PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI - core.ac.uk · larutan natrium hidroksida 5%. Kata kunci : nitrodavinil, nitrofurazon, sintesis PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJIPLAGIAT

SINTESIS NITRODAVINIL ((E)-4-ASETIL-1-((5-NITROFURAN-2-

IL)METILEN) SEMIKARBAZIDA) DARI NITROFURAZON DAN ANHIDRIDA ASAM ASETAT

SKRIPSI

Diajukan untuk Memenuhi Salah Satu Syarat Memperoleh Gelar Sarjana Farmasi (S. Farm.)

Program Studi Ilmu Farmasi

Oleh :

David Christiansen

NIM : 058114016

FAKULTAS FARMASI UNIVERSITAS SANATA DHARMA

YOGYAKARTA 2009

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJIPLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

ii

SINTESIS NITRODAVINIL ((E)-4-ASETIL-1-((5-NITROFURAN-2-

IL)METILEN) SEMIKARBAZIDA) DARI NITROFURAZON DAN ANHIDRIDA ASAM ASETAT

SKRIPSI

Diajukan untuk Memenuhi Salah Satu Syarat Memperoleh Gelar Sarjana Farmasi (S. Farm.)

Program Studi Ilmu Farmasi

Oleh :

David Christiansen

NIM : 058114016

FAKULTAS FARMASI UNIVERSITAS SANATA DHARMA

YOGYAKARTA 2009


iii

Skripsi

SINTESIS NITRODAVINIL ((E)-4-ASETIL-1-((5-NITROFURAN-2-IL)METILEN) SEMIKARBAZIDA) DARI

NITROFURAZON DAN ANHIDRIDA ASAM ASETAT

Yang diajukan oleh

David Christiansen

NIM : 058114016

Telah disetujui oleh Pembimbing Lucia Wiwid Wijayanti, M. Si. Tanggal


iv

Pengesahan Skripsi Berjudul

SINTESIS NITRODAVINIL ((E)-4-ASETIL-1-((5-NITROFURAN-2-IL)METILEN) SEMIKARBAZIDA) DARI

NITROFURAZON DAN ANHIDRIDA ASAM ASETAT

Oleh : David Christiansen NIM : 058114016

Dipertahankan di hadapan Panitia Penguji Skripsi Fakultas Farmasi

Universitas Sanata Dharma Pada tanggal : 31 Juli 2009

Mengetahui Fakultas Farmasi

Universitas Sanata Dharma Dekan

Rita Suhadi, M. Si.

Pembimbing : Lucia Wiwid Wijiyanti, M. Si. Panitia Penguji : Tanda tangan Lucia Wiwid Wijiyanti, M. Si. ……………………. Dra. M.M. Yetty Tjandrawati, M.Si. ……………………. Jeffry Julianus, M. Si .…………………….


v

“Jika aku dapat meminta agar hidupku

mudah dilalui dan sempurna,

itu merupakan godaan menggiurkan

Namun aku akan terpaksa menolak, karena dengan begitu

aku tidak dapat lagi menarik pelajaran dari kehidupan” (Allyson Jones)

Puji syukur kepada Tuhan Yesus Kristus Atas kekuatan dan penyertaan dalam setiap langkahku

Kupersembahkan untuk

Papa-mama, adik-adik, serta keluarga besarku Atas semua motivasi, doa, dan cinta kasih yang tak ternilai dalam setiap

suka maupun dukaku

Almamaterku Dimana aku menimba ilmu dan pengetahuan


vi


vii

PERNYATAAN KEASLIAN KARYA

Saya menyatakan dengan sesungguhnya bahwa skripsi yang saya tulis ini tidak

memuat karya atau bagian karya orang lain, kecuali yang telah disebutkan dalam

kutipan dan daftar pustaka, sebagaimana karya ilmiah

Yogyakarta, 29 Juli 2009

Penulis,

David Christiansen


viii

INTISARI

Senyawa nitrodavinil diharapkan merupakan agen antibakteri nitroheterosiklik yang efektif terhadap bakteri Gram positif dan Gram negatif. Subtituen metilen hidrazin karboksamida pada posisi C2 dan gugus amida menyebabkan aktivitas antibakterinya meningkat dibandingkan dengan nitrofurazon.

Tujuan dari penelitian ini adalah untuk mengetahui bahwa dari prosedur penelitian yang dilakukan dihasilkan senyawa nitrodavinil. Analisis hasil dilakukan secara kualitatif dengan organoleptis, penentuan titik lebur, uji kromatografi lapis tipis, dan elusidasi struktur dengan spektroskopi inframerah. Senyawa yang dihasilkan dari penelitian ini berupa serbuk halus berwarna coklat tua dan tidak berbau, memiliki titik lebur 230-233°C, dan memiliki harga Rf yang berbeda dengan Rf nitrofurazon (Rf produk = 0,14; Rf nitrofurazon = 0,55). Hasil elusidasi struktur dengan spektroskopi inframerah menunjukkan bahwa senyawa hasil sintesis memiliki gugus-gugus fungsional yang sama dengan nitrodavinil. Dari hasil analisis tersebut dapat disimpulkan bahwa nitrodavinil dapat disintesis dengan starting material nitrofurazon dan anhidrida asam asetat dalam larutan natrium hidroksida 5%.

Kata kunci : nitrodavinil, nitrofurazon, sintesis


ix

ABSTRACT

Nitrodavinyl is expected as nitroheterocyclic antibiotic, active against a number of Gram-negative and Gram positive-bacteria. The methylene hydrazine carboxamide group in C2 position of the furan ring and amide increases it’s activity.

This research was aimed to know whether the synthesis pathway produces nitrodavinyl. The result was analyzed by qualitative test using organoleptic test, melting point determination, thin layer chromatography separation, and structure elucidation using infrared spectroscopy (IR). The result of this study was dark brown powder and odorless, with melting point 230-233°C and possessing different Rf value from nitrofurazon’s Rf value (Rf product = 0,14; Rf nitrofurazon = 0,55). Structure’s elucidation with IR spectroscopy showed that the product’s functional groups was identically with nitrodavinyl’s. Whole complete results concluded that nitrodavinyl could be synthetized using nitrofurazon and acetic anhydride in solution sodium hydroxide 5%.

Keywords : nitrodavinyl, nitrofurazone, synthesis


x

PRAKATA

Puji syukur kepada Tuhan Yang Maha Esa atas berkat dan karunia-Nya

penulis dapat menyelesaikan skripsi yang berjudul “Sintesis Nitrodavinil ((E)-4-

Asetil-1-((5-Nitrofuran-2-il)Metilen)Semikarbazida) dari Nitrofurazon dan

Anhidrida Asam Asetat” sebagai salah satu syarat untuk mencapai gelar sarjana

pada Fakultas Farmasi Universitas Sanata Dharma Yogyakarta.

Dalam penulisan skripsi ini, penulis mendapatkan bantuan dari banyak

pihak, Pada kesempatan ini penulis ingin menyampaikan penghargaan dan ucapan

terima kasih kepada :

1. Rita Suhadi, M.Si., Apt., selaku Dekan Fakultas Farmasi Universitas Sanata

Dharma Yogyakarta

2. Lucia Wiwid Wijayanti, M. Si. selaku dosen pembimbing atas bimbingan,

bantuan, dukungan, masukkan serta kesabarannya, baik selama penelitian

maupun penyusunan skripsi ini.

3. Dra. M.M. Yetty Tjandrawati, M.Si. selaku penguji atas segala masukan, kritik,

dan sarannya.

4. Jeffry Julianus, M. Si. selaku penguji atas segala masukan, kritik, dan sarannya.

5. Yohanes Dwiatmaka, M. Si. selaku Kepala Laboratorium Farmasi atas

bantuannya sehingga penulis dapat bekerja di laboratorium dengan lancar.

6. Mas Parlan, Mas Kunto, dan Mas Bimo atas bantuannya selama peneliti bekerja

di laboratorium Kimia Organik, Kimia Analisis, dan Kimia Analisis Instrumen.

7. Fian dan Yoyok rekan seperjuangan dalam penelitian dan penyusunan skripsi ini.


xi

8. Nixon, Iwan, Ius, Adit, Mas Sigit, Mas Dimas, Mas Enggar, Mas Ari, Mas Ragil,

Mas Akri, Ko Arif dan Mas Wisnu sebagai teman satu kos untuk bantuan dan

dukungannya.

9. Lulu dan Nia, yang telah memberikan dukungan, motivasi, dan kebersamaan

selama penelitian ini.

10. Boris, dan Probo atas bantuan dan dukungan selama penelitian ini.

11. Teman sepermainan (Henny, Mia, Dewi, Widia, Linna, Ermin, Happy, Adrian,

Erlin, Sinta, Inus, Hadian, Imel, Berto, Made, dan Agung) atas dukungan kalian.

12. Eka atas peminjaman printer sehingga membantu penulis dalam menyelesaikan

skripsi ini.

13. Pram, Verdi, Prima, Ana, Vica, Vivi, dan Taju (KKN Cepoko) untuk sebuah

keluarga baru dan hari-hari menyenangkan selama KKN.

14. Teman-teman angkatan 2006 (Handayani, Vita, Marisa, dan Henny) atas

kebersamaannya selama di Laboratorium.

15. Teman-teman yang tergabung dalam UKKA atas kebersamaan, hiburan dan

canda tawanya.

16. Teman-teman angkatan 2005 lain yang telah banyak membantu dan memotivasi.

17. Teman-teman Angkatan 2006, 2007, dan 2008 yang telah banyak membantu,

memberi dukungan serta motivasi.

18. Mas Dwi, Mas Narto, Pak Mukmin, Mas Tri, Mas Ottok, seluruh staf kebersihan

dan karyawan untuk semua bantuan yang diberikan pada penulis.

19. Segenap rekan dan pihak-pihak yang membantu namun tidak dapat disebutkan

satu persatu.


xii

Akhir kata penulis menyadari bahwa karya penulisan skripsi ini jauh dari

sempurna mengingat keterbatasan kemampuan dan pengalaman yang dimiliki. Oleh

karena itu, saran dan kritik yang sifatnya membangun sangat diperlukan oleh penulis

demi kesempurnaan skripsi ini. Semoga skripsi ini dapat memberikan sumbangsih

yang bermanfaat pada perkembangan ilmu pengetahuan.

Yogyakarta 10 Juli 2009

Penulis


xiii

DAFTAR ISI

HALAMAN JUDUL .................................................................................................... ii

HALAMAN PERSETUJUAN PEMBIMBING ......................................................... iii

HALAMAN PENGESAHAN ..................................................................................... iv

HALAMAN PERSEMBAHAN .................................................................................. v

PERNYATAAN KEASLIAN KARYA .................................................................... vii

INTISARI .................................................................................................................. viii

ABSTRACT .................................................................................................................. ix

PRAKATA ................................................................................................................... x

DAFTAR ISI ............................................................................................................. xiii

DAFTAR TABEL ..................................................................................................... xvi

DAFTAR GAMBAR ............................................................................................... xvii

BAB I PENDAHULUAN ............................................................................................ 1

A. Latar Belakang Masalah ................................................................................. 1

1. Permasalahan ........................................................................................... 3

2. Keaslian Penelitian .................................................................................. 3

3. Manfaat Penelitian ................................................................................... 4

B. Tujuan Penelitian ............................................................................................ 4

BAB II PENELAAHAN PUSTAKA ........................................................................... 5

A. Metode Schotten-Baumann ............................................................................. 5

B. Substitusi Nukleofilik Asil .............................................................................. 6

C. Nitrofurazon .................................................................................................... 9


xiv

D. Kereaktifan Turunan Asam Karboksilat ......................................................... 9

E. Anhidrida Asam Karboksilat ........................................................................ 11

F. Elusidasi Struktur .......................................................................................... 11

Inframerah (IR) ............................................................................................. 12

G. Landasan Teori .............................................................................................. 17

H. Hipotesis ....................................................................................................... 18

BAB III METODE PENELITIAN ............................................................................ 19

A. Jenis dan Rancangan Penelitian .................................................................... 19

B. Definisi Operasional ..................................................................................... 19

C. Alat Dan Bahan Penelitian ............................................................................ 19

1. Alat penelitian ........................................................................................ 19

2. Bahan penelitian .................................................................................... 20

D. Tatacara Penelitian ........................................................................................ 20

1. Sintesis 5-nitro-2-furfural diasetat ......................................................... 20

2. Sintesis nitrofurazon .............................................................................. 21

3. Sintesis Nitrodavinil .............................................................................. 21

4. Uji pendahuluan ..................................................................................... 22

5. Elusidasi struktur. .................................................................................. 22

E. Analisis hasil ................................................................................................. 22

BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN ................................................................... 24

A. Sintesis Nitrodavinil ...................................................................................... 24

B. Uji Pendahuluan ............................................................................................ 25

1. Organoleptis ........................................................................................... 25


xv

2. Uji Titik Lebur ....................................................................................... 26

3. Uji Kromatografi Lapis Tipis ................................................................ 27

C. Elusidasi Struktur .......................................................................................... 30

Spektroskopi inframerah (IR) ....................................................................... 30

D. Perhitungan Rendemen ................................................................................. 33

BAB V KESIMPULAN DAN SARAN ..................................................................... 35

A. Kesimpulan ................................................................................................... 35

B. Saran ............................................................................................................. 35

DAFTAR PUSTAKA ................................................................................................ 36

LAMPIRAN ............................................................................................................... 38

BIOGRAFI PENULIS ............................................................................................... 43


xvi

DAFTAR TABEL

Tabel I. Korelasi antara gugus fungsi dengan frekuensi ............................................ 16

Tabel II. Perbandingan organoleptis senyawa hasil sintesis dengan nitrofurazon ..... 26

Tabel III. Perbandingan titik lebur senyawa hasil sintesis dengan nitrofurazon........ 27

Tabel IV. Data faktor retensi dan warna hasil pemisahan dengan KLT .................... 29

Tabel V. Perbandingan interpretasi spektrum senyawa hasil sintesis dan

nitrofurazon ............................................................................................... 33


xvii

DAFTAR GAMBAR

Gambar 1. Struktur senyawa asam P-aminosalisilat dan Benzamidosalisilat ............. 2

Gambar 2. Mekanisme reaksi substitusi nukleofilik asil antara amina primer dengan

asetil klorida .............................................................................................. 5

Gambar 3. Mekanisme reaksi hidrolisis turunan asam karboksilat dalam

suasana basa .............................................................................................. 8

Gambar 4. Mekanisme reaksi hidrolisis turunan asam karboksilat dalam

suasana asam ............................................................................................. 8

Gambar 5. Urutan kereaktifan turunan asam karboksilat ............................................ 9

Gambar 6. Reaksi anhidrida asam ............................................................................. 11

Gambar 7. Reaksi hidrolisis anhidrida asam ............................................................. 11

Gambar 8. Penomoran atom nitrogen pada nitrofurazon .......................................... 17

Gambar 9. Mekanisme reaksi substitusi nukleofilik asil antara nitrofurazon dengan

anhidrida asam asetat dalam larutan natrium hidroksida 5% .................. 18

Gambar 10. Reaksi sintesis nitrodavinil dari nitrofurazon dan anhidrida asam asetat

dalam suasana basa NaOH .................................................................... 25

Gambar 11. Kristal senyawa hasil sintesis ................................................................ 26

Gambar 12. Ikatan hidrogen silika dengan nitrofurazon (a) dan silika dengan

senyawa hasil sintesis (b) ...................................................................... 28

Gambar 13. Hasil pemeriksaan dengan KLT ............................................................ 29

Gambar 14. Spektrum inframerah senyawa nitrofurazon ......................................... 30


xviii

Gambar 15. Interaksi hidrogen intramolekul antara atom O dan H pada

nitrofurazon ........................................................................................... 31

Gambar 16. Spektrum inframerah senyawa hasil sintesis ......................................... 32

Gambar 17. Pembentukan asam asetat dan natrium asetat ....................................... 34


1

BAB I

PENDAHULUAN

A. Latar Belakang Masalah

Resistensi mikroorganisme terhadap obat-obat antibakteri yang digunakan

dapat menggagalkan terapi dengan obat-obat antibakteri tersebut. Banyak penelitian

yang menunjukkan semakin banyaknya mikroorganisme yang resisten terhadap obat-

obat antibakteri seperti sulfonamid (Jawetz, 1996). Maka dengan adanya penemuan

obat-obat antibakteri baru yang mempunyai daya kerja yang lebih baik tersebut dapat

digunakan untuk mengatasi masalah resistensi ini.

Upaya penemuan obat baru ini dapat dilakukan dengan cara mensintesis

suatu senyawa obat baru atau dapat dilakukan dengan cara memodifikasi struktur

senyawa antibakteri yang sudah ada dan diharapkan memiliki khasiat yang lebih baik

dibandingkan dengan senyawa asalnya.

Senyawa nitroheterosiklik, misalnya seperti nitrofuran, nitrotiazol, dan

nitroimidazol, merupakan agen kemoterapetik yang efektif untuk pengobatan

schistosomiasis, amebiasis, dan trichomoniasis pada manusia dan hewan (Grunberg

cit. Wang et al., 1975).

Obat-obat turunan nitrofuran telah banyak digunakan untuk menangani

penyakit yang disebabkan oleh bakteri dan protozoa. Turunan dari 2-nitrofuran telah

diketahui mempunyai aktivitas bakteriostatik dan bakteriosida (Lednicer dan

Mitscher, 1975). Walaupun mekanisme aksi senyawa golongan 2-nitrofuran ini

masih belum diketahui secara pasti, namun diduga bahwa mekanisme aksinya adalah


2

penghambatan kerja enzim sintesis DNA karena teroksidasi oleh gugus nitro. Adanya

modifikasi struktur 5-nitrofuran pada posisi 2 dapat meningkatkan efektivitas serta

aktivitas antibakteri secara luar biasa (Powers, 1975).

Nitrofurazon merupakan obat turunan nitrofuran yang memiliki spektrum

yang luas baik untuk bakteri gram positif dan gram negatif (Tehrani, Zarghi, dan

Fathali, 2003). Dalam penelitian ini akan dilakukan modifikasi struktur nitrofurazon

menjadi senyawa nitrodavinil ((E)-4-asetil-1-((5-nitrofuran-2-il)metilen)

semikarbazida dengan menggunakan starting material nitrofurazon yang direaksikan

dengan anhidrida asam asetat.

Substitusi nukleofilik asil terhadap nitrofurazon berarti menambahkan

gugus asil ke dalam struktur nitrofurazon. Dengan adanya penambahan gugus asil

tersebut diperkirakan dapat meningkatkan aktivitas antibakterinya. Sebagai contoh,

menurut (Ebel, 1992) benzamidosalisilat mempunyai kerja tuberkulostatik yang lebih

tinggi daripada asam p-aminosalisilat, bahkan kadang-kadang bekerja bakterisid.

Modifikasi asam p-aminosalisilat menjadi benzamidosalisilat dilakukan dengan cara

menambahkan gugus asil pada atom nitrogen di ujung pada struktur asam p-

aminosalisilat sehingga dapat meningkatkan aktivitas antibakterinya.

Gambar 1. Struktur senyawa asam P-aminosalisilat dan Benzamidosalisilat

COOR

OH

NH2

COOH

OH

HN

OASAM P-AMINOSALISILAT BENZAM IDOSALISILAT


3

Berdasarkan nilai C logP-nya, nitrofurazon memiliki C logP sebesar 0,204

sedangkan nilai C logP dari nitrodavinil sebesar 0,728, sehingga aktivitas antibakteri

nitrodavinil pun akan lebih baik dari nitrofurazon. Hal ini disebabkan lipofilisitas

dari nitrodavinil lebih besar dibandingkan nitrofurazon. Mester, Hikichi, Hansz, dan

Blumenfeld, (1990) menyatakan bahwa aktivitas obat turunan 5-nitrofuran

meningkat seiring dengan peningkatan lipofilisitasnya. Lipofilisitas ini berkaitan

dengan interaksi hidrofobik yang lebih baik terhadap reseptor enzim.

Sintesis senyawa nitrodavinil ini memiliki tantangan sendiri oleh karena

senyawa nitrodavinil merupakan senyawa baru yang proses sintesisnya belum pernah

dilakukan.

1. Permasalahan

Dari latar belakang di atas, masalah yang muncul dapat dirumuskan sebagai

berikut :

Apakah senyawa nitrodavinil dapat disintesis dari starting material

nitrofurazon dan anhidrida asam asetat?

2. Keaslian Penelitian

Sejauh pengamatan peneliti, penelitian tentang sintesis nitrodavinil belum

pernah dilakukan.


4

3. Manfaat Penelitian

Penelitian ini dapat bermanfaat sebagai berikut:

a. Manfaat metodologis. Penelitian ini diharapkan dapat menjadi salah satu metode

alternatif untuk menghasilkan senyawa nitrodavinil.

b. Manfaat praktis. Penelitian ini diharapkan dapat memberikan data ilmiah tentang

modifikasi struktur nitrofurazon sebagai senyawa antibakteri sehingga didapatkan

senyawa nitrodavinil.

B. Tujuan Penelitian

Penelitian ini bertujuan untuk membuktikan nitrodavinil dapat disintesis

dari nitrofurazon dan anhidrida asam asetat dalam larutan natrium hidroksida 5%.


5

BAB II

PENELAAHAN PUSTAKA

A. Metode Schotten-Baumann

Metode Schotten-Baumann merupakan metode sederhana dari asilasi amina

menjadi amida secara kuantitatif. Pada cara ini, campuran dari amina, larutan basa

(NaOH atau Na2CO3), dan asil halida berlebihan diaduk atau dikocok bersama-sama.

Reaksinya sebagai berikut:

RNH2 + CH3COCl + NaOH RNHCOCH3 + NaCl + H2O

Pasangan elektron menyendiri pada atom nitrogen merupakan kunci dalam

pembentukan amida melalui asilasi amina. Reaksi ini berlangsung melalui serangan

nukleofilik dari amina primer atau sekunder pada gugus karbonil dari asil klorida,

yang selanjutnya diikuti oleh pelepasan dan proton.

Mekanisme reaksinya seperti terlihat pada persamaan reaksi dibawah ini:

Gambar 2. Mekanisme reaksi substitusi nukleofilik asil antara amina primer dengan asetil klorida

(Carey cit. Pangesti, 2002)

N

H

R

H

C

C H 3

O

C l

N

H

R

H

C

C H 3

C l

O-C l

N

H

R

H

C

C H 3

O

- H

HNR C

O

C H 3

N -a lk ila se ta m id a


6

B. Substitusi Nukleofilik Asil

Asam karboksilat dan turunannya memiliki gugus karbonil. Gugus inilah

yang berperan dalam kebanyakan reaksi dari senyawa-senyawa tersebut. Dengan

adanya gugus ini di dalam suatu molekul dapat menentukan sifat reaktifitas yang

khas dari senyawa tersebut. Dalam hal ini ada 2 fungsi gugus karbonil, yaitu:

memberikan sisi terhadap penyerangan nukleofil dan menaikkan keasaman atom

hidrogen pada atom karbon alpha (Finar cit. Jung, 1973).

Elektronegatifan yang lebih besar dari oksigen karbonil dibandingkan

karbon karbonil menyebabkan gugus karbonil menjadi polar. Hal ini menyebabkan

karbon karbonil mengemban positif parsial dan memudahkannya untuk diserang oleh

nukleofil. Bila suatu nukleofil menyerang gugus karbonil dari turunan asam

karboksilat, ikatan π karbon-oksigen pecah. Hasil pemecahan ini menghasilkan

intermediate tetrahedral. Tetrahedral berasal dari suatu kenyataan bahwa karbon

trigonal (sp2) dalam reaktan telah berubah menjadi karbon tetrahedral (sp3) pada

keadaan intermediate.

Intermediate tetrahendral dibentuk bila suatu nukleofil menyerang karbon

karbonil dari suatu turunan asam karboksilat. Basa lemah akan lebih mudah untuk

dieliminasi karena merupakan gugus pergi yang lebih baik. Ini disebabkan basa

lemah tidak memberikan elektronnya sebaik yang dilakukan oleh basa kuat, dengan

demikian ikatan yang dibentuk dengan karbon karbonil akan lebih lemah sehingga

mudah dipecahkan.

Yang dinamakan reaksi substitusi nukleofil asil karena substituen (gugus

pergi) yang terikat pada gugus asil dalam reaktan telah digantikan oleh suatu


7

nukleofil. Dapat dibuat pernyataan sebagai berikut: bahwa suatu turunan asam

karboksilat akan menjalani reaksi substitusi nukleofil asil asalkan nukleofil yang

menyerang merupakan basa yang lebih kuat dibandingkan substituent yang terikat

pada gugus asil dalam reaktan (Bruice, 1998).

Asam karboksilat dan turunannya akan bereaksi melalui mekanisme

substitusi nukleofilik asil, yaitu substitusi suatu nukleofilik pada gugus karbon asil,

yaitu RCO-. Dalam hal ini, gugus –OH, -Cl, -OOCR, -NH2, dan -OR dari asam

karboksilat dan turunan asam karboksilat akan disubstitusikan oleh suatu nukleofil.

Faktor sterik dan elektrik menyebabkan karbon karbonil (gugus karbonil)

lebih mudah diserang nukleofil, selain itu juga ada faktor yang menyebabkan

senyawa asil lebih mudah diserang oleh nukleofil karena kemampuan atom oksigen

untuk membawa elektron bahkan mengembangkan muatan negatif yang diterima dan

keadaan transisi yang relatif tidak terpengaruh perubahannya dari bentuk trigonal

(reaktan) ke bentuk intermediate tetrahedral.

Substitusi nukleofilik asil berlangsung melalui dua tahap, yaitu dengan

pembentukan intermediate tetrahedral dan tergantung kebasaan gugus pergi, tetapi

tahap pertama yang lebih penting. Pembentukan intermediate dipengaruhi oleh

faktor-faktor seperti adanya gugus penarik elektron, stabilitas muatan negatif yang

terjadi, dan terhalanginya oleh kehadiran gugus-gugus besar.

Adanya kehadiran asam (H+) akan memprotonasi oksigen karbonil.

Protonasi ini akan meningkatkan sifat positif atom karbon karbonil sehingga

mempermudah serangan nukleofil terhadapnya (Morisson dan Boyd cit. Jung, 1976).


8

Substitusi nukleofilik asil dapat berlangsung melalui katalis basa. Basanya

akan mengubah nukleofil lemah HY menjadi Y- yang lebih kuat, misalnya HCN +

basa -CN, atau basanya sendiri (OH-) dapat bertindak sebagai reagen nukleofilik

kuat. Di samping itu, asam sanggup mengaktifkan atom karbon karbonil terhadap

serangan nukleofil, secara serentak dapat pula mengurangi konsentrasi nukleofil

yang berhasil guna, misalnya –CN + HA HCN + A-, RNH2 + HA RNH3+ + A-

(Sykes, 1986).

Maka dapat dimengerti bahwa turunan asam karbosilat akan dihidrolisis

lebih cepat dalam suasana alkalis atau asam daripada dalam suasana netral. Pada

suasana alkalis terdapat ion hidroksida yang akan bertindak sebagai suatu nukleofil

kuat sedangkan dalam suasana asam terdapat ion hidrogen/proton yang akan

menyerang oksigen karbonil sehingga membuat molekul tersebut lebih mudah

diserang oleh suatu nukleofil yang lemah sekalipun seperti air.

Reaksi hidrolisis turunan asam karboksilat dalam suasana alkalis:

Gambar 3. Mekanisme reaksi hidrolisis turunan asam karboksilat dalam suasana basa

Reaksi hidrolisis turunan asam karboksilat dalam suasana asam:

Gambar 4. Mekanisme reaksi hidrolisis turunan asam karboksilat dalam suasana asam

(Morisson dan Boyd cit. Jung, 1976)

R C

O

W

O H

R C

O

O H

W

R C

O

O H

+ W

- O H

R C O O + H 2 O

R C

O

W

R C

OH

W

R C

H20

+ HOH

W

OH2 R C

O

OH

+ HW + H


9

C. Nitrofurazon

Golongan nitrofuran adalah senyawaan nitrofuraldehid sintetik yang bersifat

sangat bakterisidal dalam keadaan in vitro bagi banyak kuman Gram-positif dan

Gram-negatif. Sebagian besar nitrofuran tidak dapat dilarutkan dalam air. Beberapa

senyawaan (misalnya nitrofuraldehid semikarbazon) efektif sebagai obat antikuman

secara lokal dan digunakan dalam pembalutan luka serta hampir tidak mengalami

penyerapan (Jawetz dan Adelberg, 1996).

Nitrofurazon sangat sulit larut dalam air (1 : 4200), sulit larut dalam alkohol

(1: 590), propilen glikol (1 : 350). Larut dalam larutan basa dengan warna oranye tua

(anonim, 1989).

D. Kereaktifan Turunan Asam Karboksilat

Kereaktifan turunan asam karboksilat tergantung atas kebasaan relatif gugus

pergi yang terikat pada gugus asil. Gugus pergi yang merupakan basa lemah adalah

turunan asam karboksilat yang lebih reaktif. Kebasaan relatif dari gugus pergi dapat

dituliskan sebagai berikut:

Cl- < -OOCR < -OR < -OH < -NH2

Dengan mengetahui kebasaan relatif dari gugus perginya, maka dapat

diurutkan kereaktifan relatif dari turunan asam karboksilat, yaitu:

Gambar 5. Urutan kereaktifan turunan asam karboksilat

R C

O

Cl > R C

O

O C

O

R > R C

O

OR' > R C

O

OH > R C

O

NH2asil klorida anhidrida ester asam karboksilat amida

kereaktifan meningkat


10

Suatu basa lemah membuat senyawa karbonil kurang stabil sehingga lebih

reaktif. Ini disebabkan basa lemah tidak dapat memberikan elektronnya sebaik yang

dilakukan oleh basa kuat. Ini dapat dijelaskan dengan melihat struktur resonansi di

bawah ini:

Suatu turunan asam karboksilat dapat diubah menjadi turunan asam

karbokasilat lain yang kurang reaktif. Ini dapat terjadi apabila nukleofil yang akan

menyerang karbon karbonil dari turunan asam karboksilat merupakan basa yang

lebih kuat dibandingkan gugus pergi yang terikat pada gugus asil dari turunan asam

karbokasilat tersebut (Bruice, 1998).

Turunan asam karboksilat yang lebih reaktif akan lebih mudah menjalani

substitusi nukleofilik asil. Hal ini disebabkan gugus perginya merupakan basa yang

lebih lemah dibandingkan turunan asam karboksilat yang kurang reaktif. Dari hasil

percobaan diperoleh bahwa asil klorida dan anhidrida karboksilat adalah sangat

reaktif terhadap air, ester kurang reaktif, dan amida sangat tidak reaktif. Perbedaan

kereaktifan ini sangat besar, sebagai contoh, asetil klorida bereaksi cepat dengan air

dan membebaskan banyak panas. Asetat anhidrida bereaksi lambat dengan air pada

temperatur kamar (Mudarewan cit. Jung, 2001).

C

R Y

O

C

R Y

O


11

E. Anhidrida Asam Karboksilat

Seperti halida asam, anhidrida asam lebih reaktif daripada asam karboksilat

dan dapat digunakan untuk mensintesis keton, ester atau amida. Anhidrida asam

bereaksi dengan nukleofil yang sama seperti yang bereaksi dengan klorida asam;

namun laju reaksinya lebih rendah. (sebagai gugus pergi suatu ion karboksilat

tidaklah sebagus ion halida).

Gambar 6. Reaksi anhidrida asam

Anhidrida bereaksi dengan air untuk menghasilkan asam karboksilat. Laju

reaksi, seperti laju hidrolisis klorida asam, tergantung pada kelarutan anhidrida

dalam air.

Gambar 7. Reaksi hidrolisis anhidrida asam

(Fessenden dan Fessenden, 1986b)

F. Elusidasi Struktur

Elusidasi struktur suatu molekul organik dapat menggunakan spektroskopi.

Dalam hal ini dapat digunakan spektroskopi ultra violet (UV), spektroskopi infra

R C

O

O C R

O

+ H 2O R C O 2 H + R 1 C O 2 Hsu a tu a n h id rid a asa m -asa m k a rb o k s ila t

C H 3C

O

O C C H 3

O

+ H 2 O C H 3 C O H2

O

CR

O

O+ Nu adisiRC

O

O

Nu

eliminasiRC

O

O

Nu

+

zat antara

CR

O

CR

O

RC

R


12

merah (IR), spektroskopi resonansi magnet inti (RMI proton dan karbon), dan

spektroskopi massa. Dalam hal ini, spektrum UV menguji susunan sistem kromofor

dari suatu zat. Spektrum IR dapat memberikan informasi tentang gugus-gugus

fungsional yang penting. Berdasarkan spektrum RMI, dapat diketahui penyusunan

atom-atom hidrogen dan akhirnya spektrum massa tidak hanya membantu

menentukan berat molekul di samping perhitungan rumus molekul saja, tetapi juga

petunjuk bagi gugus-gugus fungsional dan penyelidikan kerangka molekul. Dengan

demikian penggunaan keempat metode spektroskopi dengan referensi

menyempurnakan pemantapan struktur molekul (Samhoedi cit. Jung, 2001).

Inframerah (IR)

Inti-inti atom yang terikat oleh ikatan kovalen mengalami getaran (vibrasi)

atau osilasi (oscillation), dengan cara serupa seperti dua bola yang terikat oleh suatu

pegas. Bila molekul menyerap radiasi inframerah, energi yang diserap akan

menaikan amplitude getaran atom atom yang terikat itu. Jadi molekul ini berada

dalam keadaan vibrasi tereksitasi (excited vibration state; energi yang diserap ini

akan dibuang dalam bentuk panas bila molekul itu kembali ke keadaan dasar)

(Fessenden dan Fessenden, 1986a).

Keadaan vibrasi dari ikatan terjadi pada keadaan tetap, atau terkuantitas,

tingkat-tingkat energi. Panjang gelombang absorbsi oleh suatu tipe ikatan bergantung

pada macam getaran dari ikatan tersebut (Fessenden dan Fessenden, 1986a). Setiap

jenis ikatan kimia mempunyai frekuensi vibrasi yang berbeda. Jenis ikatan yang

sama juga mempunyai frekuensi yang berbeda bila diikat oleh senyawa yang


13

berlainan. Dengan demikian tidak ada molekul yang berbeda strukturnya yang

mempunyai pola serapan inframerah yang sama (Fatah, 1998).

Energi dari kebanyakan vibrasi molekuler akan mengacu pada daerah

inframerah pada spektrum elektromagnetik. Vibrasi molekuler bisa dideteksi dan

diukur pada spektrum inframerah. Posisi dari suatu gelombang serapan pada

spektrum dapat diekspresikan dalam mikron (μm) atau yang lebih sering dijumpai

dalam bentuk resiprokal dari panjang gelombang (cm-1). Daerah spektrum

inframerah berada pada 4000 cm-1 pada akhir frekuensi tinggi dan 625 cm-1 pada

akhir frekuensi rendah (Williams dan Fleming cit. Baswara, 2008)

Daerah antara 1400-4000 cm-1, bagian kiri spektrum inframerah, merupakan

daerah yang khusus berguna untuk identifikasi gugus-gugus fungsional. Daerah ini

menunjukkan absorbsi yang disebabkan oleh modus uluran atau rentangan. Daerah di

kanan 1400 cm-1 seringkali sangat rumit karena bank modus rentangan maupun

modus tekukan mengabsorbsi di situ. Dalam daerah ini biasanya korelasi antara pita

dan suatu gugus fungsional spesifik tak dapat ditarik dengan cermat, namun tiap

senyawa organik mempunyai serapan yang unik di sini. Oleh karena itu, bagian

spektrum ini disebut daerah sidik jari (fingerprint region). Meskipun bagian kiri

spektrum nampaknya sama untuk senyawa-senyawa yang mirip, daerah sidikan

haruslah pula cocok antara dua spektrum, agar dapat disimpulkan bahwa kedua

senyawa itu sama (Fessenden dan Fessenden, 1986).

Suatu ikatan dalam sebuah molekul dapat mengalami berbagai macam

osilasi; oleh karena itu suatu ikatan tertentu dapat menyerap energi pada lebih dari

satu panjang gelombang. Misalnya,suatu ikatan O-H menyerap energi pada kira-kira


14

3330cm-1 (3,0 μm); energi pada panjang gelombang ini dapat menyebabkan kenaikan

vibrasi ulur (stretching vibration) ikatan O-H itu. Suatu ikatan O-H itu juga

menyerap energi pada kira-kira 1250cm-1 (8,0 μm); energi pada panjang gelombang

ini menyebabkan kenaikan vibrasi tekuk (bending vibration) (Fessenden dan

Fessenden, 1986a).

Disamping vibrasi pokok , frekuensi lain dapat dihasilkan oleh modulasi

dari vibrasi pokok. Pita-pita overtone (harmoni) muncul pada kelipatan setengah dari

vibrasi pokok, sehingga serapan-serapan kuat masing-masing pada 800cm-1 dan 1750

cm-1 juga akan menimbulakan serapan-serapan lemah masing masing pada 1600 cm-1

dan 3500 cm-1 (Sastrohamidjojo, 1991).

Serapan-serapan pada spektra IR dapat memberikan informasi mengenai

gugus-gugus suatu senyawa. Gugus ester ( R C

O

OR') dapat memberikan serapan

pada gugus C=O pada 1735 cm-1 dimana gugus yang terkonjugasi dengan atom O

dan R’ akan memberikan pergeseran serapan ke arah kiri sedangkan gugus C-O akan

memberikan 2 serapan atau lebih, satu lebih kuat dari pada yang lainnya, pada

rentang 1300-1000 cm-1. Regangan C-H memberikan serapan sekitar 3000 cm-1. Jika

gugus tersebut mempunyai sifat aromatik maka absorpsi CH berada di sebelah kiri

3000 cm-1). Gugus nitro biasanya memberikan serapan yang kuat pada 1600-1500

cm-1 dan 1390-1300 cm-1. Gugus furan yang tersubstitusi pada posisi 2 memberikan

serapan 100-1072 yang kurang kuat (middle weak) (Pavia,1995).

Molekul yang tersusun dari banyak atom mempunyai sangat banyak

frekuensi vibrasi. Setiap ragam vibrasi yang berbeda mungkin dapat memberikan


15

pita serapan yang berbeda. Sejumlah vibrasi yang mempunyai frekuensi sama maka

pita-pita serapannya akan saling tumpang tindih (Sastrohamidjojo, 2007). Korelasi

antara vibrasi beberapa gugus fungsi dan frekuensi (bilangan gelombang)

ditunjukkan pada tabel I.


16

Tabel I. Korelasi antara gugus fungsi dengan frekuensi

Jenis vibrasi Frekuensi (cm-1) Intensitas C-H ulur (stretch) 3000 – 2850 tajam -CH3 (bending) 1450 – 1375 sedang -CH2 (bending) 1465 sedang Alkena (stretch) 3100 – 3000 sedang (keluar bidang) 1000 – 650 tajam Aromatik (stretch) 3150 – 3050 tajam (keluar bidang) 900 – 690 tajam Alkuna (stretch) ± 3300 tajam Aldehid 2900 – 2800 lemah 2800 – 2700 lemah C=C Alkena 1680 – 1600 sedang-lemah Aromatik 1600 – 1475 sedang-lemah C≡C Alkuna 2250 – 2100 tajam C=O Aldehid 1740 – 1720 tajam Keton 1725 – 1705 tajam Asam karboksilat 1725 – 1700 tajam Ester 1750 – 1730 tajam Amida 1670 – 1640 tajam Anhidrida 1810 – 1760 tajam Klorida asam 1800 tajam C-O Alkohol, eter, ester asam 1300 – 1000 tajam Karboksilat, anhidrida O-H Alkohol, fenol Bebas 3650 – 3600 sedang Ikatan –H 3500 – 3200 sedang Asam karboksilat 3400 – 2400 sedang N-H Amida primer & sekunder dan amina (stretch) 3500 – 3100 sedang (bending) 1640 – 1550 sedang-tajam C-H Amina 1350 – 1000 sedang-tajam C=N Imina dan oksim 1690 – 1640 lemah-tajam C≡N Nitril 2260 – 2240 sedang X=C=Y Allena, keten, isosianat, 2270 – 1450 lemah-tajam Isotiosianat NO2 Nitro 1550 & 1350 tajam S=O Sulfon, sulfonilklorida 1375 – 1300 tajam Sulfat, sulfonamida 1200 – 1140 tajam C-X Florida 1400 – 1000 tajam Klorida 800 – 600 tajam Bromida, iodida 667


17

G. Landasan Teori

Sintesis nitrodavinil berdasarkan reaksi substitusi nukleofilik asil (SNA).

Dalam hal ini, yang bertindak sebagai nukleofil adalah nitrofurazon. Kemampuan

sebagai nukleofil disebabkan karena nitrofurazon memiliki lone pair electrons pada

atom nitrogennya. Lone pair electrons ini dapat menyerang atom karbon karbonil

yang bermuatan positif dari gugus asil untuk membentuk ikatan sigma baru.

Gugus asil yang digunakan berasal dari anhidrida asam asetat. Anhidrida

asam asetat lebih dipilih daripada asetil klorida karena asetil klorida sangat reaktif

dibandingkan dengan anhidrida asam asetat selain itu asetil klorida cepat bereaksi

dan membebaskan banyak panas sehingga dalam penanganan reaksinya akan lebih

sulit.

Dalam reaksi sintesis nitrodavinil, yang bertindak sebagai nukleofil adalah

atom nitrogen no. 3, dan bukan atom nitrogen no. 2. Hal ini disebabkan karena atom

nitrogen no. 3 pada struktur nitrofurazon kurang tersubstitusi dibandingkan dengan

atom nitrogen no. 2 sehingga tidak mengalami resonansi. Substitusi pada atom

nitrogen no. 2 menyebabkan elektron pada atom nitrogen no. 2 lebih mudah

digunakan untuk beresonansi dengan gugus karbonilnya.

Gambar 8. Penomoran atom nitrogen pada nitrofurazon

O HCO2N N

HN

CNH2

O

Nitofurazon

21 3


18

Dari struktur nitrofurazon yang mempunyai pasangan elektron bebas pada

atom nitrogen no. 3 maka dapat disintesis suatu senyawa baru yaitu nitrodavinil

dengan cara mereaksikan nitrofurazon dengan anhidrida asam asetat dalam pelarut

natrium hidroksida 5%. Mekanisme reaksi pembentukan nitrodavinil adalah sebagai

berikut:

Gambar 9. Mekanisme reaksi substitusi nukleofilik asil antara nitrofurazon dengan anhidrida asam asetat dalam larutan natrium hidroksida 5%

H. Hipotesis

Nitrodavinil ((E)-4-asetil-1-((5-nitrofuran-2-il)metilen)semikarbazida dapat

disintesis dari nitrofurazon dan anhidrida asam asetat dalam suasana basa yaitu

dalam larutan NaOH 5%.

CH

N

NH

C

NH2

O

+O

O O

CH

N

NH

C

NH

O

O

O

O

H

CH

N

NH

C

NH

O

O

O

H

+

O

- H CH

N

NH

C

NH

O O

CH3COO + Na CH3COONa

OO2N OO2N

OO2N

OO2N

nitrofurazon anhidrida asam asetat

nitrodavinil


19

BAB III

METODE PENELITIAN

A. Jenis dan Rancangan Penelitian

Penelitian ini termasuk jenis penelitian non eksperimental dengan rancangan

deskriptif. Jenis penelitian non eksperimental karena tidak dilakukan perlakuan

terhadap subyek uji. Rancangan penelitian deskriptif karena hanya memaparkan

fenomena yang terjadi.

B. Definisi Operasional

1. Starting material: merupakan senyawa yang digunakan dalam sintesis yang

merupakan senyawa awal, dalam hal penelitian ini adalah nitrofurazon dan

anhidrida asam asetat.

2. Molekul target: merupakan senyawa yang diharapkan terbentuk pada penelitian

yaitu nitrodavinil.

C. Alat Dan Bahan Penelitian

1. Alat penelitian

Seperangkat alat gelas yang lazim untuk kegiatan sintesis, penangas es,

penangas mantel, dropple plate, pompa vakum, corong Buchner, labu hisap,

pengaduk magnetik, waterbath, pendingin Alihn, neraca analitik, seperangkat alat

untuk sistem KLT, seperangkat instrumen untuk analisis dan identifikasi yaitu:


20

seperangkat instrument untuk elusidasi yaitu: IR (Prestige-21 Shimadzu), dan pH

meter/indikator pH universal (Merck®).

2. Bahan penelitian

Bahan yang digunakan dalam penelitian ini adalah furfural (Merck, GR for

synthesis), asam nitrat (Simac, extra pure), asam sulfat (Merck, p.a.), asam asetat

anhidrida (AnalaR, analytical grade), asam p-Toluensulfonat (Merck, for synthesis),

semikarbazida HCl (Merck, for synthesis), etanol (Brataco, teknis), natrium

hidroksida (Brataco, teknis), kloroform (Brataco, teknis), metanol (Brataco, teknis),

eter (Brataco, teknis), dimetil formamida (Merck, p.a.), aseton (Brataco, teknis),

kloroform (Merck, p.a.), metanol (Merck, p.a.), aquades (laboratorium Kimia

Organik USD, teknis), silika gel G (Merck), dan kertas saring (laboratorium Kimia

Organik USD).

D. Tatacara Penelitian

1. Sintesis 5-nitro-2-furfural diasetat

Campuran asam nitrat pekat (4,3 ml) dan asam sulfat pekat (0,3 ml)

ditambahkan bertetes-tetes pada 45 ml asam asetat anhidrida pada suhu -5oC sampai

5oC. Ke dalam larutan ini ditambahkan furfural sebanyak 5,2 ml, dalam kondisi yang

sama. Campuran diaduk dalam pendingin es selama 1 jam. Kemudian ditambahkan

40 ml air pada suhu 10o-15oC. Selanjutnya ditambahkan larutan NaOH 25% hingga

pH mencapai 3,5-4,5 pada suhu 15°-25°C. Campuran kemudian dipanaskan pada

suhu 50°-55°C selama 1 jam. Untuk isolasi produk, campuran didinginkan pada suhu


21

10°-15°C sambil dilakukan pengadukan konstan. Endapan yang terbentuk dicuci

dengan air dingin dan direkristalisasi dengan etanol.

2. Sintesis nitrofurazon

Sebanyak 3,91 mmol (0,95 g) 5-nitro-2-furfural diasetat dicampur dengan

etanol-air (7:9) ditambahkan asam p-toluensulfonat 25% sebanyak 2 tetes hingga pH

3-4 kemudian dipanaskan pada 70°C selama 20 menit. Semikarbazida HCl 8,52

mmol (0,62 g) dilarutkan dalam 3 ml aquades, kemudian ditambahkan dan reaksi

dilanjutkan selama 40 menit. Endapan hasil sintesis dicuci dengan aquades,

kemudian dicuci dengan alkohol panas. Suspensi disaring dengan corong Buchner

panas, kemudian endapan yang tersaring dikeringkan. Endapan tersebut dicuci

dengan eter hingga eter hasil cuciannya berwarna jernih dan selanjutnya dikeringkan

serta ditimbang.

3. Sintesis Nitrodavinil

Sebanyak 0,594 gram (3 mmol) nitrofurazon dimasukkan ke dalam labu alas

bulat, kemudian ditambahkan NaOH 5% hingga tepat larut. Campuran larutan

kemudian ditambahkan asetat anhidrida secara berlebih sebanyak 2ml. Setelah itu

aduk kuat sampai terbentuk kristal selama 1,5 jam. Dibiarkan sampai reaksi

sempurna.

Kristal hasil sintesis dalam labu alas bulat disaring dengan corong Buchner.

Kristal dicuci dengan aquades hingga netral. Lalu dielusidasi dengan menggunakan

spektroskopi IR.


22

4. Uji pendahuluan

a. Uji organoleptis. Senyawa hasil sintesis diamati bentuk, warna, bau dan rasa.

b. Uji Titik Lebur. Sedikit serbuk hasil sintesis diisikan kedalam tabung kapiler

kemudian dimasukan pada thermophan. Kristal diamati dan dicatat suhu pada

saat pertama hingga semua kristal melebur dengan kenaikan suhu 0,50C tiap

menit.

c. Uji Kromatografi Lapis Tipis. Uji kromatografi lapis tipis dilakukan dengan

sistem fase diam silika gel G dan dengan fase gerak kloroform, metanol,

ammonia (60:26:4). Senyawa hasil sintesis dan salah satu starting material

(nitrofurazon) sebagai pembanding dilarutkan dengan pelarut

dimetilformamida kemudian ditotolkan ± 10 μl. Plate silika dielusi dalam

chamber hingga 10 cm dari titik penotolan.

5. Elusidasi struktur.

Spektroskopi inframerah

Sampel sebanyak kurang lebih 0,5-1,0 mg dicampur homogen dengan

kurang lebih 100 mg KBr, lalu dikempa dan dibuat tablet kemudian diukur dengan

spektrometer inframerah.

E. Analisis hasil

1. Pemeriksaan kemurnian senyawa hasil sintesis berdasarkan

a. Data organoleptis


23

b. Data uji titik lebur

c. Data uji KLT

2. Identifikasi struktur senyawa hasil sintesis berdasarkan data spektrum

inframerah

3. Perhitungan rendemen.

Senyawa hasil reaksi yang sudah murni dihitung dengan persamaan:

Rendemen =

100%


24

BAB IV

HASIL DAN PEMBAHASAN

A. Sintesis Nitrodavinil

Sintesis nitrodavinil ini dilakukan dengan mereaksikan nitrofurazon sebagai

starting material dan anhidrida asam asetat dengan cara asetilasi dalam pelarut

natrium hidroksida encer. Reaksi yang terjadi dalam sintesis ini adalah reaksi

substitusi nukleofilik asil (SNA). Dalam hal ini, yang bertindak sebagai nukleofil

adalah nitrofurazon sedangkan anhidrida asam asetat akan menyumbangkan gugus

asilnya.

Nitrofurazon dalam reaksi ini berperan sebagai suatu nukleofil disebabkan

nitrofurazon mempunyai pasangan elektron bebas pada atom nitrogen ujung yang

terikat pada rantai metilen hidrazin karboksamida yang dapat membentuk suatu

ikatan sigma baru dengan cara menyumbangkan pasangan elektron bebasnya ke

gugus asetil pada struktur anhidrida asam asetat. Anhidrida asam asetat merupakan

turunan asam karboksilat golongan halida asam. Ion karboksilat yang terikat pada

gugus asetil ini merupakan basa lemah sehingga merupakan leaving group yang baik.

Hal ini disebabkan ion karboksilat merupakan molekul yang memiliki

keelektronegatifan yang cukup besar sehingga sulit memberikan elektronnya untuk

berikatan dengan atom lain (cenderung menarik elektron valensinya), akibatnya

ikatan yang dibentuknya lemah sehingga mudah dipecah. Dengan adanya gugus-

gugus yang reaktif tersebut dapat menyebabkan reaksi substitusi nukleofilik asil

antara nitrofurazon dan anhidrida asam asetat berlangsung dengan cepat dan mudah.


25

Pada percobaan ini anhidrida asam asetat ditambahkan secara berlebih agar semua

nitrofurazon habis bereaksi. Reaksi pembentukan nitrodavinil dapat dituliskan

sebagai berikut:

Gambar 10. Reaksi sintesis nitrodavinil dari nitrofurazon dan anhidrida asam asetat dalam suasana basa NaOH

Natrium hidroksida yang ditambahkan pada percobaan ini memiliki fungsi

untuk melarutkan nitrofurazon. Natrium hidroksida dalam percobaan ini

ditambahkan sedikit demi sedikit sampai nitrofurazon tepat larut. Hal ini dilakukan

untuk mencegah reaksi antara kelebihan natrium hidroksida dengan anhidrida asam

asetat yang akan menghasilkan natrium asetat dan asam asetat yang tidak reaktif lagi

sehingga rendemen nitrodavinil akan berkurang.

B. Uji Pendahuluan

1. Organoleptis

Uji organoleptis dilakukan untuk mengetahui bentuk, warna, dan bau dari

senyawa hasil sintesis. Perbandingan organoleptis senyawa hasil sintesis dengan

organoleptis nitrofurazon dipaparkan pada tabel II.

O HCO2N N

nitrofurazon

+H3C O CH3

O O

O HCO2N N

NH

CNH

CCH3

O O

nitrodavinil

anhidrida asam asetat

HN

CNH2

O

NaOH


26

Gambar 11. Kristal senyawa hasil sintesis

Tabel II. Perbandingan organoleptis senyawa hasil sintesis dengan nitrofurazon

Berdasarkan hasil pemeriksaan organoleptis di atas, maka dapat

disimpulkan bahwa senyawa hasil sintesis sudah berbeda dengan nitrofurazon karena

bentuk dan warna senyawa hasil sintesis berbeda dengan nitrofurazon. Dengan

demikian, dapat diperkirakan bahwa nitrofurazon telah berubah menjadi nitrodavinil.

2. Uji Titik Lebur

Pemeriksaan titik lebur senyawa hasil sintesis bertujuan untuk mengetahui

kemurniannya. Jarak lebur senyawa hasil sintesis dan nitrofurazon dipaparkan pada

tabel III.

Organoleptis Senyawa hasil sintesis Nitrofurazon

Bentuk serbuk halus kristal Warna Coklat tua kuning terang

Bau tidak berbau tidak berbau


27

Tabel III. Perbandingan titik lebur senyawa hasil sintesis dengan nitrofurazon

Dengan melihat jarak titik lebur senyawa hasil sintesis tersebut, maka dapat

dikatakan senyawa ini telah murni karena memiliki jarak titik lebur yang pendek.

Selain itu, juga dapat diperkirakan bahwa senyawa hasil sintesis ini sudah berbeda

dengan nitrofurazon.

3. Uji Kromatografi Lapis Tipis

Uji kromatografi lapis tipis (KLT) dilakukan untuk mengetahui kemurnian

dari senyawa hasil sintesis dan dibandingkan dengan nitrofurazon. Uji KLT

menggunakan fase diam silika gel G dan fase gerak kloroform, metanol, dan

ammonia (60:26:4) dengan jarak rambat 10 cm dari penotolan. Silika gel G dipilih

sebagai fase diam karena nitrodavinil sudah merupakan senyawa yang berwarna,

sehingga tanpa visualisasi dengan UV 254 dan 365 nm pun sudah dapat terlihat.

Silika gel G merupakan senyawa yang polar karena mengandung atom

oksigen yang polar. Interaksi silika sebagai fase diam dengan nitrofurazon dan

senyawa hasil sintesis adalah ikatan hidrogen. Ikatan hidrogen terbentuk karena pada

silika terdapat gugus hidroksi dimana atom hidrogen sangat mudah untuk

berinteraksi terhadap atom oksigen, atau nitrogen yang mempunyai pasangan

elektron bebas. Atom hidrogen ini berinteraksi pada atom oksigen pada nitrofurazon

dan senyawa hasil sintesis. Ikatan hidrogen antara silika dengan senyawa hasil

sintesis dan furfural ditunjukkan pada gambar 12.

Senyawa Titik lebur (oC) Nitrofurazon 235-240 Hasil sintesis 230-233


28

Gambar 12. Ikatan hidrogen silika dengan nitrofurazon (a) dan silika dengan senyawa hasil sintesis (b)

Afinitas antara fase diam (silika gel G) pada senyawa hasil reaksi lebih

besar daripada afinitas fase diam dengan nitrofurazon. Afinitas ini dipengaruhi oleh

intensitas ikatan hidrogen senyawa hasil reaksi dengan silika lebih besar

dibandingkan dengan ikatan hidrogen antara nitrofurazon dengan silika.

Afinitas ini mengakibatkan senyawa hasil reaksi terelusi lebih lambat

daripada nitrofurazon. Perbedaan kecepatan terelusi senyawa hasil sintesis dengan

nitrofurazon membuat nilai faktor retensi senyawa hasil reaksi lebih kecil daripada

nitrofurazon.

O HCN N O H

CN NNH

CNH

CCH3

O OHN

CNH2

O

OSiOSi

O

OOOSi

O

OOSi

O

O

HHHH

OSiOSi

O

OOOSi

O

OOSi

O

O

HHHH

OSiOSi

O

OOOSi

O

OOSi

O

O

HHHH

OSiOSi

O

OOOSi

O

OOSi

O

O

HHHH

O

O

O

O

(a) (b)


29

Gambar 13. Hasil pemeriksaan dengan KLT

Keterangan: A = senyawa hasil sintesis B = nitrofurazon (pembanding) Fase diam = silika gel G Merck® Fase gerak = kloroform : metanol : ammonia = 60 : 26: 4

Tabel IV. Data faktor retensi dan warna hasil pemisahan dengan KLT

Kode Bercak Rf Warna A B

0,14 0,55

Coklat Kuning

Dari hasil kromatogram didapatkan data bercak tunggal pada elusi senyawa

hasil sintesis serta bercak A dan B mempunyai warna dan nilai Rf (faktor retensi)

yang berbeda. Bercak tunggal merupakan indikasi bahwa senyawa hasil sintesis

sudah merupakan zat tunggal.

Hasil KLT mengarahkan suatu kesimpulan bahwa senyawa hasil sintesis

sudah merupakan senyawa yang berbeda dengan nitrofurazon yang dilihat dari warna

dan nilai Rf (faktor retensi).


30

C. Elusidasi Struktur

Proses elusidasi struktur yang dilakukan meliputi spektroskopi inframerah

(IR). Spektroskopi IR bertujuan mengetahui gugus-gugus fungsional yang terdapat

pada senyawa hasil sintesis, sekaligus membandingkannya dengan gugus-gugus

fungsional pada starting material.

Spektroskopi inframerah (IR)

Gugus-gugus fungsional pada senyawa hasil sintesis dapat dianalisis dengan

spektroskopi inframerah. Gambar 14 dan 16 menunjukkan hasil elusidasi senyawa

hasil sintesis dan senyawa nitrofurazon dengan spektroskopi inframerah. Tabel V

memaparkan perbandingan spektrum senyawa hasil sintesis dan senyawa

nitrofurazon sebagai starting material.

Gambar 14. Spektrum inframerah senyawa nitrofurazon


31

Keterangan : A = pita vibrasi ulur gugus N-H amida primer yang tumpang tindih dengan interaksi hidrogen

gugus O-H sekitar 3502 cm-1 B = pita vibrasi ulur gugus N-H amida sekunder sekitar 3116-2924 cm-1 C = pita vibrasi ulur gugus C=O amida sekitar 1705 cm-1

D = pita vibrasi ulur gugus NO2 sekitar 1566 cm-1 dan 1350 cm-1 E = pita vibrasi ulur gugus C=N sekitar 1419 cm-1

F = pita vibrasi ulur gugus eter siklis sekitar 1195 cm-1 G = pita vibrasi kibasan ke luar bidang gugus N-H sekitar 732 cm-1

Dari data hasil analisis spektrum inframerah senyawa nitrofurazon,

didapatkan 7 profil pita representatif yang menginformasikan gugus-gugus

fungsional pada senyawa hasil sintesis. Pita A (ungu) sekitar 3502 cm-1

membuktikan adanya serapan dari gugus N-H pada amida primer. Pita vibrasi ini

tumpang tindih dengan vibrasi ulur interaksi hidrogen intramolekuler atom O dan H

dari nitrofurazon sehingga pita yang tampak menjadi melebar.

Gambar 15. Interaksi hidrogen intramolekul antara atom O dan H pada nitrofurazon

Adanya pita B (hijau tua) pada 3116-2924 cm-1 membuktikan keberadaan

gugus N-H dari amida, yaitu gugus N-H amida sekunder. Profil pita C (merah) yang

memiliki intensitas tajam pada 1705 cm-1 merupakan vibrasi ulur gugus C=O.

Adanya gugus –NO2 pada senyawa nitrofurazon ditunjukkan dengan serapan pita D

(hijau muda) pada bilangan gelombang 1566 cm-1 (asimetris) dan 1350 cm-1

(simetris). Adanya ikatan imina pada senyawa nitrofurazon ditunjukkan pada pita E

(ungu) yang memberikan serapan dengan intensitas cukup tajam pada 1419 cm-1. Pita

O HC

NN

CNH2

O

O2N

H


32

G (biru tua) menunjukkan vibrasi ulur gugus eter dalam suatu sistem siklik. Hal ini

membuktikan bahwa terdapat cincin furan pada senyawa nitrofurazon.

Gambar 16. Spektrum inframerah senyawa hasil sintesis

Keterangan : A = pita vibrasi ulur gugus N-H amida sekunder yang mengalami interaksi hidrogen dengan

gugus O-H sekitar 3465 cm-1 B = pita vibrasi ulur gugus N-H amida sekunder sekitar 3379-3132 cm-1 C = pita vibrasi ulur gugus CH3 sekitar 2954 cm-1 D = pita vibrasi ulur gugus C=O amida sekitar 1705 cm-1 E = pita vibrasi ulur gugus NO2 sekitar 1566 cm-1 dan 1350 cm-1 F = pita vibrasi tekuk gugus CH3 sekitar 1450 cm-1 G = pita vibrasi ulur gugus C=N sekitar 1419 cm-1 H = pita vibrasi ulur gugus eter siklis sekitar 1165 cm-1

Dari hasil elusidasi struktur hasil sintesis dengan spektroskopi inframerah

didapatkan 8 profil pita representatif yang menginformasikan gugus-gugus

fungsional pada senyawa hasil sintesis. Dari beberapa profil pita tersebut, yaitu pita


33

A, B, D, E, G, dan H menginformasikan gugus fungsional yang terdapat pada

senyawa nitrofurazon.

Adanya pita C (biru muda) pada 2954 cm-1 membuktikan keberadaan gugus

metil (CH3). Adanya gugus metil ini diperkuat dengan adanya vibrasi tekuk CH3

pada profil pita F (oranye) yang memiliki intensitas medium pada 1450 cm-1.

Hasil elusidasi struktur senyawa hasil sintesis dengan spektroskopi

inframerah menunjukkan bahwa gugus-gugus fungsi tertentu yang terdapat pada

senyawa hasil sintesis yaitu metil (CH3) tidak terdapat pada nitrofurazon. Hal ini

mengarahkan kesimpulan bahwa senyawa hasil sintesis adalah nitrodavinil.

Tabel V. Perbandingan interpretasi spektrum senyawa hasil sintesis dan nitrofurazon

Gugus fungsi Senyawa hasil sintesis Nitrofurazon karbonil + +

cincin furan + + nitro + +

amida + + imina + + metil + -

Keterangan: (+) = ada ; (-) = tidak ada

D. Perhitungan Rendemen

Dari prosedur sintesis yang dilakukan didapatkan rendemen sebesar

14,03%. Rendemen yang kecil ini disebabkan oleh adanya reaksi kelebihan NaOH

5% dengan salah satu starting material yaitu anhidrida asam asetat. Reaksi ini terjadi

karena pada proses pelarutan nitrofurazon dengan pelarut natrium hidroksida 5%

hingga tepat larut sulit dilakukan. Hal ini terjadi karena adanya perubahan warna

menjadi merah pekat saat dilakukan penambahan larutan natrium hidroksida 5%.

Warna merah pekat ini menyebabkan titik tepat larutnya sulit diamati secara visual.


34

Adanya kelebihan natrium hidroksida 5% dapat menyebabkan adanya serangan

nukleofilik terhadap anhidrida asam asetat oleh natrium hidroksida dan menghasilkan

senyawa asam asetat dan natrium asetat yang tidak reaktif lagi sehingga dapat

mengurangi rendemen nitrodavinil.

Gambar 17. Pembentukan asam asetat dan natrium asetat

Na OH

O

O

O

OHO-Na

HO

O

Na

anhidrida asam asetat

Asam asetat

O O

O

O

O

O

natrium asetat


35

BAB V

KESIMPULAN DAN SARAN

A. Kesimpulan

Senyawa nitrodavinil ((E)-4-asetil-1-((5-nitrofuran-2-il)metilen)semi-

karbazida dapat disintesis dari nitrofurazon dan anhidrida asam asetat dalam larutan

natrium hidroksida 5%.

B. Saran

Perlu dilakukan penelitian mengenai daya bakteriosida terhadap senyawa

nitrodavinil.


36

DAFTAR PUSTAKA

Anonim, 1989, The Merck Index, 6521, Merck & Co., Inc., Rahwax N., J., USA. Baswara, G.B.R., 2008, Sintesis Nitrofurazon dari Starting Material 5-nitro-2-

furfural diasetat dan Semikarbazida HCl dengan Katalis Asam p-Toluensulfonat, Skripsi, 15, Universitas Sanata Dharma, Yogyakarta.

Bruice, P. Y., 1998, Organic Chemistry, Second Edition, 675-679, Prentice-Hall,

Inc., USA. Ebel, S., 1992, Obat Sintetik, buku ajar & buku pegangan, diterjemahkan oleh

Matilda, 492-493, 516, Penerbit Universitas Gadjah Mada, Yogyakarta. Fatah, A. M., 1998, Elusidasi Struktur Dengan Metode Spektroskopi, 3-97, Penerbit

Universitas Gajah Mada, Yogyakarta. Fessenden, R. J. Fessenden, J. S., 1986a, Kimia Organik, diterjemahkan oleh

Aloysius Handayana Pudjaatmaka, Edisi Ketiga, jilid I, 311-358, Penerbit Airlangga, Jakarta.

Fessenden, R. J. Fessenden, J. S., 1986b, Kimia Organik, diterjemahkan oleh

Aloysius Handayana Pudjaatmaka, Edisi Ketiga, jilid II, 120, 136, 139-140, 454-462, Penerbit Airlangga, Jakarta.

Ismayanti, Y.R., 2008, Konversi Pentosan dalam Tongkol Jagung dengan Teknik

Refluk Sederhana : “Aplikasi Pemisahan dengan Ekstraksi Bertahap “, Skripsi, Universitas Sanata Dharma, Yogyakarta.

Jawetz, E.J.L., dan Adelberg, E.A., 1996, Mikrobiologi untuk Profesi Kesehatan,

Edisi Keenam belas, diterjemahkan oleh Bonang, G., 176-177, Penerbit Buku Kedokteran EGC, Jakarta.

Jung, C., 2001, Sintesis Dibenzoil Resorsinol dari Benzoil Klorida dan Resorsinol

melalui modifikasi metode Schotten Baumann, Skripsi, 6-7, 9-12, 19-20, Universitas Sanata Dharma, Yogyakarta.

Lednicer, D., dan Mitscher, L., 1975, The Organic Chemistry of Drug Synthesis,

volume 1, 228, A Willey-Interscience Publication, New York. Mester, B., Hikichi, N., Hansz, M., Blumenfeld, M. P., 1990, Quantitative Structure

Activity Relationship of 5-Nitrofuran Derivatives, Friedr. Vieweg and Sohn Verlagsgesellschaft mbH, 194, Uruguay


37

Nurcahyani, W., dan Ritmaleni, 2006, Sintesis 4-fenil-3,4-tetrahidro-indeno [2,1]-pirimidin-2-on (LR-1), Majalah Farmasi Indonesia, Vol.XVII, No.3, 149-155, Universitas Gadjah Mada, Yogyakarta.

Pangesti, C. W., 2002, Sintesis N-Metil Benzamida dari Benzoil Klorida dan Metil

Amina dengan Modifikasi Metode Schotten-Baumann, Skripsi, 13-14, Universitas Sanata Dharma, Yogyakarta.

Pavia, D.M, Lampman, G.M, dan Kriz, G.S, 1995, Introduction to Organic

Laboratory Techniques; A Microscale Approach, 2nd Edition, 543, 601-617, 621-629, 869, Saunders College Publishing a Harcourt Brace College Publiser, USA

Powers, L., 1975, Chemistry and Antibacterial Activity of Nitrobenzofurans, Journal of Medical Chemistry, Tennese

Putro, C.B.P.B., 2008, Sintesis 5-Nitro-2-Furfuraldiasetat Menggunakan Furfural, Asam Nitrat Dan Asam Asetat Anhidrida Dengan Katalis Asam p-Toluenasulfonat, Skripsi, Universitas Sanata Dharma, Yogyakarta.

Sastrohamidjojo, H.,1991, Spektroskopi, Edisi II, 46-161, Liberty, Yogyakarta. Susianti, F.D., 2008, Konversi Pentosan dalam Sekam Padi dengan Teknik Refluk

Sederhana : “Aplikasi Pemisahan dengan Ekstraksi Bertahap “, Skripsi, Universitas Sanata Dharma, Yogyakarta.

Sykes, P., 1985, A Guide Book to Mechanisms of Organic Chemistry, diterjemahkan

oleh Hartono, A. J., Sugihardjo, C. J., Broto, S.K.L., dan Sukartini, Edisi 6, 268-269, Penerbit Gramedia, Jakarta.

Tehrani, M., Zarghi, A., dan Fathali, S., 2003, A Modified Method for the Synthesis

of Nitrofurazone, Iranian Journal of Pharmaceutcal Research, 67-69, Tehran.

Wang, C., Chiu, C., Muraoka, K., Michie, P., dan Bryan, G., 1975, Antibacterial

Activity of Nitropyrroles, Nitrotiophenes, and Aminothiophenes In Vitro, http://aac.asm.org, diakses tanggal 6 November 2007.


Lampiran


39

39

Perhitungan Rendemen

C4H6O3C6H6N4O4 C2H4O2

anhidrida asam asetatnitrofurazon asam asetat

C8H8N4O5

nitrodavinyl

NaOH

0,594 g 0,408 g 0,101 g

Perhitungan berat teoritis nitrofurazon

Mol nitrofurazon = 0,594 g / 198,14

= 0,003 mol

Berat teoritis nitrodavinil = 0,003 mol x 240,117

= 0,720 g

Berat senyawa nitrodavinil percobaan

Kertas saring = 0,292 g

Kertas saring + zat = 0,393 g

Zat = 0,101 g

Rendemen Nitrodavinil = B

B x 100%

Rendemen Nitrodavinil = = 14,03 %

%100720,0101,0

×


40

40

Spektrum Inframerah Senyawa Nitrofurazon


41

41

Spektrum Inframerah Senyawa Hasil Sintesis


42

42

Data Uji Titik Lebur


BIOGRAFI PENULIS

Penulis lahir sebagai anak pertama dari dua bersaudara

pada tanggal 25 Juli 1987, di Yogyakarta. Lahir dari

Ayah bernama Widji Santosa dan Ibu bernama Wiji

Utami memiliki adik perempuan bernama Inggrid

Chrisanti Mayningsih dan Imelda Wahyuningsih.

Pendidikan formal yang dialami oleh penulis yaitu TK

Pangudi Luhur Yogyakarta (1991-1993), SD Pangudi

Luhur Yogyakarta (1993-1999), SLTP Stella Duce 1 Yogyakarta (1999-2002), SMU

Pangudi Luhur Yogyakarta (2002-2005), dan Fakultas Farmasi Universitas Sanata

Dharma (2005- sekarang). Beberapa pengalaman penulis di bidang akademik antara

lain Asisten Praktikum Kimia Organik (semester genap 2006-2007), Kromatografi

(semester genap 2007-2008), Presentator Penelitian Program Kreativitas Mahasiswa

Nasional 2009 di Universitas Negeri Yogyakarta yang diselenggarakan oleh DIKTI

dengan Kategori PKMP (Produk). Penulis juga aktif dalam kepanitiaan di tingkat

fakultas menjadi Perkap TITRASI 2006 dan Theater TITRASI 2007.


Documents

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI - core.ac.uk · larutan natrium hidroksida 5%. Kata kunci : nitrodavinil, nitrofurazon, sintesis PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJIPLAGIAT