sintesis amida dari asam organik alami dengan

Sintesis Amida dari Asam Organik Alami dengan Amina Alami
(Jamaran Kaban)
SINTESIS AMIDA DARI ASAM ORGANIK ALAMI
DENGAN AMINA ALAMI
Jamaran Kaban
Jurusan Kimia FMIPA
Universitas Sumatera Utara
Jl. Bioteknologi No. 1 Kampus USU Medan 20155
Abstrak
Senyawa N-Stearoil glutamida dapat dihasilkan dari asam stearat (asam organik alami) dan asam glutamat
(asam amino alami) melalui amidasi turunan asam stearat yakni stearoil klorida dengan asam glutamat.
Amidasi stearoil klorida dengan asam glutamat menghasilkan senyawa N-stearoil glutamida dengan
rendemen sebesar 77, 13 % dan titik lebur 135 – 136 0C.
Hasil analisis produk N-stearoil glutamida didukung oleh data spektroskopi FT-IR dan 1H-NMR serta
mempunyai harga HLB 3,39.
Kata Kunci: Sintesis, Amida, Amina alami
77
Jurnal Sains Kimia
Vol 9, No.2, 2005: 77-81
PENDAHULUAN
Turunan senyawa alpha asam amino
sebagai amida maupun poliamida
dengan berbagai asam lemak dapat
dimanfaatkan
sebagai
bahan
antimikroba dan surfaktan. Turunan
asam lemak dengan asam amino
tersebut telah banyak dikembangkan
sebagai antimikroba yang memberikan
efek yang positif dan efektif terhadap
jenis mikroba seperti Escherichia coli,
Staphylococcus aureus, Pseudomonas,
aeruginosa, Microccus luteus, Bacillus
cerceus,
dan
candida
albicans
(Sivasamy, A, et al., 2001).
Beberapa peneliti terdahulu telah
melakukan amidasi langsung melalui
pemanasan antara asam karbosilat
dengan senyawa amin yaitu reaksi
antara asam azelat dengan urea
menghasilkan senyawa amida yang
berguna sebagai surfaktan (Budijanto,
2002) dan reaksi antara dodekilamania
dengan asam ß-hidroksi pelargonat yang
merupakan turunan asam azelat
menghasilkan
dodekil
ß-hidroksi
pelargonamida yang berguna sebagai
zat anti penuaan dan anti keriput dalam
industri kosmetika (Silsia, D, 2000).
Asam stearat merupakan asam
lemak yang banyak dijumpai dalam
miyak nabati dan hewani. Asam stearat
tersebut di Sumatera-Utara telah
diproduksi dari minyak sawit melalui
hidrogenasi
asam
oleat
seperti
dilakukan oleh PT. SOCI (Weni., H,
1997).
Asam glutamat merupakan senyawa
asam alpha amino yang sumbernya
banyak diperoleh dari protein kedelai
melalui hdrolisis enzimatik yang
selanjutnya difermentasikan (Fox, B.A,
et al., 1983). Dalam hal ini peneliti
mengembangkan sintesis N-stearoil
glutamida dari bahan dasar asam
glutamat yang merupakan asam amino
alami mengandung 2 gugus karboksilat
78
dan satu gugus amino dengan asam
stearat yang merupakan asam organik
alami.
BAHAN DAN METODA
Bahan
Asam stearat diperoleh dari
PT.Sinar Mas Oleochemical Industry
(SOCI), posfor triklorida, chloroform,
asam glutamat, natrium hidrooksida,
asam sulfat, petroleum benzine dan
ethanol diperoleh dari E’merk
Pembuatan Stearoil Klorida.
Sebanyak 0, 025 mol (7,11 gr) asam
stearat dimasukkan kedalam labu alas
bulat 250 ml yang dilengkapi dengan
magnetik stirrer, dilarutkan dengan 20
ml chloroform kemudian melalui
corong penetes ditambahkan sebanyak
0,03 mol (2,63 ml) PCl3. Selanjutnya
dilakukan refluks pada suhu 60-70 oC
selama
3
jam
lalu
dilakukan
penyaringan dan filtrat hasil saringan
ditambah 0,03 mol (4,41 gr) asam
glutamat dalam campuran air dan aceton
(pada pH 12 dengan NaOH) lalu diaduk
pada suhu 0 0C selama 25 menit.
Setelah pengadukan berikutnya selama
30 menit, campuran diasamkan dengan
asam sulfat untuk membentuk kristal NStearoil glutamida. Selanjutnya dicuci
dengan petroleum benzine, kristal yang
diperoleh
dilakukan
rekristalisasi
menggunakan campuran etanol /
petroleum
benzine.
Selanjutnya
dikeringkan dalam desikator, dan hasil
tersebut ditentukan titik leburnya, harga
HLB dengan metode titrasi dan analisis
spektroskopi FT-IR beserta 1H-NMR.
Penentuan Harga HLB dengan
Metode Titrasi.
a) Penentuan Bilangan Penyabunan.
Sebanyak
5,0
gr
N-Stearoil
Glutamida dimasukkan kedalam
gelas
Erlenmeyer
kemudian
ditambahkan 50 ml KOH 0,5 N,
Sintesis Amida dari Asam Organik Alami dengan Amina Alami
(Jamaran Kaban)
selanjutnya di didihkan sampai NSteroil Glutamida larut. Setelah
didinginkan, dititrasi dengan HCl
0,5 N dengan menggunakan
indikator phenolptalein hingga
warna merah hilang. Kemudian
dicatat volume HCl 0,5 N yang
digunakan.
b) Penentuan Bilangan Asam.
Sebanyak 10 gr N-Steroil Glutamida
dimasukkan kedalam Erlenmeyer
kemudian ditambahkan 50 ml
alkohol
95%.
Selanjutnya
dipanaskan selama 10 menit sambil
diaduk. Setelah didinginkan dititrasi
dengan
KOH
0,0463
N
menggunakan
indicator
phenolphthalein sampai terbentuk
warna merah jambu, lalu dicatat
volume KOH 0,0634 N yang di
gunakan.
Untuk menentukan harga HLB
digunakan rumus sebagai berikut:
HLB = 20 (1 - P/A)
P
= Bilangan Penyabunan
A
= Bilangan Asam
HASIL DAN PEMBAHASAN
Hasil
Senyawa N-stearoil glutamida yang
diperoleh dari reaksi antara 0,025 mol
(7,56 ml) stearoil klorida dengan 0,03
mol (4,41 gr) asam glutamat diperoleh
rendemen sebesar 77,13 % (7,96 gr)
dengan titik lebur 135 – 136 o C dan
H
3
C
(C H
A sam
H
3
C
2
)16
O
+
O H
P C l3
(C H
2
)16
C l
S te a ro il K lo rid a
Diskusi
Amidasi N-stearoil klorida dengan
asam glutamat dapat menghasilkan Nstearoil glutamida berdasarkan prinsip
Hard Soft Acid Base (HSAB). H+ dari
NH2 merupakan asam keras (Hard Acid)
yang mudah bereaksi dengan Cl- dari
stearoil klorida yang merupakan basa
keras (Hard Base) dan NH- dari asam
glutamat merupakan basa lunak (Soft
Base) yang mudah mudah bereaksi
dengan gugus asil R-C+ =O yang
merupakan asam lunak. Reaksi yang
terjadi ialah:
H
S te a ra t
O
harga HLB sebesar 3,39. Hasil analisis
spektroskopi FT-IR dari dari N-stearoil
glutamida
memberikan
spektrum
dengan puncak serapan kimia pada
daerah bilangan gelombang 3415, 2918,
2848, 1701, 1471, 463, 1186, 1055, dan
719 cm-1 (lampiran 1) sedangkan
1
analisis
spektroskopi
H-NMR
memberikan spektrum sebanyak 4
lingkungan
proton
pada
daerah
pergeseran kimia ( δ ) 0,9 ppm; 1,3
ppm; 1,8 ppm dan 2,3 ppm (lampiran
2).
Dari
Penentuan
Bilangan
Penyabunan (P) dan Bilangan asam (A)
dengan menggunakan metode titrasi
diperoleh harga P dan A untuk stearoil
glutamida sebesar 11,22 dan 13,24.
Dengan menggunakan rumus diatas
diperoleh harga HLB sebesar 3,39.
Selanjutnya dengan menngunakan tabel
skala keseimbangan hidrofil lifofil maka
senyawa N-stearoil glutamida dapat
digunakan sebagai pengemulsi W/O.
3
C
(C H
2
)16
O
+
C l
H
3
P O
3
S te a r o il K lo rid a
O
+
H O
A sam
H
O
N H
O H
2
G lu ta m a t
3
C
(C H
H O
2
)16
O
N H
O H
+
H C l
O
O
N - S te a ro il G lu ta m id a
79
Jurnal Sains Kimia
Vol 9, No.2, 2005: 77-81
Gambar
adanya serapan pada daerah bilangan
gelombang
1471-1463
cm-1
menunjukkan adanya vibrasi bending
dari –C-H sp3 dan serapan pada daerah
bilangan
gelombang
719
cm-1
menunjukkan adanya vibrasi bending
dari CH2, sedangkan serapan pada
daerah bilangan gelombang 1701 dan
1055 cm-1 menunjukkan vibrasi dari
gugus C=O amida dan vibrasi strching
dari gugus C-N.
Terbentuknmya senyawa N-stearoil
glutamida
ini
ditandai
dengan
meunculnya gugus N-H pada bilangan
gelombang 3753 cm-1 dan gugus
karbonil (C=O) amida pada bilangan
gelombang 1701 cm-1.
Analisis spekktroskopi 1H NMR
(lampiran 2) memberikan spektrum
dengan lingkungan proton pada
pergeseran kimia (δ) 0,9 ppm
menunjukkan 3 buah proton pada CH3
dan pada daerah pergeseran kimia 1,3
ppm menunjukkan 30 buah proton pada
–(CH2)15-. Pada daerah pergeseran kimia
1,8 ppm menunjukkan 4 buah proton
masing-masing 2 proton pada gugus –
CH2 yang terikat pada gugus karbonil
dan 2 buah proton pada gugus –CH2
yang terikat pada posisi
dari gugus
karbosilat
pada
asam
glutamat.
Sedangkan pergeseran kimia pada 2,3
ppm menunjukkan 3 buah proton yang
terikat pada posisi
β dari gugus
karbosilat dari asam glutamat seperti
yang digambarkan pada struktur berikut
:
1. Spektrum FT-IR N-Stearoil
Glutamida dari Reaksi antara
Stearoil Klorida dengan Asam
Glutamat
Senyawa
N-stearoil
glutamida
dimurnikan dari campuran pelarut
petroleum benzine: etanol (1:1 v/v).
Kristal yang diperoleh dianalisis dengan
spektroskopi FT-IR (lampiran 1)
memberikan serapan pada daerah
bilangan
gelombang
3415
cm-1
menunjukkan adanya gugus O-H. Hal
ini didukung oleh adanya vibrasi
bending
pada
daerah
bilangan
-1
gelombang 1616 cm untuk gugus N-H,
bilangan gelombang pada daerah 29182848 cm-1 adalah merupakan vibrasi
streching pada –(CH2)16 yang didukung
1 ,3
p p m
O
H
0 ,9
3
C
( C H
3
1 5
2
1 ,8
p p m
H
C H
O
C
80
)
C H
O
2
C
N
p p m
H
O
C H
C H
2 ,3
2
p p m
C
O
H
Sintesis Amida dari Asam Organik Alami dengan Amina Alami
(Jamaran Kaban)
Tidak munculnya puncak proton dari
gugus N-H karena terjadi coupling antara
hidrogen dengan oksigen dari karbonil
sehingga membentuk jembatan hidrogen,
sedangkan tidak terdapatnya puncak proton
dari gugus karbosilat karena pergeseran
kimia 11-12 ppm sedangkan spektrum
hanya menunjukkan pergeseran kimia
sampai 10 ppm
2. Rendemen yang dipoeroleh bessarnya
77,13 %
3. Senyawa N-stearoil glutamida yang
diperoleh berdasarkan ppenentuan
harga HLB dapat digunakan sebagai
bahan pengemulsi W/O
Saran
Disarankan untuk melakukan amidasi
terhadap asam alpha amino lainnya
sekaligus melakukan uji aktivitasnya
sebagai anti mikroba.
DAFTAR PUSTAKA
Gambar
2.
Spektrum
Glutamida
1H-NMR
N-Stearoil
Tidak munculnya puncak proton dari
gugus N-H karena terjadi coupling antara
hidrogen dengan oksigen dari karbonil
sehingga membentuk jembatan hidrogen,
sedangkan tidak terdapatnya puncak proton
dari gugus karbosilat karena pergeseran
kimia 11-12 ppm sedangkan spektrum
hanya menunjukkan pergeseran kimia
sampai 10 ppm
Budijanto, (2002),” Sintesis Senyawa Surfaktan
1,9-Dilaktosil
Nonanadiamin
Melalui
Reaksi Amidasi Antara asam Laktat Dengan
1,9- Nonanadiamin Yang Diturunkan dari
Asam Oleat”, Program Pasca Sarjana USU,
Medan.
Fox, B.A., Allan G. Cameron (1983), “Foof
Science: a chemical approach “, 4th Ed.,
Hodder and Stoughton, London.
Gabriel, R, (1984), Selective Amidation of
Fatty Methyl Esters with N(2Aminoethyl) - Ethenolamine under
Base Catalysis.
Silsia, D, (2000) “Sintesis Dedokil - Pelargonamida
Melalui Reaksi Amidasi Dodekilamina
dengan asam -Hidroksi Pelargonat yang
Diturunkan dari asam Risinoleat”.
Sivasamy, A.M.Krishnaveni, and P.G. Rao (2001),
“Preparation, Characterization, and Surface
and
Biological
Properties
of
N Stearoyl Amino Acids” J.Am.Oil.Chem.Soc,
78 (9).
Weni, H., (1997), “Laporan Kerja Praktek PT
SOCI”, Jurusan Kimia, Program D3 Kimia
Analis, FMIPA USU, Medan.
KESIMPULAN DAN SARAN
Kesimpulan
1. Senyawa N-stearoil glutamida dapat
dihasilkan melalui amidasi stearoil
klorida
dengan asam glutamat.
81