Sintesis Senyawa N-Ftaloyl Kitosan Melalui Reaksi Amidasi Antara Kitosan dengan Ftalat Anhidrida
(Misdawati)
76
SINTESIS SENYAWA N-FTALOYL KITOSAN MELALUI REAKSI
AMIDASI ANTARA KITOSAN DENGAN FTALAT ANHIDRIDA
Misdawati
Staf Pengajar Fak Teknik UNIVA
Abstrak
Reaksi amidasi antara kitosan dengan ftalat anhidrat dapat mengasilkan N-Ftaloyl kitosan. Amidasi dilakukan dalam pelarut DMF melalui pemanasan selama 10 jam pada suhu 130 oC. Proses penghilangan pelarut dilakukan melalui destilasi vakum pada suhu 60 oC tekanan 20 mmHg diikuti pencucian dengan dietil eter untuk mendapatkan N-Ftaloyl kitosan. Hasil reaksi senyawa N-Ftaloyl kitosan selanjutnya dilakukan pengujian melalui analisis spektroskopi FT-IR.
Kata kunci: N-Ftaloyl Kitosan, Amidasi
PENDAHULUAN
Kitin adalah sejenis polisakarida turunan selulosa yang memiliki gugus N-asetil pada posisi atom C-2 mempunyai rumus umum (C8H13NO5)n dengan nama kimia Poli [β-(1 4)-2-asetamido-2-deoksi-D-glukopiranosa]. Senyawa ini banyak terdapat pada kulit luar hewan invertebrata seperti antropoda, moluska, dan annelida. Kitin juga terdapat pada dinding sel tumbuhan kelas rendah terutama pada sel fungi. Kulit-kulit crustaceae seperti kulit udang mengandung 20 – 30% kitin dan kulit kepiting mengandung 15 – 20% kitin dan juga kulit cumi-cumi 100% (Alimuniar, A. dan Zainuddin, R., 1992).
Kitosan adalah jenis polimer alami yang mempunyai rantai bercabang dan mempunyai rumus umum (C6H11NO4)n
atau disebut sebagai Poli [β-(1 4)-2- amino-2-deoksi-D-glukopiranosa]. Kitosan merupakan turunan utama dari kitin, di mana untuk mendapatkan kitosan yang baik tergantung dari kitin yang diperoleh dan kelarutannya dalam suatu alkali serta waktu yang digunakan dalam deasetilasi (Mat, B. Z., 1995).
Kitosan memiliki gugus NH2 bebas
yang terdapat pada atom C nomor 2, di
mana gugus NH2 yang bebas tersebut dapat
dibuat suatu percabangan dengan menambahkan suatu ligan untuk menambah suatu gugus fungsi yang baru sehingga dapat mengubah porositas dari kitosan.
Pada tahun 1986, Kurita telah berhasil mereaksikan antara kitosan dengan nikotinat anhidrat dalam pelarut asam asetat dan metanol menghasilkan senyawa N-nikotinoyl kitosan.
Kemudian di tahun 1993, Kurita berhasil mendeasetilasi kitin dengan menggunakan NaOH 40% pada suhu 60oC menghasilkan kitin dan kitosan. Selanjutnya hasil yang diperolehnya tersebut direaksikan kembali di tahun 1994 dengan melakukan N-asetilasi dengan menggunakan asetat anhidrat dalam pelarut metanol pada suhu 40oC menghasilkan kitin murni.
Di tahun yang sama kembali dia berhasil melakukan tosilasi terhadap kitin dengan menggunakan tosiloyl klorida (TsCl) dalam pelarut piridine menghasilkan tosiloyl kitin dan kitin.
Jurnal Sains Kimia Vol. 10, No.2, 2006: 76–79
77
Dari reaksi yang telah berhasil dilakukan Kurita terhadap kitin dan kitosan, juga peneliti tertarik untuk membuat membran N-Ftaloyl kitosan dengan mereaksikan senyawa kitosan dengan ftalat anhidrida dalam pelarut DMF di mana diharapkan dengan penambahan ligan ftalat yang mempunyai gugus C=O, n-bond dan π-bond dapat membuat suatu percabangan pada gugus NH2 bebas dari
kitosan yang diharapkan nantinya mengubah porositas dari kitosan dengan bantuan pelarut aprotik DMF di mana senyawa yang terbentuk diharapkan dapat digunakan sebagai membran dan pembuluh darah buatan yang memiliki fungsi antara lain menarik ion logam.
BAHAN DAN METODA
Alat-Alat
Alat-alat yang dipergunakan dalam penelitian ini adalah gelas ukur, labu alas, pengaduk magnet, pendingin bola, tabung cacl2, pemanas, termometer, oven, statif
dan klem, neraca analitis, corong saring, desikator, spatula, dan alat spektroskopi FT-IR Shimadzu 8201 DC.
Bahan-Bahan
Bahan-bahan yang dipergunakan dalam penelitian ini adalah kitosan, kertas saring Whatman, DMF, dietil eter, natrium sulfat anhidrat, ftalat anhidrat berderajat p.a dari E’Merck.
Metoda Pembuatan Membran N-Ftaloyl Kitosan
Sebanyak 0,5 g kitosan dimasukkan ke dalam labu alas bulat volume 250 ml. Labu dihubungkan dengan pengaduk magnetik dan pendingin bola yang ujungnya dilengkapi tabung CaCl2. Ke
dalam labu ditambahkan sebanyak 0,444 g ftalat anhidrat dan 25 ml DMF. Campuran kemudian direfluks selama ± 10 jam pada suhu 130oC. Hasil reaksi diuapkan melalui destilasi vakum pada suhu 60oC dengan
tekanan 20 mmHg sampai pelarut DMF yang digunakan habis menguap. Residu yang diperoleh dicuci dengan dietil eter kemudian dimasukkan dalam oven pada suhu 40oC selama 2 jam. Kristal yang diperoleh dikeringkan dalam desikator dan ditimbang, kemudian dilakukan pengujian melalui analisis spektroskopi FT-IR.
HASIL DAN PEMBAHASAN
Hasil
Kitosan
Kitosan yang digunakan dalam penelitian ini merupakan produk dari hasil isolasi yang diperoleh dari kulit kepiting. Dari 0,5 g kitosan yang digunakan untuk reaksi amidasi dengan ftalat anhidrida diperoleh 0,37 g membran N-Ftaloyl kitosan. Dari data spektroskopi FT-IR kitosan memberikan puncak-puncak spektrum dengan serapan pada daerah bilangan gelombang (cm-1) 3439,39; 2918,56; 2851,05; 1558,62; 1398,52, dan 1111,10.
Ftalat Anhidrida
Ftalat anhidrida yang digunakan dalam penelitian ini merupakan produk E’Merck.
Sintesis Senyawa N-Ftaloyl Kitosan Melalui Reaksi Amidasi Antara Kitosan dengan Ftalat Anhidrida
(Misdawati)
78
Hasil Reaksi Amidasi dari Kitosan dengan Ftalat Anhidrida
Membran N-Ftaloyl kitosan merupakan membran amida yang dibuat dengan mereaksikan 0,5 g kitosan dengan 0,444 g ftalat anhidrida dalam 25 ml pelarut DMF direfluks selama 12 jam pada suhu 130oC di mana selanjutnya hasil refluks yang diperoleh setelah dilakukan didestilasi vakum untuk menghilangkan pelarut yang diikuti pencucian dengan dietil eter dan dikeringkan di mana hasil kristal amida. Membran N-Ftaloyl kitosan yang diperoleh setelah ditimbang sebesar 0,37 g yang selanjutnya dianalisa secara spektroskopi FT-IR.
Hasil analisis secara spektroskopi FT-IR memberikan spektrum dengan puncak-puncak serapan pada daerah bilangan gelombang (cm-1) 3301,9; 2927,7; 2862,2; 2503,4; 2326,0; 2272,0; 1674,1; 1504,4; 1438,8; 1388,7; 1091,6; 906,5.
Pembahasan
Reaksi antara Kitosan dengan Ftalat Anhidrida
Reaksi kitosan dengan ftalat anhidrida menghasilkan membran amida yang merupakan Membran N-Ftaloyl kitosan. Reaksi diperkirakan adalah sebagai berikut:
Kitosan Ftalat Anhidrida
C diperoleh merupakan hasil dari reaksi amidasi antara kitosan dengan ftalat anhidrida dalam pelarut DMF dengan kondisi refluks.
Berdasarkan HSAB, amidasi kitosan dengan ftalat anhidrida dapat menghasilkan N-Ftaloyl kitosan di mana H+ dari gugus NH2 pada kitosan merupakan asam keras
(hard acid) yang mudah berikatan dengan O dari ftalat anhidrida yang merupakan basa keras (hard base) dan NH- dari kitosan merupakan basa lunak (soft base) yang selanjutnya akan bereaksi dengan gugus asil R-C+-O dari ftalat yang merupakan asam lunak (soft acid). Berdasarkan dukungan teori ini maka mekanisme reaksi amidasi antara kitosan dengan ftalat anhidrat dapat digambarkan sebagai berikut:
O
Kitosan Ftalat Anhidrat
Jurnal Sains Kimia Vol. 10, No.2, 2006: 76–79
79
Dari hasil analisis spektroskopi FT-IR memberikan spektrum dengan puncak-puncak serapan pada daerah bilangan gelombang (cm-1) 3301,9; 2927,7; 2862,2; 2503,4; 2326,0; 2272,0; 1674,1; 1504,4; 1438,8; 1388,7; 1091,6; 906,5. Puncak serapan pada daerah bilangan gelombang 3301,9 cm-1 menunjukkan adanya gugus N-H dan gugus OH, hal ini didukung dengan munculnya serapan pada daerah bilangan gelombang 1674,1 cm-1. Bilangan gelombang 2927,7 dan 2862,2 cm-1 merupakan serapan khas dari vibrasi stretching C-H sp3 yang didukung dengan vibrasi bending C-H sp3 pada daerah bilangan gelombang 1438,8 cm-1 yang menunjukkan adanya vibrasi bending C-H sp3. Spektrum yang menunjukkan puncak vibrasi pada daerah bilangan gelombang 2503,4; 2326,0; 2272,0 cm-1 adalah daerah sidik jari dari senyawa aromatis. Vibrasi gugus C=O (karbonil) muncul pada daerah bilangan gelombang 1674,1 cm-1 yang merupakan gugus khas dari C=O amida.
KESIMPULAN
Berdasarkan hasil penelitian yang dilakukan dapat diambil kesimpulan sebagai berikut:
1. Kitosan 0,5 g yang direaksikan dengan ftalat anhidrida 0,444 g (0,003 mol) dalam pelarut DMF pada suhu 130oC selama 10 jam dapat menghasilkan 0,37 g membran N-Ftaloyl kitosan yang merupakan membran amida.
2. Membran amida yang dihasilkan merupakan senyawa N-Ftaloyl kitosan yang belum dilakukan pengujiannya apakah merupakan membran yang dapat digunakan sebagai pembuluh darah buatan.
DAFTAR PUSTAKA
Anonimous, (1976), ”The Merck Index”, Merck and Co.Inc , New Jersey , USA.
Billenstein, S; Blaschke, G., (1984), ”Industrial Production of Fatty Amine and Their
Derivaties”, J. Am. Oil. Chem. Soc., 74,
847.
Brahmana, H. R., (1994), ”Sintesis Alkil Ester dari Ester Selulosa Turunan Asam Lemak Kelapa Sawit (CPO) dan Inti Kelapa Sawit (CPKO) dengan Natrium Selulosa Pinus Merkusi” Laporan Penelitian Hibah Bersaing, Medan.
Fessenden, R. J. Fessenden, J. S., (1986), “Kimia Organik“, Edisi Ketiga. Jilid II. Jakarta: Erlangga.
Fieser, L. F., Williamson, K. L., (1978), “Organic
Experiments”, Sixth Edition, D.C. Heath
and Company, USA.
Harold H., (1990), “Kimia Organik”, Cetakan Kedua, Erlangga, Jakarta.
Manskaya, S. M., Drodzora, T. V., (1968), “Geochemistry
of Organic Substance”, Pergamon Press,
Oxford.
Mat, B. Z., (1995), “Chitin and Chitosan”,
University Kebangsaan Malaysia.
Miranda, K. S., (2003), “Sintesis N-Steroyl Glutamida Melalaui A midasi Asam Stearat
dengan Asam Glutamat”, Skripsi,
Departemen Kimia FMIPA USU, Medan. Morrison, T. R., (1992), ”Organic Chemistry”,
Sixth Edition, New York University, Prentice Hall, USA.
Muzzarelli, R. A. A., (1997), ”Chitin”, Pergamon, Oxford.
Muzzarelli, R. A. A., Jeuniaux, C., and Gooday, G. W., (1986), ”Chitin in Nature and Technology”, Plenum Press, New York. Reck, R. A., (1984), “Marketing and Economics
of Oleochemicals to the Plastic Industry”, J. Am. Oil Chem. Soc.
Riawan, S., (1990), ”Kimia Organik”, Cetakan Pertama, Binarupa Aksara, Jakarta.
Rismana, E., (2000), “Langsing dan Sehat Lewat
Limbah Perikanan”, Peneliti di P3
Teknologi Farmasi dan Medika Badan Pengkajian dan Penerapan Teknologi, Jakarta.
Robert, G. A. F., (1992), ”The Aplication of Chitin and Chitosan”, Merck and Co.Inc, New Jersey, USA.
Smith, M. B., (1994), “Organic Chemistry”, Sixth Edition, Jhon Wiley & Sons, New York. Streitwieser, A., C. H. Heathcock., E. M. Kosower.,
