transformasi kitosan dan asam palmitat menjadi n …

76
TRANSFORMASI KITOSAN DAN ASAM PALMITAT MENJADI N-PALMITIL KITOSAN TESIS Oleh IRWANSYAH 097 006 032/KIM FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM UNIVERSITAS SUMATERA UTARA MEDAN 2011 Universitas Sumatera Utara

Upload: others

Post on 03-Oct-2021

2 views

Category:

Documents


0 download

TRANSCRIPT

Page 1: TRANSFORMASI KITOSAN DAN ASAM PALMITAT MENJADI N …

TRANSFORMASI KITOSAN DAN ASAM PALMITAT MENJADI

N-PALMITIL KITOSAN

TESIS

Oleh

IRWANSYAH 097 006 032/KIM

FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

MEDAN 2011

Universitas Sumatera Utara

Page 2: TRANSFORMASI KITOSAN DAN ASAM PALMITAT MENJADI N …

TRANSFORMASI KITOSAN DAN ASAM PALMITAT MENJADI

N-PALMITIL KITOSAN

TESIS

Diajukan Sebagai Salah Satu Syarat untuk Memproleh Gelar Magister Sains dalam Program Studi Ilmu Kimia Pada Fakultas Matematika dan

Ilmu Pengetahuan Alam Universitas Sumatera Utara

Oleh

IRWANSYAH 097 006 032 / KIM

FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

MEDAN 2011

Universitas Sumatera Utara

Page 3: TRANSFORMASI KITOSAN DAN ASAM PALMITAT MENJADI N …

Judul Penelitian : TRANSFORMASI KITOSAN DAN ASAM PALMITAT MENJADI N-PALMITIL KITOSAN.

Nama Mahasiawa : IRWANSYAH Nomor Pokok : 097006032 Program Studi : Ilmu Kimia.

Menyetujui :

Komisi Pembimbing

(Prof. Dr. Jamaran Kaban, MSc) (Drs. Adil Ginting, MSc) Ketua Anggota

Ketua Program Studi, Dekan

(Prof. Basuki Wirjosentono, M.S, Ph.D) (Dr. Sutarman, MSc)

Tanggal lulus : 20 Juni 2011

Universitas Sumatera Utara

Page 4: TRANSFORMASI KITOSAN DAN ASAM PALMITAT MENJADI N …

Telah diuji pada

Tanggal : 20 Juni 2011.

PANITIA PENGUJI TESIS

Ketua : Prof. Dr. Jamaran Kaban, M.Sc.

Anggota : 1. Drs. Adil Ginting, M.Sc.

2. Prof. Basuki Wirjosentono, M.S, Ph.D

3. Dr. Hamonangan Nainggolan, M.Sc.

4. Prof. Dr. Tonel Barus.

5. Prof. Dr. Yunazar Manjang.

Universitas Sumatera Utara

Page 5: TRANSFORMASI KITOSAN DAN ASAM PALMITAT MENJADI N …

PERNYATAAN

TRANSFORMASI KITOSAN DAN ASAM PALMITAT MENJADI N-PALMITIL KITOSAN

TESIS

Dengan ini saya menyatakan bahwa tesis ini tidak terdapat karya yang pernah

diajukan untuk memproleh gelar kesarjanaan di suatu perguruan tinggi dan sepanjang

sepengetahuan saya juga tidak terdapat karya atau pendapat yang pernah ditulis dan

diterbitkan oleh orang lain, kecuali secara tertulis untuk diacu dalam naskah dan

disebutkan dalam daftar pustaka.

Medan, Juni 2011. Penulis,

Irwansyah

Universitas Sumatera Utara

Page 6: TRANSFORMASI KITOSAN DAN ASAM PALMITAT MENJADI N …

TRANSFORMASI KITOSAN DAN ASAM PALMITAT MENJADI N-PALMITIL KITOSAN

ABSTRAK

Banyak peneliti tertarik untuk mengembangkan kegunaan kitosan dengan melakukan reaksi transformasi kimia menjadi turunan kitosan. Telah dilakukan pembuatan N-palmitil kitosan dari reaksi antara palmitil klorida dengan kitosan. Palmitil klorida diperoleh melalui reaksi antara asam palmitat dengan phosforpentaklorida dalam pelarut kloroform pada suhu 60 – 70 oC selama 3 jam. Palmitil klorida direaksikan dengan kitosan dalam kloroform pada suhu O oC selama 30 menit, lalu dihidrolisis menggunakan NaOH 1 M pada suhu 60 – 65 oC selama 20 jam. Terbentuknya N-palmitil kitosan dapat dilihat dari hasil analisa FT-IR, dimana muncul serapan 2916 cm-1 (gugus alkil, CH- stratching; CH3- asymetris), 2848 cm-1 (gugus alkil, CH- stretching; -CH2- symetris), 720 cm-1 (-CH2- rocking in C-(CH2)n-C), 3448 cm-1 (amida, N-H stretching; NH sekunder, dan –OH stretching; dimer), 1543 cm-1(amida II, N-H deformasi; sekunder), 1573 cm-1 (amida I, N-H stretching; C=O stretching; sekunder) dan 1111 cm-1 (amida III, CN stretching-NH deformation, sekunder).

Kata Kunci: N-Palmitil kitosan, Kitosan, Asam palmitat, Palmitil klorida dan FT- IR.

Universitas Sumatera Utara

Page 7: TRANSFORMASI KITOSAN DAN ASAM PALMITAT MENJADI N …

TRANSFORMATION OF CHITOSAN AND PALMITIC ACID TO PRODUCE N-PALMITIL CHITOSAN

ABSTRACT

Many researchers interest to develope using of chitosan by performing chemical transformation reaction to produce chitosan derivatives. It has been conducted formation of N-palmityl chitosan from the reaction between palmityl chloride and chitosan. Palmityl chloride was produced by reaction between palmatic acid with phosphorpentachloride in chloroform at (60-70) oC for 3 hours. Palmityl chloride was reacted with chitosan in chloroform at 0 oC for 30 minutes, then it was hydrolyzed by using NaOH 1M at (60-65) oC for 20 hours. Formation of N-palmityl chitosan can be seen from FT-IR analysis, where absorptions at 2916 cm-1 (alkyl group, CH- stratching, CH3- assymetris), 2848 cm-1 (alkyl group, CH- stretching, -CH2- symetris), 720 cm-1 (-CH2- rocking in C-(CH2)n-C), 3448 cm-1 (amide, N-H stretching, R2NH secondary, and –OH stretching, dimer), 1543 cm-1 (amide-II, N-H deformation, secondary), 1573 cm-1 (amide-I, NH stretching, C=O stretching, secunder) and 1111 cm-1 (amide-III, CN stretching-NH deformation, secondary).

Key Words : N-Palmityl chitosan, Chitosan, Palmitic acid, Palmityl chloride and

FT-IR

Universitas Sumatera Utara

Page 8: TRANSFORMASI KITOSAN DAN ASAM PALMITAT MENJADI N …

KATA PENGANTAR

Puji dan syukur kepada Allah SWT atas segala rahmat dan anugrah-Nya,

yang telah memberikan kesempatan dan kemudahan, sehingga penulis mampu

menyelesaikan tesis dari penelitian dengan judul “ Transformasi Kitosan dan Asam

Palmitat Menjadi N-Palmitil Kitosan ”. Tesis merupakan suatu syarat yang harus

dipenuhi dalam rangka untuk mencapai kesarjanaan magister (S-2) pada Program

Studi Magister Kimia di Sekolah Pascasarjana Universitas Sumatera Utara.

Dalam penulisan tesis ini, penulis sangat menyadari bahwa dengan bantuan dari

berbagai pihak dapatlah tesis ini terselesaikan, sebagai mana diharapkan. Pada

kesempatan ini, penulis menyampaikan ucapan terima kasih yang sebesar-besarnya

kepada :

1. Bapak Prof. Dr. Jamaran Kaban, M.Sc dan Drs. Adil Ginting, MSc selaku

dosen pembimbing I dan II, atas segala dukungan, saran dan masukan serta

pengarahannya dalam memberikan pengetahuan dan bimbingan yang sangat

bermanfaat bagi penyusunan tesis dari penelitian ini.

2. Bapak Prof. Basuki Wirjosentono, MS, Ph.D dan Dr. Hamonangan

Nainggolan, M.Sc selaku Ketua Prodi dan Sekretaris Prodi Kimia Sekolah

Pascasarjana USU, yang telah mengarahkan kami selama perkuliahan dan

dalam melaksanakan persiapan penelitian sampai penyelasian penulisan

tesis ini.

3. Rektor Universitas Sumatera Utara, Prof . Dr. dr. Syahril Pasaribu,

DTM&H, M.Sc (CTM), Sp.A(K) , Dekan Fakultas Matematika dan Ilmu

Pengetahuan Alam USU, Dr. Sutarman, M.Sc, atas kesempatan dan

fasilitas yang diberikan kepada kami selama mengikuti program magister

ilmu kimia.

Universitas Sumatera Utara

Page 9: TRANSFORMASI KITOSAN DAN ASAM PALMITAT MENJADI N …

4. Seluruh Bapak/Ibu Dosen /staf pengajar di Sekolah Pascasarjana USU yang

memberikan perkuliahan kepada kami sehingga menambah pengetahuan dan

kemampuan kami.

5. Kepala Laboratorium Kimia Organik – FMIPA – USU, Bapak Dr. Mimpin

Ginting, M.Sc, staf ahli Ibu Juliati Tarigan, S.Si, M.Si dan lainya yang tidak

dapat saya sebutkan satu persatu, Asisten Laboratorium Aspriadi Tarigan dan

lainnya yang telah banyak membantu dalam melakukan penelitian.

6. Kepala dan Staf ahli Laboratorium Kimia Organik FMIPA-UGM

Yokyakarta atas bantuannya menganalisa sampel.

7. Keluarga, teristimewa kepada istri saya Dra. Lili Sri Astuti, M.Pd, anak-

anak saya Putri Aswanti Hasanah, Dewi Astri Khairina, Fira Aulia Mardha

dan Muhammad Fadlan Irliansyah yang dengan penuh pengertian serta

Doanya sehingga saya dapat menyelesaikan pendidikan ini.

8. Rekan – rekan se-Jurusan Kimia, khususnya mahasiswa angkatan 2009

Sekolah Pascasarjana USU.

Dengan menyadari keterbatasan pengalaman dan kemampuan yang dimiliki,

sudah tentu terdapat banyak kekurangan dalam tulisan ini. Untuk itu penulis

mengharapkan adanya saran dan kritik dari berbagai pihak yang sifatnya

membangun dan menyempurnakan tesis ini. Akhir kata semoga tesis ini dapat

memberikan manfaat bagi semua pihak, khususnya bagi penulis dan

umumnya bagi para pembaca.

Medan, Juni 2011. Penulis,

IRWANSYAH 097006032

Universitas Sumatera Utara

Page 10: TRANSFORMASI KITOSAN DAN ASAM PALMITAT MENJADI N …

RIWAYAT HIDUP

Penulis lahir di Tanjungpura, Kabupaten Langkat, Sumatera Utara pada

tanggal 08 Nopember 1964 anak kedua dari sembilan bersaudara dari pasangan

Bapak Harun Nurdin (Alm) dan Ibu Asnah D.

Pendidikan Sekolah Dasar di SD Negeri 1 Tanjungpura (1973 s/d 1978),

Sekolah Menengah Pertama di SMP Negeri 1 Tanjungpura (1978 s/d 1981) dan

Sekolah Menengah Atas di SMA Negeri 1 Tanjungpura (1981 s/d 1984).

Pada tahun 1984 penulis diterima sebagai mahasiswa FMIPA – USU Medan

di Jurusan Kimia (S-1) dan tamat tahun 1991. Penulis diberi kesempatan mengikuti

pendidikan Sekolah Pascasarjana USU Medan Jurusan Kimia tahun 2009.

Universitas Sumatera Utara

Page 11: TRANSFORMASI KITOSAN DAN ASAM PALMITAT MENJADI N …

DAFTAR ISI

Halaman

ABSTRAK i

ABSTRACT ii

KATA PENGANTAR iii

RIWAYAT HIDUP v

DAFTAR ISI vii

DAFTAR TABEL xi

DAFTAR GAMBAR xii

BAB 1 PENDAHULUAN 1

1.1.Latar Belakang 1

1.2. Perumusan Masalah 2

1.3. Pembatasan Masalah 2

1.4. Tujuan Penelitian 3

1.5. Manfaat Penelitian 3

1.6. Lokasi Penelitian 3

1.7. Metodologi Penelitian 3

BAB 2 TINJAUAN PUSTAKA 5 2.1. Kitosan 5

2.1.1. PembuatanKitosan 6

2.1.2. Sifat Fisika Kimia Kitosan 8

2.1.3. Reaksi Transformasi Kitosan 9

2.1.3.1. Reaksi Transformasi Kitosan Tanpa Menggunakan Gugus pelindung 11

2.1.3.2. Reaksi Transformasi Kitosan Menggunakan Gugus Pelindung 13

Universitas Sumatera Utara

Page 12: TRANSFORMASI KITOSAN DAN ASAM PALMITAT MENJADI N …

2.1.4. Kegunaan Kitosan 14

2.2. Asam Palmitat 17

2.2.1. Pembuatan Asam Palmitat 18

2.2.2. Sifat dan Kegunaan Asam Palmitat 19

2.3. Reaksi Klorinasi 19

2.3.1. Pereaksi Klorinasi Gugus Karboksilat 19

2.4. Reaktifitas Gugus Fungsi Senyawa Karbon 20

2.4.1. Gugus Karboksilat 20

2.4.2. Gugus Amina 21

2.4.3. Gugus Hidroksi 22

2.5. Spektrofotometer Inframerah (FT-IR) 22

2.5.1. Perinsip Dasar 23

2.5.2. Komponen Peralatan 25

2.5.3. Serapan Khas Gugus Fungsi 26

BAB 3 BAHAN DAN METODE 33 3.1. Bahan dan Alat 33 3.2. Metode Penelitian 34

3.2.1. Karakterisasi Asam Palmitat dan Kitosan Menggunakan Spektrofotometer Inframerah 34

3.2.2. Klorinasi Asam Palmitat dengan Phosforpentaklorida 34

3.2.2.1. Pembuatan Phosforpentaklorida dari diphosforpentaoksida direaksikan dengan asam

klorida 34

3.2.2.2. Pembuatan Palmitil Klorida Mereaksikan Asam Palmitat dengan Phosforpentaklorida 35

3.2.2.3. Karakterisasi Palmitil Klorida Menggunakan Sepektrofotmeter Inframerah 35

3.2.3..Pembuatan N,N-Palmitil Kitosan mereaksikan Palmitil Klorida dengan Kitosan 35

3.2.3.1. Pembuatan N,N-Palmitil Kitosan Melalui Reaksi Asilasi Kitosan Menggunakan Palmitil Klorida 35

Universitas Sumatera Utara

Page 13: TRANSFORMASI KITOSAN DAN ASAM PALMITAT MENJADI N …

3.2.3.2. Karakterisasi Hasil Reaksi Asilasi Kitosan Menggunakan Palmitil Klorida dengan Spektrofotometer Inframerah 36

3.2.3.3. Hirolisis N,N-Palmitil Kitosan untuk Mengha silkan N-Palmitil Kitosan 36

3.2.3.4. Karakterisasi Hasil Reaksi Hidrolisis N,N-Palmi til Kitosan Menggunakan Spektrofotometer Infra merah 36

3.3. Bagan Penelitian 37

3.3.1. Bagan Pembuatan Phosforpentaklorida 37

3.3.2. Bagan Pembuatan Palmitil Klorida dari Klorinasi Asam Asam Palmitat Menggunakan Phosforpentaklorida 38

3.3.3. Bagan Pembuatan N,N-Palmitil Kitosan Mereaksikan Palmitil Klorida dengan Kitosan 39

3.3.4. Bagan Reaksi Hidrolisis N,N-Palmitil Kitosan untuk Menghasikan N-Palmitil Kitosan 40

BAB 4 HASIL DAN PEMBAHASAN 41

4.1. Hasil Penelitiandan Pembahasan 41

4.1.1. Spektrum Inframerah Asam Palmitat 41

4.1.2. Spektrum Inframerah Kitosan 42

4.1.3. Pembuatan Palmitil Klorida dari Klorinasi Asam Palmitat Menggunakan Phosforpentaklorida 43

4.1.4. Pembuatan N,N-Palmitil Kitosan Mereaksikan Palmitil lorida dengan Kitosan 46

4.1.5. Reaksi Hidrolisis N,N-Palmitil Kitosan untuk Menghasilkan N-Palmitil Kitosan 50

BAB 5 KESIMPULAN DAN SARAN 54

5.1. Kesimpulan 54

5.2. Saran 54

DAFTAR PUSTAKA 55

LAMPIRAN 59

Universitas Sumatera Utara

Page 14: TRANSFORMASI KITOSAN DAN ASAM PALMITAT MENJADI N …

DAFTAR TABEL

Nomor Judul Halaman

2.1. Karakteristik Kitosan 9

2.2. Kegunaan dari kitosan dan turunannya 22

2.3. Serapan Inframerah gugus fungsi senyawa organik 27

Universitas Sumatera Utara

Page 15: TRANSFORMASI KITOSAN DAN ASAM PALMITAT MENJADI N …

DAFTAR GAMBAR

Nomor Judul Halaman

2.1. Struktur Polimer Kitosan 5

2.2.Deasetilasi kitin menjadi kitosan 7

2.3. Mekanisme Reaksi Hidrolisis Kitin Menjadi Kitosan 7

2.4. Kitosan sebagai polielektrolit kationik 8

2.5. Jembatan hidrogen secara (a) intermolekuler atau (b) intramolekuler 10 2.6. Gugus-gugus aktif dari kitosan 10

2.7. Reaksi asilasi pada N-Kitosan dengan asam formiat dan asam asetat 11

2.8. Reaksi N-asilasi kitosan dengan asam 4-klorobutirat 12

2.9. Sintesa asil kitosan dan N,N-diasil kitosan 12

2.10. Reaksi N- dan O-Asilasi kitosan secara bersamaan 13

2.11. Reaksi N,O-asilasi kitosan dengan asam suksinat anhidrit 13

2.12. Reaksi O-Asilasi kitosan dalam basa schiff dengan asil klorida 14

2.13. O-asilasi kitosan mereaksikan kitosan dan asam alkanoat, katalis H2SO4 14

2.14. Skema Spektrofotometer Inframerah Fourier 25 

2.15. Spektrum Asam Heptanoat. Sumber : Aldrich Chemical Company, Milwaukes, Wls. Disken pada PERKIN ELMER 521 29

2.16. Spektrum inframerah dari amida primer 30

2.17. Spektrum inframerah amida skunder 31

2.18. Spektrum inframerah amida tertier 31

2.19. Spektrum inframerah klorida asam 32

4.1. Spektra FT-IR, (atas) Asam Palmitat : pembanding,

(bawah) Asam Palmitat : pereaksi (sampel di analisa) 41

Universitas Sumatera Utara

Page 16: TRANSFORMASI KITOSAN DAN ASAM PALMITAT MENJADI N …

4.2. Spektrum FT-IR, Kitosan : pereaksi 42

4.3. Reaksi Asam Palmitat dengan phosforpentaklorida 43

4.4. Mekanisma Reaksi Pembentukan Palmitil Klorida 44

4.5. Spektra FT-IR, (atas) Palmitil Klorida : pembanding, (bawah) Palmitil Klorida : pereaksi (sampel di analisa) 44

4.6. Spektra FT-IR dari Asam Palmitat pereaksi dan Palmitil

Klorida Hasil Reaksi Klorinasi 45

4.7. Reaksi Asilasi Kitosan menggunakan Palmitil Klorida 46

4.8. Mekanisma reaksi pembentukan N,N-Palmitil Kitosan dari Reaksi asilasi menggunakan Palmitil Klorida 47

4.9. Spektrum FT-IR, N,N-Palmitil Kitosan 48

4.10. Spektra FT-IR, A. Kitosan dan B. N,N-Palmitil Kitosan 49

4.11. Reaksi Pembentukan N-Palmitil Kitosan dengan menghidrolisis N, N-Palmitil Kitosan 50

4.12. Mekanisma reaksi pembentukan N-Palmitil Kitosan dari Palmitil Kitosan di hidrolisis menggunakan larutan NaOH 1 M 50

4.13. Spektrum FT-IR N-Palmitil Kitosan dari hasil hidrolisis N, N-Palmitil Kitosan 51

4.14. Spektra FT-IR, A.Asam Palmitat, B.Palmitil Klorida, C.Kitosan, D. N,N-Palmitil Kitosan, dan E. N-Palmitil Kitosan 52

4.15. Tahapan reaksi mulai klorinasi, asilasi dan hidrolisis 53

Universitas Sumatera Utara

Page 17: TRANSFORMASI KITOSAN DAN ASAM PALMITAT MENJADI N …

TRANSFORMASI KITOSAN DAN ASAM PALMITAT MENJADI N-PALMITIL KITOSAN

ABSTRAK

Banyak peneliti tertarik untuk mengembangkan kegunaan kitosan dengan melakukan reaksi transformasi kimia menjadi turunan kitosan. Telah dilakukan pembuatan N-palmitil kitosan dari reaksi antara palmitil klorida dengan kitosan. Palmitil klorida diperoleh melalui reaksi antara asam palmitat dengan phosforpentaklorida dalam pelarut kloroform pada suhu 60 – 70 oC selama 3 jam. Palmitil klorida direaksikan dengan kitosan dalam kloroform pada suhu O oC selama 30 menit, lalu dihidrolisis menggunakan NaOH 1 M pada suhu 60 – 65 oC selama 20 jam. Terbentuknya N-palmitil kitosan dapat dilihat dari hasil analisa FT-IR, dimana muncul serapan 2916 cm-1 (gugus alkil, CH- stratching; CH3- asymetris), 2848 cm-1 (gugus alkil, CH- stretching; -CH2- symetris), 720 cm-1 (-CH2- rocking in C-(CH2)n-C), 3448 cm-1 (amida, N-H stretching; NH sekunder, dan –OH stretching; dimer), 1543 cm-1(amida II, N-H deformasi; sekunder), 1573 cm-1 (amida I, N-H stretching; C=O stretching; sekunder) dan 1111 cm-1 (amida III, CN stretching-NH deformation, sekunder).

Kata Kunci: N-Palmitil kitosan, Kitosan, Asam palmitat, Palmitil klorida dan FT- IR.

Universitas Sumatera Utara

Page 18: TRANSFORMASI KITOSAN DAN ASAM PALMITAT MENJADI N …

TRANSFORMATION OF CHITOSAN AND PALMITIC ACID TO PRODUCE N-PALMITIL CHITOSAN

ABSTRACT

Many researchers interest to develope using of chitosan by performing chemical transformation reaction to produce chitosan derivatives. It has been conducted formation of N-palmityl chitosan from the reaction between palmityl chloride and chitosan. Palmityl chloride was produced by reaction between palmatic acid with phosphorpentachloride in chloroform at (60-70) oC for 3 hours. Palmityl chloride was reacted with chitosan in chloroform at 0 oC for 30 minutes, then it was hydrolyzed by using NaOH 1M at (60-65) oC for 20 hours. Formation of N-palmityl chitosan can be seen from FT-IR analysis, where absorptions at 2916 cm-1 (alkyl group, CH- stratching, CH3- assymetris), 2848 cm-1 (alkyl group, CH- stretching, -CH2- symetris), 720 cm-1 (-CH2- rocking in C-(CH2)n-C), 3448 cm-1 (amide, N-H stretching, R2NH secondary, and –OH stretching, dimer), 1543 cm-1 (amide-II, N-H deformation, secondary), 1573 cm-1 (amide-I, NH stretching, C=O stretching, secunder) and 1111 cm-1 (amide-III, CN stretching-NH deformation, secondary).

Key Words : N-Palmityl chitosan, Chitosan, Palmitic acid, Palmityl chloride and

FT-IR

Universitas Sumatera Utara

Page 19: TRANSFORMASI KITOSAN DAN ASAM PALMITAT MENJADI N …

 

BAB 1

P E N D A H U L U A N

1.1. Latar Belakang.

Sebagai negara maritim, Indonesia mempunyai potensi hasil perikanan laut

yang sangat melimpah, seperti udang dan kepiting. Kulit udang mengandung 15 – 20

% kitin dan kulit kepiting mengandung 18,70 – 32,20 % kitin (Marganov, 2003).

Salah satu turunan kitin adalah kitosan suatu senyawa mempunyai rumus kimia poli-

β-(1,4)-2-amino-2-dioksi-D-glukosa yang dapat dihasilkan dari proses hidrolisis kitin

menggunakan basa kuat diikuti dengan terjadinya deasetilasi (Srijanto dan Imam,

2005). Senyawa kitosan saat ini telah banyak menarik perhatian peneliti untuk

mengembangkan kegunaannya dengan membuat berbagai jenis reaksi transformasi

kimia menjadi senyawa turunan kitosan. (Kaban, 2009).

Sejak tahun 2007, Indonesia merupakan produsen crude palm oil (CPO)

terbesar dunia. Produksi CPO Indonesia pada tahun 2008 mencapai 20 juta ton. Saat

ini kapasitas terpakai industri pengolahan CPO baru mencapai 54 %. Dalam rangka

mengantisipasi melimpahnya produksi CPO ini, perlu diupayakan usaha pengolahan

CPO menjadi produk hilir. ( http;//repository.usu.ac.id ). Minyak kepala sawit

mengandung senyawa-senyawa kimia diantaranya yaitu asam palmitat 40 – 46 %,

asam stearat (3,6 – 4,7 %) asam oleat (39 – 45 %), asam miristat (1,1 – 2,5 %) dan

asam linoleat (7 – 11 %) (Ketaren, 1986).

Kitosan dapat ditransformasi secara kimia menjadi berbagai senyawa

turunannya sehingga kitosan digunakan secara luas dalam berbagai bidang.

Keistimewaan dari kitosan, sehingga dapat digunakan dalam industri dikarenakan

sifat-sifatnya : 1) berasal dari alam dan dapat diproduksi kembali, 2) biodegradable

dan tidak mencemari lingkungan, 3) biokompatibel, 4) dan struktur molekulnya

dapat/mudah ditransformasi menjadi turunannya. Sifat-sifat istimewa ini menjadi

Universitas Sumatera Utara

Page 20: TRANSFORMASI KITOSAN DAN ASAM PALMITAT MENJADI N …

pendorong untuk melengkapi metode mengadopsi biopolimer yang bernilai, sebagai

bahan dasar yang selanjutnya ditransformasi secara kimia menjadi bermacam

turunannya guna keperluan tertentu. (Tharanathan and Kittur, 2003).

Beberapa peneliti telah melakukan transformasi kimia terhadap senyawa

kitosan, untuk menghasilkan turunan kitosan, antara lain menjadi senyawa

karboksimetil kitosan, asetil kitosan dan hidroksipropil kitosan. (Hirano, 2003., Park,

2001). N-karboksibutil kitosan.(Chun H.K, and C.S. Kyu,.1998). N,N-lauril

kitosan.(Chun L.M et al., 2003). N-lauril kitosan dan heksanoil kitosan.(Shelma R,

dan C.P. Sharma., 2010). Kitosan suksinat diperoleh dengan melarutkan kitosan

dalam asam asetat dan metanol, direaksikan dengan anhidrida suksinat (Noerati,

2007).

Pada penelitian ini dilakukan pembuatan N-palmitil kitosan, dengan

mengubah asam palmitat melalui reaksi klorinasi menggunakan

phosphorpentaklorida membentuk senyawa palmitil klorida yang lebih reaktif.

Palmitil klorida direaksikan dengan kitosan, untuk membentuk senyawa turunan

kitosan dan selanjutnya dilakukan hidrolisis untuk menghasilkan senyawa N-palmitil

kitosan. Hasil reaksi yang terbentuk dari mulai reaksi klorinasi, asilasi dan hidrolisis

dikarakterisasi menggunakan FT-IR, untuk mengidentifikasi adanya perubahan

gugus fungsi karboksilat pada asam palmitat menjadi asil klorida, dan

gugus amina pada kitosan menjadi gugus amida yang mengikat palmitil.

1.2. Perumusan Masalah.

Bagaimanakah mentransformasi kitosan dan asam palmitat menjadi

palmitil kitosan, tanpa menggunakan gugus pelindung pada gugus hidroksi kitosan?

1.3. Pembatasan Masalah.

1. Kitosan yang dipergunakan adalah sudah tersedia dan tidak diisolasi dari sumbernya.

2. Asam palmitat yang dipergunakan terlebih dahulu diubah menjadi palmitil klorida melalui reaksi klorinasi.

Universitas Sumatera Utara

Page 21: TRANSFORMASI KITOSAN DAN ASAM PALMITAT MENJADI N …

3. Terbentuknya palmitil kitosan, diidentifikasi dari data hasil analisa secara Spektrofotometer Inframerah (FT-IR).

1.4. Tujuan Penelitian.

1. Membuat senyawa N-palmitil kitosan dari kitosan dan asam palmitat yang sudah diklorinasi dengan phosforpentaklorida diikuti reaksi hidrolisis.

2. Membuat N-palmitil kitosan dari asam palmitat diklorinasi dan kitosan, tanpa menggunakan gugus pelindung pada gugus hidroksi kitosan.

1.5. Manfaat Penelitian.

1. Penelitian ini diharapkan memberikan sumbangan dalam reaksi sintesa organik, guna pengembangan polimer alam berupa kitosan dan asam palmitat untuk menghasilkan senyawa N-palmitil kitosan.

2. Senyawa N-palmitil kitosan dapat digunakan sebagai bahan baku, untuk pembuatan kosmetik.(Aranaz et al., 2010).

1.6. Lokasi Penelitian.

Reaksi pembuatan senyawa N-palmitil kitosan di Laboratorium Kimia

Organik – Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam – Universitas

Sumatera Utara (USU) – Medan, analisa menggunakan Spektrofotometer

infamerah (FT-IR) di Laboratorium Kimia Organik – Fakultas Matematika dan

Ilmu Pengetahuan Alam – Universitas Gadjah Mada (UGM) – Yokyakarta.

1.7. Metodologi Penelitian.

Penelitian ini bersifat eksperimen laboratorium, dimana objek yang

diteliti adalah reaksi antara asam palmitat dengan phosforpentaklorida dalam pelarut

kloroform untuk membentuk palmitil klorida, dan reaksi asilasi pembentukan

palmitil kitosan dari palmitil klorida dengan kitosan, dilanjutkan reaksi hidrolisis

untuk menghasilkan N-palmitil kitosan. Kitosan yang dipergunakan diproduksi dari

pabrik fluka, standar pro analysis. Asam palmitat diproduksi pabrik oleh P.T.Sochi

berkadar 95%. Phosforpentaklorida dibuat dengan mereaksikan antara asam

Universitas Sumatera Utara

Page 22: TRANSFORMASI KITOSAN DAN ASAM PALMITAT MENJADI N …

klorida standar pro analysis E’Merck dan serbuk phosfor pentaoksida standar pro

analysis E’Merck.

Asam palmitat dilarutkan dalam pelarut semipolar berupa senyawa

kloroform. Selanjutnya kedalam larutan ditambahkan phosforpentaklorida, sambil

dilakukan pengadukan dan direfluks pada suhu 60 – 70 oC selama 3 jam. Hasil

samping berupa senyawa polar HCl dan POCl3 yang terbentuk setelah

didiamkan akan memisah dari lapisan kloroform, pada bagian atas berupa HCl dan

bagian bawah POCl3 dan PCl5 berlebih. Pisahkan HCl, POCl3 dan PCl5. Lalu

kedalam campuran ditambahkan sedikit demi sedikit kitosan, dan lakukan

pengadukan selama 30 menit pada suhu 0 oC. Kemudian diamkan, sehingga

terbentuk endapan dan lapisan larutan. Endapan berupa hasil reaksi palmitil

kitosan dan pelarut kloroform, serta lapisan atas adalah hasil samping reaksi asilasi

berupa HCl.

Hasil samping dipisahkan dan endapan berupa palmitil kitosan selanjutnya

dihidrolisis menggunakan larutan NaOH 1 M dengan merefluks pada suhu 60 oC

selama 20 jam untuk menghasilkan N-palmitil kitosan. Pengendapan hasil reaksi

dilakukan dengan penambahan metanol. Pemisahan hasil reaksi berupa N-palmitil

kitosan dilakukan melalui penyaringan,

dan pencucian dengan metanol, keringkan dalam oven pada suhu 110 oC sampai

bebas air.

Karakterisasi hasil reaksi dianalisa menggunakan Spektrophotometri

Inframerah (FT-IR) guna mengidentifikasi perubahan pada gugus fungsi senyawa

hasil reaksi yang terbentuk setelah dilakukan reaksi klorinasi asam palmitat dengan

phosforpentaklorida, asilasi kitosan dengan palmitil klorida dan hidrolisis palmitil

klorida menggunakan NaOH 1 M.

Universitas Sumatera Utara

Page 23: TRANSFORMASI KITOSAN DAN ASAM PALMITAT MENJADI N …

 

BAB 2

TINJAUAN PUSTAKA

2.1. Kitosan.

Kitosan pertama kali ditemukan oleh ilmuwan Perancis, Ojier, pada tahun

1823. Ojier meneliti kitosan hasil ekstrak kerak binatang berkulit keras, seperti

udang, kepiting, dan serangga.

Gambar 2.1. Struktur Polimer Kitosan.

Kitosan merupakan jenis polimer alam yang mempunyai bentuk rantai linier, sebagai

produk deasetilasi kitin melalui proses reaksi kimia menggunakan basa kuat

(Muzarelli, 1988). Kitosan adalah poly-D-glukosamine (tersusun lebih dari 5000 unit

glukosamin dan asetilglukosamin) dengan berat molekul lebih dari satu juta dalton,

merupakan dietary fiber (serat yang bisa dimakan) kedua setelah selulosa. (Simunek

et al.,2006). Kitosan merupakan senyawa penting ke-6 dan volume produksinya di

alam bebas menempati peringkat kedua setelah serat, diperkirakan volume total

makhluk laut di atas 100 juta ton per tahun. Selama ini kitosan dianggap sebagai

limbah karena jumlah produksinya yang sangat melimpah dari hasil pengolahan

udang dan kepiting, dan belum termanfaatkan secara maksimal. Sedangkan modal

untuk mengembangkannya jauh lebih mahal daripada penggunaan serat secara

langsung. (http://minabahari.blogspot.com/2009/01/all-about-chitin-chitosan.html)

Penggunaan kitosan sebagai serat (dietary fiber ) secara langsung yakni sebagai

suplemen untuk menyerap lemak dalam usus guna mencegah kegemukan. Karena

Universitas Sumatera Utara

Page 24: TRANSFORMASI KITOSAN DAN ASAM PALMITAT MENJADI N …

kitosan mampu menyerap lemak 4-6 kali beratnya sendiri untuk kemudian dibuang

melalui faces. (www.wikipedia,

kimia, kitosan ).

2.1.1. Pembuatan Kitosan.

Proses pembuatan kitosan dapat dilakukan dengan terlebih dahulu

penghilangan mineral (demineralisasi), selanjutnya penghilangan protein

(deproteinasi), deasetilasi kitin dan pemurnian kitosan. Bahan dasar dapat berupa

kulit udang atau kepiting.

Proses demineralisasi, pertama kulit udang atau kulit kepiting sudah

dihaluskan menjadi serbuk ditambah HCl, lalu campuran dipanaskan pada suhu 70 –

80 oC selama 4 jam sambil diaduk dengan pengaduk 50 rpm, dan disaring. Padatan

yang diproleh dicuci dengan akuades untuk menghilangkan HCl yang masih tersisa.

Filtrat terakhir yang didapat diuji dengan larutan perak nitrat (AgNO3), bila sudah

tidak terbentuk endapan putih maka ion Cl- dalam larutan sudah tidak ada lagi.

Kemudian padatan berupa serbuk ini dikeringkan dalam oven pada suhu 70 oC

selama 24 jam. Serbuk kulit udang atau kepiting ini sudah tanpa mineral. (Weska dan

Moura, 2006).

Proses deproteinasi, dimana serbuk kulit udang atau kulit kepiting kering

hasil proses demineralisasi ditambahkan NaOH, campuran ini dipanaskan pada suhu

65 -70 oC selama 4 jam disertai dengan pengudukan 50 rpm. Kemudian padatan

yang didapat dikeringkan dan didinginkan. Padatan ini berupa kitin, kemudian

dicuci dengan akuades sampai pH menjadi netral. Kitin yang sudah dicuci

ditambah dengan etanol 70 % dan dilanjutkan dengan penyaringan, kemudian

dicuci endapan dengan akuades panas dan aseton untuk menghilangkan warna,

dilakukan sebanyak dua kali. Endapan yang berupa kitin berbentuk serbuk padat,

dikeringkan pada suhu 80 oC selama 24 jam. (Weska dan Moura, 2006). Rendemen

kitin yang diproleh sebanyak 35 % (Puspawati dan Simpen, 2010). Menguji adanya

kitin dilakukan dengan reaksi warna Van Wesslink, dimana kitin direaksikan dengan

Universitas Sumatera Utara

Page 25: TRANSFORMASI KITOSAN DAN ASAM PALMITAT MENJADI N …

larutan I2-KI 1% akan memberikan warna coklat. Penambahan H2SO4 1 M

memberikan warna violet (Marganov, 2003).

Proses deasetilasi kitin menjadi kitosan, yaitu kitin ditambah NaOH 60 % ,

lalu campuran diaduk dan dipanaskan pada suhu 120 oC selama 4 jam.

Gambar 2.2. Deasetilasi kitin menjadi kitosan. (Goosen,1997). Campuran disaring melalui kertas saring wollfram, selanjutnya larutan dititrasi

menggunakan HCl untuk mengendapkan kembali kitosan yang masih ada dalam

larutan. Campuran yang ada endapan disentrifuge untuk memisahkan kitosan.

Padatan yang diproleh dicuci dengan akuades, padatan yang didapat berupa serbuk

kitosan berwarna putih krem, lalu dikeringkan pada 80 oC selama 24 jam sebanyak

55 % (Puspawati dan Simpen, 2010). Untuk menguji kemurniaan kandungan kitosan,

dimana sebanyak 1 gram serbuk dilarutkan dalam 100 mL asam asetat 2 % dengan

perbandingan 1 : 100 (b/v) antara kitosan dengan pelarut. Kitosan dikatakan

mempunyai kemurnian yang tinggi bila larut dalam larutan asam asetat 2%

tersebut (Mukherjee, 2001).

Gambar 2.3. Mekanisme Reaksi Hidrolisis Kitin Menjadi Kitosan. (Sugita, dkk., 2009).

Universitas Sumatera Utara

Page 26: TRANSFORMASI KITOSAN DAN ASAM PALMITAT MENJADI N …

2.1.2. Sifar Fisiko Kimia Kitosan.

Secara fisik kitosan, tidak berbau, berupa padatan amorf berwarna putih

kekuningan dengan rotasi sfesifik [α]D11 -3 hingga -10o (pada konsentrasi asam astat

2 %). Kitosan tidak larut dalam air, alkohol dan aseton. Polimer kitosan dengan berat

molekul tinggi, didapati memiliki viskositas yang baik dalam asam. Bersifat

hidrofilik, menahan air dalam strukturnya dan membentuk gel secara spontan.

Pembentukan gel berlangsung pada pH < 6 dan sedikit asam, disebabkan bersifat

polielektrolit kationik dari kitosan. Viskositas gel kitosan dengan

Gambar 2.4. Kitosan sebagai polielektrolit kationik. (Sugita, dkk., 2009).

meningkatnya berat molekul atau jumlah polimer. Penurunan pH akan

meningkatkan viskositas, yang disebabkan konformasi kitosan yang telah

mengembang, karena daya repulsive di antara gugus-gugus amino bermuatan positif.

Viskositas juga meningkat dengan meningkatnya derajat deasetilasi. Gel kitosan

teregradasi secara berangsur-angsur, sebagai mana halnya kitosan melarut

(Muzarelli et al., 1988).

Kelarutan kitosan sangat dipengaruhi oleh bobot molekul, derajat deasetilasi,

dan rotasi sfesifiknya. Beragamnya rotasi sfesifik bergantung pada sumber dan

metode isolasi serta transformasinya. Dalam bentuk netralnya, kitosan mampu

mengkompleks ion logam berat berbahaya seperti Cu, Cr, Cd, Mn, Co, Pb, Hg, Zn,

dan Pd. (Sugita, dkk., 2009). Kitosan hasil dari deasetilasi kitin, larut dalam asam

encer seperti asam asetat dan asam formiat. Sifat fisik yang khas dari kitosan yaitu

mudah dibentuk menjadi spons, larutan, gel, pasta, membran dan serat yang sangat

bermanfaat dalam aplikasinya. (Kaban, 2007).

Universitas Sumatera Utara

Page 27: TRANSFORMASI KITOSAN DAN ASAM PALMITAT MENJADI N …

Tabel 2.1. Karakteristik Kitosan.

No Parameter Nilai

1

2

3

4

Bentuk partikel

Kadar air (%)

Kadar Abu (%)

Derajat Deasetilasi (%)

Warna Larutan

Viskositas (CPS) - Rendah - Medium - Tinggi - Ekstra tinggi

Dari bubuk sampai serpihan

< 10

< 2

>. 70

Jernih

< 200 200 – 799 800 – 2000 >.2000

Sumber : Robert, 1997.

2.1.3. Reaksi Transformasi Kitosan.

Kitosan mempunyai reaktifitas kimia yang baik karena mempunyai sejumlah

gugus hidroksil (-OH) dan gugus amina (-NH2) pada rantainya, merupakan

polisakarida bersifat basa. Kebanyakan polisakarida yang terdapat di alam bersifat

netral dan asam seperti selulosa, dekstran, peptin, asam alginat, agar, dan agarose.

(Kumar, 2000).

Kitosan memiliki gugus hidroksil dan amin yang dapat memberi jembatan

hidrogen secara intermolekuler atau intramolekuler. Dengan demikian terbentuk

jaringan hidrogen yang kuat, membuat kitosan tidak larut dalam air.

Universitas Sumatera Utara

Page 28: TRANSFORMASI KITOSAN DAN ASAM PALMITAT MENJADI N …

10 

Gambar 2.5. Jembatan hidrogen secara (a) intermolekuler atau (b) intramolekuler.

Gugus fungsi dari kitosan (gugus hidroksil primer pada C-6, gugus hidroksil

sekunder pada C-3 dan gugus amino pada posisi C-2) membuatnya mudah

dimodifikasi secara kimia, dan ditransformasi menjadi turunannya. Karena adanya

gugus amino, kitosan merupakan polielektrolit kationik (pKa 6,5) dan bersifat

sebagai basa, hal yang sangat jarang terjadi secara alami. (Kaban, 2007).

Gambar 2.6. Gugus-gugus aktif dari kitosan.

Universitas Sumatera Utara

Page 29: TRANSFORMASI KITOSAN DAN ASAM PALMITAT MENJADI N …

11 

Urutan kereaktifitasan dari gugus aktif yang ada pada molekul kitosan adalah NH2

> NH > (OH pada C-3) > (OH pada C-6). (Fessenden and Fessenden, 1999).

2.1.3.1. Reaksi Transformasi Kitosan Tanpa Menggunakan Gugus Pelindung.

Reaksi-reaksi transformasi kitosan pada N atau N dan O umumnya

dilangsungkan tanpa melakukan proteksi (perlindungan) terhadap gugus OH primer

maupun pada OH skunder.

Reaksi N-asilasi kitosan dilakukan dengan mereaksikan asam karboksilat

dengan kitosan. Pemanasan larutan kitosan dalam asam formiat 100 % pada suhu 90 oC dengan penambahan sedikit demi sedikit piridin, akan menghasilkan N-

formilkitosan, serta N-Asetil dalam asam asetat 20%. Pereaksi yang sangat banyak

digunakan untuk N-asilasi kitosan adalah asil anhidrida, baik dalam kondisi homogen

dan heterogen. (Kaban, 2007).

dan

Gambar 2.7. Reaksi asilasi pada N-kitosan dengan asam formiat dan asam asetat.

Reaksi N-asilasi kitosan lainnya yaitu, kitosan dengan derajat deasetilasi 0,75 dalam

air, ditambahkan asam 4-klorobutirat. Kemudian ditambahkan metanol,

dimetilsulfoksid (DMSO) dan N-metil-2-pirolidon (NMP). Campuran diaduk dan

direfluks pada suhu 40-72 oC selama 4-8 jam.(Chun K.H, and C.S. Kyu,.1998 ).

Universitas Sumatera Utara

Page 30: TRANSFORMASI KITOSAN DAN ASAM PALMITAT MENJADI N …

12 

Gambar 2.8. Reaksi N-asilasi kitosan dengan asam 4-klorobutirat.

Reaksi N,O-asilasi kitosan, pemanasan selama delapan jam pasa suhu 60 oC

campuran kitosan dengan asil klorida dengan katalis piridin kering dalam pelarut

kloroform, menyebabkan semua gugus fungsi dari kitosan mengalami alkilasi. Hasil

reaksi berupa O,O-alkilasi dan N,N-alkilasi, dihidrolisis selama 20 jam

menggunakan larutan NaOH 1 molar suhu 60 oC mampu memutuskan ikatan ester

dan menghasikan senyawa amida dari kitosan dalam bentuk N,N-asil kitosan.

Perbandingan volume piridin dan kloroform yang digunakan mempengaruhi derajat

substitusi asilasi dari kitosan.(Chun, et al., 2005).

Gambar 2.9. Sintesa asil kitosan dan N,N-diasil kitosan.

N- dan O-asilasi kitosan juga dapat diperoleh secara bersamaan dengan

menggunakan asil klorida. Caranya dengan merefluks kitosan dalam

dodekanoil klorida berlebih piridin-kloroform sebagai pelarut dan ditambah asam

klorida sesudah direfluks 5 jam. Hasil yang diproleh setelah direfluks selama 9 jam

dapat larut dalam kloroform, benzena, dietil eter dan piridin. (Kaban, 2007).

Universitas Sumatera Utara

Page 31: TRANSFORMASI KITOSAN DAN ASAM PALMITAT MENJADI N …

13 

Gambar 2.10. Reaksi N- dan O-Asilasi kitosan secara bersamaan.

N- dan O-asilasi menggunakan anhidrit asam suksinat dapat berlangsung

mencampurkan suksinat anhidrit ke dalam campuran kitosan dalam asam asatat 2 %

dan metanol 1 : 1 (v/v). Dilakukan pengadukan selama 3 jam dan kemudian

dibiarkan selama 20 jam. (Noerati, dkk., 2007).

Gambar 2.11. Reaksi N,O-asilasi kitosan dengan asam suksinat anhidrit.

2.1.3.2. Reaksi Transformasi Kitosan Menggunakan Gugus Pelindung.

Gugus amino, N dari kitosan lebih reaktif dari pada gugus hidroksilnya,

sehingga untuk menghasilkan O-asilasi kitosan perlu dilakukan proteksi atau

perlindungan terhadap gugus amino. Basa schiff dapat digunakan sebagai gugus

pelindung pada reaksi O-asilasi. Pembuatan O-asilasi kitosan menggunakan gugus

pelindung basa schiff, dilakukan dengan melarutkan kitosan terasetilasi dalam asam

formiat 90% yang mengandung asetat anhidrida dengan asumsi protonasi akan

mencegah terjadinya N-asilasi. Selanjutnya direaksikan dengan asilklorida dalam

karbon triklorida dan piridin kering. (Goosen, 1997).

Universitas Sumatera Utara

Page 32: TRANSFORMASI KITOSAN DAN ASAM PALMITAT MENJADI N …

14 

Gambar 2.12. Reaksi O-asilasi kitosan dalam basa schiff dengan asilklorida.

Reaksi O-asilasi dapat juga dilakukan melalui reaksi esterifikasi

menggunakan katalis asam sulfat (2 M) ditambahkan kepada suspensi campuran

kitosan dan asam alkanoat pada suhu kamar. Campuran dipanaskan pada suhu 80 oC

selama 4 jam disertai pengadukan. Asam sulfat yang ditambahkan akan membentuk

ion hidrogen sulfit sebagai konter ion dari NH3+, selanjutnya berfungsi untuk

memproteksi (sebagai gugus pelindung) N-kitosan. Kemudian pada suhu kamar,

tambahkan natrium hidrokarbonat sampai pH 7 (netral). (Badawy, et al., 2005).

Gambar 2.13. O-asilasi kitosan mereaksikan kitosan dan asam alkanoat, katalis H2SO4.

2.1.4. Kegunaan Kitosan dan turunannya.

Kegunaan kitosan terus meningkat, hal ini terutama disebabkan kitosan dapat

digunakan secara langsung seperti sumber serat (dietary fiber), suplemen mencegah

kegemukan, anti mikroba mencegah infeksi pada luka dan sebagainya. Saat ini,

kitin dan kitosan menjadi salah satu bahan kimia dan bahan baku industri yang

menjadi unggulan. Modifikasi molekul kitin dan kitosan melalui reaksi transformasi

Universitas Sumatera Utara

Page 33: TRANSFORMASI KITOSAN DAN ASAM PALMITAT MENJADI N …

15 

kimia dari kitin dan kitosan, sudah banyak menghasilkan senyawa turunan kitin dan

kitosan sehingga aplikasi dan

kegunaan senyawa tersebut sangat luas, seperti bagi industri farmasi, kesehatan,

kosmetik, makanan, pengolah limbah dan air, fotografi, kayu dan kertas.

Kitin dan kitosan dapat digunakan di berbagai macam aplikasi industri

diantaranya, seperti pada tabel 2.2.

Tabel 2.2. Kegunaan dari kitosan dan turunannya.

Bidang Aplikasi Industri Kegunaan

Kesehatan / Farmasi

Pembersih luka, pembawa obat (kapsul), pengantar gen, perbaikan jaringan, digunakan pada tulang dan gigi, dan radioterafi.

Kosmetik

Menjaga kelembapan kulit, melindungi kulit ari, pengobatan jerawat, reduksi elektrik statis rambut, dan pewarnaan kulit.

Teknologi

Biokatalis, pengolahan air, pencetakan molekul, reduski logam, stabilasi nano partikel, photografi, tekstil, nanomaterial, biosensor, dan katalis heterogen.

Industri makanan Dietari fiber, pengawet makanan (anti oksidan, anti mikroba), dan pengemulsi.

Pertanian Elisitor gen, antibakteri, pelapis biji, dan menjaga bunga yang telah dipotong tetap segar.

Sumber : Aranaz et al.,2010.

Pemanfaatan kitosan dan turunannya dalam bidang kosmetik dipergunakan sebagai

krem muka, tangan dan kulit (face, hand and body cream) fungsi untuk pelembab,

pasta gigi, bedak (make up powder), pelapis kulit dan wajah dari sinar matahari

(lotion), busa pembersih. (Goosen,1997).

Gugus amina (-NH2) dan hidroksil (-OH) pada rantai kitosan, menyebabkan kitosan

Universitas Sumatera Utara

Page 34: TRANSFORMASI KITOSAN DAN ASAM PALMITAT MENJADI N …

16 

bersifat polielektrolit kationik (pKa = 6,5) dan bersifat sebagai basa, hal yang

sangat jarang terjadi secara alami. Sifat basa ini menjadikan kitosan :

a. Dapat larut dalam media asam encer membentuk larutan yang kental

sehingga dapat digunakan dalam pembuatan gel. Dalam beberapa variasi

konfigurasi seperti butiran, membran, pelapis kapsul, serat dan spons.

b. Membentuk kompleks yang tidak larut dalam air dengan polianion

yang dapat juga digunakan untuk pembuatan butiran gel, kapsul dan

membran.

c. Dapat digunakan sebagai pengkhelat ion logam berat dimana gelnya

menyediakan sistem produksi terhadap efek destruksi dari ion (Meryati,

2005).

Sifat kitosan sebagai polimer alami mempunyai sifat menghambat absorbsi

lemak, penurun kolesterol, pelangsing tubuh, atau pencegahan penyakit lainnya.

Kitosan mampu menurunkan tingkat kolesterol dalam serum dengan efektif dan

tanpa menimbulkan efek samping.(Rismana, 2001). Kitosan dan beberapa tipe

modifikasinya dilaporkan penggunaannya untuk aplikasi biomedi, seperti pelembab

kulit, penyembuh luka, anti koagulan, jahitan pada luka (suuture), obat-obatan, bahan

vaksin, dan dietary fiber. Baru-baru ini, penggunaan kitosan dan derivatnya telah

banyak dikembangkan sebagai proses mineralisasi, atau pembentukan tulang stimulin

endoktrin. (Irawan, 2007). Penelitian yang dilakukan Handayani (2004) menunjukan

bahwa kitin dan kitosan dapat dipergunakan sebagai bahan koagulasi pada sari buah

tomat. Pelapisan menggunakan kitosan (chitosan coating) telah terbukti

meminimalisasi oksidasi, ditunjukan oleh angka peroksida, perubahan warna, dan

jumlah mikroba pada sampel. (Yingyuad et al., 2006).

Kegunaan turunan kitosan dalam bentuk N-alkil kitosan antara lain,

perbaikan jaringan biologis (acaffolds), sensor, bahan bakar sel (membran), model

studi interaksi membran biologis, pelapisan untuk anti bakteri, penyusun DNA,

Universitas Sumatera Utara

Page 35: TRANSFORMASI KITOSAN DAN ASAM PALMITAT MENJADI N …

17

produk kosmetik, bahan pembawa obat, dan pelapisan membran. Palmitil kitosan

kira-kira 10 % telah digunakan untuk kapsul sebagai pelepas obat secara terkontrol

(Aranaz et al.,2010).

2.2. Asam Palmitat.

Asam palmitat adalah salah satu asam lemak jenuh yang paling umum

ditemukan pada hewan dan tanaman. Sebagai komponen utama minyak dari pohon

kelapa (kelapa sawit dan minyak inti sawit). Merupakan asam lemak pertama

yang dihasilkan selama lipogenesis (sintesis asam lemak), berupa asam karboksilat

dengan ekor panjang tidak bercabang alifatik (rantai) jenuh. Asam lemak jenuh

tidak mengandung ikatan ganda atau kelompok fungsional lainnya sepanjang rantai.

Istilah "jenuh" mengacu pada hidrogen, dalam bahwa semua karbon (terlepas dari

kelompok [-COOH] asam karboksilat) berisi sebagai hidrogen sebanyak mungkin.

Asam lemak jenuh membentuk rantai lurus dan, sebagai hasilnya, dapat dikemas

bersama sangat erat, yang memungkinkan organisme hidup untuk menyimpan energi

kimia yang sangat padat. Jaringan lemak hewan mengandung banyak rantai panjang

asam lemak jenuh. Palmitat feed negatif kembali ke asetil-KoA karboksilase (ACC)

yang bertanggung jawab untuk mengkonversi asetil-KoA menjadi malonyl-CoA

yang digunakan untuk menambah rantai asil berkembang, sehingga mencegah

lebih lanjut palmitat generasi. Dalam proses biologi beberapa protein yang diubah

dengan penambahan kelompok palmitoil dikenal sebagai palmitoylation proses.

Proses palmitoylasi penting bagi lokalisasi membran untuk banyak protein.

(http://id.wikipedia.org/wiki/Asam_palmitat).

Asam lemak yang paling mudah diperoleh adalah asam palmitat atau asam

heksadekanoat, tersusun dari 16 atom karbon [CH3(CH2)14COOH].

atau

Universitas Sumatera Utara

Page 36: TRANSFORMASI KITOSAN DAN ASAM PALMITAT MENJADI N …

18

Tumbuh-tumbuhan dari famili Palmaceae, seperti kelapa (Cocos nucifera)

dan kelapa sawit (Elaeis guineensis) merupakan sumber utama asam lemak ini.

Minyak kelapa bahkan mengandung hampir semuanya palmitat (92%). Minyak sawit

mengandung sekitar 50% palmitat. Produk hewani juga banyak mengandung asam

lemak ini (dari mentega, keju, susu, dan juga

daging).(http://www.Wapedia.mobi/id/Asam-Lemak). Minyak kelapa sawit banyak

mengandung senyawa-senyawa kimia diantaranya yaitu asam palmitat (40 - 46%),

asam stearat (3,6 - 4,7%), asam oleat (39 – 45%), asam miristat (1,1 - 2,5%) dan

asam linoleat ( 7- 11% ) (Ketaren, 1986). Asam lemak (bahasa Inggris: fatty acid,

fatty acyls) adalah adalah senyawa alifatik dengan gugus karboksil. Bersama-sama

dengan gliserol, merupakan penyusun utama minyak nabati atau lemak dan

merupakan bahan baku untuk semua lipida pada makhluk hidup. Asam ini mudah

dijumpai dalam minyak masak (goreng), margarin, atau lemak hewan dan

menentukan nilai gizinya. Secara alami, asam lemak bisa berbentuk bebas (karena

lemak yang terhidrolisis) maupun terikat sebagai gliserida. Asam palmitat

ditemukan oleh Edmond Frémy pada tahun 1840, dari minyak sawit disaponifikasi.

(http://id.wikipedia.org/wiki/Asam_palmitat).

2.2.1. Pembuatam Asam Palmitat.

Daging buah kelapa (Cocos nucifera) atau kulit buah kelapa sawit (Elaeis

guineensis) dipressing atau diektraksi untuk mendapatkan minyak dari kelapa

tersebut. Minyak kelapa yang diproleh ditambah larutan NaOH dan metanol,

kemudian direfluks sambil diaduk pada suhu 60 oC selama 5 jam. Pisahkan metanol

dengan penguapan, dan setelah dingin tambahkan asam sulfat 25 % sampai pH ±

6,8. Asam lemak yang terbentuk dipisahkan dari fraksi air melalui corong pisah dan

uapkan sisa pelarut. Kemudian asam lemak yang diproleh dilarutkan dalam aseton,

selanjutnya dinginkan pada suhu 5 oC terbentuk residu, lalu dipisahkan

dari filtar dengan penyaringan vacum. (Aritonang, et al., 1979). Residu mengandung

asam palmitat.

Universitas Sumatera Utara

Page 37: TRANSFORMASI KITOSAN DAN ASAM PALMITAT MENJADI N …

19

2.2.2. Sifat dan Kegunaan Asam Palmitat.

Asam palmitat (16 karbon, massa molar asam palmitat adalah 256,40

gram/mol, dan memiliki gugus fungsi karboksilat) adalah asam lemak jenuh yang

terdapat dalam sebahagian besar asam lemak hewani dan minyak nabati, berwujud

padat pada suhu ruang (27 °C) dan berwarna putih, memiliki kepadatan 0.850

gram/mL pada suhu 62 oC, sukar larut dalam air .

Dapat larut dalam pelarut organik sepeti klorofrom, aseton, benzena, dietil eter,

etahol dan metanol. Titik lebur 63,1 oC dan titik didihnya 352 oC. Anion palmitat

yang terbentuk dari asam palmitat dapat terbentuk pada pH netral.

(http://www.Wapedia.mobi/id/Asam-Lemak).

Dalam industri, asam palmitat banyak dimanfaatkan dalam bidang kosmetika

dan pewarnaan. Penggunaan paling terkenal dari asam palmitat adalah komponen

penting dalam pembuatan sabun. Dari segi gizi, asam palmitat merupakan sumber

kalori penting, namun memiliki daya antioksidasi yang rendah. Tentang

mengkonsumsi asam palmitat, peneliti masih memperdebatkan atas dampaknya.

Menurut Organisasi Kesehatan Dunia, konsumsi asam palmitat dapat meningkatkan

kemungkinan terjadinya penyakit jantung. Ada sebuah penelitian kontradiktif yang

mengatakan, konsumsi asam palmitat tidak memiliki efek terjadinya penyakit

jantung. Turunan asam palmitat juga digunakan dalam obat anti-psikotik, terutama

dalam pengobatan skizofrenia. Selama Perang Dunia Kedua, asam palmitat yang

digunakan setelah dikombinasikan dengan nafta, merupakan bagian yang paling

volatile untuk hidrokarbon cair, dalam membentuk napalm, merupakan pembentuk

gel yang dipergunakan dalam operasi pertahanan.

(http://www.Wapedia.mobi/id/Asam-Lemak).

2.3. Reaksi Klorinasi.

2.3.1. Pereaksi Klorinasi Gugus Karboksilat.

Asetil klorida dapat diperoleh dengan jalan memanaskan asam asetat dengan fosfor

Universitas Sumatera Utara

Page 38: TRANSFORMASI KITOSAN DAN ASAM PALMITAT MENJADI N …

20 

triklorida (PCl3), atau fosfor pentaklorida (PCl5) ataupun dengan tionil klorida

(SOCl2). Reaksinya adalah :

3 CH3COOH + PCl3 3 CH3CO-Cl + H3PO3

CH3COOH + PCl5 CH3CO-Cl + HCl + POCl3

CH3COOH + SOCl2 CH3CO-Cl + HCl + SO2

Pemilihan pereaksi klorinasi harus sedemikian rupa dalam terbentuknya hasil reaksi

dan hasil yang tidak diinginkan agar nantinya dapat dipisahkan dengan cara yang

tidak terlalu rumit. Hal ini berkenaan dengan sifat kimia maupun sifat fisik dari asam

klorida, asam phosfat dan phosforoksitriklorida. (Fessenden and Fessenden,

1999).

2.4. Reaktifitas Gugus Fungsi Senyawa Karbon.

2.4.1. Gugus Karboksilat.

Gugus karboksilat mengandung gugus karbonil (-CO-) dan sebuah gugus

hidroksil (-OH), antaraksi dari kedua gugus ini mengakibatkan keaktifan kimia

yang unik senyawa dengan gugus karboksil ( -CO2H ). Asam karboksilat adalah

senyawaan yang memiliki gugus fungsi karboksil ( R-CO2H ). Terdapat di alam dan

beberapa derivatnya, seperti lemak (triester), lilin (monoester), dan protein

(poliamida). Bentuk halidanya tidak pernah dijumpai di alam. Karena gugus

karboksil bersifat polar dan tidak terintangi, maka reaksinya tidak terlalu dipengaruhi

oleh sisi molekul. Sifat kimia yang menonjol dari asam karboksilat adalah

keasamannya. Derivat asam karboksilat mengandung gugus pergi yang terikat pada

karbon asil, dan bahwa gugus pergi yang baik merupakan suatu basa lemah. Oleh

karena itu ion klor ( Cl- ) adalah gugus pergi yang baik. Sedangkan –OH dan –OR

adalah gugus pergi yang jelek. Klorida asam dari asam karbolsilat mempunyai gugus

pergi yang baik , mudah diserang oleh air, dan memiliki keaktifan yang tinggi,

sehingga derivat asam ini sangat penting dalam

Universitas Sumatera Utara

Page 39: TRANSFORMASI KITOSAN DAN ASAM PALMITAT MENJADI N …

21 

sintesis senyawa organik lain, seperti untuk pembuatan senyawa keton, ester atau

amida.

Diantara semua derivat asam karboksilat, halida asamnya merupakan yang

paling reaktif, lebih mudah ditukargantikan. Reaksi berlangsung dalam dua tahap: 1)

adisi nukleofil kepada gugus karbonil, disusul 2) eleminasi ion klor. Hasil reaksi ini

ialah suatu substitusi asil nukleofilik, yang berarti “substitusi nukleofilik pada suatu

karbon asil ( RCO- ). Laju reaksi suatu klorida asam dari yang memiliki gugus alkil

pendek sampai kepada gugus alkil panjang akan semakin berkurang (lambat). Efek

ukuran gugus alkil pada laju reaksi adalah efek pada kelarutan dalam air, bukan

dikarenakan efek halangan sterik. Suatu klorida asam dengan gugus alkil kecil adalah

lebih mudah larut dan bereaksi dengan lebih cepat. . (Fessenden and

Fessenden, 1999).

2.4.2. Gugus Amina.

Senyawa amina organik merupakan senyawa organik yang mengandung

atom-atom nitrogen trivalen, yang terikat pada satu atom karbon atau lebih: RNH2,

R2NH atau R3N. Banyak amina memiliki keaktifan faali. Ikatan dalam suatu amina

organik beranalogi dengan ikatan dalam ammonia: suatu atom nitrogen sp3 yang

terikat pada tiga atom atau gugus lain (H atau R) dan dengan sepasang elektron

bebas dalam orbital sp3 yang tersisa. Pasangan elektron bebas membentuk ikatan

sigma ke-empat. Bentuk kation beranalogi dengan ion ammonium. Pasangan

elektron dalam ammonia atau suatu anima yang terikat, dapat disumbangkan

kepada atom, ion atau molekul yang kekurangan elektron. Dalam larutan air, amina

bersifat basa lemah dan dapat menerima sebuah proton dari air, dalam suatu

reaksi asam-basa yang reversibel. Amina atau alkil amina sebagai basa lemah,

direaksikan dengan derivat asam karboksilat, terutama dalam bentuk klorida asam

akan bereaksi menghasilkan suatu amida. Gugus amina ( -NH2 ) yang terikat pada

gugus karbonil ( -CO- ) disebut gugus amida ( -CO-NH2 ) . Amida mempunyai

nitrogen trivalen, terikat pada gugus karbonil. Pemberian nama amida dari nama

Universitas Sumatera Utara

Page 40: TRANSFORMASI KITOSAN DAN ASAM PALMITAT MENJADI N …

22 

asam kerboksilat induknya, dengan mengubah imbuhan asam ....,-oat (atau –at)

menjadi amida. Amida dengan substituen alkil pada nitrogen diberi tambahan N-alkil

di depan namanya, dengan N merajuk pada atom nitrogen. (Fessenden and

Fessenden, 1999).

2.4.3. Gugus Hidroksi.

Gugus hidroksi (-OH) yang terikat pada alkil (golongan alkohol) bersifat

serupa dengan yang terikat pada rantai cincin glukosa. Gugus ini dapat

diesterifikasikan oleh asam karboksilat atau oleh asam anorganik. Dalam senyawa

kitosan terdapat dua gugus hidroksi dan satu gugus amina. Kekuatan basa gugus

amina (-NH2) dibanding gugus hidroksi (-OH) dalam molekul kitosan, gugus amina

memiliki sifat basa yang jauh lebih kuat. Reaktifitas gugus amina kitosan lebih kuat

dibandingkan dengan gugus OH-nya. Gugus hidroksi pada alkohol bersifat sebagai

asam lemah, dalam air mampu melepaskan proton dan dapat bereaksi dengan logam

natrium membebaskan gas hidrogen. (Fessenden and Fessenden, 1999)

2.5. Spektrofotometri Inframerah (FT-IR).

Spektrofotometri inframerah merupakan salah satu analisa kualitatif yang

digunakan untuk menentukan gugus fungsi suatu senyawa organik serta untuk

mengetahui informasi struktur suatu senyawa organik dengan membandingkan

daerah sidik jarinya. Frekuensi di dalam spektroskopi inframerah seringkali

dinyatakan dalam bentuk bilangan gelombang, dimana rentang bilangan

gelombang yang dipergunakan adalah antara 4600 cm -1 sampai dengan 400 cm -1.

Energi yang dihasilkan oleh radiasi inframerah menyebabkan vibrasi atau getaran

pada molekul (Silverstein, et al., 1999).

Pancaran infra-merah umumnya mengacu pada bagian spektrum

elektromagnet yang terletak di antara daerah tampak dan daerah gelombang mikro.

Sebuah molekul yang paling sederhana sekalipun dapat memberikan spektrum yang

sangat rumit, keuntungan dari kerumitan spektrum senyawa tersebut dapat

Universitas Sumatera Utara

Page 41: TRANSFORMASI KITOSAN DAN ASAM PALMITAT MENJADI N …

23 

memberikan manfaat. Spektrum yang dihasilkan senyawa tersebut dibandingkan

terhadap spektrum cuplikan asli, kesesuaian puncak demi puncak merupakan bukti

kuat tentang identitas cuplikan yang di analisa. Disamping itu enantiomer, dari dua

senyawa tidak mungkin memberikan spektrum inframerah yang sama. Walaupun

spektrum infra-merah merupakan kekhasan sebuah molekul secara menyeluruh,

gugus-gugus atom tertentu memberikan penambahan pita-pita pada serapan tertentu,

ataupun di dekatnya, apapun bangun molekul selengkapnya. Hal ini yang

memungkinkan kimiawan memproleh informasi tentang struktur yang berguna serta

mendapatkan acuan bagi peta umum frekwensi dari gugus yang khas. Karena

penyidikan tidak semata menggunakan spektrum infra-merah, suatu analisis yang

terperinci tidaklah dilakukan. Oleh karena itu hanya akan disajikan teori secukupmya

untuk mewujudkan tujuan penggunaan spektrum infra-merah, dalam kaitan dengan

data spektrometri lainnya untuk menentukan struktur molekul. (Silverstein, et al.,

1999 ).

Spektrofotometri inframerah merupakan alat rutin dalam penemuan gugus

fungsi, pengenalan senyawa, dan analisa campuran. Kebanyakan gugus, seperti C-H,

O-H, C=O, dan C=N menyebabkan pita absorsi inframerah, yang berbeda hanya

sedikit dari satu molekul ke molekul yang lain, tergantung pada substituen lain dari

molekul tersebut. (Day and Underwood, 1981).

2.5.1. Perinsip Dasar.

Struktur sebuah molekul dinyatakan dalam panjang ikatan dan sudut ikatan.

Model molekul yang atom-atom penyusunnya dibuat dari bola-bola yang bentuk

ikatannya dihubungkan dengan pegas. Apabila suatu pukulan diberikan kepada

model molekul tersebut, maka ia akan menjadi suatu benda yang bergemetaran

dengan semua atom-atomnya dengan gerakan terhadap satu dengan lainnya. Pegas-

pegas akan beregang dan mengkerut atau membengkak secara berulangkali. Gerakan

ini dapat dipecahkan menjadi sekumpulan vibrasi induvidual, yang frekwensi

wajarnya tergantung pada massa bola dan karakteristik pegasnya. Dalam suatu

Universitas Sumatera Utara

Page 42: TRANSFORMASI KITOSAN DAN ASAM PALMITAT MENJADI N …

24 

molekul yang sebenarnya, vibrasi analog terjadi, dimana pasangan atom sedang

mengalami vibrasi satu terhadap yang lain sewaktu ikatan individual

memanjang dan mengkerut, dan kelompok secara keseluruhan berisolasi terhadap

atom atau kelompok lain, sebagai suatu struktur yang sedang mengalami berkembang

atau berkerut. Suatu dipol listrik berisolasi yang berhubungan dengan suatu cara

vibrasi khusus, maka akan terjadi interaksi dengan vektor listrik dari radiasi

elektromagnetik dengan frekwensi yang sama, yang menyebabkan absorsi energi

yang menampakan diri sebagai amplitudo vibrasi yang meningkat. (Day and

Underwood, 1981). Pancaran sinar infra-merah yang serapannya kurang dari 100

cm-1 ( panjang gelombang > 100 µm ) mengenai suatu molekul organik dan

diserap oleh molekul tersebut dan kemudian diubah menjadi energi putaran molekul.

Penyerapan tersebut tercatu sedemikian, tampak sebagai spektrum rotasi molekul

yang terdiri dari garis-garis tersendiri. Pancaran infra merah antara 10.000 – 10 cm-1

(1-100 µm) yang diserap oleh sebuah molekul senyawa organik, kemudian diubah

menjadi energi getaran molekul. Pencatuan spektrum getaran tampak sebagai pita-

pita, bukan sebagai garis-garis. Hal itu disebabkan oleh perubahan energi getaran

tunggal selalu disertai sejumlah perubahan energi putaran. Pita getaran putaran yang

khusus terletak antara 4.000 cm-1 dan 666 cm-1. Terdapat dua macam getaran

molekul, yaitu getaran ulur dan getaran tekuk. Getaran ulur adalah suatu gerakan

berirama disepanjang sumbu ikatan sehingga jarak antar atom bertambah atau

berkurang. Getaran tekuk dapat terjadi karena perubahan sudut-sudut ikatan antara

ikatan-ikatan pada sebuah atom, atau karena gerakan sebuah gugusan atom terhadap

sisa molekul tanpa gerakan nisbi atom-atom di dalam gugusan. Hanya getaran yang

menghasilkan perubahan momen dwikutub secara berirama saja yang teramati di

dalam infra merah. Medan listrik yang berganti-ganti, yang dihasilkan oleh

perubahan penyebaran muatan yang menyertai getaran, menjodohkan getaran

molekul dengan medan listrik pancaran elektromagnet yang berayun. (Silverstein, et

al., 1999 ).

Universitas Sumatera Utara

Page 43: TRANSFORMASI KITOSAN DAN ASAM PALMITAT MENJADI N …

25 

Sumber : E-MAIL: [email protected] • www.thermonicolet.com Gambar 2.14. Skema Spektrofotometer Inframerah Fourier.

2.5.2. Komponen Peralatan.

Spektrofotometer berkas ganda terdiri dari lima bagian utama yaitu : sumber cahaya,

daerah cuplikan, fotometer, monokromator dan detektor.

1. Sumber Cahaya

Pancaran inframerah dihasilkan oleh sebuah sumber yang dipanaskan dengan listrik

pada suhu 1000-18000

C. Sumber cahaya yang umum digunakan adalah

lamputungsen, nernst glowers atau globar. Lampu nernst dibuat dari sebuah pengikat

dan oksida-oksidazirkonium, torium dan serium. Sedangkan lampu globar

terbuat dari batang kecil silikon karbida.

2. Daerah Cuplikan

Berkas acuan dan berkas cuplikan masuk kedalam daerah cuplikan dan masing-

masing menembus sel cuplikan dan sel acuan.

3. Monokromator

Monokromator berfungsi untuk menyeleksi panjang gelombang.

Universitas Sumatera Utara

Page 44: TRANSFORMASI KITOSAN DAN ASAM PALMITAT MENJADI N …

26 

4. Detektor

Detektor akan mendeteksifrekuensi yang dilewatkan pada sampel yang tidak diserap

oleh senyawa. Banyaknya frekuensi yang melewati senyawa (yang tidak

diserap) akan diukur sebagai persen transmitan. (Silverstein, et al., 1999).

2.5.3. Serapan Khas Gugus Fungsi.

Untuk menafsirkan sebuah spektrum inframerah tidak terdapat aturan pasti.

Tetapi terdapat beberapa syarat yang harus dipenuhi sebelum mencoba menafsirkan

spektrum.

1. Spektrum haruslah cukup terpisah dan mempunyai kuat puncak yang memadai.

2. Spektrum dibuat dari senyawa yang cukup murni.

3. Spektrofotometer harus dikalibrasi sehingga pita akan teramati pada

serapan (panjang gelombang) yang semestinya.

4. Metoda penanganan sampel harus ditentukan. Bila menggunakan pelarut, maka

macam dan konsentrasi pelarut serta tebal sel harus disebutkan.

Penanganan yang tepat atas getaran molekul yang rumit adalah tidak harus mutlak,

dimana suatu spektrum infra-merah haruslah ditafsirkan dengan cara perbandingan

empirik terhadap spektrum lain, dan dengan mengekstrapolasi kajian molekul yang

lebih sederhana. (Silverstein, et al., 1999 ).

Universitas Sumatera Utara

Page 45: TRANSFORMASI KITOSAN DAN ASAM PALMITAT MENJADI N …

27 

Tabel 2.3. Serapan inframerah beberapa gugus fungsi senyawa organik.

Golongan Getaran/goyangan

molekul Struktur ikatan

Bilangan gelombang

(cm-1)

Panjang gelombang

(µm)

CH- stretching CH3- assymetris -CH2- symetris

2975 – 2950 2870 - 2845

3,36 – 3,37 3,47 – 3,50

CH- deformation CH3- assymetris -CH2- symetris

1470 – 1435 1480 - 1440

6,80 – 6,97 6,76 – 6,94

Alkil

-CH2- rocking in C-(CH2)n-C ; n ≥ 6 ~ 722 ~ 13,90

-OH stretching

carboksylic acid dimer (C-OH) C - OH

3300 – 2500 3560 - 3500

3,03 – 4,00 2,81 – 2,86 Senyawa

karbonil

C=O stretching -COOH 1723 - 1700 5,80 – 5,88

Amide primery 3500 - 3300 2,86 – 3,03 -NH stretching

Amide secondary ~ 3450 ~ 2,89 Amina -NH deformation Amide primery 1650 - 1580 6,06 – 6,33

Amida-I -NH stretching C=O stretching; - primery - secondary - tertier

~ 1690 ~ 1680 1670 - 1630

~ 5,92 ~ 5,95 5,98 – 6,13

Free - Primery - Secondary

1620 - 1590 1550 - 1510

6,17 – 6,29 6,45 – 6,62

Amida-II Mainly-NH in plane deformation Associated

- Primery - Secondary

1650 – 1620 1570 - 1515

6,06 – 6,17 6,37 – 6,60

Amida-III CN stretching-NH deformation

Primery Secondary

~ 1400 ~ 1290

~ 7,14 ~ 7,75

Sumber : Silverstein, et al., 1999 dan Dyke, et al., 1978.

Pita serapan tertentu, misalnya yang muncul dari uluran C-H, O-H, dan C=O,

didalam spektrum tetap berada dalam daerah-daerah yang cukup sempit. Perincian

penting mengenai struktur, dapat digali dari kepastian letak pita serapan di dalam

daerah yang sempit itu. Geseran letak serapan dalam perubahan pita yang menyertai

perubahan lingkungan molekul, dapat pula menunjukan perincian penting mengenai

Universitas Sumatera Utara

Page 46: TRANSFORMASI KITOSAN DAN ASAM PALMITAT MENJADI N …

28 

struktur. Dua kawasan penting dalam pemeriksaan awal sebuah spektrum ialah

daerah 4000 –1300 cm-1 (2,5 – 7,7 µm) dan

daerah 909 – 650 cm-1 (11,0 – 15,4 µm). Bagian serapan tinggi dari sebuah

spektrum disebut sebagai daerah gugus fungsi. Gugus-gugus fungsi yang penting,

seperti OH, NH dan C=O terletak pada bagian ini.

Bagian tengah spektrum, merupakan daerah sidik jari adalah daerah antara panjang

gelombang 1300 cm-1

– 909 cm-1

(7,7 – 11,0 µm). Corak serapan didaerah ini

seringkali rumit dengan pita-pita yang ditimbulkan oleh cara-cara getaran yang

berantaraksi. Bagian spektrum ini sangat berharga dalam hubungannya dengan

bagian spektrum lainnya. ( Silverstein, et al., 1999 ).

Pada daerah sidik jari suatu senyawa akan memberikan pola serapan yang

khas yang tidak dimiliki oleh senyawa lainnya, sehingga dengan melihat pola

serapan di daerah tersebut dapat disimpulkan struktur kimianya, pada daerah itu pula

suatu isomer dapat dibedakan dengan yang lainnya. (Underwood, et al., 2002).

Adanya gugus fungsional yang berbeda dari molekul akan memberikan

perubahan yang menyolok pada distribusi puncak serapannya, oleh karena itu

bila dua spektrum mempunyai penyesuaian yang tepat di daerah ini, maka hal

tersebut merupakan bukti yang kuat bahwa senyawa – senyawa yang memberikan

spektrum yang sama adalah identik. Kebanyakan ikatan tunggal memberikan

serapan di daerah ini, oleh karena energi vibrasi berbagai ikatan tunggal adalah

hampir sama besarnya, maka akan terjadi antaraksi yang kuat antara vibrasi berbagai

ikatan tunggal yang berdekatan, oleh karena itu pula maka pita serapan yang

dihasilkan merupakan gabungan atau hasil dari berbagai antar aksi dan bergantung

kepada struktur rangka keseluruhan dari molekul yang bersangkutan. Berdasarkan

hal tersebut di atas, maka spektrum di daerah sidik jari ini biasanya rumit untuk

analisa gugus, sehingga terkadang sukar untuk melakukan interpretasi. Akan tetapi

apabila kita analisa lebih jauh, maka justru kerumitan ini bersifat khas untuk setiap

senyawa. (Siverstein, et al., 1999).

Universitas Sumatera Utara

Page 47: TRANSFORMASI KITOSAN DAN ASAM PALMITAT MENJADI N …

29 

Dalam keadaan cair atau padat, dan juga dalam larutan yang kepekatannya

lebih daripada 0,01 M, dengan pelarut CCl4, asam-asam karboksilat berada sebagai

dimer akibat kuatnya ikatan hidrogen.

Ikatan hidrogen yang luar

biasa kuatnya itu diterangkan berdasarkan besarnya sumbangan ion dalam talunan.

Akibat kuatnya ikatan hidrogen itu, maka getaran ulur hidroksil bebas dapat diamati

(di dekat 3520 cm-1). Walaupun begitu, dalam bentuk apapun selalu terdapat

campuran monomer dan dimer. Dimer asam karboksilat memperagakan serapan ulur

O-H yang sangat lebar dan kuat di daerah 3300 – 2500 cm-1. Pita tersebut biasanya

berpuncak di 3000 cm-1, Pita ulur C-H yang lebih lemah biasanya tampak

menumpang diatas pita dekat milik O-H. Pita lebar milik O-H itu, di sisi yang

berpanjang gelombang tinggi, memiliki struktur-halus/renik yang menyatakan

adanya nadalipat dan sambung pita-pita dasar yang terletak pada panjang gelombang

yeng lebih besar. Spektrum khas asam karboksilat seperti pada gambar 2.16. point.

c.

Gambar 2.15.Spektrum Asam Heptanoat. Sumber : Aldrich Chemical Company, Milwaukes, Wls. Disken pada PERKIN ELMER 521.

Universitas Sumatera Utara

Page 48: TRANSFORMASI KITOSAN DAN ASAM PALMITAT MENJADI N …

30 

Semua amida memperlihatkan sebuah pita serapan karbonil yang disebut pita

Amida-I. Kedudukan pita tersebut tergantung pada derajat ikatan hidrogen dan

dengan demikian tergantung pula pada keadaan fisik senyawanya. Amida-amida

primer memiliki dua buah pita uluran N-H simetrik dan taksimetrik. Amida skunder

hanya menunjukan sebuah pita uluran N-H. Seperti halnya uluran O-H, serapan ulur

N-H juga mengalami penurunan oleh adanya ikatan hidrogen walaupun dengan

derajat yang lebih kecil. Kedudukan serapan ulur N-H dan O-H bertumpangan

dalam pengamatan untuk membedakan kedua struktur tersebut perlu kecermatan.

Amida primer dan skunder memperlihatkan sebuah atau banyak pita di daerah sekitar

1650 – 1515 cm-1 yang terutama dihasilkan oleh tekukan NH2 atau NH disebut pita

Amida-II. Penyerapan itu melibatkan pengkopelan antara tekukan N-H dan getaran-

getaran dasar yang lain serta menuntut suatu geometri trans. Kibasan NH

keluar bidang adalah penyebab adanya suatu pita lebar dengan kekuatan menengah

di daerah 800 – 666 cm-1. Spektrum dalam gambar 2.17., adalah khas amida primer

suatu alifatik.

Gambar. 2.16. Spektrum inframerah dari amida primer.

Universitas Sumatera Utara

Page 49: TRANSFORMASI KITOSAN DAN ASAM PALMITAT MENJADI N …

31 

Dalam larutan yang lebih pekat dan sampel padat, pita NH bebas digantikan oleh

pita-pita jamak/terdarab di daerah 3330 – 3060 cm-1. Pita-pita jamak/terdarab itu

teramati karena gugus amida dapat mengikat membentuk dimer berkonformasi cis,

atau membentuk polimer berkonformasi tran,

Spektrum dalam gambar 2.18., adalah khas amida skunder suatu alifatik. (Silverstein,

et al. 1999, Fessenden and Fessenden, 1999).

Gambar 2.17. Spektrum inframerah amida skunder.

Gambar 2.18. Spektrum inframerah amida tertier.

Universitas Sumatera Utara

Page 50: TRANSFORMASI KITOSAN DAN ASAM PALMITAT MENJADI N …

32 

Absorpsi inframerah karbonil dari klorida asam dijumpai pada frekwensi

yang sedikit lebih tinggi dari pada resapan untuk derivat asam lain. Tidak ada sifat

khusus lain dalam spektrum inframerah yang menandakan bahwa inilah klorida

asam (asil klorida).

Halida-halida asam memperlihatkan serapan di daerah uluran C=O. Klorida-klorida

asam terkonjugasi menampilkan serapan di daerah 1815 – 1785 cm-1. Gambar 2.19.

memperlihatkan spektrum inframerah dari klorida asam yang khas. (Silverstein, et

al., 1999 , Fessenden and Fessenden, 1999 ).

Gambar 2.19. Spektrum inframerah klorida asam.

Universitas Sumatera Utara

Page 51: TRANSFORMASI KITOSAN DAN ASAM PALMITAT MENJADI N …

 

BAB 3

BAHAN DAN METODE

3.1. Bahan dan Alat.

Bahan-bahan yang digunakan dalam penelitian ini adalah :

Kitosan p.a (Fluka).

Asam Palmitat P.T. Sochi

Diphosforpentaoksida p.a.(E’Merck).

Asam Klorida pekat p.a.(E’Merck).

Kloroform p.a (E’Merck).

Natrium Hidroksida p.a.(E’Merck).

Metanol p.a.(E’Merck).

Dietil eter p.a.(E’Merck).

Kertas saring

Akuades

Alat yang digunakan dalam penelitian ini adalah :

Gelas Kimia Pyrex.

Gelas Erlenmeyer Pyrex.

Neraca Analitis Mettler PM 200

Labu Alas Leher Dua Pyrex.

Labu ukur Pyrex.

Labu Volumetrik Pyrex.

Pendingin Bola Pyrex.

Hotplate Stirrer Fisons

Thermometer Fisher

Spektrofotometer Inframerah Shimadzu 8201 DC

33 

Universitas Sumatera Utara

Page 52: TRANSFORMASI KITOSAN DAN ASAM PALMITAT MENJADI N …

34 

Corong Penetes Pyrex

Corong Pisah Pyrex

Corong gelas Pyrex

Oven Thermoline

Desikator

Cawan Penguap porselin

Spatula

Statif dan klem

Botol Akuades

3.2. Metode Penelitian.

3.2.1. Karakterisasi Asam Palmitat dan Kitosan Menggunakan Spektrophotometer Inframerah.

Karakterisasi gugus fungsi kitosan dan asam palmitat yang akan

dipergunakan pada penelitian ini menggunakan Spektroforometer Inframerah.

Masing-masing 0,1 gram serbuk kitosan dan 0,1 gram kristal halus asam palmitat

diambil dan dalam keadaan bebas air untuk pengujian analisa Spektrofotometer

Inframerah.

3.2.2. Klorinasi Asam Palmitat Menggunakan Phosfor Pentaklorida.

3.2.2.1. Pembuatan Phosforpentaklorida dari Diphosforpentaoksida direaksikan dengan asam klorida.

Ambil 417 mL asam klorida pekat ( 5 mol HCl), kemudian encerkan dengan

akuades sampai volume 500 mL. Kemudian tempat dalam gelas kimia, lalu

tambahkan 75 gram sebuk halus diphosforpentaoksida ( 71 gram = 0,5 mol ) sambil

dilakukan pengadukan dengan stirrer, panaskan pada suhu 110 oC dalam lemari

asam, hingga air yang terbentuk menguap sampai habis. Timbang hasil reaksi,

panaskan kembali sampai didapat berat tetap. Endapan yang terbentuk berupa

diphosforpentaoksida berlebih yang tidak bereaksi. Ambil cairan

Universitas Sumatera Utara

Page 53: TRANSFORMASI KITOSAN DAN ASAM PALMITAT MENJADI N …

35 

kekuningan sedikit kental berupa produk hasil reaksi (phosforpentaklorida).

3.2.2.2. Pembuatan Palmitil Klorida Mereaksikan Asam Palmitat dengan Phosforpentaklorida.

Asam palmitat seberat 3,74 gram ( 0,015 mol) ditempatkan dalam labu

leher dua, kemudian melalui corong penetes tambahkan 30 mL kloroform lalu

aduk dengan pengaduk stirrer sampai larut. Selanjutya melalui corong penetes

tambahkan 2,00 mL phosforpentaklorida (4,2 gram = 0,020 mol), kemudian refluks

campuran pada suhu 60 – 70 0C selama 180 menit, dinginkan campuran. Pisahkan

dengan corong pisah, fraksi yang memisah dari kloroform berupa POCl3 dilapisan

bawah dan HCl dilapisan atas. Hasil reaksi berada dalam lapisan

kloroform.

3.2.2.3. Karakterisasi Palmitil Klorida Menggunakan Spektrophotometer Infra merah.

Pipet cairan lapisan bagian tengah (kloroform) dari pengerjaan point 3.2.2.2.

sebanyak 1,00 mL, uapkan pelarut dan dinginkan residu dalam desikator. Kemudian,

tempatkan residu dengan segera dalam bejana kedap udara dan bebas

air. Untuk dianalisa menggunakan Spektrophotometer Inframerah.

3.2.3. Pembuatan N,N-Palmitil Kitosan Mereaksikan Palmitil Klorida dengan Kitosan.

3.2.3.1. Pembuatan N,N-Palmitil Kitosan Melalui Reaksi Asilasi Kitosan Menggunakan Palmitil Klorida.

Tambahkan Kitosan seberat 0,250 gram (0,0016 mol/monomer) kedalam labu berisi

fraksi kloroform dari pengerjaan point 3.2.2.2., kemudian aduk dengan

pengaduk stirrer pada suhu 0 oC selama 30 menit. Selanjutnya diamkan campuran

dan fraksi yang memisah dari kloroform pada bagian atas berupa HCl. Pisahkan

lapisan atas menggunakan corong pisah.

Universitas Sumatera Utara

Page 54: TRANSFORMASI KITOSAN DAN ASAM PALMITAT MENJADI N …

36 

3.2.3.2. Karakterisasi Hasil Reaksi Asilasi Kitosan Menggunakan Palmitil Klorida dengan Spektrofotometer Inframerah.

Ambil 5 mL lapisan kloroform hasil pengerjaan point 3.2.3.1., kemudian tambahkan 5 mL metanol hingga terbentuk endapan. Saring endapan dan cuci endapan dengan menggunakan metanol. Keringkan endapan dalam oven pada suhu 110 oC sampai bebas air, kemudian analisa menggunakan Spektrofotometer Inframerah.

3.2.3.3. Hidrolisis N,N-Palmitil Kitosan untuk Menghasilkan N-Palmitil Kitosan.

Fraksi kloroform dari pengerjaan point 3.2.3.1., tambahkan 10 mL metanol

dan kemudian tambahkan 10 mL larutan NaOH 1 molar, aduk sampai gumpalan

endapan merata dan diamkan. Endapan yang terbentuk disaring dengan kertas

saring, cuci endapan dengan metanol dan akuades. Tempatkan endapan dalam labu

distilasi dan kemudian tambahkan 40 mL larutan NaOH 1 molar, refluks campuran

pada suhu 60 – 65 oC selama 20 jam. Setelah dingin, saring endapan dan cuci dengan

akuades. Kemudian cuci dengan metanol, dan keringkan dalam oven pada

suhu 110 oC sampai bebas air.

3.2.3.4. Karakterisasi Hasil Reaksi Hidrolisis N,N-Palmitil Kitosan Menggunakan Spektrofotometer Inframerah.

Hasil pengerjaan 3.2.3.3. kemudian dianalisa menggunakan Spektrofotometer

Inframerah.

Universitas Sumatera Utara

Page 55: TRANSFORMASI KITOSAN DAN ASAM PALMITAT MENJADI N …

37 

3.3. Bagan Penelitian.

3.3.1. Bagan Pembuatan Phosforpentaklorida dari Reaksi Diphosfor pentaoksida dengan Asam Klorida.

Asam Klorida Pekat 417 mL

Encerkan sampai volume 500 mL

Tambahkan 75 gram serbuk P2O5

Aduk dan panaskan suhu 110 oC dalam Lemari asam

Uapkan air sampai habis dan timbang

Panaskan dan timbang.

Berat konstan.

Phosforpentaklorida

( PCl5 )

Universitas Sumatera Utara

Page 56: TRANSFORMASI KITOSAN DAN ASAM PALMITAT MENJADI N …

3.3.2. Bagan Pembuatan Palmitil Klorida dari Klorinasi Asam Palmitat Menggunakan Phosforpentaklorida.

Tambahkan 30 mL kloroform, aduk.

Tambahkan 2,00 mL PCl5 (berlebih). Refluks suhu 60 – 70 oC selama 3 jam. Didiamkan sampai suhu ruang Pisahkan dengan corong pisah.

Asam Palmitat 3,74 gram

Lapisan Bawah PCI5 dan POCI3

Lapisan Tengah Kloroform dan Palmitil Klorida

38 

Lapisan Atas HCL

O C15H31-C Cl

Ambil 0,5 mL, uapkan pelarut.

Analisa FT-IR

Universitas Sumatera Utara

Page 57: TRANSFORMASI KITOSAN DAN ASAM PALMITAT MENJADI N …

3.3.3. Bagan Pembuatan Palmitil Kitosan Melalui Reaksi Asilasi Kitosan dengan Palmitil Klorida.

Lapisan Tengah Kloroform dan Palmitil Klorida

O C15H31-C Cl

39 

Tambahkan Kitosan 0,250 gram Aduk selama 30 menit

pada suhu 0 oC. Diamkan, sampai suhu ruang dan terbentuk endapan. Pisahkan dengan corong pisah.

Ambil 5 mL, tambahkan metanol. Saring endapan, dan cuci dengan metanol.

Keringkan di oven suhu 110 oC

Fraksi Kloroform dan endapan

(N,N-Palmitil Kitosan)

Lapisan Atas HCL

Analisa FT-IR

Universitas Sumatera Utara

Page 58: TRANSFORMASI KITOSAN DAN ASAM PALMITAT MENJADI N …

40 

3.3.4. Bagan Reaksi Hidrolisis N,N-Palmitil Kitosan untuk Menghasilkan N-Palmitil Kitosan.

Tambahkan 10 mL metanol dan 10 mL larutan NaOH 1 M, aduk.

Saring endapan, cuci dengan akuades dan metanol.

Tempatkan endapan dalam labu distilasi.

Tambahkan 40 mL larutan NaOH 1 M.

Refluks pada suhu 60 – 65 oC selama 20 jam. Saring endapan.

Cuci denga akuades dan metanol.

Keringkan di oven suhu 110 oC sampai bebas air.

N-Palmitil Kitosan

Residu Filtrat

Gugus Fungsi

Analisa FT-IR

Fraksi Kloroform dan endapan

(N,N-Palmitil Kitosan)

Universitas Sumatera Utara

Page 59: TRANSFORMASI KITOSAN DAN ASAM PALMITAT MENJADI N …

 

BAB 4

HASIL DAN PEMBAHASAN

4.1. Hasil Penelitian dan Pembahasan.

4.1.1. Spektrum Inframerah Asam Palmitat

Asam palmitat yang digunakan untuk reaksi pembentukan Palmitil Klorida

terlebih dahulu di analisa menggunakan spektrofotometer Inframerah. Gambar 4.1.

Spektra hasil analisa FT-IR dari asam palmitat.

Gambar 4.1. Spektra FT-IR, (atas) Asam Palmitat : pembanding, (bawah)

Asam Palmitat : pereaksi (sampel di analisa).

Asam Palmitat :

41 

Universitas Sumatera Utara

Page 60: TRANSFORMASI KITOSAN DAN ASAM PALMITAT MENJADI N …

42 

Data hasil analisa Spektrofotometer Inframerah menunjukan enam puncak kuat pada

daerah bilangan gelombang 2848, 2915 cm-1, 1472 cm-1 dan 720 cm-1, 1703 cm-1

dan puncak dari 2848, 2915 cm-1 melebar ke 3300 cm-1.

Serapan-serapan kuat pada daerah bilangan gelombang tersebut, menunjukan

C-H dari –CH2- dan –CH3 gugus alkil (2848 cm-1 dan 2915 cm-1), -CH2- (1472 cm-1)

dan rantai panjang alkil C-(CH2)n-C (720 cm-1), C=O karbonil (1703 cm-1), dan O-H

dari karbonil (3300 cm-1) melebar ke 2848 dan 2915 cm-1 (Stark and Wallace, 1982.,

Silverstein, et al., 1999). Grafik FT-IR hasil analisa menunjukan, asam palmitat

yang dipergunakan sebagai pereaksi memiliki grafik

sangat hampir sama dengan grafik FT-IR asam palmitat pembanding (referensi).

4.1.2. Spektrum Inframerah Kitosan.

Kitosan yang akan digunakan sebagai pereaksi untuk pembuatan Palmitil Kitosan

terlebih dahulu di analisa menggunakan Spektrofotometer Inframerah. Gambar 4.2.

Spektra hasil analisa FT-IR dari kitosan.

Gambar 4.2. Spektrum FT-IR, Kitosan : pereaksi.

Universitas Sumatera Utara

Page 61: TRANSFORMASI KITOSAN DAN ASAM PALMITAT MENJADI N …

43 

Kitosan :

Data hasil analisa spektrofotometer Inframerah menunjukan empat puncak kuat pada

2917 cm-1, 1080 cm-1, 3368 cm-1, dan 1382 cm-1.

Serapan-serapan kuat pada daerah bilangan gelombang tersebut, menunjukan C-H

dari –CH3 alkil (2917 cm-1), C-O (1080 cm-1), NH2 berimpitan dengan O-H (3368

cm-1 melebar), dan C-N (1383 cm-1). (Stark and Wallace, 1982., Silverstein, et al.,

1999).

4.1.3. Pembuatan Palmitil Klorida dari Klorinasi Asam Palmitat Menggunakan Phosforpentaklorida.

Reaksi Asam Palmitat dengan phosforpentaklorida :

Gambar 4.3. Reaksi Asam Palmitat dengan phosforpentaklorida.

Universitas Sumatera Utara

Page 62: TRANSFORMASI KITOSAN DAN ASAM PALMITAT MENJADI N …

44 

Mekanisma Reaksi :

Gambar 4.4. Mekanisma Reaksi Pembentukan Palmitil Klorida.

Hasil reaksi klorinasi dari asam palmitat menggunakan phosforpentaklorida

terbentuk senyawa Palmitil Klorida, di analisa menggunakan Spektrofotometer

Inframerah. Gambar 4.5. Spektra FT-IR dari Palmitil Klorida.

Gambar 4.5. Spektra FT-IR, (atas) Palmitil Klorida : pembanding,

(bawah) Palmitil Klorida : pereaksi (sampel di analisa).

Universitas Sumatera Utara

Page 63: TRANSFORMASI KITOSAN DAN ASAM PALMITAT MENJADI N …

45 

Data hasil analisa Spektrofotometer Inframerah menunjukan lima puncak kuat pada

daerah bilangan gelombang 2848, 2915 cm-1, 1472 cm-1 dan 720 cm-1, munculnya

puncak 1699 cm-1.

Serapan-serapan kuat pada daerah bilangan gelombang tersebut, menunjukan C-H

dari –CH2- dan –CH3 alkil (2848 cm-1 dan 2915 cm-1), -CH2- (1472 cm-1) dan rantai

panjang C-(CH2)n-C alkil terikat di kitosan (720 cm-1), C=O karbonil bergeser (1699

cm-1). (Stark and Wallace, 1982., Silverstein, et al., 1999).

Grafik FT-IR hasil analisa dari palmitil klorida hasil reaksi klorinasi memiliki

bentuk sangat hampir sama dengan grafik FT-IR palmitil klorida pembanding

(referensi).

Gambar 4.6. Spektra FT-IR dari Asam Palmitat pereaksi dan Palmitil

Klorida Hasil Reaksi Klorinasi.

Universitas Sumatera Utara

Page 64: TRANSFORMASI KITOSAN DAN ASAM PALMITAT MENJADI N …

46 

Dari kedua spektrum FT-IR gambar 4.6., terdapat perbedaan yang nyata, antara

serapan pada asam palmitat, di bilangan gelombang 2849, 2917 cm-1 kemudian

melebar ke 3300 cm-1, tidak dijumpai pada palmitil klorida adanya bilangan

gelombang melebar ke 3300 cm-1. Ini menjelaskan bahwa gugus O-H telah

berubah dan digantikan oleh gugus Cl. Adanya Cl terikat pada C=O, ditunjukan

dengan munculnya bilangan gelombang 1699 cm-1 dengan sedikit tekukan yang

merupakan pergeseran dari bilangan gelombang 1703 cm-1 .

4.1.4. Pembuatan Palmitil Kitosan Mereaksikan Palmitil Klorida dengan Kitosan

Reaksi asilasi kitosan menggunakan palmitil klorida.

Gambar 4.7. Reaksi Asilasi Kitosan menggunakan Palmitil

Klorida.

Mekanisma reaksi pembentukan N,N-palmitil kitosan.

Universitas Sumatera Utara

Page 65: TRANSFORMASI KITOSAN DAN ASAM PALMITAT MENJADI N …

47 

Gambar 4.8. Mekanisma reaksi pembentukan N,N-Palmitil Kitosan dari

Reaksi asilasi menggunakan Palmitil Klorida.

Hasil reaksi asilasi antara kitosan dengan palmitil klorida, di analisa menggunakan

Spektrofotometer Inframerah. Gambar 4.9., Spektrum FT-IR dari hasil reaksi asilasi

kitosan dengan palmitil klorida.

Universitas Sumatera Utara

Page 66: TRANSFORMASI KITOSAN DAN ASAM PALMITAT MENJADI N …

48 

Gambar 4.9. Spektrum FT-IR dari N,N-Palmitil Kitosan.

Data hasil analisa Spektrofotometer Inframerah menunjukan enam puncak kuat pada

daerah bilangan gelombang 2845, 2918 cm-1, 1705 cm-1 , 1536 cm-1 dan 720 cm-1,

serta 3425 cm-1.

Serapan-serapan kuat pada daerah bilangan gelombang tersebut, menunjukan C-H

dari –CH2- dan –CH3 alkil (2848 cm-1 dan 2915 cm-1), rantai panjang alkil C-(CH2)n-

C terikat pada kitosan (720 cm-1), C=O (1705 cm-1) amina skunder –N(COR)2 ,

amida C-N (1536 cm-1) dan O-H (3425 cm-1).(Stark and Wallace, 1982., Silverstein,

et al., 1999).

Universitas Sumatera Utara

Page 67: TRANSFORMASI KITOSAN DAN ASAM PALMITAT MENJADI N …

49 

A

B

Gambar 4.10. Spektra FT-IR, A. Kitosan dan B. N,N-Palmitil Kitosan.

Perbedaan dan perubahan puncak (bilangan gelombang) ditunjukan pada gambar

4.10.,

1. Spektrum (A) bilangan gelombang 3368 cm-1 (OH berimpit dengan NH2), di

spektrum (B) bilangan gelombang 3425 cm-1 (OH).

2. Spektrum (A) 1382 dan 1421 cm-1 berhampiran (NH2), 1595 cm-1 (C-N), di

spektrum (B) muncul 1536 cm-1 {amida, N(COR)2} dan 1701 cm-1 (C=O

amida).

3. Spektrum (B) 720 cm-1 terdapat C–(CH2)n-C rantai panjang alkil (720 cm-1).

Universitas Sumatera Utara

Page 68: TRANSFORMASI KITOSAN DAN ASAM PALMITAT MENJADI N …

50 

4.1.5. Reaksi Hidrolisis N,N-Palmitil Kitosan untuk Menghasilkan N-Palmitil Kitosan.

Reaksi pembentukan N-Palmitil Kitosan dengan menghidrolisis N,N-palmitil

kitosan menggunakan larutan natrium hidroksida.

Gambar 4.11. Reaksi Pembentukan N-Palmitil Kitosan dengan menghidrolisis N,N-palmitil kitosan.

Mekanisme reaksi pembentukan N-Palmitil Kitosan dengan menghidrolisis

N,N-Palmitil Kitosan menggunakan larutan Natrium Hidroksida 1 M.

Gambar 4.12. Mekanisma reaksi pembentukan N-Palmitil Kitosan dari hidrolisis N,N-Palmitil Kitosan menggunakan larutan NaOH 1 M

Universitas Sumatera Utara

Page 69: TRANSFORMASI KITOSAN DAN ASAM PALMITAT MENJADI N …

51 

Hasil reaksi hidrolisis dari N,N-palmitil kitosan menggunakan larutan natrium

hidroksida 1 M, di analisa menggunakan Spektrofotometer Inframerah. Gambar

4.13., Spektrum FT-IR dari hasil reaksi hidrolisis senyawa N,N-palmitil kitosan.

Gambar 4.13. Spektrum FT-IR N-Palmitil Kitosan dari hasil hidrolisis

N,N-Palmitil Kitosan.

Data hasil analisa Spektrofotometer Inframerah menunjukan enam puncak kuat pada

daerah bilangan gelombang 2848, 2973 cm-1, 1543 cm-1, 720 cm-1, dan 3446 cm-1.

Serapan-serapan kuat pada daerah bilangan gelombang tersebut, menunjukan C-H

(2848 cm-1 dan 2915 cm-1), rantai panjang -CH2- (720 cm-1), C=O (1573 cm-1),

berhampiran dengan N-H (1543 cm-1) dan O-H (3448 cm-1), serta C-N (1111 cm-1)

(Stark and Wallace, 1982., Silverstein, et al., 1999).

Universitas Sumatera Utara

Page 70: TRANSFORMASI KITOSAN DAN ASAM PALMITAT MENJADI N …

52 

A

B

C

D

E

Gambar 4.14. Spektra FT-IR, A. Asam Palmitat, B. Palmitil Klorida, C.

Kitosan, D. N,N-Palmitil Kitosan, dan E. N-Palmitil Kitosan.

Universitas Sumatera Utara

Page 71: TRANSFORMASI KITOSAN DAN ASAM PALMITAT MENJADI N …

53 

Dari data FT-IR gambar 4.14., tahapan reaksi, mulai dari asam palmitat diklorinasi

membentuk palmitil klorida, selanjutnya palmitil klorida bereaksi dengan kitosan

membentuk N,N-palmitil kitosan, dan hidrolisis N,N-palmitil klorida menghasilkan

senyawa N-palmitil kitosan, tahapan reaksi pada gambar 4.15.

Gambar 4.15. Tahapan reaksi dari klorinasi, asilasi dan hidrolisis.

Universitas Sumatera Utara

Page 72: TRANSFORMASI KITOSAN DAN ASAM PALMITAT MENJADI N …

 

BAB 5

KESIMPULAN DAN SARAN

5.1. Kesimpulan

Dari hasil penelitian dan pembahasan dapat disimpulkan sebagai berikut :

Reaksi asilasi, kitosan menggunakan pereaksi palmitil klorida dalam pelarut

kloroform dan tanpa melindungi gugus OH pada suhu 0 oC selama 30 menit dapat

berlangsung membentuk senyawa N,N-palmitil kitosan.

N-palmitil kitosan dapat dibuat melalui reaksi hidrolisis N,N-palmitil kitosan

menggunakan larutan NaOH 1 M pada suhu 60 – 65 oC selama 20 jam.

5.2. Saran

Dari penelitian yang telah dilakukan terdapat beberapa hal menarik untuk

diteliti lebih lanjut, antara lain :

1. Pengujian persentase hasil N,N-palmitil kitosan dan N-palmitil kitosan

terbentuk.

2. Pengujian NMR dan Mass Spektroskopi untuk mendapatkan hasil secara

kualitatif.

3. Pengujian senyawa N-palmitil kitosan sebagai bahan kosmetik.

54 

Universitas Sumatera Utara

Page 73: TRANSFORMASI KITOSAN DAN ASAM PALMITAT MENJADI N …

55 

DAFTAR PUSTAKA

Anonim, 1976, “ The Merch Index ”, Ninth Edition, Merck and Co. Inc, New Jersey, USA.

Aritonang, H.F., and M. Surbakti, 2004, “Separation of Lauric Acid From Coconut Oil Using Crystallization Method With Acetone Solvent”, Eugenia 10(2) : 195-204

Aranaz, R. Harris , and A. Heras, 2010,”Chitosan Amphiphilic Derivats,” Chemistry and Applications, Current Organic Chemistry, Vol. 14, No.3, Madrid, Spain.

Badawy,M.E.I., E.I. Rabea, W. Steurbaut, T.T. Rogge, C.V. Stevens, and G. Smagghe, 2005,”Insectidal and Growth Inhibitory Effects of Nem O-Acil Chitosan Derivats on The Cotton Leafworm Spodoptera Littoralis”, Comm. Appl, Biol. Sci, Chent University, Belgium.

Breslow, R., 1969, “ Organic Reaction Mechanisms “, An Introduction, Second Editoin, Columbia Uviversity.

Chun LI.M., L. Chao, X.M. Hua, Z. Huang, W. Min, F. Zhen and S. X. Li, 2005, “ Preparation and Characterization of Acylated Chitosan”, Journal CHEM RES CHENESE U 2005, 21(10, 114-116), Collage of Material Science and Enginnerring, Huaqiao University, Quanzhou 362011, China.

Day, R.A., and A. L. Undewood, 1981, “Analisa Kimia Kuantitatif”, edisi ke- enam, Penerbit Erlangga, Jakarta.

Dyke, S.F., A.J. Floyd, M. Sainsbury and R.S. Theobald, 1978, “Organic Spectroscopy”, An Introduction, Longman, London.

Fessenden, R.J. and J.S. Fessenden, 1999. “ Kimia Organik “, Edisi Ketiga, Jilid 2, Penerbit Erlangga Jakarta.

Ginting, M.V., 2005, “ Sintesis N-Palmitoyl Glukosida Melalui Amidasi Palmitoyl Klorida dengan Glukosamin “. Skripsi, Jurusan Kimia, FMIPA, USU.

Goosen, M.F.A., 1997,”Applications of Chitin and Chitosan”,Technomic Publishing Company, Inc, USA.

Hirano,S., Y. Yamaguchi, and Mitsutomo, “Water Soluble N-(n-Fatty Acyl)

Universitas Sumatera Utara

Page 74: TRANSFORMASI KITOSAN DAN ASAM PALMITAT MENJADI N …

56 

Chitosan Macromol” ,Biosci, 2003.

http;//repository.usu.ac.id/bitstream/123456789/19863/4/Chapter%2OII.pdf, “ Perkem bangan Komiditi Kepala Sawit Indonesia ”, download 08 Nop. 2010.

http;//.www.wapedia, mobi/id/Asam_Palmitat, download 05 Des. 2010

Handayani, T., 2004,”Pengaruh Habitat Hidup Udang dan Urutan Proses Ekstraksi terhadap Kualitas Kitin dan Kitosan Kulit Udang serta Pemanfaatannya sebagai Bahan Koagulasi pada Sari Buah Tomat”, Undergraduate Thesis dari JP TUMM/2004-06- 28.http://library.gunadarma.ac.id. Diakses 23 Maret 2010.

Irawan, B. ,2007,”Berbagai Ragam Pemanfaatan Polimer”, http://digital-library.usu. ac.id. Diakses 23 Maret 2010.

Kaban, J., 2007, “Studi Karakteristik dan Aplikasi Film Pelapis Kelat Logam

Alkali Tanah Alginat-Kitosan”, Disertasi Program Doktor Ilmu Kimia, Sekolah Pascasarjana, USU.

Kaban, J., 2009, “ Modifikasi Kimia Dari Kitosan dan Aplikasi Produk yang Dihasilkan “ ,Pidato Pengukuhan Guru Besar, Kimia Organik Sintesis, FMIPA, USU.

Ketaren, S., 1986, “Minyak dan Lemak Pangan” ,Cetakan Pertama, UI-Press, Jakarta.

Kim, C.H., and K.S. Choi,1998,”Synthesis and Properties of Carboxyalkyl Chitosan Derivatives”, Journal of ind. & Eng. Chemistry, Vol 4, No.1, Marc 1998, 19-25.

Marganof, 2003, “Potensi Limbah Udang Sebagai Penyerap Logam Berat (Timbal, Cadmium dan Tembaga) di Perairan” ,Available from : tomouto.net/70207134/marganof.pdf.

Muzzarelli, R., V. Baldassare, F. Conti, P. Ferrara, and G. Biagini, 1988, “ Biological activity of Chitosan: Ultrastructural Study “,Biomaterial, 9:247-252.

Mukherjee, D.P., 2001, “Method forProducing Chitin or Chitosan”,Sept 3., http://www.freepatentsonline.com/6310188.htm., 7 Januari 2009.

Noerati, L. Chintia, Radiman, S. Ahmad, dan B. Ariwahjoedi, 2007, “Sintesis Khitosan Suksinat Larut Air” ,Departemen Kimia FMIPA ITB, Jalan Ganeca, Bandung.

Universitas Sumatera Utara

Page 75: TRANSFORMASI KITOSAN DAN ASAM PALMITAT MENJADI N …

57 

Puspawati, N.M., dan I.N. Simpen, 2010, “ Optimasi Deasetilasi Khitin Dari Kulit Udang dan Cangkang Kepiting Limbah Restoran Seafood Menjadi Khitosan Melalui Variasi Konsentrasi NaOH “, Jurusan Kimia, FMIPA, Univ. Udayana, Jurnal Kimia 2010 PP. 79090, ISSN 1907-9850.

Pavia, D.L., 1976, “ Introduction to Organic Laboratory Techniques “, W.B. Saunders Company, Philadelphia.

Rismana, E., 2001, “Langsing dan Sehat Lewat Limbah Perikanan”, www.sinarharapan.co.id.iptek/index.html. diakses 23 Maret 2010.

Roberts, G. A. F., 1997 ,” Determination of the degree of N-acetylation of chitin and chitosan”, In R. A. A. Muzzarelli, &M. G. Peter (Eds.), Chitin Handbook (pp. 127–132). Grottammare, Italy: European Chitin Society.

Stark, J.G., and H.G. Wallace, 1982,”Chemistry Data Book”, 2 Edition in SI, John Murray, 50 Albemarle Street, London.

Sariisik N.O.M., 2002.,”Using and Properties Biofibers Based on Chitin and Chitosan on Medical Applications University”, Textile, Engineering Departement, Turkey.

Simunek, J.G., B. Tishchenko, and Hodrova, 2006, “Effect of Chitosan of Human Colonic Bacteria”. Jounal Folia Microbiology. Vol. 51 (4), 306- 308 (2006).

Silverstein, Bassler, and Morrirr, 1999, “Penyidikan Spektrometrik Senyawa Organik“, Alih Bahasa Hartono, AJ., dan Purba Anny Victor, edisi ke empat, Pen. Erlangga.

Srijanto, B., dan I. Paryanto, Feb. 11, 2005, “Pengaruh Suhu pada Pembuatan Khitosan Secara Kimiawi”,http://www.faperta.ugm.ac.id/semnaskan/ abstrak/prosiding2005/abstrak/bidang.thp.php.,27 November 2007

Sugita, P., W. Tuti, S. Ahmad, dan W. Dwi, 2009,”Kitosan: Sumber Biomaterial Masa Depan”, IPB Press, Bogor.

Tharanathan and Kittur, 2003, “Chitin The Undisputed Biomolecule of Great Potential” ,Critical Reviews in Food Scienceand Nutrition, 43, 1; ProQuestMedical Library.

Vogel, A.I.,” A Text – Book of Practical Organik Chemistry Including Qualitatif Organic Analysis”, third. Edition, Longman, London, PP 792- 974.

Universitas Sumatera Utara

Page 76: TRANSFORMASI KITOSAN DAN ASAM PALMITAT MENJADI N …

58 

Widiyati, E., 2006, “ Sintesis Asetil Klorida dari Asam Asetat dan Tionil Klorida pada Suhu yang Divariasi dan Mempelajari Mekanisma Reaksinya “.Jurnal Gardien vol.4, 2008, PP. 314-317, Jurusan Kimia, FMIPA, Univ. Bengkulu.

Weska, R. F., and J.M. Moura, 206, “Optimazation of Deasetylation in The Production of Chitosan from Shrimp Waste”, Juornal Food Enginnering, 80 : 749 – 753.

Yingyuad, S., S. Ruamsin, P. Reekprkhon, S. Douglass, S. Pongamphai, and U. Siripatiawan., 2006, “Effect of Chitosan Coating and Vacum Packaging on The Quality of Refrigrated Grilled Pork”, Journal of Research Article Vol.19, issue 3, Pages 149-157 (2006). John Willey and Sons, Lth. http://www.interscience.wiley.com. Diakses 23 Maret 2010.

Zilch, K. T., 1979, “Separation of Fatty Acids”, J. Am. Oil Chem. Soc. 56.

Universitas Sumatera Utara