SINTESIS N-ETANOL –9, 10, 12

BAB II
TINJAUAN PUSTAKA
2.1 Minyak Jarak
Minyak dan lemak pada umumnya merupakan trigliserida yang sering disebut
juga triasigliserol. Komponen selain trigliserida seperti fraksi tak tersabunkan dan
asam lemak bebas hanya berjumlah kurang dari 3% dari total minyak dan lemak.
Yang membedakan antara minyak dan lemak satu dengan yang lainnya salah satu
adalah dari komposisi asam lemaknya.
Komposisi asam lemak dari minyak dan lemak yang berasal dari hewan
dipengaruhi oleh jenis dan asal hewan tersebut serta makanannya. Sedangkan
komposisi asam lemak nabati dipengaruhi oleh jenis tumbuhan dan lingkungan
tempat tumbuhnya.
Minyak jarak diperoleh dari biji tanaman jarak (Ricinus communis L.), yang
termasuk famili Euphorbiaceae. Tanaman ini merupakan tanaman tahunan yang
hidup di derah tropis maupun sub tropis dan dapat tumbuh pada ketinggian 0-800
meter di atas permukaan laut dan tanaman jarak ini telah dikenal lama di Indonesia.
(Ketaren,1986)
Tanaman jarak sebaiknya ditanam di tanah yang mempunyai struktur gembur
dan agak berpasir serta menghendaki drainase yang baik karena akarnya tidak tahan
5
Simon Manurung: Sintesis N-Etanol -9,10,12- Trihidroksi Stearamida Yang diturunkan Dari Minyak Jarak (Ricinus Communis Linn),
2008.
USU e-Repository © 2008
6
terhadap genangan air. Tanaman jarak masih dapat tumbuh dengan baik pada
tanaman berpasir di pinggir pantai.
Karena masih dapat tumbuh dengan pada lahan yang kitis, maka beberapa
tahun belakangan ini tanaman jarak mulai dibudidayakan. Pada beberapa daerah di
Pulau Jawa seperti sekitar Yogyakarta, Sragen, Solo dan sebagainya, para petani
mulai menanami lahan kritis dengan tanaman jarak ini.
Di pabrik, biji jarak biasanya diubah menjadi minyak jarak. Sebagian pabrik
biasanya mengolah bii jarak menjadi minyak kasar yang dikenal dengan Crude Castor
Oil Refined Bleached Deodorized atau disingkat dengan Castor Oil RBD. Minyak ini
sangat dibutuhkan berbagai pabrik di dalam maupun di luar negeri sebab merupaknan
bahan penting yang harus dicampurkan untuk membuat minyak cat, kosmetika,
pewarna tekstil, pernis, lilin, minyak pelumas dan lain-lain. Dari 2000 ton minyak
jarak diperoleh 800 ton Crude Castor Oil RBD, dan setelah dimurnikan di dapat 700
ton Castor Oil RBD.
Minyak jarak berwarna kuning pucat, tetapi setelah dilakukan proses refining
dan bleaching warna tersebut hilang sehingga menjadi hampir tidak berwarna.
Minyak kasarnya mempunyai bau yang khas dan menusuk hidung tetapi mudah
dihilangkan. Minyak jarak ini dapat disimpan dan tidak mudah menjadi tengik.
Kelarutannya dalam alkohol relatif tinggi, begitu juga di dalam eter, kloroform dan
asam asetat glasial. Minyak jarak tidak larut dalam minyak mineral kecuali kalau
dicampur dengan minyak tumbuhan lain. Minyak jarak hampir keseluruhan berada
dalam bentuk trigliserida, terutama resinolenin dengan asam risinoleat
sebagai
Simon Manurung: Sintesis N-Etanol -9,10,12- Trihidroksi Stearamida Yang diturunkan Dari Minyak Jarak (Ricinus Communis Linn),
2008.
USU e-Repository © 2008
7
komponen asam lemaknya. Kandungan tokoferol yang relatif kecil (0,05%) serta
kandungan asam lemak esensial yang sangat rendah menyebabkan minyak jarak ini
berbeda dengan minyak nabati lainnya.(Weiss,1983)
Komposisi minyak jarak dapat dilihat pada tabel 2. 1 berikut ini:
Tabel 2.1. Kandungan Asam Lemak Biji Jarak
Asam Lemak
Jumlah ( % )
Risinoleat
87
Oleat
7
Linoleat
3
Palmitat
2
Stearat
1
Sumber : Marlina, dkk (2004).
Bungkil yang diperoleh dari proses pengolahan minyak jarak mempunyai
kandungan protein yang cukup tinggi, tetapi mengandung racun yang cukup kuat.
Racun tersebut terdapat dalam bentuk risin, risinin, dan heat-stable allergen.
Risinin merupakan alkaloid yang diturunkan dari asam nikotinat, dimana gugus
karboksil diubah menjadi nitril dengan cara dehidrasi nikotinamida. ( Torsell, 1984 ).
Simon Manurung: Sintesis N-Etanol -9,10,12- Trihidroksi Stearamida Yang diturunkan Dari Minyak Jarak (Ricinus Communis Linn),
2008.
USU e-Repository © 2008
8
Tabel 2.2 Spesifikasi Minyak Jarak
Karakteristik
Nilai
Bilangan asam
Maks. 4
Bilangan penyabunan
176 – 187
Bilangan Iodium
81 – 91
Bilangan tak tersabun ( % )
<1
Bilangan asetil
144 – 150
Bilangan Hidroksil
161 – 149
Indeks bias, 20oC
1,473 – 1,477
Bobot jenis, 15,5oC
0,958 – 0,968
Sumber : Weiss,(1983).
Minyak jarak merupakan minyak yang serbaguna, hal ini terutama disebabkan
karena kandungan asam risinoleatnya yang tinggi. Minyak jarak dapat digunakan
secara langsung pada pembuatan resin alkyd non kering, sebagai pemlastis pada
nitroselulosa dan uretan. Sejumlah besar minyak jarak ini diubah menjadi turunan
dehydrated castor oil ( DCO ) yang digunakan sebagai pengganti minyak
terkonjungasi. Pembuatan DCO ini biasanya dilakukan secara dehidrasi kataliitik
dengan menggunakan katalis seperti asam sulfat, natrium bisulfit .(Guner, 1997)
DCO biasanya digunakan pada industri surface coating. Selama proses
dehidrasi gugus hidroksil dari asam risinoleat diganti dengan ikatan rangkap. Reaksi
yang dikatalis asam dimulai dengan protonasi dari gugus hidroksil, yang
Simon Manurung: Sintesis N-Etanol -9,10,12- Trihidroksi Stearamida Yang diturunkan Dari Minyak Jarak (Ricinus Communis Linn),
2008.
USU e-Repository © 2008
9
menghasilkan ion hidroksonium yang segera lepas sebagai molekul air dan terbentuk
ion karbonium. Dengan adanya proton pada atom karbon tetangga maka terbentuklah
asam linoleat non konjugasi atau asam linoleat konjugasi.(Ramamurthi,1998)
H+
– CH = CH – CH2 –CH – CH2 –
−
– CH = CH – CH2 – CH – CH2 –
OH
H20
(+) OH2
–CH=CH–CH=CH–CH2–
– CH = CH – CH2 – CH – CH2 -
( konjugasi )
-H+
–CH=CH–CH2–CH=CH– (non konjugasi)
Selain dehidrasi, proses pengolahan yang dilakukan pada minyak jarak
sebelum digunakan adalah : oksidasi, hidrogenasi, sulfitasi, penyabunan dan
sebagainya. Pengolahan tersebut mengakibatkan perubahan sifat fisika dan kimia dari
minyak jarak.
Tabel 2.3. Jenis Pengolahan dan Pemanfaatan Minyak Jarak
Jenis Pengolahan
Pemanfaatan Hasil
Dehidrasi
Untuk pengganti minyak kemiri
Oksidasi
Kulit tiruan, hydraulic fluid, campuran zat perekat
Hidrogenasi
Kosmetika, ointment dan pengganti lilin
Sulfitasi
Active wetting agent, pewarnaan.
Penyabunan
Sabun, untuk persiapan pembuatan alkyl risinoleat,
chemical plactizers.
Sumber : Baileys,s (1996).
Simon Manurung: Sintesis N-Etanol -9,10,12- Trihidroksi Stearamida Yang diturunkan Dari Minyak Jarak (Ricinus Communis Linn),
2008.
USU e-Repository © 2008
10
2.1.1. Asam Risinoleat
Asam risinoleat merupakan asam lemak tidak jenuh monohidroksi ( gambar
2.1) dengan rumus molekul C18H34O3. (R)-12-hidroksi-(Z)-9-oktadekenoat yang
merupakan gugus asam lemak utama dari minyak jarak. Asam lemak ini bersifat
sedikit toksik yang ditunjukkan oleh aktifitas pencahar yang ditimbulkannya bila
dikonsumsi.
OH
O
CH3 – (CH2)5 – CH – CH2 – CH = CH – (CH2)7 – C – OH
Gambar 2.1. Struktur kimia asam risinoleat.
Asam risinoleat yang telah diesterkan menjadi metil risinoleat bila direduksi
dengan reduktor logam terlarut maka yang akan tereduksi hanya gugus metil ester
dan tidak menyerang ikatan rangkap, sehingga akan membentuk resinoleil alkohol
dan apabila diasetilasi akan terbentuk d-12-asetoksi-cis-9-oktadekenol. Senyawa ini
sangat berguna dalam pembuatan atraktan atau zat penarik seks pada serangga. (
Jacobson, 1967 )
CH3 – (CH2)5 – CH – CH2 – CH = CH – (CH2)7 – CH2OH
O – C – CH3
O
Gambar 2.2. Struktur Kimia d-12-asetoksi-cis-9-oktadekenol.
Asam risinoleat dapat diesterifikasi dengan alkohol alifatik rantai panjang
( C10 –C18 ) secara enzimatis maupun dengan reaksi alkoholis enzimatis langsung
tanpa merusak gugus OH yang ada pada risinoleat tersebut. Alkoholis asam lemak
minyak jarak ini dengan enzim lipase yang spesipik
seperti mocor miehei,
Simon Manurung: Sintesis N-Etanol -9,10,12- Trihidroksi Stearamida Yang diturunkan Dari Minyak Jarak (Ricinus Communis Linn),
2008.
USU e-Repository © 2008
11
menghasilkan monogliserida sebagai hasil sampingnya. Ester alkohol monohidrat
rantai panjang dari asam risinoleat ini merupakan bahan dasar yang potensial untuk
pembuatan surfaktan.
Asam risinoleat paling banyak terdapat dalam biji jarak, dimana gugus
hidroksilnya terdapat pada posisi ω-7 sehingga bersifat lebih polar dibandingkan
dengan asam lemak lainnya. Pada penggunaannya gugus hidroksil tidak jenuh ini
sering diubah menjadi gugus fungsi reaktif lainnya.
Minyak yang mengandung asam lemak hidroksil merupakan bahan yang
sangat penting. Asam lemak hidroksil ini digunakan dalam pembuatan polimer
seperti nilon 6.6, coating, dan cat. Baru-baru ini juga telah disintesa 2 nonanal, suatu
komponen pewangi dan penyedap alami dari minyak jarak. ( Borch,dkk, 1997 )
Untuk memisahkan asam risinoleat dengan asam lemak lainnya yang masih
berada dalam bentuk trigliseridanya maka terlebih dahulu minyak jarak
dimetilesterkan secara esterifikasi maupun interesterifikasi. Dan selanjutnya metil
risinoleat yang bercampur dengan metilester asam lemak lainnya dapat dipisahkan
dengan kromatografi kolom.
Asam risinoleat dapat dipirolisis menjadi asam undesilat dan heptadehid.
Terjadinya proses pirolisis ini disebabkan karena adanya β-hidroksi dan ikatan
rangkap sehingga dapat dipirolisis membentuk olefin dan aldehid atau keton.
( Bailey,s, 1996 ) Reaksinya adalah sebagai berikut:
Simon Manurung: Sintesis N-Etanol -9,10,12- Trihidroksi Stearamida Yang diturunkan Dari Minyak Jarak (Ricinus Communis Linn),
2008.
USU e-Repository © 2008
12
β
α
CH3 – (CH2)5 – CH – CH2 – CH = CH – (CH2)7 – COOH
OH
Asam risinoleat
O
O
CH3 – (CH2)5 – C – H + CH2 = CH – (CH2)8 – C – OH
Heptaldelhid
asam undesilat
Senyawa metil risinoleat mempunyai ikatan rangkap maka ikatan tersebut dapat
dioksidasi.
Alkena dapat dioksida menjadi aneka ragam produk, tergantung pada
reagensia yang digunakan. Reaksi yang melibatkan oksidasi ikatan rangkap karbonkarbon dapat dikelompokkan menjadi dua gugus umum:
1.
Oksidasi ikatan pi tanpa memutuskan ikatan sigma
2.
Oksidasi ikatan pi yang memutuskan ikatan sigma
Produksi oksidasi tanpa pemutusan ikatan sigma ialah suatu epoksida atau 1,2diol. Reagensia yang paling popular dipakai untuk mengubah alkena menjadi suatu
1,2-diol adalah larutan kalium permanganat (dalam air) dalam suasana basa dan
dingin (meskipun biasanya reagensia ini memberikan rendemen yang rendah).
Osmium tetraoksida (OsO4) diikuti reduksi dengan reagensia seperti Na2SO3 atau
NaHSO3 menghasilkan diol dengan rendemen yang lebih baik, tetapi penggunaan
terbatas karena mahal dan bersifat racun (Fessenden,R.J.,1999)
Epoksida dari minyak nabati merupakan hal yang penting dan sangat berguna
terutama dalam hal sebagai stabilisator dan plastisasi bahan polimer. Berdasarkan
Simon Manurung: Sintesis N-Etanol -9,10,12- Trihidroksi Stearamida Yang diturunkan Dari Minyak Jarak (Ricinus Communis Linn),
2008.
USU e-Repository © 2008
13
pada kereaktifan yang tinggi dari cincin oksiran, epoksida juga dapat dipakai untuk
berbagai jenis bahan kimia yaitu alkohol, glikol, alkanolamin, senyawa karbonil,
senyawa olefin, dan polimer seperti poliester, poliuretan dan resin epoksi. Secara
umum reaksi epoksidasi dan dilanjutkan dengan hidrolisis dituliskan sebagai berikut.
O
O
R – C – OH
+ H2O2
Asam Karboksilat
R – C – O – OH
Peroksida
H2O
Peracid
O
H H
R – C – O – OH
+
-C=CH
Peracid
H
+
-C–C-
H
O
+
R – C – OH
O
Olefin
Epoksida
H2O/H+
H
-C–C-
–C–C–
O
OH OH
Epoksida
Ada empat teknik yang dapat digunakan untuk menghasilkan epoksida dari
molekul olefin:
1. Epoksida dengan asam perkarboksilat yang sering digunakan dalam
industri dan dipercepat dengan bantuan katalis atau enzim
2. Epoksida dengan peroksida organik dan anorganik, termasuk
epoksida alkali dengan hidrogen peroksida nitril dan epoksida yang
dikatalis logam transisi
Simon Manurung: Sintesis N-Etanol -9,10,12- Trihidroksi Stearamida Yang diturunkan Dari Minyak Jarak (Ricinus Communis Linn),
2008.
USU e-Repository © 2008
14
3. Epoksida dengan halohidrin, menggunakan asam hipohalogen (HOX)
dengan garamnya sebagai reagen, dan epoksida olefin dengan
defisiensi elektron ikatan rangkap
4. Epoksida dengan menggunakan molekul oksigen, untuk minyak
nabati jarang digunakan karena dapat menyebabkan degadrasi dari
minyak menjadi senyawa yang lebih kecil seperti aldehid dan keton
asam dikarboksilat berantai pendek sehingga oksidasi dengan O2
merupakan metode yang tidak efisien untuk epoksida minyak nabati
(Goud,dkk.,2006)
2.1.2. Metil Ester Asam Lemak
Metil ester asam lemak dapat dibuat secara reaksi interesterifikasi dari minyak
dan lemak baik yang berasal dari hewan maupun tumbuhan. Reaksi interesterifikasi
dapat berlangsung dengan katalis asam atau basa.
O
O
R-C-O-R’ +
R”-OH
R-C-OR” + R’-OH
Ester 1
alkohol 1
ester 2
alkohol 2
Reaksi ini merupakan reaksi bolak-balik sehingga perlu dilakukan dalam kondisi
anhidrous. Untuk menghasilkan metil ester asam lemak dari berbagai minyak nabati
reaksi di atas telah banyak dilakukan peneliti terdahulu, baik menggunakan katalis
asam maupun basa. Reaksi selengkapnya adalah sebagai berikut:
Simon Manurung: Sintesis N-Etanol -9,10,12- Trihidroksi Stearamida Yang diturunkan Dari Minyak Jarak (Ricinus Communis Linn),
2008.
USU e-Repository © 2008
15
O
O – C – CH2R
O
O
O – C – CH2R + 3CH3OH
RCH2 – C – OCH3 +
O
OH
OH
OH
O – C – CH2R
trigliserida
alkohol
metil ester asam lemak
gliserol
Metil ester merupakan zat antara yang sangat penting dalam industri
oleokimia. Pembuatan metil ester asam lemak telah dikembangkan dengan cara
pengadukan berkecepatan tinggi pada suhu kamar dengan waktu reaksi 15-30 menit,
serta memberikan hasil reaksi pembentukan metil ester asam lemak sebesar 90-95%.
( Mittelbach dan Trihart, 1998 )
Kegunaaan metil ester asam lemak dalam industri sebagian besar diubah
kedalam alkohol asam lemak, amina, sabun dan plastik (35-40%), deterjen dan
kosmetik (30-40%), resin alkid dan cat (10-15%), pada industri pembuatan ban
(3-5%), pada industri tekstil, kulit dan kertas (3-5%), gemuk (greases) dan pelumas
(2-3%), lilin serta lain-lain (2-5%). (Ritcher dan Knault, 1984) .
2.2.Olekimia
Oleokimia ini merupakan senyawa kimia yang dihasilkan berdasarkan proses
peruraian dan reaksi lebih lanjut dari minyak dan lemak seperi asam lemak, gliserol,
metil ester asam lemak, alkohol asam lemak dan amida asam lemak. Selain
Simon Manurung: Sintesis N-Etanol -9,10,12- Trihidroksi Stearamida Yang diturunkan Dari Minyak Jarak (Ricinus Communis Linn),
2008.
USU e-Repository © 2008
16
bersumberkan pada lemak dan minyak alami, oleokimia juga bisa dibuat secara
sintesis dari produk petrokimia. Contohnya alkohol asam lemak yang disintesa dari
etilen dan parafin.(Richter dan Knault,1984)
Sumber minyak dan lemak alami dapat berasal dari bahan nabati maupun
hewani. Sumber minyak nabati diantaranya adalah minyak kelapa sawit, minyak
kacang kedelai, minyak biji bunga matahari, minyak biji wijen, minyak jarak dan
sebagainya. Sedangkan minyak dan lemak yang berasal dari hewan yaitu seperti
minyak sapi, minyak domba, minyak babi, minyak ikan dan lain-lain. Minyak dan
lemak tersebut sangat luas penggunaannya, baik sebagai bahan baku lemak dan
minyak yang dapat dikonsumsi maupun sebagai bahan oleokimia.
Produk-produk oleokimia antara lain dipergunakan sebagai surfaktan,
deterjen, polimer, aditif bahan makanan dan sebagainya. Penggunaan terbesar dari
gliserol adalah industri farmasi dan kosmetika serta makanan (50% dari total
penggunaan).
Sedangkan untuk asam lemak penggunaannya adalah dengan mengubahnya menjadi
alkohol asam lemak, amida, garam asam lemak, dan juga plastik teramasuk nilon
(hampir 40% dari total penggunaannya).(Rithler dan Knault,1984)
Penggunaan produk oleokimia dalam industri plastik sangat luas sekali,
dimana amida asam lemak dan turunan asam lemak lainnya digunakan pada proses
pembuatan resi sebagai slip agent, pelumas, plasticizer, antistatic agent, katalis dan
emulsifier. Diagram alir dari oleokimia dapat dilihat pada tabel 2.4. berikut:
Simon Manurung: Sintesis N-Etanol -9,10,12- Trihidroksi Stearamida Yang diturunkan Dari Minyak Jarak (Ricinus Communis Linn),
2008.
USU e-Repository © 2008
17
Tabel 2.4 Diagram Alur Oleokimia
Bahan Dasar
Bahan Dasar Oleokimia
Asam Lemak
Turunan Oleokimia
Diikuti reaksi-reaksi
seperti:
Amina Asam Lemak
Minyak/ Lemak
ƒ
Amidasi
ƒ
Klorinasi
Alkohol
Amina
ƒ
Epoksidasi
Asam Lemak
Asam Lemak
ƒ
Hidrogenasi
ƒ
Sulfonasi
ƒ
Transesterifikasi
ƒ
Esterifikasi
ƒ
Safonifikasi
Metil ester Asam Lemak
Gliserol
Profilena , farafin
Dan etilena
Sumber : Brahmana,dkk (1994).
Ket:
: Alami
: Sintetis
2.3. Amida
Suatu amida ialah senyawa yang mempunyai nitrogen trivalen terikat pada
suatu gugus karbonil. Suatu amida diberi nama asam karboksilat induknya, dengan
mengubah asam...-oat (atau –at) menjadi amida.
Simon Manurung: Sintesis N-Etanol -9,10,12- Trihidroksi Stearamida Yang diturunkan Dari Minyak Jarak (Ricinus Communis Linn),
2008.
USU e-Repository © 2008
18
O
CH3C – C
NH2
IUPAC
: etanamida
TRIVIAL
: asetamida
Amida disintesis dari derivat asam karboksilat dan amonia yang sesuai.
Reaksi –raksinya adalah sebagai berikut:
O
RC
Cl
R’2NH
Asil klorida
O
R’2NH
RCOCOR
O
RC
Anhidrat asam
NR2
O
RC
R’2NH
OR’
Ester
(Fessenden, R.J. and Fessenden, J.S.1999).
Seperti asam karboksilat, amida memiliki titik cair dan titik didih yang tinggi
karena adanya pembentukan ikatan hidrogen. Amida mampu membentuk ikatan
hidrogen intermolekuler selama masih terdapat hidrogen yang terikat pada nitrogen.
Senyawa ini juga sangat istimewa karena nitrogennya mampu melepaskan elektron
dan mampu membentuk sebuah ikatan pi dengan karbonil. Pelepasan elektron ini
menstabilkan hibrida resonansi.
Simon Manurung: Sintesis N-Etanol -9,10,12- Trihidroksi Stearamida Yang diturunkan Dari Minyak Jarak (Ricinus Communis Linn),
2008.
USU e-Repository © 2008
19
2.3.1.Reaksi Pembuatan Amida
Amida asam lemak pada industri oleokimia dapat dibuat dengan mereaksikan
asam lemak atau metil ester dengan suatu amina. Amida asam lemak dibuat secara
sintesis pada industri oleokimia dalam proses batch, dimana ammonia dan asam
lemak bebas bereaksi pada suhu 200 oC dan tekanan 345-690 kPa selama 10-12 jam.
Dengan proses tersebutlah dibuat amida primer seperti lauramida, stearamida serta
lainnya.
Amida primer juga dibuat dengan mereaksikan ammonia dengan metil ester
asam lemak. Reaksi ini mengikuti konsep HSAB dimana H+ dari ammonia
merupakan hard-acid yang mudah bereaksi dengan hard base CH3O- untuk
membentuk metanol. Sebaliknya NH2- lebih soft-base dibandingkan dengan CH3OR–C+=O yang lebih soft acid dibandingkan H+ membentuk
akan terikat dengan
amida.
O
R–C
O
+
NH3
OCH3
Metil ester
RC
+ CH3OH
NH2
amina
amida primer
metanol
asam lemak
Pembuatan amida sekunder dilaksanakan dengan mereaksikan asam lemak dengan
amina.
Simon Manurung: Sintesis N-Etanol -9,10,12- Trihidroksi Stearamida Yang diturunkan Dari Minyak Jarak (Ricinus Communis Linn),
2008.
USU e-Repository © 2008
20
150-200oC
RCO2H
+
Asam lemak
RNH2
RCONHR
alkil amina
amina sekunder
+ H2O
Senyawa amina yang digunakan untuk reaksi tersebut antara lain etanol amina dan
dietanol amin, yang jika direaksikan dengan asam lemak pada suhu tinggi, 150oC –
200oC akan membentuk suatu amida dan melepaskan air. Reaksi aminasi antara alkil
klorida lebih mudah dengan gugus amina dibanding dengan terjadinya reaksi
esterifikasi dengan gugus hidroksil.
C11H23-Cl
+
NH2(CH2)2OH
C11H23-NH(CH2)2OH
+ HCl
etanolamin
undekil etanolamin
asam
Undekil klorida
klorida
Adanya amina apabila direaksikan dengan ester baru terjadi pada suhu tinggi
dan sangat lambat sekali apabila dilakukan pada suhu rendah dengan bantuan katalis
basa Lewis NaOMe yang lebih kuat dari trietil amin. Reaksi amidasi antara amina
dan ester dengan bantuan katalis NaOMe dapat terjadi pada suhu 100o-120oC,
sedangkan apabila tidak digunakan katalis maka reaksi baru dapat berjalan pada suhu
150o-250oC. (Gabriel, R. 1984)
Etanolamin (NH2–CH2–CH2–OH) merupakan larutan yang tidak berwarna,
larut dalam air dan biasa digunakan dalam pembuatan srubbing hidrogen sulfida
(H2S) dan CO2 yang berasal dari minyak petroleum dan bisa juga digunakan sebagai
dry cleaning, dalam pembuatan cat dan dalam bidang farmasi (obat-obatan)
(Anonimous I.1987),
Simon Manurung: Sintesis N-Etanol -9,10,12- Trihidroksi Stearamida Yang diturunkan Dari Minyak Jarak (Ricinus Communis Linn),
2008.
USU e-Repository © 2008
21
2.3.2.Kegunaan Amida
Senyawa amida juga mempunyai banyak kegunaan dalam bidang-bidang
tertentu. Salah satu contoh yang paling nyata adalah senyawa sulfoamida. Sulfoamida
adalah suatu senyawa kemoteraputica yang digunakan di dalam pengobatan untuk
mengobati macam-macam penyakit infeksi, antara lain disentri baksiler yang akut,
radang usus dan untuk mengobati infeksi yang telah resisten terhadap antibiotika
(Nuraini, W.1998). Dan juga N-Steroyl Glutamida yang berguna sebagai surfaktan
dan antimikroba (Miranda, KS.2003).
Amida asam lemak digunakan sebagai bahan pelumas pada proses pembuatan
resin, maka amida tersebut digunakan baik sebagai pelumas internal maupun
eksternal, amida tersebut berperan mengurangi gaya kohesi dari polimer sehingga
meningkatkan aliran polimer pada proses pengolahan (Brahmana.1994).
Amida berperan untuk mempengaruhi polimer yang melebur agar terlepas dari
permukaan wadah logam pengolahan resin. Sebagai pelumas internal, amida berperan
untuk mengurangi gaya kohesi dari polimer dan meningkatkan aliran polimer pada
proses pengolahannya. (Reck.1984).Amida juga dapat dimanfaatkan pada pembuatan
senyawa surfaktan.
2.3.3.Alkanolamida
Alkanolamida adalah surfaktan non ionik dimana gugus mono etanol atau
dietanol yang umumnya kurang bersifat hidrofilik yang dapat menyebabkan senyawa
tersebut larut dalam air. Namun alkanolamida banyak digunakan sebagai bahan foam
Simon Manurung: Sintesis N-Etanol -9,10,12- Trihidroksi Stearamida Yang diturunkan Dari Minyak Jarak (Ricinus Communis Linn),
2008.
USU e-Repository © 2008
22
boosting dan dalam campuran bahan surfaktan lain berguna sebagai cairan pencuci
piring dan juga dalam bahan pembuat shampo.
Selain itu alkanolamida merupakan bahan pelembut rambut, penstabil busa,
bahan pemekat, dan bersama-sama dengan glikol stearat dapat mengkilaukan rambut,
juga dapat digunakan sebagai pengganti dietanolamida.(Said,M.dan Salimon, J.2001).
2.4.Surfaktan
Surfaktan merupakan zat aktif permukaan yang mempunyai peranan penting
untuk menurunkan tegangan permukaan bahan yang dikenai. Aktifitas kerja suatu
surfaktan disebabkan karena sifat ganda dari molekul tersebut. Molekul surfaktan
memiliki bagian polar yang suka akan air dan bagian non polar yang suka lemak /
minyak. (Lehninger,1988)
Pada umumnya bagian yang non polar (lipofilik) adalah merupakan
hidrokarbon rantai panjang, sedangkan bagian yang polar (hidrofilik) adalah suatu ion
atau gugus yang kepolarannya tinggi. Berdasarkan gugus hidrofiliknya, surfaktan
diklasifikasikan menjadi 4 golongan (Rosen,1978) yaitu:
1. Surfaktan anionik, adalah surfaktan yang bagian aktifnya memiliki muatan
negatif. Seperti RCOONa+ (sabun), dan RC6H4SO3-Na+ (alkilbenzen sulfonat).
2. Surfaktan zwiterion, yaitu surfaktan yang memiliki muatan positif dan negatif
pada bagian aktifnya. Contohnya RN+H2CH2COO- ( asam amino rantai panjang ).
3. Surfaktan kationik, adalah surfaktan yang nama bagian aktifnya mengandung
muatan positif. Misalnya RNH3+Cl- (garam dari amina rantai panjang).
Simon Manurung: Sintesis N-Etanol -9,10,12- Trihidroksi Stearamida Yang diturunkan Dari Minyak Jarak (Ricinus Communis Linn),
2008.
USU e-Repository © 2008
23
RN(CH3)3+Cl- ( amonium klorida kuarterner )
4. Surfaktan non ionik, adalah surfaktan yang mana bagian aktifnya tidak memiliki
muatan. Misalnya RCOOCH2CHOHCH2OH ( monogliserida dari asam lemak
rantai panjang ).
Ada tiga penggunaan surfaktan yaitu sebagai bahan pembasah (wetting agent),
bahan pengemulsi (emulsing agent), dan sebagai pelarut (solubilizing agent).
(Gennaro, 1990)
Untuk menentukan kegunaan dari suatu surfaktan maka biasanya terlebih
dahulu ditentukan haraga HLBnya ( Hidrofilic-Lipofilic Balance). Harga HLB dapat
ditentukan secara teoritis dan praktek. Harga HLB secara praktek dilakukan dengan
menggunakan tensiometer cincin du Nuoy, dimana akan diperoleh harga tegangan
permukaan yang setelah diplotkan dengan logaritma konsentrasi akan diperoleh harga
kosentrasi kritik misel ( CMC ) . Melalui rumus berikut akan diperoleh harga HLB.
HLB = 7 – 0,36 ln (Co/Cw)
Dimana : Cw = CMC
Co = 100 – Cw
Secara teori harga HLB suatu bahan dapat dihitung berdasarkan harga gugus
hidrofil, lipofil dan derivatnya yang dapat dilihat dari tabel 5 berikut.
Simon Manurung: Sintesis N-Etanol -9,10,12- Trihidroksi Stearamida Yang diturunkan Dari Minyak Jarak (Ricinus Communis Linn),
2008.
USU e-Repository © 2008
24
Tabel 2.5 Harga HLB untuk Beberapa Gugus Fungsi
Gugus Hidrofil
Harga HLB
-SO4Na
38,7
-CO2K
21,1
-CO2Na
19,1
-N ( amina tersier )
9,4
Ester ( cincin sorbitan )
6,8
Ester ( bebas )
2,4
-CO2H
2,1
-OH ( bebas )
1,9
-O-
1,3
-OH (cincin sorbitan )
0,5
Gugus Lipofil
-CH
-0,475
-CH2-
-0,475
CH3-
-0,475
-CH-
-0,475
Gugus Turunan
-(CH2-CH2-O)-
0,33
-(CH2-CH2-CH2-O)-
-0,15
Sumber : Genaro,(1990)
Berdasarkan harga yang tertera pada tabel diatas dapat ditentuka harga HLB
secara teori dengan menggunakan rumus sebagai berikut:
HLB =Σ (gugus hidrofil) - Σ (gugus lipofil) + 7
Simon Manurung: Sintesis N-Etanol -9,10,12- Trihidroksi Stearamida Yang diturunkan Dari Minyak Jarak (Ricinus Communis Linn),
2008.
USU e-Repository © 2008
25
Untuk senyawa ester asam lemak polihidroksil alkohol nilai HLBnya ditentukan
berdasarkan persamaan dibawah ini:
HLB = 20 ( 1- S/A)
Dimana: S = bilangan penyabun dari ester
A = bilangan asam dari asam lemak
Hubungan antara nilai HLB dengan penggunaannya sebagai surfaktan dapat dilihat
pada gambar dibawah ini:
H
I
D
R
O
F
I
L
I
K
18
Bahan Penglarut
15
Detergen
12
Pengemulsi o/w
Skala HLB
9
L
O
F
O
F
I
L
I
K
Pembasah
6
Pengemulsi w/o
3
Kebanyakan zat anti busa
0
Gambar 2.3. Skala Keseimbangan Hidrofilik-Lipofilk ( HLB)
Surfaktan digunakan dalam volume besar pada berbagai produk kebutuhan
rumah tangga, deterjen dan produk-produk pembersih lainnya. Biasanya setelah
digunakan, produk yang mengandung surfaktan tersebut dibuang sebagai limbah yang
mana pada akhirnya akan dibebaskan ke permukaan air. Biodegradasi dan mekanisme
Simon Manurung: Sintesis N-Etanol -9,10,12- Trihidroksi Stearamida Yang diturunkan Dari Minyak Jarak (Ricinus Communis Linn),
2008.
USU e-Repository © 2008
26
penguraian lain sangat diperlukan untuk mengurangi jumlah dan konsentrasi
surfaktan yang mencapai lingkungan.
Salah satu alternatif untuk mengurangi kerusakan lingkungan yang
berhubungan dengan penggunaan surfaktan adalah memperluas penggunaan surfaktan
alami. Monogliserida, digliserida dan turunan fosfolipid seperti lesitin termasuk
turunan ester asam lemak dengan poliol yang dibuat secara sintetis seperti ester
sorbitol, ester glokosa dan lainnya merupakan surfaktan alami. Begitu juga dengan
ester asam lemak yang teroksilasi, surfaktan ini biasanya dibuat dengan mereaksikan
metil ester asam lemak dengan epoksida. ( Brahmana,1998)
Akhir-akhir ini sintesa biosurfaktan, yaitu surfaktan yang dihasilkan melalui
mediasi dengan katalis biologi makin berkembang . Keuntungan biosurfaktan ini
dibandingkan surfaktan lain adalah : biodegradable, efektif pada temperatur, pH dan
salinitas ekstrim, spesifitas tinggi sehingga keharusan untuk melindungi gugus fungsi
multi makin berkurang. Surfaktan ini telah bnyak dimanfaat kan pada industri,
pertanian dan oil recovery yang berfungsi sebagai wetting agent dan industri farmasi
dan kosmetika sebagai foaming dan emulsifier (Makker dan Swaranjits, 1997)
2.4.1.Tegangan Permukaan
Tegangan permukaan (γ) suatu cairan dapat didefenisikan sebagai banyaknya
kerja yang dibutuhkan untuk memperluas permukaan cairan sebanyak satu satuan
luas. Tegangan permukaan suatu larutan akan bergantung pada sifat zat terlarut. Bila
molekul zat terlarut cenderung untuk mengumpul pada permukaan, tegangan
Simon Manurung: Sintesis N-Etanol -9,10,12- Trihidroksi Stearamida Yang diturunkan Dari Minyak Jarak (Ricinus Communis Linn),
2008.
USU e-Repository © 2008
27
permukaan akan turun. Misalnya pada sabun, molekul-molekul sabun terdiri dari
bagian hidrofobik yaitu rantai hidrokarbon yang panjang dan bagian hidrofilik yaitu
gugus karboksilat –COO-Na+. Karena itu, molekul-molekul sabun cenderung utnuk
tersusun pada batas antara air dan udara, akibatnya tegangan permukaan akan
menurun (Bird, T,.1985)
Tegangan permukaan cairan γ, berbeda-beda bergantung pada jenis cairan dan
suhu. Pada umumnya cairan yang memiliki gaya tarik antara molekulnya besar
seperti air, maka tegangan permukaannya juga besar. Sebaliknya pada cairan seperti
bensin karena gaya tarik antara molekulnya kecil maka tegangan permukaannya kecil.
Simon Manurung: Sintesis N-Etanol -9,10,12- Trihidroksi Stearamida Yang diturunkan Dari Minyak Jarak (Ricinus Communis Linn),
2008.
USU e-Repository © 2008