Prosiding Skripsi Semester Ganjil 2008/2009 - Digilib ITS

Prosiding Skripsi Semester Genap 2009/2010
SK -091304
Pengaruh Nukleofilik Terhadap Reaksi Dengan Asam Akrilat
Diah Puspasari*, Agus Wahyudi1
Jurusan Kimia
Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam
Institut Teknologi Sepuluh Nopember
ABSTRAK
Telah dilakukan reaksi esterifikasi asam akrilat dan reaksi asam akrilat dengan ion etoksi yang merupakan pereaksi
yang bersifat sebagai nukleofil, sehingga diharapkan reaksi terjadi pada gugus karbonil, dan C-beta. Identifikasi struktur pun
dilakukan menggunakan kromatografi gas- spektroskopi massa (KG-SM) serta spektrofotometer inframerah. Hasil yang
diperoleh adalah bahwa kedua reaksi, baik reaksi esterifikasi asam akrilat, maupun reaksi asam akrilat dengan ion etoksi, terjadi
pada C=O karbonil.
Kata kunci: esterifikasi, asam akrilat, ion etoksi, nukleofil
I. Pendahuluan
Dewasa ini, ilmu pengetahuan berkembang sangat
pesat. Misalnya adalah tentang pengaruh jenis nukleofil
pada suatu substrat dengan reaktan yang berbeda maka
dimungkinkan akan menghasilkan produk yang berbeda.
Salah satu penelitian tersebut adalah seperti yang
dilakukan oleh Li Lin (2006), dan Michael (2008). Dalam
penelitiannya, Li Lin mereaksikan kurkumin dengan
pereaksi etil asetat. Etil asetat disini berfungsi sebagai
basa sehingga akan mengambil H-alfa pada kurkumin.
Sedangkan Michael, membuat senyawa analog isoksazol
sebagai turunan kurkumin dengan metode kondensasi
dengan katalis asam dengan hidroksilamin hidroklorida
(NH2OH.HCl). Hidroksilamin hidroklorida disini
berfungsi sebagai nukleofil, sehingga akan menyerang
spesies yang bermuatan positif yang berada di karbonil.
Dari uraian di atas, jika kurkumin diganti dengan
asam akrilat dan direaksikan dengan suatu pereaksi yang
bersifat sebagai nukleofil, maka diharapkan reaksi terjadi
pada gugus karbonil, dan C-beta. Nukleofil adalah suatu
spesies yang mempunyai pasangan elektron bebas.
Spesies ini dapat berupa molekul netral maupun ion
negatif. Asam akrilat (CH2=CHCOOH) merupakan asam
karboksilat tak jenuh sederhana, yang terdiri dari gugus
vinil yang terikat langsung dengan asam karboksilat pada
ujungnya. Asam akrilat berupa cairan tanwarna dengan
bau khas yang tajam, larut dalam air, alkohol, eter, dan
kloroform. Adapun struktur dari asam akrilat dapat dilihat
pada Gambar 1.
O
H
0
Gambar 1. Struktur Asam Akrilat
* Corresponding author Phone : +628563275433, e-mail:
[email protected]
1 Alamat sekarang : Jurusan Kimia, Fakultas MIPA, Institut
Teknologi Sepuluh Nopember, Surabaya.
Prosiding KIMIA FMIPA - ITS
II. Metode Penelitian
Alat-alat yang digunakan dalam penelitian ini
adalah hotplate stirrer, magnetic stirrer bar, labu bundar
leher tiga, labu Erlenmeyer, pipet tetes, corong kaca, gelas
beaker, termometer, kondensor, rak tabung reaksi, tabung
reaksi, kromatografi gas- spektrometer massa Shimadzu
QP2010S, spektrometer IR Shimadzu.
Bahan-bahan yang digunakan pada penelitian ini
adalah asam akrilat, metanol, etanol, asam sulfat pekat, tbutanol, natrium hidroksida.
2.1. Reaksi Esterifikasi Asam Akrilat
Asam akrilat sebanyak 3.5 ml (0.05 mmol), 8 ml
metanol (0.2 mmol), serta asam sulfat sebanyak 0.26 ml
(0.005 mmol) dimasukkan dalam labu bundar leher tiga
yang sebelumnya telah berisi
magnetic stirrer bar,
kemudian direfluks selama 1 jam dengan suhu 68°C. Hasil
refluks kemudian diidentifikasi dengan kromatografi gasspektroskopi massa dan spektrofotometer inframerah
2.2. Reaksi Asam Akrilat dengan Ion Alkoksi
Etanol 29.20 ml (0.5 mmol), t- butanol 47.45 ml (0.5
mmol) serta natrium hidroksida 0.5 ml (0.5 mmol) dicampur
dalam labu bundar leher tiga, lalu direfluks selama setengah
jam dengan suhu berkisar 40-50°C. Setelah setengah jam,
asam akrilat sebanyak 3.5 ml (0.05 mmol) dimasukkan
sedikit demi sedikit ke dalam campuran, kemudian direfluks
kembali selama 2 jam dengan suhu tetap dijaga di kisaran
40-50°C. Hasil refluks kemudian di uji kualitatif
menggunakan Brom dalam air, dan diidentifikasi
menggunakan kromatografi gas- spektroskopi massa dan
spektrofotometer inframerah.
III. Hasil dan Pembahasan
3.1 Reaksi Esterifikasi Asam Akrilat
Esterifikasi asam akrilat dilakukan dengan
mengadaptasi prosedur pembuatan ester akrilat yang
dilakukan oleh Bunning, dkk (1991). Hasil yang diperoleh
dari esterifikasi asam akrilat dengan metanol yaitu metil
akrilat, dengan bau khas yang berbeda dari asam akrilat. Hal
ini berdasarkan dari identifikasi struktur dengan
menggunakan kromatografi gas- spektroskopi massa (KGSM) serta spektrofotometer inframerah (IR). Dari data
spektrum massa didapatkan pola fragmentasi m/z 55, 58, 71,
85, yang diduga merupakan senyawa metil akrilat.
Sedangkan berdasarkan spektrum IR didapatkan
adanya pita serapan pada bilangan gelombang 3379.29 cm -1,
2947.23 cm-1, 2831.50 cm-1, 1728.22 cm-1, 1442.75 cm-1
dan 1026.13 cm-1. Pita serapan pada bilangan gelombang
3379.29 cm-1 menunjukkan adanya vibrasi ulur gugus
hidroksi (OH) yang diperkuat dengan adanya vibrasi ulur
ikatan C-O pada bilangan gelombang 1026.13 cm -1. Kedua
serapan tersebut mengindikasikan adanya gugus hidroksi
(OH) yang terikat pada atom karbon. Seharusnya gugus OH
tidak muncul pada spektrum IR, hal ini dikarenakan produk
yang diharapkan adalah ester. Namun, pada kenyataannya
gugus OH muncul di spektrum IR. Hal ini mungkin
disebabkan oleh masih adanya sisa asam yang tertinggal,
maupun hidrogen yang belum sepenuhnya hilang.
Munculnya vibrasi ulur C-H alifatik pada 2947.23 cm -1 dan
2831.50 cm-1 memberi petunjuk kemungkinan adanya gugus
metil (CH3) dan metilena (CH2). Data ini diperkuat dengan
adanya vibrasi tekuk C-H pada bilangan gelombang 1442.75
cm-1 yang merupakan C-H alkena. Pita serapan pada
bilangan gelombang 1728.22 cm -1 menunjukkan adanya
vibrasi ulur C=O karbonil. Berdasarkan data IR, maka
senyawa ini diindikasikan sebagai suatu ester.
3.2 Reaksi Asam Akrilat dengan Ion Alkoksi
Pembentukan ion etoksi dibentuk dari reaksi etanol, tbutanol, dan natrium hidroksida dengan cara merefluks
ketiga reaktan tersebut dengan suhu 40-50 °C. Suhu ini
dipilih karena merupakan suhu larutan azeotrop (etanol-air).
Setelah terbentuk ion etoksi, kemudian dilakukan
penambahan asam akrilat sedikit demi sedikit. Hasil dari
refluks ini adalah larutan berwarna jernih dengan aroma
asam yang berasal dari asam akrilat. Hasil ini kemudian
diuji kualitatif menggunakan brom dalam air yang
diletakkan dalam ruang gelap. Warna Br2/air pada ruang
gelap lebih pudar bila dibandingkan dengan saat penetesan
pertama Br2/air. Hal ini menunjukkan bahwa kemungkinan
alkena yang berasal dari asam akrilat mengalami reaksi
adisi, sehingga ikatan rangkap masih ada.
Hasil reaksi ini kemudian diidentifikasi dengan
menggunakan KG-SM. Spektrum massa dari senyawa
tersebut mempunyai pola fragmentasi m/z 55, 73, 85, 99,
yang diduga adalah senyawa etil akrilat.
Analisis
dengan
spektrofotometer
inframerah
memperkuat kesimpulan hasil analisa sebelumnya sebagai
senyawa etil akrilat. Spektrum inframerah (IR) diatas
menunjukkan adanya pita serapan pada bilangan gelombang
3387.00 cm-1, 2970.38 cm -1, 1465.90 cm -1, 1720.50 cm-1,
dan 1195.87 cm-1. Pita serapan pada bilangan gelombang
3387.00 cm-1 menunjukkan adanya vibrasi ulur gugus
hidroksi (OH) yang diperkuat dengan adanya vibrasi ulur
ikatan C-O pada bilangan gelombang 1195.87 cm -1. Kedua
serapan tersebut mengindikasikan adanya gugus hidroksi
(OH) yang terikat pada atom karbon. Seharusnya gugus OH
tidak muncul pada spektrum IR, hal ini dikarenakan produk
yang diharapkan adalah ester. Namun, pada kenyataannya
gugus OH muncul di spektrum IR. Hal ini mungkin
disebabkan oleh masih adanya sisa asam yang tertinggal.
Munculnya vibrasi ulur C-H alifatik pada 2970.3 cm -1
memberi petunjuk kemungkinan adanya gugus metil (CH 3).
Data ini diperkuat dengan adanya vibrasi tekuk C-H pada
bilangan gelombang 1465.90 cm -1 yang merupakan C-H
alkena. Pita serapan pada bilangan gelombang 1720.50 cm -1
menunjukkan adanya vibrasi ulur C=O karbonil.
Berdasarkan data IR, maka senyawa ini diindikasikan
sebagai suatu ester.
Prosiding KIMIA FMIPA - ITS
III. Kesimpulan
Kesimpulan yang dapat diperoleh dari penelitian
ini adalah bahwa reaksi esterifikasi asam akrilat maupun
reaksi asam akrilat dengan ion etoksi, kedua reaksi tersebut
terjadi pada C=O karbonil
UCAPAN TERIMA KASIH
Penulis mengucapkan terimakasih kepada Drs.
Agus Wahyudi, M.S selaku dosen pembimbing atas
bimbingan, motivasi, dan nasehatnya; Bapak Supaya dari
Laboratorium Kimia Organik Fakultas MIPA Universitas
Gadjah Mada atas bantuan analisa menggunakan KG-SM
dan Spektrofotometer Inframerah dan semua pihak yang
telah banyak membantu sehingga tugas akhir ini dapat
diselesaikan.
Daftar Pustaka
Bunning, Donald L., William, Etzkorn G., and Jonathan,
Kurland J. 1991. “Process For Producing Acrylic Ester”. US
Patent No. 4,999,452.
Li Lin, Qian Shi, Ching-Yuan Su, Charles C.-Y. Shih and
Kuo-Hsiung Lee. 2006. “Antitumor agents 247. New 4ethoxycarbonylethyl curcumin analogs as potential
antiandrogenic agents”. Bioorganic & Medicinal
Chemistry 14: 2527–2534.
Michael, Amolins W., Peterson, Laura B., Blagg, Brian S.J.
2008. “Synthesis and evaluation of electron-rich curcumin
analogues”. Bioorganic & Medicinal Chemistry 17: 360–
367