TUGAS AKHIR I
STUDI DINAMIKA PEMBENTUKAN KOKRISTAL MELAMIN-ASAM SIANURAT
DENGAN FTIR
MELNA MONICA APRIANA10710063
PROGRAM STUDISAINS DAN TEKNOLOGI FARMASISEKOLAH FARMASIINSTITUT
TEKNOLOGI BANDUNG2014ABSTRAK
Kokristal adalah material kristalin yang tersusun dari dua atau
lebih komponen senyawa secara stoikiometrik. Komponen kokristal
dapat berupa atom, molekul, atau senyawa ionik. Kokristal dari segi
farmasetik memberi peranan penting karena dapat mempengaruhi dosage
form, kelarutan dan bioavaibilitas. Melamin dan asam sianurat
masing-masing telah dilaporkan mampu membentuk kokristal dan
memberikan efek renal damage pada beberapa hewan uji. Beberapa
penelitian lainnya menyebutkan dinamika pembentukan kokristal
melamin dengan senyawa lain, namun data mengenai pembentukan
kokristal melamin-asam sianurat belum pernah dilaporkan. Biasanya
untuk mengamati dinamika pembentukan kokristal dilakukan analisis
menggunakan powder X-ray diffractometry (PXRD) dan differential
scanning calorimetry (DSC). Pada penelitian ini digunakan instrumen
FTIR untuk mengamati kokristalisasi dari melamin-asam sianurat.
Dalam penelitian ini digunakan metode kokristalisasi berupa
co-grinding dengan proses ball milling pada beberapa kecepatan.
Serbuk melamin (M), asam sianurat (CA), campuran fisika (CA.M) =
1:1; dan campuran setelah di-ball milling masing-masing
dikarakterisasi menggunakan Fourier-transform infrared spectroscopy
(FTIR), differential thermal analysis (DTA) dan difraksi sinar-X
serbuk (PXRD). Dilakukan orientasi awal pembentukan kokristal
dengan metode kontak panas menggunakan mikroskop polarisasi dan
pembuatan diagram fasa dari data suhu lebur menggunakan
Electrothermal IA9100. Dinamika pembentukan kokristal diamati
melalui percobaan menggunakan ball millling campuran 1:1 pada
kecepatan 45, 75, dan 105 rpm dan pengambilan sampel dilakukan pada
menit ke-10, 20, 30, 40, 50, 60 dan 90. Selanjutnya dilakukan
karakterisasi padatan untuk mengamati pembentukan kokristal dengan
FTIR, DTA, dan PXRD.
Kata kunci : Kokristal, melamin, asam sianurat, ball milling,
FTIR, DTA, PXRD, mikroskop polarisasi, Electrothermal 9100
BAB I PENDAHULUAN
Bentuk kristal dapat menjadi hal yang sangat penting untuk
menunjang kinerja dari bentuk sediaan. Hal ini terutama berlaku
pada senyawa yang memiliki hambatan intrinsik dalam drug delivery,
seperti kelarutan dengan air yang rendah, disolusi rendah pada
gastointestinal, permeabilitas rendah dan first pass metabolism.
Sifat dari bentuk fisik dan formulasi cenderung memberikan efek
paling besar pada parameter bioavailabilitas senyawa larut air yang
perlu diberikan secara oral dalam dosis tinggi. Sifat fisikokimia
bahan aktif menjadi satu hal yang penting dalam mendukung kualitas
bahan baku. Sifat fisikokimia beberapa diantaranya berkaitan dengan
proses farmasetika, seperti kelarutan, stabilitas fisik, sifat
alir, kompresibilitas dan bioavailabilitas. Untuk mencapai kualitas
bahan baku yang baik, dapat dilakukan modifikasi dari bahan aktif
tersebut melalui modifikasi struktur fisik. Salah satu modifikasi
struktur fisik yang dapat dilakukan adalah dengan pembentukan
kokristal atau proses kokristalisasi. Kokristal adalah material
kristalin yang tersusun dari dua atau lebih komponen senyawa secara
stoikiometrik. Pada proses kokristalisasi terjadi penggabungan
suatu bahan aktif dengan komponen lain melalui sinton secara
stoikiometrik. Komponen lain tersebut dikenal dengan coformer.
Komponen tersebut dapat berupa atom, molekul ataupun senyawa ionik
(Childs dan Zaworotko, 2009). Dapat dikatakan bahwa adanya
pembentukan kokristal ini sangat baik untuk mununjang
bioavailabilitas suatu obat sehingga obat tersebut diharapkan dapat
memberikan efek terapeutik yang lebih baik. Namun pada
kenyataannya, terdapat beberapa kasus yang menunjukkan bahwa
pembentukan kokristal senyawa tertentu dapat memberikan efek yang
tidak diinginkan.Pada awal tahun 2007, FDA menerima keluhan dari
pemilik lebih dari 4000 hewan peliharaan mengenai kematian hewan
setelah makan, dilaporkan bahwa mayoritas dari hewan yang terkena
insiden tersebut mati karena gagal ginjal akut. Sebelumnya, melamin
yang diamati dalam produk tercemar diduga sebagai kontaminan
makanan tersebut, karena bahan kimia ini bisa sengaja ditambahkan
untuk meningkatkan kandungan protein dari makanan. Pada tahun
Biasanya kontaminan melamin sering ditemukan pada produk susu
formula bayi, produk olahan susu bubuk dan cair. Terdapat pula
kontaminan melamin lainnya yang berada pada produk tidak berbasis
susu. Keberadaan melamin pada susu dapat meningkatkan kandungan
nitrogen dalam susu pada hasil uji yang dianggap sebagai kandungan
protein sehingga produk susu yang memiliki kadar protein rendah
(terutama setelah ditambahkan air) akan mencapai standar kadar
protein sebagai parameter penerimaan susu di pabrik (WHO, 2008).
Namun pada suatu penelitian, melamin dianggap relatif tidak beracun
dengan toksisitas akut melamin pada tikus dilaporkan dengan dosis
mematikan oral 50 ( LD50 ) dari 3100 mg/kg untuk laki-laki dan 3900
mg/kg untuk betina. Selain itu, jumlah melamin yang diamati dalam
insiden tersebut tidak pada tingkat yang biasanya punya potensi
dapat membunuh. Selama penarikan kembali makanan hewan yang
diinvestigasi tersebut, terdapat asam sianurat yakni senyawa yang
relatif tidak beracun lain yang juga diidentifikasi dalam makanan
hewan peliharaan sebagai kontaminan. Meskipun melamin dan asam
sianurat relatif aman secara individual, tidak ada data yang dapat
ditemukan dalam literatur yang bisa menentukan potensi toksisitas
melamin dan asam sianurat dalam kombinasi pada saat itu. Dari sudut
pandang rekayasa kristal, melamin dan asam sianurat (rasio 1:1
molar) dapat membentuk jaringan dua dimensi yang luas dalam
solid-state dengan pembentukan molekul tiga titik yang kuat,
diamati pula bahwa kokristal dari melamin-asam sianurat yang
dihasilkan sangat tidak larut dalam air. Seperti dilansir dari
penyelidikan terbaru ini bahwa kombinasi melamin dan asam sianurat
dapat mengakibatkan presipitasi intratubuar dari kokristal
melamin-asam sianurat di ginjal, meskipun mekanisme yang terkait
dengan kerusakan ginjal tidak sepenuhnya dipahami sampai saat ini.
Sebuah studi yang dilakukan di Rumah Sakit Hewan Bergh Memorial di
New York mengungkapkan bahwa kokristal memblokade tabung dari
ginjal ke kandung kemih dalam satu kucing, dan penilaian
toksikologi melamin dan asam sianurat menunjukkan bahwa paparan
oral tunggal kucing dengan kokristal melamin-asam sianurat pada
konsentrasi 32 mg/kg berat badan dapat menyebabkan gagal ginjal
akut. Tampak jelas bahwa pembentukan kokristal melamin-asam
sianurat dengan kelarutan dalam air yang rendah bertanggung jawab
atas insiden ini. Kokristal melamin-asam sianurat ini adalah contoh
bagaimana kokristal secara signifikan dapat mengubah sifat fisik
yang relevan secara negatif (Puschner B, 2007).Proses pembentukan
kokristal atau kokristalisasi dapat dilakukan dengan beberapa
metode seperti kristalisasi larutan, evaporasi, co-grinding,
co-grinding dengan penambahan pelarut (solvent drop co-grinding),
kristalisasi hasil pelarutan, kristalisasi ultrasonik, dan
kristalisasi yang diinduksi oleh panas. Pada studi pembentukan
kokristal melamin-asam sianurat ini dilakukan proses kokristalisasi
menggunakan metode co-grinding dengan proses ball milling. Metode
co-grinding merupakan metode pembentukan kokristal dengan cara
penggerusan atau penggilingan dua senyawa berbeda secara
bersama-sama dengan mesin atau dengan tangan. Metode ini
memanfaatkan suatu energi mekanik untuk menjalankan tipe reaksi
mekanokimia. Salah satu proses dalam co-grinding adalah dengan ball
milling. Ball milling menggunakan gerakan dari suatu bola sebagai
energi penggerusnya. Kelebihan dari ball milling adalah besarnya
energi dan waktu penggerusan dapat dikontrol sehingga dapat
dilakukan perlakuan yang seragam terhadap beberapa sampel.Melamin
merupakan merupakan nama umum untuk 2,4,6-triamino-1,3,5-triazin,
yakni suatu basa organik dan berupa trimer dari sianamid dengan
rangka struktur inti 1,3,5-triazin. Melamin memiliki rumus molekul
C3H6N6 dengan berat molekul 126,121 dan massa akurat sebesar
126,06594 dengan kandungan unsur karbon 28,57%, hidrogen 4,79%, dan
nitrogen 66,63%. Melamin merupakan serbuk kristal putih dengan
titik lebur mendekati 350 oC dan mempunyai densitas 1,574 g/mL.
Pada suhu > 200 oC dimana jauh di bawah titik leburnya, melamin
diketahui dapat menguap atau menyublim. Melamin pula mempunyai
kelarutan yang rendah di dalam air, yaitu 3,1 g/L (20 oC) dan
etanol, tidak larut dalam benzene, dietil eter dan karbon
tetraklorida. Melamin banyak digunakan pada industri pembuatan
plastik, bahan perekat, peralatan makanan dan papan tulis
whiteboard (WHO, 2006).Dalam proses kokristalisasi dibutuhkan
koformer, sehingga dalam hal ini dibutuhkan asam sianurat yang
merupakan komponen lain yang bertindak sebagai koformer. Asam
sianurat dapat menjadi kontaminan dalam produksi melamin dan
sekaligus bersama melamin dapat membentuk kokristal melamin-asam
sianurat. Asam sianurat juga dapat ditemukan dalam air kolam renang
sebagai produk uraian dari dikloroisosianurat yang digunakan untuk
desinfeksi air (WHO, 2009). Asam sianurat memiliki massa akurat
sebesar 129,017442 yang disusun atas unsur karbon 27,92%, hidrogen
2,34%, dan oksigen 37,19%. Asam sianurat atau
2,4,6-triol-1,3,5-triazin adalah trimer siklik dari asam sianat
(HOCN). Asam sianurat berbentuk kristalin putih pada suhu kamar,
larut dalam air dan etanol panas, serta melebur pada suhu 360
oC.Kokristal dari melamin-asam sianurat (CA.M) merupakan senyawa
yang cukup penting secara komersial, namun memiliki potensi untuk
berbahaya bagi kesehatan. Meskipun berpotensi toksik, CA.M
merupakan contoh sukses dari suatu sintesis non kovalen. CA.M
dilaporkan sebagai pelumas padat, fire retardant, dan digunakan
untuk keperluan lainnya (opacifier, flame suppressant). CA.M dapat
membentuk basis pada uji bercak menghilang untuk asam sianurat yang
secara luas digunakan pada kolam renang, dimana bercak gelap
tersebut ditutup oleh presipitasi dari buram putih CA.M. Pada
beberapa penelitian mengenai kokristal melamin-asam sianurat yang
telah dilakukan sebelumnya, kebanyakan lebih mengarah kepada uji
toksisitas dari kokristal tersebut. Sedangkan untuk studi
pembentukan kokristal dari melamin-asam sianurat dijelaskan dengan
teknik hidrotermal dan dianalisis menggunakan X-Ray. Pembentukan
kokristal dengan teknik ini dapat dilakukan dengan menggunakan
melamin sebagai materi awal lalu direaksikan dengan asam fosfat
untuk membuat kondisi asam sehingga terbentuk asam sianurat yang
akan membentuk kokristal dengan melamin. Pada beberapa jurnal
lainnya menyebutkan pula bahwa kokristal melamin-asam sianurat
dapat dihasilkan dengan mencampurkan larutan asam sianurat (0,1
mmol) dengan melamin (0,1 mmol) pada labu Teflon, dan campuran
tersebut (15 mL) disimpan pada stainless steel bomb. Bomb ini
dilapisi dan dijaga pada pembakaran 180 oC. Kemudian didapatkan
kokristal dengan mendinginkannya pada temperatur ruang selama 4
jam.Berdasarkan informasi penelitian yang telah dilakukan, belum
ada penelitian untuk mendapatkan data analisis FTIR dari
pembentukan kokristal melamin-asam sianurat dengan metode ball
milling. Oleh karena itu dilakukan penelitian ini yang bertujuan
untuk mendapatkan tersebut. Telah dilaporkan bahwa terbentuk
kokristal melamin-asam sianurat pada perbandingan rasio 1:1 dengan
terciptanya struktur jaringan dua dimensi yang luas dalam
solid-state dengan pembentukan molekul tiga titik yang kuat dan
sangat tidak larut dalam air (Yaday dkk, 2009). Kokristal dapat
dianalisis secara kuantitatif menggunakan FTIR dengan cara mengukur
peak area dari derivat puncak gugus yang terlibat dalam pembentukan
sinton kokristal. Peak area sinton akan meningkat seiring dengan
bertambahnya conformer, dan tercapai titik akhir saat sudah tidak
ada peningkatan dari peak area tersebut. Kemudian hasil analisis
yang diperoleh dari FTIR dikonfirmasi dengan menggunakan
Differential Thermal Analysis (DTA) dan Powder X-ray Difractomer
(PXRD). DTA dan PXRD merupakan cara standar dalam menganalisis
padatan senyawa organik. Selain itu, sebelum dianalisis dengan
menggunakan FTIR, dapat pula dilakukan orientasi awal pembentukan
kokristal dengan metode kontak panas menggunakan mikroskop
polarisasi dan pembuatan diagram fasa dari data suhu lebur
menggunakan Electrothermal IA9100. Mikroskop polarisasi menggunakan
cahaya yang terbias atau dibelokkan, bukan cahaya terpantulkan.
Electrothermal merupakan alat pengukur titik lebur suatu padatan,
dengan melihat pada suhu padatan mulai melebur hingga melebur
sempurna.
BAB II TINJAUAN PUSTAKA
II.1 Monografi BahanDalam studi pembentukan kokristal
melamin-asam sianurat dengan menggunakan FTIR, dibutuhkan beberapa
bahan yakni melamin dan asam sianurat.II.1.1 MelaminGambar 1.
Struktur melamin dan komponen lain yang berkaitan dengan
triazinMelamin berasal dari bahasa Jerman yakni kata melan yang
berarti hasil distilasi dari ammonium thioyanate dan kata amine
yang berarti amin. Melamin merupakan nama umum untuk
2,4,6-triamino-1,3,5-triazin, yakni suatu basa organik dan berupa
trimer dari sianamid dengan rangka struktur inti 1,3,5-triazin.
Melamin memiliki struktur kaya nitrogen pada triazin heterosiklik.
Berikut adalah struktur melamin dan komponen yang berkaitan dengan
triazin.Melamin memiliki rumus molekul C3H6N6 dengan berat molekul
126,121 dan massa akurat sebesar 126,06594 dengan kandungan unsur
karbon 28,57%, hidrogen 4,79%, dan nitrogen 66,63%. Melamin sendiri
merupakan serbuk kristal putih dengan titik lebur mendekati 350 oC
dan mempunyai densitas 1,574 g/mL. Pada suhu > 200 oC dimana
jauh di bawah titik leburnya, melamin diketahui dapat menguap atau
menyublim. Melamin menyerap panas sejumlah 27 kkal/mol ketika
menyublim, dan menyerap sejumlah -470 kkal/mol ketika
terdekomposisi. Melamin mempunyai kelarutan yang rendah di dalam
air, yaitu 3,1 g/L (20 oC) dan etanol, tidak larut dalam benzene,
dietil eter dan karbon tetraklorida. Melamin bersifat basa lemah
dengan tetapan disosiasi K1 = 1,26 x 10-9, K2 = 1,58 x 10-14 , dan
K3 = 1 x 10-17 serta memiliki berat jenis 1,573 g/mL. Melamin
menyerap sinar UV secara sempurna di atas 210 nm, dan mempunyai pH
8,1 (Bann, B., 1958)Melamin pertama kali disintesis oleh ahli kimia
yaitu Justus Von Liebig pada tahun 1834. Awalnya kalsium sianamida
diubah menjadi bentuk disianamida, lalu dipanaskan di atas titik
leburnya untuk menghasilkan melamin. Namun saat ini, sebagian besar
industri menggunakan urea untuk menghasilkan melamin melalui
reaksi:6(NH2)2CO C3H6N6 + 6NH3 + 3CO2 Reaksi ini dapat terjadi
melalui dua tahap reaksi, yaitu:A. Urea terdekomposisi menjadi asam
sianat dan ammonia dengan proses endotermik.B. Asam sianat
mengalami reaksi polimerisasi membentuk melamin dan karbondioksida
yang bersifat eksotermik, namun secara keseluruhan proses bersifat
endotermik.Melamin dapat bereaksi dengan formaldehida menghasilkan
resin melamin yang merupakan plastik tahan panas. Produk akhir dari
bahan baku melamin antara lain adalah pupuk, perabot rumah tangga,
dan pemadam api. Resin melamin memiliki kemampuan memperlambat
kobaran api, karena dapat melepaskan gas nitrogen saat melamin
terbakar. Penggunaan melamin sebagai pupuk untuk tanaman telah
dipertimbangkan sejak tahun 1950-an dan 1960-an karena kandungan
nitrogennya yang cukup tinggi. Reaksi hidrolisis melamin yang
mendorong ke arah mineralisasi nitrogen dalam tanah sangat lambat,
sehingga saat ini melamin sudah tidak digunakan sebagai
pupuk.Melamin dilaporkan memiliki LD50 oral sebesar 3248 mg/kg
berdasarkan data pada percobaan menggunakan tikus. Melamin juga
dapat mengiritasi ketika terhirup ataupun kontak dengan kulit dan
atau mata. Dilaporkan bahwa LD50 dermal sebesar lebih dari 1 g/kg
pada kelinci. Untuk tikus dan mencit, LD50 yang dilaporkan untuk
melamin sianurat sebesar 4,1 g/kg (intraperitoneal) dan 3,5 g/kg
(inhalasi), dibandingkan 6,0 dan 4,3 g/kg untuk melamin lalu 7,7
dan 3,4 g/kg untuk asam sianurat. Studi toksikologi mengenai
makanan hewan yang terkontaminasi menghasilkan kesimpulan bahwa
kombinasi dari melamin dan asam sianurat dalam makanan dapat
menyebabkan gagal ginjal akut. Sebuah komisi survey dari American
Association of Veterinary Laboratory menyebutkan bahwa kristal yang
terbentuk dalam ginjal saat melamin bereaksi dengan asam sianurat
bersifat tiak larut, terekskresi dan potensial menghasilkan
toksisitas kronis. Studi pada tahun 1953 melaporkan bahwa anjing
yang diberikan makanan yang mengandung 3% melamin untuk satu tahun
menghasilkan perubahan urin sebagai berikut: bobot jenis urin
turun, ekskresi urin meningkat, dan terbentuk kristaluria
melamin.II.1.2 Asam sianuratAsam sianurat memiliki massa akurat
sebesar 129,017442 yang disusun atas unsur karbon 27,92%, hidrogen
2,34%, dan oksigen 37,19%. Asam sianurat atau
2,4,6-triol-1,3,5-triazin adalah trimer siklik dari asam sianat
(HOCN). Asam sianurat berbentuk kristalin putih pada suhu kamar,
larut dalam air dan etanol panas, serta melebur pada suhu 360 oC.
Asam sianurat juga memiliki tetapan disosiasi pKa 4,74 pada suhu 25
oC dalam H2O dengan berat jenis 1,77 g/mL. Asam sianurat dapat
mengkristal dalam bentuk dihidrat. Penambahan larutan ammonium
sulfat mendidih dan direkasikan secara stoikiometri dengan melamin
dapat menghasilkan endapan berupa senyawa kompleks
melamin-sianurat.
Gambar 2. Perubahan melamin menjadi asam sianurat Asam sianurat
digunakan sebagai precursor pemutih, desinfektan, dan herbisida.
Asam sianurat memiliki struktur keto-enol teutomerisasi. Tautomer
triol memiliki karakter aromatic, mendominasi dalam larutan. Gugus
hidroksil menunjukkan karakter fenolik. Deprotonisasi dengan basa
menghasilkan serangkaian garam sianurat :[C(O)NH]3
[C(O)NH]2[C(O)N]- + H+; Ka = 10-7[C(O)NH]2[C(O)N]- [C(O)NH][C(O)N]
22- + H+; Ka = 10-11[C(O)NH][C(O)N] 2-2 [C(O)N]32- + H+; Ka =
10-14Asam sianurat pertama kali disintesis oleh Wohler pada tahun
1829 dengan proses dekomposisi termal dari urea dan asam urat. Saat
ini industri memproduksi asam sianurat dengan penguraian urea.
Reaksi ini terjadi pada suhu 175 oC. Berikut adalah reaksi sintesis
asam sianurat dari urea: 3 H2N-CO-NH2 [C(O)NH]3 + 3 NH3Asam
sianurat dapat digunakan sebagai precursor untuk pembuatan sianurat
klorida yang digunakan sebagai desinfektan air. Selain itu, asam
sianurat dapat pula digunakan sebagai precursor untuk agen
crosslinking, terutama resin poliuretan.
II.2 Padatan Senyawa OrganikSenyawa organik dapat membentuk
suatu padatan yang berupa kristal dan amorf. Kristal dapat
terbentuk ketika molekul-molekul tersusun secara teratur namun
ukuran ketiga dimensi tidak sama. Sedangkan amorf sebailknya.
II.2.1 KokristalKokristal merupakan material kristalin yang
tersusun dari dua atau lebih komponen senyawa secara stoikiometrik.
Kompenen kokristal dapat berupa atom, molekul, atau senyawa ionik.
Suatu cara untuk merancang kokristal adalah dengan dengan teori
konektor antar molekul atau supramolekular sinton. Sinton merupakan
ikatan antar molekul non-kovalen yang membangun jejaring spesifik
antara molekul dalam padatan organik. Interaksi ini relatif kuat
dan berakibat terbentuknya kisi kristal yang baru. Interaksi ikatan
hidrogen intermolekular oleh Morisette (2003) dibagi menjadi 11
jenis seperti gambar berikut:
Gambar 3. Jenis-jenis supramolekular sinton pada kokristal
(Morisette, 2003)Kokristalisasi merupakan suatu cara untuk dapat
memodifikasi struktur fisik dari senyawa yang diharapkan
tercapainya sifat fisikokimia yang diinginkan pada bahan baku
farmasi tanpa mengubah aktivitas biologinya. Kokristal memiliki
keunggulan beberapa diantaranya adalah bentuk kristal yang stabil
(dibandingkan amorf), tidak perlu membentuk atau menghancurkan
ikatan kovalen, kemampuan teoritis dari semua jenis tipe bahan
aktif farmasi (terionisasi lemah/tidak terionisasi) untuk membentuk
kokristal, keberadaan berbagai jumlah potensi molekul counter
(bahan aditif makanan, pengawet, eksipien farmasi dan bahan aktif
farmasi lainnya), satu-satunya bentuk padatan yang dapat diproduksi
dengan menggunakan padatan berbasis teknologi green synthesis
dengan yield tinggi, tidak ada pelarut ataupun produk.Kokristal
terdiri dari beberapa komponen dalam rasio stoikiometri yang
diberikan, dimana spesi molekul yang berbeda akan berinteraksi
melalui ikatan hidrogen dan non-hidrogen. Penggunaan aturan ikatan
hidrogen, sinton dan set grafik dapat membantu dalam mendesain dan
menganalisis system kokristal, pembentukan kokristal dapat
dirasionalisasikan dengan mempertimbangkan donor dan akseptor
ikatan hidrogen pada suatu materi yang akan dikokristalisasi dan
mempertimbangkan bagaimana mereka berinteraksi (Burton dkk, 1951).
Pemahaman yang rinci mengenai kimia supramolekul dari grup
fungsional yang ada dalam molekul yang diberikan merupkan prasyarat
untuk merancang suatu kokristal karena hal ini memfasilitasi
pemilihan pembentuk kokristal yang sesuai. Sinton supramolekul yang
terbentuk pada grup fungsional tertentu berguna dalam membentuk
kokristal baru dan grup fungsional tertentu lainnya seperti asam
karboksilat, amida, dan alkohol yang secara particular dapat
membentuk heterosinton supramolekul. Ikatan hidrogen yang kuat
meliputi (NH---O), (OH---O), (-NH---N), dan (OH---N). Ikatan
hidrogen lemah melibatkan (-CH---O) dan (CH---O=C).II.2.2 Metode
kokristalisasi dengan co-grindingProses pembentukan kokristal atau
kokristalisasi dapat dilakukan dengan beberapa metode seperti
kristalisasi larutan, evaporasi, co-grinding, co-grinding dengan
penambahan pelarut (solvent drop co-grinding), kristalisasi hasil
pelarutan, kristalisasi ultrasonik, dan kristalisasi yang diinduksi
oleh panas. Pada studi pembentukan kokristal melamin-asam sianurat
ini dilakukan proses kokristalisasi menggunakan metode co-grinding
dengan proses ball milling. Metode grinding atau penggilingan saat
persiapan pembentukan kokristal umumnya menghasilkan produk yang
konsisten dengan yang diperoleh dari larutan. Hal ini
mengindikasikan bahwa pola hubungan ikatan hidrogen tidak
idiosinkratik atau tidak dijelaskan oleh efek pelarut non spesifik
dan tidak terkontrol ataupun kondisi kristalisasi. Namun terdapat
pengecualian pada beberapa senyawa. Kegagalan dalam pembentukan
kokristal dengan grinding umumnya disebabkan oleh ketidakmampuan
menghasilkan penyusunan kokristal yang sesuai dibandingkan dengan
kestabilan pada tahap awal. Sedangkan metode co-grinding merupakan
metode pembentukan kokristal dengan cara penggerusan atau
penggilingan dua senyawa berbeda secara bersama-sama dengan mesin
atau dengan tangan. Metode co-grinding pertama kali dilaporkan pada
akhir abad 19, merupakan teknik pembentukan kokristal dengan
memanfaatkan suatu energi mekanik untuk menjalankan tipe reaksi
mekanokimia. Kokristal yang dibuat dengan metode ini telah
dilaporkan seperti kokristal kafein - asam monokarboksilat. Salah
satu proses dalam co-grinding adalah dengan ball milling. Ball
milling menggunakan gerakan dari suatu bola sebagai energi
penggerusnya. Kelebihan dari ball milling adalah besarnya energi
dan waktu penggerusan dapat dikontrol sehingga dapat dilakukan
perlakuan yang seragam terhadap beberapa sampel. Contoh metode
kokristalisasi lainnya adalah metode pelarutan yang dilakukan
dengan melarutkan campuran dua senyawa hingga kondisi super jenuh
tercapai, lalu terbentuk inti kristal yang secara spontan
menginduksi Kristal terbentuk. Kristal terbentuk saat terjadi
keseimbangan antara kondisi super jenuh dan kondisi jenuh.II.2.3
Karakteristik kokristal melamin-asam sianuratKokristal dari
melamin-asam sianurat (CA.M) merupakan senyawa yang cukup penting
secara komersial, namun memiliki potensi untuk berbahaya bagi
kesehatan. Meskipun berpotensi toksik, CA.M merupakan contoh sukses
dari suatu sintesis non kovalen. CA.M dilaporkan sebagai pelumas
padat, fire retardant, dan digunakan untuk keperluan lainnya
(opacifier, flame suppressant).CA.M dapat membentuk basis pada uji
bercak menghilang untuk asam sianurat yang secara luas digunakan
pada kolam renang, dimana bercak gelap tersebut ditutup oleh
presipitasi dari buram putih CA.M. Sebelum penentuan struktur
kristal melamin-asam sianurat, ikatan hydrogen komplemen yang
diusulkan pada CA.M dikenal dengan nama kisi-kisi melamin-asam
sianurat, dimana terbentuk suatu kompleks dengan berat molekul yang
besar seperti Gambar 4.
Gambar 4. Kisi-kisi melamin-asam sianurat (Sherrington dan
Taskinen, 2001)Dari sudut pandang rekayasa kristal, melamin dan
asam sianurat (rasio 1:1 molar) dapat membentuk jaringan dua
dimensi yang luas dalam solid-state dengan pembentukan molekul tiga
titik yang kuat, diamati pula bahwa CA.M yang dihasilkan sangat
tidak larut dalam air.Pada struktur kristal CA.M diketahui bahwa
proton transfer dari asam sianurat ke melamin sekitar 35% dari
CA.M. Dari data penelitian didapatkan bahwa panjang ikatan dan
sudut antara melamin dan asam sianurat ditunjukkan pada Tabel
1.Panjang ikatan dari dua molekul tersebut secara signifikan
berbeda. Untuk melamin, panjang mean dari ikatan C-N dalam cincin
adalah 1,3579 , sedangkan pada asam sianurat panjang mean nya
adalah 1,3733 . Perbedaan jarak ikatan yang mengkonfirmasi bahwa
aam sianurat berada pada bentuk keto: untuk melamin jarak ikatan
C-NH2 adalah 1,3272 , sedangkan untuk asam sianurat ekuivalen
dengan jarak mean pada C=O yakni 1,2337 .
Tabel 1. Beberapa panjang dan sudut ikatan pada CA.MDitunjukkan
pula jarak antar atom pada ikatan hidrogen CA.M yang dapat dilihat
pada Tabel 2.
Tabel 2. Ikatan hidrogen pada CA.MIkatan hidrogen pada melamin
dapat ditunjukkan pada gambar, dapat dilihat bahwa melamin memiliki
ikatan hidrogen simetris yang unik dalam strukturnya. Struktur
tersebut menjelaskan bahwa jarak N---N pada dua simetris unik
ikatan hidrogen N-H---N serupa dan mirip dengan tiga simetris unik
pada jarak N---O (dalam N-H---O) yang serupa, tetapi perlu diingat
bahwa yerdapat perbedaan berarti antara jarak mean N---N (2,8537 )
dan jarak mean N---O (2,99409 ).
Gambar 5. Ikatan hidrogen pada CA.M II.3 Orientasi Awal
Pembentukan Kokristal Sebelum dilakukan serangkaian proses
karakterisasi kokristal, dilakukan terlebih dahulu orientasi awal
pembentukan kokristal dengan metode kontak panas menggunakan
mikroskop polarisasi dan pembuatan diagram fasa dari data suhu
lebur menggunakan Electrothermal IA9100.II.3.1 Mikroskop
PolarisasiMikroskop polarisasi berbeda dengan mikroskop biasa pada
umumnya dipakai. Mikroskop polarisasi menggunakan cahaya yang
terbias atau dibelokkan, bukan cahaya terpantul. Tidak seperti
mikroskop biasa, mikroskop polarisasi dapat digunakan untuk melihat
struktur internal dari suatu kristal dan juga warna serta bentuk
dari kristal tersebut. Pada cahaya yang terbias, gelombang cahaya
akan bervibrasi pada satu arah. Sedangkan pada cahaya normal
(mikroskop biasa), gelombang cahaya akan bervibrasi pada arah yang
acak. Pada mikroskop polarisasi terdapat komponen khusus, antara
lain keeping analisator, polarisator, kompensator, dan lensa amici
bertrand. Polarisator akan memfiltrasi hanya satu cahaya berosilasi
yang dapat diijinkan untuk lewat pada satu orientasi. Mikroskop
polarisasi pun memiliki jenis yang cukup bervariasi, beberapa
mikroskop polarisasi yang biasa digunakan misalnya tipe Olympus,
Bausch&Lomb, dan Reichert.II.3.2 Electrothermal
IA9100Electrothermal merupakan alat pengukur titik lebur suatu
padatan, dengan melihat pada suhu padatan mulai melebur hingga
melebur sempurna. Dengan memencet tombol pada alat saat melihat
padatan mulai melebur dan melebur sempurna, data suhu yang
didapatkan akan terekam. Electrothermal terdiri dari Mel-temp dan
IA9100, IA9200. IA9300 (IA900 series). Mel-temp memberikan resolusi
suhu pada 1oC, sedangkan IA9000 series memberikan resolusi suhu
pada 0,1oC.
Gambar 6. Electrothermal IA9100 II.4 Metode AnalisisDalam
penelitian ini digunakan beberapa instrumen untuk karakterisasi
pembentukan kokristal antara melamin dengan asam sianurat yaitu:
FTIR, PXRD, dan DTA.II.4.1 Fourier-transform Infrared Spectroscopy
(FTIR)Fourier-transform infrared spectroscopy (FTIR) atau dikenal
dengan spektrofotometri inframerah adalah suatu metode analisis
berdasarkan absorpsi dari radiasi elektromagnetik yang terletak
diantara 11000 m. FTIR adalah generasi ketiga dari spektrometri
inframerah. FTIR merupakan teknik yang paling umum digunakan untuk
mengidentifikasi suatu senyawa. FTIR secara luas digunakan dalam
proses sintesis senyawa organik, senyawa polimer, petrochemical,
industri farmasi, dan analisis bahan makanan. Dikarenakan FTIR
dapat dihubungkan dengan kromatografi, mekanisme reaksi kimia dan
deteksi senyawa yang tidak stabil dapat diperiksa dengan instrumen
ini. Energi foton pada FTIR bukan disebabkan karena eksitasi
elektronik namun adanya vibrasi ataupun rotasi yang dihasilkan dari
absorbsi radiasi elektromagnetik pada panjang gelombang tertentu.
Vibrasi dan rotasi ini menyebabkan terjadinya pemisahan yang
bervariasi. Gambar 7. Variasi pemisahan akibat vibrasi dan
rotasiFTIR memiliki daerah spektrum yang dibagi menjadi tiga
wilayah, yaitu: near infrared (0,782,5 m), mid infrared (2,5-50 m),
dan far infrared (50-1000 m). Daerah spektrum yang digunakan untuk
identifikasi suatu senyawa adalah mid infrared dimana terdapat
daerah gugus fungsi dan daerah sidik jari (fingerprint). Daerah
sidik jari dapat menunjukkan ciri khas dari suatu senyawa.FTIR
bersifat tidak destruktif, sehingga sampel yang digunakan untuk
identifikasi dapat digunakan untuk keperluan lainnya. Selain itu,
analisis dengan FTIR hanya menggunakan sampel dengan jumlah yang
relatif sedikit, waktu analisisnya cepat, serta biaya yang jauh
lebih murah dibandingkan metode analisisis termal dan PXRD.
Analisis suatu padatan senyawa organik menggunakan FTIR belum
banyak dikembangkan, sehingga berpotensial untuk menjadi bahan
penelitian. Pada FTIR dapat dideteksi gugus fungsi yang berada pada
suatu senyawa. Gugus fungsi yang berada pada senyawa memiliki
rentang panjang gelombang tertentu. FTIR dapat memberikan informasi
mengenai struktur suatu molekul. Kebanyakan molekul adalah infrared
active kecuali beberapa molekul homonuclear diatomik seperti O2,
N2, dan Cl2 memiliki dipol nol pada vibrasi dan rotasi molekulnya.
Selain itu dapat pula dideteksi pergeseran spektrum dari gugus
fungsi yang mengalami perubahan lingkungan seperti terbentuknya
ikatan hidrogen dengan senyawa lain. Hal ini terjadi saat
pembentukan kokristal yang dipengaruhi oleh ikatan hidrogen yang
terbentuk, sehingga terjadi pergeseran spektrum dari gugus-gugus
yang berperan.
II.4.2 Powder X-ray Diffraction (PXRD)Powder X-ray Diffraction
(PXRD) adalah metode yang paling banyak digunakan untuk
mengkarakterisasi material padatan. PXRD dapat digunakan untuk
menentukan struktur atom atau molekul kristal. PXRD dapat pula
digunakan untuk identifikasi material yang belom diketahui,
membuktikan kemurnian produk padatan, mengetahui status keadaan
sintesis padatan, menentukan parameter kisi-kisi dari suatu
padatan, menentukan ukuran kristal pada sampel. Sesuai dengan
namanya, sampel yang digunakan dalam PXRD berbentuk serbuk, yang
berisi serat halus dalam bentuk kristal tunggal. Pada PXRD, atom
atau molekul kristal yang dikarakterisasi dapat menyebabkan berkas
sinar-X berdifraksi ke suatu arah. Sudut difraksi dan intensitas
difraksi yang terukur inilah yang menjadi sifat dan karakteristik
spesifik dari suatu senyawa padatan.
Gambar 8. Difraksi sinar pada suatu atom atau molekul
kristalIdentifikasi senyawa menggunakan difraksi serbuk berguna
untuk analisis kualitatif. Sifat kristalinitas dapat dilihat pada
difraktogram dengan puncak yang tajam (Smart dan Moore,
2005).Perkembangan rekayasa kristal khususnya pada pendekatan
berbasis sinton mengasumsikan bahwa struktur kisi kristal akan
berubah karena terbentuknya ikatan hidrogen baru pada struktur
padatan. PXRD merupakan metode yang efisien untuk untuk melihat
perubahan karakteristik dan arsitektur dari suatu kristal multi
komponen (Karki dkk, 2007).Pola PXRD akan memberikan berbagai
puncak yang terdeteksi sebagai karakteristik sudut hamburan. Puncak
merepresentasikan berkas sinar X yang terdifraksi oleh kisi
kristal. Hal ini dihubungkan dengan hukum Bragg yaitu: n = 2 d sin
sehingga d =, 2 adalah suatu intermediet yang berhubungan dengan
geometri dari instrumen. Perubahan kisi kristal akan menyebabkan
perubahan posisi puncak difraksi dan intensitas sampel sehingga
PXRD merupakan metode dengan sensitivitas yang tinggi.
Gambar 9. Difraksi sinar X pada Hukum BraggSinar X merupakan
spektrum elektromagnetik dengan panjang gelombang 10-7 sampai 10-11
m. Kristalografi menggunakan unit angstrom (), 1 = 10-10 m sehingga
rentang sinar X menjadi 1000-0,1 , namun yang dapat digunakan untuk
karakterisasi kristal hanya daerah 0,5-2,0 . Sinar X pada alat
dihasilkan dari perlambatan elektron berenergi tinggi dan emisi
radiasi peluruhan elektron logam dari tingkat energi atomik M atau
L ke tingkat K. Hal ini dapat dilakukan dalam tabung tertutup
menggunakan filamen yang dipanaskan (katoda) sebagai sumber
elektron yang diakselerasi menggunakan tegangan 40-50 kV dan
menumbuk target (anoda) yang berupa logam, misalnya Cu. Sinar X
dalam pembangkitannya dideskripsikan oleh Gambar 10 yang didalam
sinar X terdapat dua jenis radiasi yaitu sinar X kontinyu dan
karakteristik. Untuk alat PXRD terdapat filter guna menyaring sinar
X kontinyu dan hanya meneruskan sinar X karakteristik. Kekurangan
dari PXRD adalah memberikan nilai rata rata dan hasil analisa
terbatas pada suatu area lokal tertentu dari suatu specimen.
Gambar 10. Sinar X kontinyu dan karakteristikII.4.3 Differential
Thermal Analysis (DTA)Teknik Differential Thermal Analysis (DTA)
mengukur jumlah energi yang diabsorpsi atau dibebaskan oleh sampel
saat dipanaskan, didinginkan atau dipertahakan pada suhu konstan.
Energi ini dihubungkan dengan perbedaan dalam aliran panas antara
sampel standar. Integrasi luas daerah di bawah kurva aliran panas
menghasilkan perubahan entalpi berasosiasi dengan peristiwa termal.
Skema dari DTA dapat dijelaskan pada Gambar 11.Keterangan:1.
Furnance2. Sampel3. Referensi inert4. Unit kontrol pemanasan5.
Pengukur beda temperatur6. Pengukur temperaturGambar 11. Skema
DTASubstansi kinia yang akan diperiksa dan referensi inert
dipanaskan pada kondisi yang sama secara simultan di furnance.
Peningkatan temperatur di furnance seharusnya linear. Keduanya,
sampel dan referensi dihubungkan dengan thermocouple. Thermocouple
ini dihubungkan bersama. Perbedaan tegangan yang dihubungkan dengan
perbedaan temperatur diukur. Seperti yang ditunjukkan pada Gambar
12, unit control menunjukkan bahwa tidak ada thermovoltage
sepanjang tidak adanya panas yang digunakan atau dilepaskan, karena
adanya persamaan temperatur Ts = Ti pada sampel dan referensi
sehingga T = 0. Jika reaksi pada sampel bersifat endotermik,
temperatur pada sampel meningkat secara lambat dibandingkan dengan
temperatur referensi inert (Tsl < Til) dan pengukur menunjukkan
thermovoltage menurut perbedaan temperatur T2 = Ts2 Ti2, yang
positif. Kurva DTA dapat ditentukan oleh substraksi pada kurva Ts
dan Ti.
Gambar 12. Kurva DTA: a) Ts: kurva temperatur-waktu pada sampel,
Ti: kurva temperatur-waktu referensi, b) kurva perbedaan
temperatur-waktuII.4.4 Titrasi Karl FischerMetode titrasi Karl
Fischer digunakan untuk mengukur kadar air. Titrasi ini ditemukan
pada tahun 1935 oleh kimiawan Jerman: Karl Fischer. Titran yang
digunakan adalah pereaksi Karl Fischer, yaitu campuran iodin,
sulfur dioksida, dan piridin dalam methanol. Selama proses titrasi
akan terjadireaksi reduksi iodin oleh sulfur dioksida dengan adanya
air, seperti berikut:I2 + SO2 + 3RN + CH3OH + H2O 2RN-HI +
RN-HSO4CH3 Iodin diperlukan untuk reaksi dengan air, dan kadar air
ditentukan dengan mengukur jumlah Iodin yang bereaksi dengan air
dalam sampel. Air yang terukur dapat berupa air bebas atau pun air
kristal, sehingga untuk menentukan jumlah air kristal, sampel
disimpan terlebih dahulu di dalam desikator. Pereaksi Karl Fischer
sangat sensitive terhadap air sehingga dapat diaplikasikan untuk
analisis kadar air bahan pangan yang memiliki kandungan air sangat
rendah hingga konsentrasi 1 ppm (Faridah, 2008).Kelebihan titrasi
Karl Fischer yaitu memiliki tingkat akurasi dn presisi tinggi,
selektifitas pengukuran terhadap kadar air sampel, persiapan sampel
yang mudah, waktu analisis singkat, dapat digunakan untuk
menganalisis sampel dengan kadar air sangat rendah (1 ppm) hingga
tinggi (100%), sampel yang dianalisis dapat berupa padatan, cairan
atau gas, dan dapat diautomisasi.
BAB III METODE PENELITIAN
Dilakukan titrasi Karl Fischer untuk mengukur masing-masing
kadar air pada melamin dan asam sianurat. Dilakukan pula
serangkaian proses karakterisasi awal bahan baku. Selanjutnya
dilakukan proses kokristalisasi dengan metode co-grinding. Campuran
melamin dan asam sianurat dilakukan proses ball milling. Dilakukan
proses orientasi awal dengan mikroskop polarisasi dan
Electrothermal IA9100. Campuran fisik melamin-asam sianurat (1:1)
dan campuran hasil ball milling kemudian dikarakterisasi dengan
fourier transform infrared (FTIR), differential thermal analysis
(DTA) dan difraksi sinar-X serbuk (PXRD). Setiap campuran diambil
cuplikan untuk dianalisis padatan dengan menggunakan
fourier-transform infrared spectroscopy (FTIR). Dilakukan
penghitungan peak area derivat dari puncak pada kromatogram FTIR
yang merepresentasikan terbentuknya kokristal. Penghitungan peak
area dilakukan dengan menggunakan software Spectra Manager II.
Konfirmasi hasil analisis dapat diperiksa dengan menggunakan
differential thermal analysis (DTA) dan difraksi sinar-X serbuk
(PXRD).
BAB IV PERCOBAAN
IV.1Alat dan Bahan Alat yang digunakan dalam penelitian ini
adalah gelas kimia, gelas ukur, batang pengaduk, alu, mortar
otomatis (Retzch), timbangan elektronik milligram (Mettler M3),
Electrothermal IA9100, mikroskop polarisasi, ball mill (Broyeur a
boulets PROLABO), Fourier transform infra red/FTIR (Jasco-4200
type), differential thermal analysis (Metler Toledo FP 90),
difraksi sinar-X serbuk Philips (PW 18350 Xray Diffraction), Karl
Fischer Titrator (Metler Toledo V20).Bahan yang digunakan adalah
melamin, asam sianurat, pereaksi Karl Fischer (campuran iodin,
sulfur dioksida, dan piridin dalam metanol) IV.2 Karakterisasi Awal
Bahan BakuBahan baku yang digunakan dalam penelitian ini
dikarakterisasi awal terlebih dahulu menggunakan instrumen analisis
padatan yakni FTIR, DTA, PXRD dan titrasi Karl Fischer.IV.2.1.
Identifikasi dengan FTIRIdentifikasi dengan spektroskopi FTIR
dilakukan dengan preparasi sampel teknik pelat KBr. Pelat dibuat
dengan triturasi sampel dengan sejumlah spectra grade KBr dengan
perbandingan 1:100 b/b. Dalam percobaan dilakukan penimbangan
dengan timbangan analitik Metler Toledo AG104 untuk 100 mg KBr
kering (yang telah disimpan dalam oven 100oC) dengan 1 mg sampel,
kemudian digerus perlahan dengan mortar agate sampai homogen lalu
campuran sampel dan KBr diisikan ke dalam cakram cetakan dari
stainless steel yang berukuran 13 mm. cakram berisi sampel kemudian
dikempa dengan hydraulic press bertekanan 7,5x10-3 mm Hg. Cakram
kemudian dipasang pada holder, lalu spektrum diukur pada bilangan
gelombang 4000-400 cm-1.Pengukuran dibantu dengan software Spektra
Manager II keluaran Jasco, yang sudah ada di dalam alat Jasco
FTIR-4200. Sebelum menganalisis sampel, dilakukan pengukuran
background untuk melihat pengaruh kondisi lingkungan dan alat.
Identifikasi dengan FTIR digunakan untuk mengkonfirmasi identitas
senyawa, dan juga untuk melihat pergeseran-pergeseran spektra FTIR
selama proses ball milling.IV.2.2. Identifikasi dengan DTAAnalisis
menggunakan DTA dilakukan dengan cara: kurang lebih 5-10 mg sampel
disimpan di dalam cawan alumunium khusus untuk preparasi DTA.
Selanjutnya, sampel dipanaskan di bawah aliran gas nitrogen dengan
kecepatan pemanasan 10C/menit, dari suhu 30 C sampai dengan
350C.IV.2.3. Identifikasi dengan PXRDAnalisis menggunakan PXRD
dilakukan dengan cara sejumlah 200 mg sampel disiapkan pada pelat
sampel untuk uji difraksi sinar-X serbuk. Tipe difraktometer : PW
1710 BASED; tube anode: Cu; tegangan 40 kV, arus 30 mA, lebar split
0,2 inci. Data dikumpulkan pada kecepatan scan 0,8 detik per step
dengan jarak scanning pada 2 = 5o sampai 45oIV.2.4. Analisis Jumlah
Hidrat Menggunakan Titrasi Karl FischerSebanyak 50,0 mg sampel
ditimbang, dan ditetapkan kadar airnya dengan alat titrasi Karl
Fischer Titrator Metler Toledo V20, menggunakan pereaksi Karl
Fischer yang sudah dibakukan.IV.3. Orientasi Awal Pembentukan
Kokristal Melamin Asam SianuratPembentukan kokristal melamin-asam
sianurat diidentifikasi dengan tiga metode yaitu: metode kontak
panas Kofler dengan mikroskop polasisasi, pembuatan diagram fase
dari data Electrothermal IA9100, dan analisis DTA campuran
fisik.IV.3.1. Metode Kontak Panas KoflerSejumlah kecil asam
sianurat dengan titik yang lebih tinggi dari melamin diletakkan di
atas kaca objek dan ditutup dengan kaca penutup. Kaca objek
kemudian diletakkan di atas pelat pemanas. Selajutnya pelat pemanas
dinaikkan suhunya secara perlahan, dan pada suhu 20oC di bawah suhu
leburnya, kecepatan pemanasan diatur 2o per menit. Setelah melebur
seluruhnya pemanas dimatikan, leburan asam sianurat dibiarkan
mendingin dan mengkristal kembali. Serbuk melamin diletakkan di
tepi kaca penutup dan pelat pemanas dihidupkan kembali sampai
melamin melebur, kemudian pemanasan dimatikan. Leburan melamin akan
bergerak menuju daerah kontak dan rekristalit asam sianurat.
Setelah melamin mengkristal kembali, preparat dibiarkan selama
kurang lebih 30 menit dan selanjutnya diamati perilaku
peleburannya.IV.3.2. Pembuatan Diagram FaseSampel serbuk berupa
bahan tunggal melamin (M) dan asam sianurat (CA), campuran fisika
M-CA dalam berbagai komposisi molar (0:10, 1:9; 2:8; 3:7; 4:6; 5:5;
6:4; 7:3; 8:2; 9:1; 10:0) masing-masing dimasukkan ke dalam pipa
kapiler sampai tingginya mencapai tidak lebih dari 1 mm. Kemudian
diobservasi saat titik serbuk mulai meleleh sampai meleleh
sempurna.
IV.3.3. Analisis DTA Campuran FisikMelamin dan asam sianurat
dengan perbandingan molar 1:1 ditimbang, kemudian dicampur sampai
homogen dengan menggunakan mortar, kemudian campuran tersebut
dianalisis dengan instrumen DTA.IV.4. Analisis FTIR hasil ball
millingCampuran melamin-asam sianurat ditimbang sesuai dengan
perbandingan molar 1:1 (Yaday, 2009). Campuran di-milling dengan
kecepatan masing-masing: 45, 75, dan 105 rpm. Digunakan bola dengan
ukuran: bobot satu bola = 6490 mg (diameter =1,8 cm). Disiapkan
campuran melamin-asam sianurat dengan perbandingan bobot campuran
serbuk 1:100 dari bobot total bola. Data container adalah sebagai
berikut: volume = 1120 mL; bahan = porselen; diameter dalam = 12,5
cm; panjang = 12,0 cm. Pengatur kecepatan (Broyeur a boulets
PROLABO) mempunyai skala kecepatan putaran untuk memutar container
dengan kecepatan 30, 45, 60, 75, dan 105 rpm. Sampel dicuplik pada
menit ke 10, 20, 30, 40, 50, 60 dan 90 untuk masing-masing
kecepatan putaran yang berbeda.IV.5. Evaluasi Sampel Hasil
PenggerusanEvaluasi DTA dan PXRD dilakukan terhadap sampel
pencuplikan setelah 90 menit penggerusan menggunakan ball milling
dengan kecepatan 105 rpm. Pengerjaan dan pengoperasian yang
dilakukan persis dengan karakterisasi awal.
HASIL YANG DIHARAPKAN
Dari penelitian ini diharapkan data analisis FTIR dari proses
kokristaisasi melamin-asam sianurat dengan menggunakan metode ball
milling dapat ditentukan.
DAFTAR PUSTAKA
Atkinson, M.B.J., 2011, Fundamentals and Applications of
Co-crystal Methodologies: Reactivity, Structure Determination, and
Mechanochemistry, dissertation, Departement of Chemistry,
University of Iowa, 1-5Jacob, Cristina C., Reimschuessel dan Gonalo
Gamboa da Costa, 2011, Dose-Response Assessment of Nephrotoxicity
from a 7-Day Combined Exposure to Melamine and Cyanuric Acid in
F344 Rats, Toxicol. Sci., 119(2): 391397Morisette, S.L., 2003,
High-throughput Crystallization: Polymorphs, Salts, Co-crystals,
and Solvates of Pharmaceutical Solids, Adv. Drug Del. Rev. 56, 275
300Prior, Timothy J., Jennifer A. Armstrong, David M. Benoit dan
Kayleigh L. Marshall, 2013, The Structure of The Melamine-Cyanuric
Acid Co-crystal, Cryst. Eng. Comm, 15, 5838-5843Ranganathan,
Anupama, V. R. Pedireddi dan C. N. R. Rao, 1999, Hydrothermal
Synthesis of Organic Channel Structures: 1:1 Hydrogen-Bonded
Adducts of Melamine with Cyanuric and Trithiocyanuric Acids, J. Am.
Chem. Soc., 121: 1752-1753 Ronco, M.P.F., Kluge, J., dan Mazzotti
M., 2013, High Pressure Homogenization as a Novel Approach for the
Preparation of Co-Crystals, Cryst. Growth Des., Vol 13,
2013-2024.Schultheiss, N. dan Newman, A., 2009, Pharmaceutical
Cocrystals and Their Physicochemical Properties. Cryst. Growth
Des., Vol. 9 No.6, 2950-2957.Smart L.E. dan Moore E.A., 2005, Solid
State Chemistry, Taylor & Francis Group, Boca Raton London New
York Singapore, 104-108Trask, Andrew V., William Jones, Crystal
Engineering of Organic Cocrystals by the Solid-State Grinding
Approcah, 2005, Top Curr. Chem., 254: 41-70Yaday, A.V, A.S. Shete,
dan S.S. Sakhare, 2009, Co-crystal: A Novel Approach to Modify
Physicochemical Properties of Active Pharmaceutical Ingredients,
Indian J. Pharm. Sci., 71(4): 359370
