10 BAB 4 HASIL PERCOBAAN DAN PEMBAHASAN Penelitian ini
advertisement
BAB 4 HASIL PERCOBAAN DAN PEMBAHASAN Penelitian ini bertujuan untuk membuat, mengisolasi dan mengkarakterisasi derivat akrilamida. Penelitian diawali dengan mereaksikan akrilamida dengan anilin sulfat. Reaksi akrilamida dengan anilin sulfat akan menghasilkan derivat akrilamida yang memiliki lebih banyak gugus kromofor. Reaksi dilakukan dalam suasana asam untuk mengkatalisis pembentukan derivat akrilamida. Suasana asam mengaktifkan karbonil agar terbentuk karbokation (Becker, 1999) dan membuat gugus amin pada anilin menjadi ion sehingga reaksi adisi dapat terjadi. Sintesis dilakukan pada suhu 40°C untuk mempercepat reaksi dan menjaga agar reaktan tidak terurai. Reaksi adisi akrilamida, memiliki gugus karbonil terkonjugasi ikatan rangkap, dengan amin diperkirakan menghasilkan senyawa bergugus kromofor yang lebih banyak daripada senyawa akrilamida. Terjadi penambahan gugus kromofor benzena pada akrilamida sehingga hasil reaksi akan memberikan serapan maksimum pada panjang gelombang lebih besar daripada panjang gelombang serapan maksimum akrilamida induk. O + NH2 NH2 Anilin Akrilamida NH2 NH O Gambar 4.1 Perkiraan hasil reaksi akrilamida dengan anilin 10 11 Keberhasilan sintesis dipantau secara kromatografi lapis tipis (KLT) dengan fase diam pelat silika gel GF254 dan pengembang diklorometan-metanol (7:1) dengan pembanding anilin sulfat. Akrilamida tidak dijadikan pembanding dalam pemantauan produk sintesis karena tidak memiliki gugus kromofor yang cukup sehingga tidak menyerap sinar ultraviolet (UV) dengan kuat. Kromatogram hasil sintesis (Gambar 4.2) menunjukkan telah terbentuk senyawa baru yang lebih non polar daripada reaktan. Produk sintesis memiliki lebih banyak kromofor dibandingkan dengan akrilamida sehingga dapat menyerap UV pada panjang gelombang 254 nm. 1 Gambar 4.2 2 Kromatogram Kromatografi Lapis Tipis (KLT) hasil reaksi akrilamidaanilin dengan fase diam silika gel GF254, pengembang diklorometanmetanol (7:1) di bawah lampu UV-254 nm. 1. anilin sulfat 2. hasil reaksi akrilamida dengan anilin sulfat. Pada kromatogram terlihat reaktan masih terdapat pada hasil reaksi sehingga perlu diisolasi untuk mendapatkan senyawa murni. Berdasarkan kromatogram KLT, hasil sintesis memiliki Rf yang lebih tinggi atau lebih non polar dibandingkan dengan reaktan. Pemisahan produk sintesis dengan reaktan yang masih tersisa dapat dilakukan berdasarkan perbedaan kepolaran tersebut. Pemisahan dilakukan dengan ekstraksi cair-cair menggunakan ekstraktan diklorometan. Produk sintesis yang lebih non polar berada pada fase diklorometan sedangkan akrilamida dan anilin sulfat yang tersisa berada pada fase air. Selanjutnya fase diklorometan diambil dan dikeringkan. Pemantauan pengaruh ekstraksi cair-cair dilakukan secara kromatografi lapis tipis menggunakan pengembang diklorometan-metanol (7:1) dan dibandingkan dengan anilin sulfat dan hasil sintesis sebelum diekstraksi. 12 1 2 3 Gambar 4.3 Kromatogram KLT hasil ekstraksi cair-cair dengan fase diam silika gel GF254, pengembang diklorometan-metanol (7:1), penampak bercak lampu UV-254 nm. 1. anilin sulfat 2. hasil sintesis 3. Hasil sintesis yang telah diekstraksi. Pada kromatogram hasil ekstraksi cair-cair terdapat dua bercak utama, diduga anilin basa dan derivat akrilamida. Bercak paling atas diperkirakan merupakan anilin basa yang bersifat lebih nonpolar daripada derivat akrilamida. Pemisahan selanjutnya secara kromatografi kolom klasik (KK) dengan fase diam silika gel 60 dan fase gerak kloroformmetanol (9:1). Fraksi-fraksi KK dipantau secara KLT dengan pengembang diklorometanmetanol (7:1) dan dibandingkan dengan hasil sintesis. Fraksi 49-88, memberikan bercak yang sama pada kromatogram KLT, mengandung hasil sintesis yaitu derivat akrilamida dengan nilai Rf lebih kecil daripada anilin. Pemantauan fraksi lebih lanjut menunjukkan fraksi 50-88 memberikan satu bercak yang sama. Berdasarkan hal tersebut fraksi 50-88 digabungkan, dikeringkan, dan diuji kemurniannya. Gambar 4.4 Kromatogram KLT fraksi-fraksi hasil kromatografi kolom klasik (KK) dengan fase diam silika gel GF254, pengembang diklorometan-metanol (7:1) di bawah lampu UV-254 nm. 13 Gabungan fraksi KK yang memberikan satu bercak yang sama pada kromatogram digabungkan dan diuji kemurniannya. Uji kemurnian dilakukan dengan kromatografi lapis tipis dua dimensi dengan pengembang diklorometan-metanol (7:1) dan etilasetat-metanol (7:1). Hasil pengembangan disemprot dengan penyemprot bercak universal asam sulfat 10%. Uji kemurnian memberikan satu bercak di bawah lampu UV-254 dan menunjukkan gabungan fraksi merupakan senyawa murni. Penyemprotan dengan asam sulfat 10% tidak memunculkan bercak karena konsentrasi senyawa yang ditotolkan rendah. Gambar 4.5 Kromatogram uji kemurnian secara KLT 2 dimensi menggunakan fase diam silika gel GF254, pengembang diklorometan-metanol (7:1) di bawah lampu UV-254 nm. Salah satu produk sintesis murni dikarakterisasi secara spektrofotometri ultraviolet dan spektrofotometri inframerah. Spektrum isolat dibandingkan dengan spektrum akrilamida dan spektrum anilin sulfat. Akrilamida memberikan serapan maksimum pada panjang gelombang 196 nm, sesuai dengan pustaka (Harahap, 2006). Anilin sulfat memberikan puncak pada dua panjang gelombang, puncak tertinggi pada 229 nm dan puncak lainnya pada 280 nm sesuai dengan pustaka (Creswell, 1982). Isolat memberikan puncak pada panjang gelombang 253 nm, lebih besar daripada panjang gelombang serapan maksimum akrilamida. Pada spektrum ultraviolet isolat terdapat dua puncak pada panjang gelombang 253 nm dan 295 nm. Analisis di daerah ultraviolet jauh, sulit dilakukan karena adanya puncak-puncak pelarut ataupun senyawa organik lain. Oleh karena itu analisis akrilamida, dengan puncak 196 nm di daerah ultraviolet jauh, akan memberikan hasil yang lebih baik bila dilakukan berdasarkan puncak derivatnya, yaitu pada panjang gelombang yang lebih besar atau di daerah ultraviolet dekat. 14 Akrilamida 196 nm . Gambar 4.6 Spektrum ultraviolet akrilamida dalam pelarut air. Anilin Sulfat 229 nm 280 nm Gambar 4.7 Spektrum ultraviolet anilin sulfat dalam pelarut air. Isolat produk sintesis 253 nm 295 nm Gambar 4.8 Spektrum ultraviolet isolat dalam pelarut etanol. Spektrum inframerah memberikan informasi keberadaan gugus dalam senyawa. Spektrum inframerah akrilamida pada Gambar 4.1 menunjukkan adanya gugus N-H, C-H, C=O, C=C alifatik, dan C-N. Spektrum inframerah anilin sulfat pada Gambar 4.2 menunjukkan adanya gugus N-H, C-H, C=C aromatik, dan C-N. Spektrum inframerah isolat pada Gambar 4.3 menunjukkan adanya gugus N-H, C-H, C=O, C=C alifatik dan aromatik, dan C-N. 15 Akrilamida O NH2 C-H 2811 N-H 3347 C-N C=O 1349 1670 C=C 1612 Gambar 4.9 Spektrum inframerah akrilamida dalam cakram KBr. NH2 Anilin Sulfat .1/2 H2SO4 Aromatik 1562 N-H 3397 C-N 1122 C-H 2923 Gambar 4.10 Spektrum inframerah anilin sulfat. dalam cakram KBr NH2 Isolat NH O C=O 1730 N-H 3405 C-N 1168 Aromatik 1504 C-H 2923 Gambar 4.11 Spektrum inframerah isolat dalam cakram KBr. 16 Berdasarkan struktur, akrilamida dan isolat memiliki persamaan yaitu adanya gugus amida, ditandai dengan adanya puncak pada daerah gugus N-H, C=O, dan C-N.. Akrilamida memberikan puncak pada bilangan gelombang 3397 cm-1, 1670 cm-1, dan 1349 cm-1, dan isolat memberikan puncak pada bilangan gelombang 3405 cm-1, 1730 cm-1, dan 1168 cm-1 yang menunjukkan bahwa keduanya memiliki gugus amida. Perbedaan isolat dengan akrilamida adalah keberadaan cincin benzena aromatik dan ikatan rangkap alifatik. Isolat memiliki gugus aromatik, sedangkan akrilamida memiliki gugus ikatan rangkap karbon alifatik. Perbedaan dibuktikan dengan adanya puncak pada bilangan gelombang 1504 cm-1 pada spektrum isolat, sedangkan akrilamida tidak memberikan puncak pada daerah gugus aromatik. Akrilamida memberikan puncak pada daerah gugus karbon ikatan rangkap alifatik, yaitu pada bilangan gelombang 1670 cm-1 sedangkan isolat tidak memberikan puncak. Struktur anilin sulfat dan isolat sama-sama memiliki gugus aromatik, tetapi isolat memiliki gugus karbonil sedangkan anilin sulfat tidak. Hal ini terlihat pada spektrum keduanya. Puncak gugus aromatik ditunjukkan isolat pada bilangan gelombang 1504 cm-1 dan anilin sulfat pada bilangan gelombang 1562 cm-1. Puncak gugus karbonil ditunjukkan isolat pada bilangan gelombang 1730 cm-1, sedangkan anilin sulfat tidak memberikan puncak pada daerah gugus karbonil yaitu pada bilangan gelombang 1690-1760 cm-1. Spektrum inframerah isolat sesuai dengan struktur yang diperkirakan yaitu memiliki gugus amida dan aromatik.
