
11
640.
32 520.
74
FILTRAT NSAP-1 _ 25
Tabel 4.11: data sifat fisik senyawa produk reaksi reduksi
Parameter
Sifat Fisik
Senyawa
Produk Reaksi
Reduksi
Massa
Teoritis
Massa
yang
Dihasilkan
Wujud Padatan
1,69 g 0,42 g Warna Jingga
Bau Sedikit berbau
Berdasarkan hasil identifikasi secara fisik pada Tabel 4.11
senyawa produk reaksi reduksi yang diperkirakan senyawa
nitrosalisil alkohol diperoleh senyawa dengan wujud padatan
berwarna jingga dan sedikit berbau. Sedangkan massa yang
diperoleh yakni sebanyak 0,42 g , massa tersebut memiliki rentang
yang cukup jauh jika dibandingkan dengan massa teoritis, hal ini
dapat disebabkan oleh kurang lamanya waktu yang digunakan dalam
proses reaksi reduksi. Kemudian untuk mendukung hasil identifikasi
secara fisik, dilakukan karakterisasi menggunakan FT-IR yang
bertujuan untuk mengetahui gugus fungsi yang ada dalam senyawa
produk reaksi reduksi. Hasil analisis menggunakan instrumen FT-IR
untuk senyawa produk reduksi ditunjukkan dalam gambar berikut:
Gambar 4.25: spektrum IR senyawa produk reaksi reduksi
-
39
Tabel 4.12: serapan bilangan gelombang senyawa produk reaksi
reduksi
Puncak Bilangan
Gelombang (cm-1
) Keterangan
1 3406,05 Vibrasi ulur O−H
2 3093,61 Vibrasi ulur C−H sp2
(cincin aromatik)
3 2964,39 Vibrasi ulur C−H sp3
4 1693,38 Vibrasi ulur C=O
5 1600,81 C=C aromatik
6 1546,80 Serapan tajam gugus fungsi
NO2
7 1502,44 Serapan tajam gugus fungsi
NO2
8 1330,79 Ikatan C−N
9 1313,43 Ikatan C−N
10 1255,57 Vibrasi ulur C−O ester
11 1105,14 O−H fenol
12 1068,49 O−H fenol
Berdasarkan data bilangan gelombang pada Tabel 4.12 dan
spektrum FT-IR produk reduksi pada Gambar 4.25 terdapat gugus
O−H pada serapan 3406,05 cm-1
, kemudian muncul serapan dari
C−H sp2 (cincin aromatik) pada 3093,61 cm
-1. Vibrasi ulur C−H sp
3
pada serapan 2964,39 cm-1
. Vibrasi ulur gugus fungsi C=O karbonil
ditunjukkan pada serapan 1693,38 cm-1
. Serapan 1600,81 cm-1
menunjukkan adanya vibrasi ulur dari gugus C=C aromatik. Pada
serapan 1546,80 cm-1
dan 1502,44 cm-1
menunjukkan adanya
serapan tajam dari gugus fungsi NO2. Ikatan C−N ditunjukkan pada
serapan 1330,79 cm-1
dan 1313,43 cm-1
. Vibrasi ulur gugus fungsi
C−O ester pada serapan 1255,57 cm-1
. Sedangkan pada serapan
1105,14 cm-1
dan 1068,49 cm-1
yaitu gugus O−H fenol. Gugus-gugus
yang terdeteksi dalam spektrum IR merupakan gugus-gugus yang
ada pada senyawa nitrosalisil alkohol dan senyawa metil 5-
nitrosalsilat sehingga dapat diperkirakan bahwa dalam produk
-
40
reduksi tersebut terdapat 2 senyawa penyusun yakni nitrosalisil
alkohol dan metil nitrosalisilat.
Selain itu dilakukan karakterisasi menggunakan SM untuk
mengetahui berat molekul dari senyawa produk reaksi reduksi.
Berikut merupakan hasil analisis spektra massa dari senyawa produk
reaksi nitrasi dapat dilihat pada gambar:
Gambar 4.26: spektrum massa senyawa produk reaksi reduksi
Berdasarkan spektrum massa pada Gambar 4.26 terdapat
serapan pada berat molekul 168,133 g/mol yang diperkirakan
serapan dari senyawa nitrosalisil alkohol, namun berdasarkan
perhitungan secara teoritis berat molekul untuk senyawa nitrosalisil
alkohol sebesar 169 g/mol, hal ini dapat disebabkan adanya atom H
pada fenol yang terlepas dan terjadi resonansi sehingga senyawa
tersebut lebih stabil.
Berdasarkan identifikasi dan karakterisasi yang telah
dilakukan baik secara fisik maupun menggunakan FT-IR dan SM,
senyawa produk reduksi memiliki sifat fisik berupa padatan
berwarna jingga dan sedikit berbau, sedangkan gugus-gugus fungsi
yang terdeteksi dalam spektrum IR senyawa produk reduksi
merupakan gugus-gugus fungsi pada senyawa nitrosalisil alkohol dan
metil nitrosalisilat, selain itu didukung dengan data yang diperoleh
spektra massa yang menunjukkan adanya berat molekul dari senyawa
nitrosalisil alkohol yakni 168,133 g/mol, dari beberapa uraian
tersebut maka dapat di mungkinkan bahwa terdapat senyawa
-
41
nitrosalisil alkohol dalam produk reduksi. Struktur dari nitrosalisil
alkohol dapat dilihat pada Gambar 4.27:
Gambar 4.27: struktur senyawa nitrosalisil alkohol
4.6 Identifikasi dan Karakterisasi Senyawa Produk Reaksi Reduksi dengan Perbandingan Mol Nitrasi Metil Salisilat,
Asetat Anhidrid dan Asam Nitrat (1:2,5:5)
Hasil identifikasi secara fisik senyawa produk reaksi reduksi
dengan perbandingan mol nitrasi (1:2,5:5) dapat dilihat pada Tabel
4.13:
Tabel 4.13: data sifat fisik senyawa produk reaksi reduksi
Parameter
Sifat Fisik
Senyawa
Produk Reaksi
Reduksi
Massa
Teoritis
Massa
yang
Dihasilkan
Wujud Padatan
1,69 g 1,00 g Warna Jingga
Bau Sedikit berbau
Berdasarkan hasil identifikasi secara fisik pada Tabel 4.13
senyawa produk reaksi reduksi yang diperkirakan senyawa
nitrosalisil alkohol diperoleh senyawa dengan wujud padatan
berwarna jingga dan sedikit berbau. Sedangkan massa yang
diperoleh yakni sebanyak 1,00 g , massa tersebut memiliki rentang
yang cukup jauh jika dibandingkan dengan massa teoritis, hal ini
dapat disebabkan oleh kurang lamanya waktu yang digunakan dalam
proses reaksi reduksi. Kemudian untuk mendukung hasil identifikasi
secara fisik, dilakukan karakterisasi menggunakan FT-IR yang
bertujuan untuk mengetahui gugus fungsi yang ada dalam senyawa
-
42
500750100012501500175020002500300035004000
1/cm
0
15
30
45
60
75
90
105
%T
3