SINTESIS SITRONELIL PROPIONAT MELALUI REAKSI ESTERIFIKASI FISCHER ANTARA ASAM PROPIONAT
DAN SITRONELOL HASIL REDUKSI SITRONELAL
SYNTHESIS OF CITRONELLYL PROPIONATE THROUGH FISCHER ESTERIFICATION REACTION BETWEEN PROPIONIC ACID
AND CITRONELLOL FROM REDUCTION PRODUCT OF CITRONELLAL
Tesia Aisyah Rahmania, C. Budimarwanti
Jurusan Pendidikan Kimia, FMIPA Universitas Negeri Yogyakarta
Abstrak
Penelitian ini bertujuan untuk memperoleh senyawa sitronelol dari reduksi sitronelal menggunakan NaBH4 dan mensintesis sitronelil propionat melalui
reaksi esterifikasi Fischer antara asam propionat dan sitronelol hasil reduksi. Penelitian ini dimulai dengan mereduksi sitronelal menjadi sitronelol menggunakan reduktor NaBH4 dan pelarut etanol pada suhu 76oC selama 1 jam.
Kemudian, hasil reduksi sitronelal direaksikan dengan asam propionat melalui reaksi esterifikasi Fischer menggunakan katalis asam sulfat pekat pada suhu 48oC selama 2 jam. Senyawa hasil reduksi sitronelal dan hasil esterifikasi Fischer diidentifikasi menggunakan KLT, spektrometer IR, dan spektrometer GC-MS.
Hasil penelitian ini menunjukkan bahwa reduksi sitronelal menghasilkan sitronelol berupa cairan jernih tak berwarna dengan kemurnian 94,38% (rendemen 83,45%). Hasil reaksi esterifikasi Fischer antara asam propionat dengan sitronelol menghasilkan sitronelil propionat berupa cairan jernih tak berwarna dengan kemurnian 62,11% (rendemen 29,09%).
Kata kunci : reduksi, sitronelol, esterifikasi Fischer, sitronelil propionat.
Abstract
The purpose of the experiment were to get citronellol from reduction citronellal using NaBH4 and citronellyl propionate through fischer esterification
This research was started by reducing citronellal to citronellol using NaBH4 as a reductor and ethanol as a solvent at 76oC for 1 hour. Then, the
reduction product of citronellal reacted with propionic acid through Fischer esterification reaction using concentrated H2SO4 as a catalystat 48oC for 2 hours.
Reduction product of citronellal and Fischer esterification product were characterized by TLC, IR spectrometer, and GC-MS spectrometer.
The result of this research shows that reduction of citronellal produced citronellol as clear liquid with 94.38% purity (83.45% yield). The result of Fischer esterification reaction between propionic acid and citronellol produced citronellyl propionate as clear liquid with62.11% purity (29.09%yield).
Key words: reduction, citronellol, Fischer esterification, citronellyl propionate.
PENDAHULUAN
Seiring dengan berkembangnya ilmu pengetahuan maka banyak dihasilkan temuan-temuan baru melalui hasil eksperimen dan penelitian. Salah satu penelitian yang sedang banyak dilakukan yaitu penelitian tentang minyak atsiri.
Menurut Guenther [1] minyak atsiri adalah senyawa organik yang diperoleh dari hasil metabolit sekunder tanaman dimana komposisi kimia minyak atsiri tergantung pada jenis tumbuhan, daerah tempat tumbuh, iklim dan bagian yang diambil minyaknya. Salah satu contoh minyak atsiri adalah minyak sereh.
Senyawa utama penyusun minyak sereh adalah sitronelal, sitronelol dan geraniol [2]. Sastrohamidjojo [3] telah
melakukan pengubahan sitronelal menjadi berbagai senyawa, salah satunya adalah mengubah sitronelal menjadi sitronelol melalui reaksi reduksi. Sitronelol memiliki rumus molekul C10H20O
(3,7-dimetil-6-okten-1-ol), dalam dunia perdagangan sitronelol dikenal dengan nama Rhodinol (campuran sitronelol dan geraniol) [4]. Sitronelol ini yang kemudian menjadi bahan dasar dalam sintesis ester untuk pembuatan fragrance.
Ester merupakan komponen terpenting dalam pembentukan minyak wangi dalam buah dan bunga [5]. Sitronelil propionat merupakan salah satu ester yang terbentuk dari reaksi antara sitronelol dan asam propionat yang biasa digunakan
sebagai bahan parfum untuk sabun dan detergen [6].
Berdasarkan uraian di atas maka penelitian ini dilakukan untuk mensintesis dan mengkarakterisasi senyawa sitronelil propionat melalui reaksi esterifikasi antara sitronelol dan asam propionat dengan bantuan katalis asam sulfat. Sitronelol yang digunakan berasal dari hasil reduksi sitronelal dengan suatu reduktor yaitu NaBH4, sedangkan asam yang
digunakan berupa asam propionat.
METODE PENELITIAN Alat
Peralatan gelas, satu set alat refluks, pH-meter, mortir dan stamper, neraca analitik, aluminium foil, KLT, Spektrometer FTIR NICOLET AVATAR 360 IR,
Spektrometer GC-MS QP
SHIMADZU. Bahan
Sitronelal p.a Merck, asam propionat p.a Merck, Etanol p.a Merck, NaBH4 p.a Merck, Na2SO4
anhidrat p.a Merck, n-heksana p.a Merck, kloroform p.a Merck, H2SO4
pekat p.a Merck, HCl 20% dan akuades.
Prosedur Kerja
Reduksi Sitronelal dengan NaBH4
Prosedur ini merupakan adaptasi dari penelitian Mustikowati dkk [7]. Ke dalam labu leher tiga yang telah dilengkapi seperangkat alat refluks dimasukkan 1,26 gram (0,033 mol) NaBH4 dan 14 mL etanol.
Campuran diaduk, kemudian ditambahkan 10,3 gram (0,067 mol) sitronelal (perbandingan mol sitronelal dan NaBH4 2:1) dan
direfluks selama 1 jam pada suhu 76ºC. Setelah refluks selesai, campuran didinginkan dan ditambah akuades sebanyak 14 mL kemudian diaduk selama 30 menit dan ditambahkan HCl 20% hingga pH 2. Campuran reaksi diaduk dalam suhu 30ºC selama 15 menit. Hasil refluks dimasukkan dalam corong pisah untuk memisahkan fasa organik dengan fasa airnya. Fasa organik yang diperoleh ditambah dengan Na2SO4 anhidrat, lalu disaring
dan diidentifikasi dengan KLT, spektrometer IR, dan GC-MS. Produk reduksi sitronelal kemudian direaksikan dengan asam propionat. Reaksi Esterifikasi
Prosedur ini merupakan adaptasi dari penelitian Budhiasih [8]. Sebanyak 0,8129 g (0,011 mol) asam propionat dimasukkan ke dalam labu leher tiga dan ditambahkan 1 tetes asam sulfat pekat. Campuran diaduk selama 15 menit. Selama pengadukan, ditambahkan sebanyak 1,656 g hasil reduksi sitronelal lalu diaduk selama 2 jam pada suhu 48oC. Hasil esterifikasi ditambahkan dengan Na2SO4 anhidrat, ditimbang dan
diidentifikasi dengan KLT, spektrometer IR, dan GC-MS.
HASIL DAN DISKUSI
Reduksi Sitronelal Menjadi Sitronelol dengan NaBH4
Proses reduksi sitronelal menjadi sitronelol dilakukan untuk mereduksi gugus fungsi aldehida pada senyawa sitronelal menjadi gugus alkohol menggunakan reduktor NaBH4 dan pelarut etanol. Hasil
reduksi sitronelal memiliki berat 9,2584 gram, berwujud cairan jernih tak berwarna dan berbau harum. Identifikasi dengan KLT
Senyawa hasil reduksi diidentifikasi dengan KLT menggunakan eluen kloroform :
n-heksana (1 : 2). Faktor retensi (Rf) sitronelal adalah 0,78, sedangkan senyawa hasil reduksi sebesar 0,42 dengan jarak tempuh 5 cm. Senyawa sitronelal memiliki tingkat kepolaran lebih rendah dibandingkan dengan sitronelol sehingga sitronelal memiliki harga Rf lebih tinggi.
Analisis dengan spektrometer IR Spektrum inframerah senyawa sitronelal tersaji pada Gambar 1 dan spektrum inframerah senyawa hasil reduksi sitronelal pada Gambar 2 berikut:
Gambar 1. Spektrum Inframerah Senyawa Sitronelal
Gambar 2. Spektrum Inframerah Senyawa Hasil Reduksi Sitronelal
Spektrum inframerah dari senyawa sitronelal dan senyawa hasil dari reduksi sitronelal dapat diketahui
Collection time: Fri Jan 22 09:16:52 2016 (GMT+07:00)
Fri Jan 22 10:34:51 2016 (GMT+07:00)
Fri Jan 22 10:34:49 2016 (GMT+07:00) FIND PEAKS:
Spectrum:0008/C-IR (Sampel 1) Region: 4000,00 400,00 Absolute threshold:123,709 Sensitivity:50 Peak list: Position: 1726,79 Intensity: 11,782 Position: 2915,47 Intensity: 29,574 Position: 2964,60 Intensity: 35,280 Position: 2854,93 Intensity: 49,704 Position: 1378,72 Intensity: 56,341 Position: 1455,63 Intensity: 61,086 Position: 2715,12 Intensity: 78,653 Position: 418,77 Intensity: 82,802 Position: 1117,30 Intensity: 86,776 Position: 828,74 Intensity: 88,559 Position: 984,46 Intensity: 90,306 Position: 520,23 Intensity: 90,401 Position: 1014,65 Intensity: 90,659 Position: 740,56 Intensity: 97,263 Position: 3431,09 Intensity: 110,937 4 1 8 ,7 7 5 2 0 ,2 3 7 4 0 ,5 6 8 2 8 ,7 4 9 8 4 ,4 6 1 0 1 4 ,6 5 1 1 1 7 ,3 0 1 3 7 8 ,7 2 1 4 5 5 ,6 3 1 7 2 6 ,7 9 2 7 1 5 ,1 2 2 8 5 4 ,9 3 2 9 1 5 ,4 7 2 9 6 4 ,6 0 3 4 3 1 ,0 9 -0 20 40 60 80 100 120 % T r a n sm it ta n ce 500 1000 1500 2000 2500 3000 3500 4000 Wavenumbers (cm-1)
Collection time: Tue Dec 29 15:16:47 2015 (GMT+07:00)
Wed Dec 30 08:57:40 2015 (GMT+07:00) Wed Dec 30 08:57:38 2015 (GMT+07:00) FIND PEAKS: Spectrum:*SAMPEL 2 Region: 4000,00 400,00 Absolute threshold:102,014 Sensitivity:60 Peak list: Position: 3282,28 Intensity: 74,118
Position: 2980,74 Intensity: 75,295 Position: 1056,67 Intensity: 75,660 Position: 2848,47 Intensity: 75,738 Position: 1453,86 Intensity: 76,104 Position: 1374,62 Intensity: 76,181 Position: 2946,84 Intensity: 78,518 Position: 1010,59 Intensity: 81,269 Position: 668,86 Intensity: 87,217 Position: 834,22 Intensity: 87,409 Position: 738,51 Intensity: 89,006 Position: 422,41 Intensity: 90,306 Position: 880,00 Intensity: 91,850 Position: 2731,09 Intensity: 93,475 Position: 1645,10 Intensity: 95,954 Position: 2410,94 Intensity: 98,885 Position: 3819,45 Intensity: 100,362 4 2 2 ,4 1 6 6 8 ,8 6 7 3 8 ,5 1 8 3 4 ,2 2 8 8 0 ,0 0 1 0 1 0 ,5 9 1 0 5 6 ,6 7 1 3 7 4 ,6 2 1 4 5 3 ,8 6 1 6 4 5 ,1 0 2 4 1 0 ,9 4 2 7 3 1 ,0 9 2 8 4 8 ,4 7 2 9 4 6 ,8 4 2 9 8 0 ,7 4 3 2 8 2 ,2 8 3 8 1 9 ,4 5 70 75 80 85 90 95 100 % T r a n sm it ta n ce 500 1000 1500 2000 2500 3000 3500 4000 Wavenumbers (cm-1)
fungsi yang muncul pada kedua spektrum tersebut yang menunjukkan telah terbentuknya suatu senyawa alkohol dengan hilangnya serapan gugus fungsi C=O aldehida (1726,79 cm-1) dan C-H aldehida (2715,12 cm
-1
) pada spektrum sitronelal. Sedangkan pada spektrum hasil reduksi sitronelal terdapat serapan gugus fungsi –OH (3282,28 cm-1). Identifikasi menggunakan GC-MS
Kromatogram GC senyawa hasil reduksi sitronelal dapat dilihat pada Gambar 3 berikut:
Gambar 3. Kromatogram GC Senyawa Hasil Reduksi Sitronelal
Senyawa hasil reduksi memiliki kemurnian sebesar 94,38% dan waktu retensi 8,837 menit yang merupakan puncak dari senyawa sitronelol. Massa atom relatif dan fragmentasi senyawa hasil reduksi sitronelal diketahui dari spektrum massa dan fragmentasi yang terjadi seperti pada Gambar 4 dan 5 berikut:
Gambar 4. Spektrum Massa Puncak Ke-5 dengan Rt 8,837 menit Hasil
Reaksi Reduksi Sitronelal
e -70 eV m/z = 156 CH2OH CH2OH H2C H m/z = 156 CH2OH OH CH2 H m/z = 138 -H2O CH2 CH3 m/z = 123 CH2 H m/z = 138 -CH2 m/z = 123 m/z = 95 -C2H4 m/z = 69 -C2H2 m/z = 41 m/z = 69 -C2H2 m/z = 69 Gambar 5. Fragmentasi GC-MS Hasil Reduksi Sitronelal
Pada penelitian ini diperoeh massa campuran hasil reduksi sebanyak 9,2584 gram. Rendemen sitronelol yang dihasilkan adalah 83,45%.
Sintesis Sitronelil Propionat
Sitronelol yang dihasilkan dari reaksi reduksi ditambahkan dengan asam propionat menggunakan katalis asam sulfat pekat. Hasil reaksi esterifikasi diperoleh 0,993 gram berwujud cairan jernih tak berwarna dan berbau harum.
Identifikasi dengan KLT
Senyawa hasil reaksi esterifikasi diidentifikasi dengan KLT menggunakan eluen kloroform : n-heksana (1 : 2). Rf untuk sitronelol adalah 0,39, sedangkan untuk senyawa hasil esterifikasi sebesar 0,81 dengan jarak tempuh 5,3 cm. Senyawa sitronelil propionat memiliki tingkat kepolaran lebih rendah dibandingkan dengan sitronelol sehingga sitronelil propionat memiliki harga Rf lebih tinggi. Senyawa sitronelol akan terikat lebih kuat pada plat KLT yang bersifat polar.
Analisis dengan spektroskopi FTIR Spektrum inframerah senyawa hasil esterifikasi tersaji pada Gambar 6 berikut:
Gambar 6. Spektrum Inframerah Senyawa Hasil Esterifikasi
Spektrum inframerah senyawa hasil esterifikasi masih menunjukkan adanya serapan gugus alkohol (–OH) dengan intensitas lebih kecil, serapan ini merupakan serapan gugus (–OH) dari sisa sitronelol yaitu pada daerah 3282,28 cm-1 dan senyawa ester yang ditandai dengan adanya serapan gugus fungsi karbonil (C=O) pada daerah 1739,17 cm-1 serta terdapat serapan gugus fungsi C-O-C pada daerah 1188,57 cm-1. Sedangkan pada daerah serapan 2927,40 cm-1 terdapat gugus C-H alkana.
Identifikasi menggunakan GC-MS Kromatogram GC senyawa hasil esterifikasi dapat dilihat pada Gambar 7 berikut:
Gambar 7. Kromatogram GC Senyawa Hasil Esterifikasi Collection time: Fri Feb 19 09:43:28 2016 (GMT+07:00)
Fri Feb 19 10:47:30 2016 (GMT+07:00) Fri Feb 19 10:47:27 2016 (GMT+07:00) FIND PEAKS: Spectrum:*Sampel 2 Region: 4000,00 400,00 Absolute threshold:105,167 Sensitivity:50 Peak list: Position: 1739,17 Intensity: 51,671 Position: 1188,57 Intensity: 62,445 Position: 2927,40 Intensity: 63,874 Position: 2963,14 Intensity: 64,236 Position: 1461,48 Intensity: 78,061 Position: 1081,86 Intensity: 78,775 Position: 1379,80 Intensity: 78,946 Position: 1352,44 Intensity: 80,104 Position: 1275,94 Intensity: 84,423 Position: 1013,52 Intensity: 90,515 Position: 808,15 Intensity: 91,755 Position: 949,00 Intensity: 92,442 Position: 3463,21 Intensity: 92,765 Position: 444,60 Intensity: 94,422 Position: 2360,97 Intensity: 99,879 4 4 4 ,6 0 8 0 8 ,1 5 9 4 9 ,0 0 1 0 1 3 ,5 2 1 0 8 1 ,8 6 1 1 8 8 ,5 7 1 2 7 5 ,9 4 1 3 5 2 ,4 4 1 3 7 9 ,8 0 1 4 6 1 ,4 8 1 7 3 9 ,1 7 2 3 6 0 ,9 7 2 9 2 7 ,4 0 2 9 6 3 ,1 4 3 4 6 3 ,2 1 50 60 70 80 90 100 % T r a n sm it ta n ce 500 1000 1500 2000 2500 3000 3500 4000 Wavenumbers (cm-1)
Senyawa hasil esterifikasi memiliki kemurnian sebesar 62,11% dan waktu retensi 11,671 menit merupakan puncak dari senyawa sitonelil propionat. Massa atom relatif dan fragmentasi senyawa hasil esterifikasi diketahui dari spektrum massa seperti pada Gambar 8 dan 9 berikut:
Gambar 8. Spektrum Massa Puncak Ke-5 dengan Rt 11,671 menit Hasil
Reaksi Esterifikasi C CH2 CH2CH3 O O e -70 eV C CH2 CH2CH3 O O m/z = 212 Mr = 212 C CH2 CH2CH3 O O m/z = 212 C CH2 CH2CH3 O O H H CH2 HO O CH2CH3 C CH2 CH2CH3 O O H m/z = 138 CH2 CH3 m/z = 123 CH2 H m/z = 138 -CH2 m/z = 123 m/z = 95 -C2H4 m/z = 69 -C2H2 -CH2 m/z = 69 m/z = 55
Gambar 9. Fragmentasi GC-MS Hasil Esterifikasi Fischer Antara Sitronelol
dan Asam Propionat
Reaksi esterifikasi ini mendapatkan massa campuran sebanyak 0,993 gram. Rendemen sitronelil propionat yang dihasilkan adalah 29,09%.
SIMPULAN
Berdasarkan hasil reduksi diperoleh senyawa target sitronelol dengan kemurnian 94,39% dan rendemen sebesar 83,45%. Sedangkan pada sintesis esterifikasi Fischer diperoleh senyawa target ester sitronelil propionat dengan kemurnian 62,11% dan rendemen sebesar 29,09%.
UCAPAN TERIMAKASIH
Penulis mengucapkan terimaksaih kepada Ibu C. Budimarwanti, M.Si selaku Pembimbing Penelitian.
DAFTAR PUSTAKA
1. Guenther, E. (2006). Minyak Atsiri. Jilid 1. Penerjemah: Ketaren S. Jakarta: Peneliti UI Press. 2. Endah Sayekti, Imelda H.S, Titin
A. Z. (2015). Reaksi Substitusi Gugus Hidroksi Pada Sitronelol dengan Klorida Menggunakan Campuran Amonium Klorida dan Asam Sulfat. ALCHEMY jurnal penelitian kimia,11(2),Hlm.135-146.
3. Sastrohamidjojo, H. (1981) . A Study of Some Indonesian Essential Oils, Disertasi, FMIPA UGM, Yogyakarta.
4. Kaniawati, D., A. Kadorohman, G. Dwiyanti. (2004). Konversi Sitronelal Hasil Isolasi Minyak Sereh Wangi menjadi Sitronelol dan Isopulegol. Seminar Nasional Penelitian dan Pendidikan Kimia.
Bandung: Universitas Pendidikan Indonesia.
5. Carey, A. Francis. (2000). Organic Chemistry 4th. Ed. United States: McGraw Hill Companies.
6. Kadarohman, A. (2006). Minyak Atsiri Sebagai Teaching Material Dalam Proses Pembelajaran Kimia. Jurnal Pengajaran MIPA,8(2),Hlm. 58-71.
7. Mustikowati, Kusoro S, Kusuma. (2013). Transformasi Sitronelal menjadi Sitronelol dengan Menggunakan Reduktor NaBH4
dan Hidrogenasi
TerkatalisNi/Zeolit Beta. Indonesian Journal of Chemical Science,1,Hlm. 81-86.
8. Budhiasih. (2010). Sintesis Sitronelil Asetat dari Sitronelol dengan Anhidrida Asetat. Skripsi. FMIPA UM: Malang.
Artikel ini telah disetujui untuk diterbitkan oleh Pembimbing 1 pada tanggal 13 April 2016
C. Budimarwanti, M. Si NIP. 19660330 199002 2 001
Artikel ini telah disetujui untuk diterbitkan oleh Penguji Utama pada tanggal 11 April 2016
Prof. Dr. Hj. Indyah Sulistyo Arty, MS NIP. 19510406 198503 2 001
