Oleh : Yance Manoppo
Abstract
Isolation Of Eugenol From Clove Flower And Synthesis Eugenyl Acetate. Have been done research of isolation eugenol from clove oil and synthesis of eugenyl acetate from eugenol. Extraction of clove oil from clove flower by using petrolium benzene so obtained 33.82%.
Isolation of eugenol with NaOH yield 32.07% with purity 97.47% by gas chromatography. Esterification of eugenol with acetate anhydride and sodium acetate anhydride as catalyst yield eugenyl acetate 63.54% with purity 98.38%. Elucidation of these structures were analyzed by FTIR, 1H-NMR and MS.
I. Pendahuluan
Indonesia merupakan negara yang kaya dengan sumber daya alam, baik flora maupun fauna. Sumber daya alam ini merupakan salah satu faktor pendukung dan penggerak dalam pembangunan bangsa Indonesia.
Di Indonesia dikenal beberapa flora penghasil minyak atsiri yang salah satunya adalah berasal dari tanaman cengkeh (Syzygium aromaticum L.) famili dari Myrtaceae (Oller D, 2005) Tanaman cengkeh yang berasal dari Maluku ini sudah banyak dibudidayakan untuk diambil bunga dan minyaknya.
Minyak cengkeh di Indonesia kegunaannya masih sangat terbatas sebagai minyak gosok untuk penyembuh rasa sakit. Sebagai obat tradisional, cengkeh memiliki khasiat mengatasi sakit gigi, mual, muntah, kembung, masuk angin, sakit kepala, radang lambung, dan lain-lain (Anonim, 2002). Sejauh ini minyak cengkeh belum banyak diproses menjadi bahan baku yang lebih bermanfaat sebagai senyawa turunannya. Oleh karena itu, diperlukan usaha-usaha untuk meningkatkan nilai tambah minyak atsiri ini melalui isolasi komponen utamanya sehingga memiliki nilai ekonomis lebih tinggi.
Sebagai negara berkembang yang banyak menghasilkan berbagai produk parfum dan sabun melalui industri, membutuhkan banyak bahan dasar sebagai campuran dalam pembuatan produk-produk ini. Oleh karena itu untuk ketersediaan bahan dasar dalam negeri, maka perlu dicari alternatif lain dengan memanfaatkan cengkeh sebagai salah satu hasil alam Indonesia yang sangat melimpah. Salah satu jalur yang dapat ditempuh untuk sintesis eugenil asetat yang merupakan salah satu campuran bahan dasar dalam industri parfum dan sabun adalah dengan memanfaatkan eugenol yang diisolasi dari minyak cengkeh. Eugenol memiliki gugus –OH yang dapat mengalami reaksi dengan anhidrida asam asetat menghasilkan eugenil asetat melalui reaksi esterifikasi. Struktur eugenol mengandung gugus –OH yang terikat pada cincin benzena, memungkinkan penggunaannya dalam mensintesis eugenil asetat.
Eugenol telah banyak disintesis menjadi beberapa senyawa turunannya oleh beberapa peneliti terdahulu. Eugenil metil eter dan eugenil etil eter merupakan senyawa turunan dari eugenol yang sangat luas digunakan sebagai komposisi parfum. Senyawa ini dibuat melalui reaksi sintesis eter Williamson. Eugenol juga dapat disintesis menjadi eugenil benzoat dengan metode Schotten-Baumann dan vanilin dengan melalui tahapan isomerisasi eugenol.
Bunga cengkeh kering kebanyakan digunakan oleh pabrik rokok kretek. Di Indonesia minyak cengkeh kebanyakan diekspor dan sedikit yang diproses untuk menjadi jenis produk yang bernilai ekonomis tinggi (Sastrohamidjojo,2002).
II. Metode
II.1. Isolasi minyak cengkeh
Sebanyak 850 g bunga cengkeh kering dimasukan ke dalam lumpang porselen kemudian digerus sampai menjadi serbuk. Serbuk cengkeh kemudian dibungkus dengan kertas saring lalu dimasukan kedalam alat ekstraksi sohxlet. Ekstraksi kemudian dilakukan dengan menggunakan petroleum benzena sampai semua minyak diperoleh.yang sudah bening. Ekstaktan yang diperoleh kemudian dimasukan ke dalam gelas kimia ukuran 250 mL kemudian diuapkan di dalam oven pemanas dengan suhu 40-60 oC untuk menghilangkan pelarut. Pengujian kemurnian hasil yang diperoleh dilakukan dengan kromatografi gas.
II.2 Isolasi eugenol
Ke dalam gelas kimia 500 mL yang telah dilengkapi pengaduk magnet dimasukan 100 g minyak cengkeh, 40 g NaOH (1 mol) dan 300 mL aquades kemudian diaduk sampai terbentuk dua lapisan. Campuran kemudian dimasukan kedalam corong pisah ukuran 250 mL dan didiamkan sampai kedua lapisan terlihat dengan jelas. Lapisan bawah yang merupakan garam eugenolat dipisahkan dari lapisan atas yang merupakan komponen-komponen penyusun minyak cengkeh yang lain. Lapisan eugenolat kemudian dimasukan kedalam gelas kimia ukuran 500 mL dan diasamkan dengan menambahkan HCl pekat sampai pH = 3. Campuran ini dimasukan kedalam corong pisah ukuran 250 mL kemudian didiamkan sampai kedua lapisan terlihat. Lapisan bawah kemudian dipisahkan dari lapisan atas (A) dengan mengeluarkannya dari dalam corong pisah. Lapisan bawah hasil pemisahan kemudian dimasukan kedalam corong pisah ukuran 250 mL selanjutnya diekstraksi dengan 150 mL petrolium benzen sebanyak tiga kali. Lapisan bawah hasil ekstraksi kemudian dikeluarkan dan dibuang. Selanjutnya lapisan atas (B) yang masih ada di dalam corong pisah kemudian digabungkan dengan lapisan atas (A) yang pertama dengan campuran tetap berada di dalam corong pisah. Campuran kemudian dicuci dengan air sampai pH air netral. Setelah campuran netral, maka lapisan bagian atas (eugenol kotor) tersebut dimasukan kedalam gelas kimia ukuran 100 mL dan ditambahkan Na2SO4 anhidrous untuk mengikat air yang masih berada di dalamnya selanjutnya dibiarkan selama beberapa menit. Eugenol kotor kemudian disaring dan dilakukan penguapan pelarut yang masih tersisa di dalam oven pemanas . Destilasi pengurangan tekanan kemudian dilakukan untuk memperoleh eugenol murni. Hasil yang diperoleh kemudian diuji kemurniannya dengan kromatografi gas.
II.3 Sintesis eugenil asetat
Kedalam labu alas bulat ukuran 250 mL dimasukan 33,33 g (0.33 mol) asetat anhidrida dan natrium asetat anhidrous 13,38 g ( 0.16 mol) kemudian dimasukan 26,80 g ( 0.16 mol) eugenol murni. Campuran direfluks pada suhu 130 oC selama 3 jam selanjutnya didinginkan. Campuran kemudian dimasukan kedalam corong pisah ukuran 250 mL dan ditambahkan air lalu dikocok untuk menguraikan kelebihan anhidrida asetat (penambahan air ini terus dilakukan sampai campuran netral). Campuran kemudian didiamkan beberapa saat agar terbentuk dua lapisan. Lapisan bawah campuran kemudian dibuang dan lapisan atasnya tetap berada di dalam corong pisah yang kembali diekstraksi dengan 100 mL petrolium benzen. Lapisan atas hasil ekstraksi kemudian dimasukan kedalam labu erlenmeyer ukuran 100 mL dan ditambahkan 30 g NaSO4 anhidrous lalu dibiarkan selama 1 jam untuk menarik air yang kemungkinan masih ada di dalam campuran. Campuran kemudian disaring dan dilakukan destilasi pengurangan tekanan untuk memperoleh eugenil asetat. Dilakukan identifikasi struktur dengan spektrofotometer infra merah, spektrofotometer 1H-NMR dan spektrofotometer GC-MS.
III. Hasil Penelitian Dan Pembahasan
III.1 Isolasi minyak dari bunga cengkeh dan isolasi eugenol.
Eugenol diperoleh melalui isolasi minyak cengkeh, dengan memisahkan eugenol dari komponen penyusun minyak cengkeh yang lain. Kandungan eugenol dalam minyak cengkeh (lampiran 2) adalah 52,54% dengan tR 7,792 menit. Proses isolasi ini dilakukan dengan terlebih dahulu menambahkan basa NaOH ke dalam minyak cengkeh. Eugenol adalah suatu asam yang jika ditambahkan suatu basa akan mengasilkan garam. Pada reaksi ini hanya eugenol yang bereaksi dengan NaOH membentuk Na-eugenolat yang larut dalam air sehingga dapat dipisahkan dari komponen-komponen lain dalam minyak cengkeh yang tidak larut dalam air.
Lapisan eugenolat yang terbentuk akibat proses penggaraman kemudian dipisahkan dan selanjutnya eugenol dapat diperoleh dengan menetralkan larutan eugenolat dengan menambahkan HCl hingga pH=3. Pada akhir reaksi terjadi dua lapisan, dimana lapisan atas yang mengandung eugenol. Eugenol murni kemudian didestilasi dengan destilasi pengurangan tekanan menggunakan kolom Vigreux 30 cm. Melalui kromatogram Gas (GC) eugenol (lampiran 3) menunjukan bahwa kemurnian eugenol adalah 97,47% dengan tR=8,033 menit.
III.2 Sintesis Eugenil Asetat
Sintesis eugenol asetat dari eugenol menggunakan asetat anhidrida dan natrium asetat anhidrat sebagai katalis yang selanjutnya dilakukan destilasi pengurangan tekanan diperoleh eugenil asetat yang berbau harum. Destilat yang diperoleh seperti pada tabel 3.2.
Analisis dengan kromatografi gas diperoleh kromatogram pada fraksi 2 adalah eugenil asetat dengan tR = 10.150 menit dan kemurnian 98,38% (lampiran 4), selanjutnya diidentifikasi dengan spektroskopi IR (lampiran 5) yang menunjukan kedudukan serapan seperti pada tabel 3.3 dan 1H-NMR (lampiran 6) menunjukan pergeseran kimia seperti pada tabel 3.4.
Proses sintesis eugenil asetat dari eugenol dengan pereaksi anhidrida asam asetat memiliki titik didih 170oC/7,8 mmHg. Pengujian dengan kromatografi gas (GC) menunjukan dua puncak (lampiran 4). Puncak yang pertama adalah eugenol dengan kemurnian 1,62 % dan tR = 7,025 menit. Puncak yang kedua adalah eugenil asetat dengan kemurnian 98,38 % dan tR = 10,150 menit. Kedua puncak ini terlihat perbandingan bahwa eugenil asetat mempunyai waktu retensi lebih besar dibandingkan dengan eugenol. Kemurnian hasil yang diperoleh mengalami peningkatan jika dibandingkan dengan produk eugenil asetat yang diperoleh Sastrohamidjojo (2002) sebesar 89,6%.
Dengan menggunakan spektrofotometer infra merah keberadaan senyawa eugenil asetat dibuktikan dengan tidak terdapatnya serapan pada daerah 3.000 cm-1 (-OH). Serapan terjadi pada daerah 1.766,7 cm-1 (C=O) membuktikan bahwa gugus karbonil ester dapat dideteksi. Keberadaan eugenil asetat juga didukung dengan terdapatnya serapan-serapan pada daerah yang lain seperti berikut: serapan rentangan =C-H (Csp2) aromatis muncul dalam satu serapan pada daerah 3070,5 cm-1 yang diperkuat oleh adanya serapan pada 1604,7 dan 1512,1 cm-1. Pita serapan –C-H(Csp3) alkil muncul pada daerah 3000 – 2839 cm-1. Pita serapan pada daerah 1766,7 cm-1 menunjukan serapan C=O ester. Pita serapan pada 1640 cm-1 menunjukan adanya rentangan –C=CH2. Vibrasi bengkokan C-H alkil diserap pada 1458,1 cm-1. Adanya gugus metil –CH3 terdeteksi pada serapan 1373,2 cm-1. Vibrasi rentangan simetri C-O-C ester dan vibrasi rentangan simetri C-O-C eter terdeteksi pada serapan 1180 – 1300 cm-1. Untuk rentangan asimetri eter terdeteksi pada 1033,8 cm-1. Untuk vibrasi bengkokan keluar bidang =C-H terdeteksi pada 910,3 cm-1. Data dari spektra IR eugenil asetat hasil sintesis jika dibandingkan dengan data spektra eugenil asetat dari Sastrohamidjojo (2002) memiliki kesamaan.
Hasil analisa dan intepretasi spektrum H1NMR menunjukan bahwa signal singlet terjadi pada daerah pergeseran kimia δ = 2,2 ppm berasal dari atom hidrogen metil yang terletak pada gugus metil yang terikat pada gugus karboksil. Signal doublet pada daerah pergeseran kimia δ = 3,3 ppm berasal dari atom hidrogen –CH2-. Signal singlet pada pergeseran daerah kimia δ =3,7 ppm berasal dari atom hidrogen pada gugus metoksi (-OCH3). Signal doublet pada daerah pergeseran kimia δ = 5,0 ppm berasal dari atom hidrogen pada ikatan =CH2, Signal multiplet terjadi pada daerah pergeseran kimia δ = 5,9 ppm berasal dari atom hidrogen pada ikatan –CH=, dan multiplet pada daerah pergeseran kimia δ = 6,8 ppm berasal dari atom hidrogen pada cincin benzena
Dengan MS, puncak ion molekul pada m/z = M+ = 206 terlihat jelas. Pemecahan pertama terjadi dengan menghasilkan fragmen pada m/z = 164 yang merupakan eugenol dan sekaligus merupakan puncak dasar.
Puncak ini merupakan karakteristik dari senyawa-senyawa fenol yang sangat stabil. Fragmen pada m/z = 164 yang merupakan eugenol akan terurai lebih lanjut; lepasnya CO akan menghasilkan puncak pada m/z = 121.
Puncak pada m/z = 150 muncul akibat lepasnya –CH2• dari eugenol, m/z = 164.
Sedangkan puncak pada m/z = 131 lepas dari molekul pada m/z = 149 dengan melepaskan -H2O.
IV. Kesimpulan
Berdasarkan hasil dan pembahasan, maka dapat disimpulkan:
1. Hasil isolasi minyak cengkeh dari bunga cengkeh (Syzygium aromaticum) menggunakan ekstraksi sohxlet dengan petrolium benzena diperoleh 33,82%.
2. Isolasi eugenol dari minyak cengkeh dengan menggunakan larutan NaOH dan dilanjutkan dengan destilasi pengurangan tekanan diperoleh 32,07% dengan kemurnian 97,47%.
3. Reaksi esterifikasi eugenol dengan asetat anhidrida dan natrium asetat anhidrat sebagai katalis diperoleh eugenil asetat 63,54% dengan kemurnian 98,38%.
Dari hasil penelitian ini, maka disarankan perlu dilakukan penelitian lanjutan terhadap sintesis eugenil asetat menggunakan eugenol yang lebih murni untuk menghasilkan produk eugenil asetat yang lebih melimpah.
Selengkapnya...
