Diharapkan mahasiswa dapat memahami metoda sintesis ester dengan melalui reaksi esterifikasi pada percobaan ini.
Teori Dasar
Golongan analgesik non-narkotik seperti asam asetil salisilat ternyata memiliki khasiat anti inflamasi sehingga dapat digunakan untuk mengobati arthitis. Mekanisme Kerja obat ini belum jelas, walaupun diperkirakan dengan hubungan produksi atau penghantar hormon.
Asam salisilat tersedia di alam dalam bentuk ester pada glikosida dan minyak atsiri. Metil ester terkandung dalam minyak gandapura dan minyak aromatik tumbuhan lainnya.
Pada percobaan ini akan disintesis metil salisilat. Ester dapat diperoleh langsung dari asam karboksilat dengan alkohol dengan adanya katalis asam dan dapat diperoleh juga dari alkoholis asam klorida, asam anhidrat dan nitril.
Tahapan reaksi esterifikasi dapat diilustrasikan asam asetat dan etanol:
1. Protonisasi gugus karbonil
2. Adisi alkohol dan pemindahan suatu proton ke salah satu gugus hidroksil.
3. Eliminasi air dan deprotonisasi.
Reaksi pada percobaan ini bersifat reversibel maka kesetimbangan harus dibuat condong ke kanan untuk diperoleh ester dalam jumlah banyak.
Pada kondisi ideal, komposisi campuran kesetimbangan tidak dipengaruhi ada tidaknya katalis, tapi percobaan telah menunjukkan bahwa nilai konstanta kesetimbangan akan menjadi dua kali lipat. Jika ditambahkan sejumlah besar katalis asam maka katalis ini akan mengubah lingkungan dalam sistem dan sebagian dihilangkan melalui hidrasi air yang terbentuk dalam reaksi ini.
Asam salisilat berupa hablur putih biasanya jarum halus serta rasanya agak kemanis-manisan, tajam dan stabil di udara. Warnanya putih dan tidak berbau serta sukar larut dalam air dan benzen namun mudah larut dalam etanol dan eter atau air yang mendidih. Jarak titik leburnya 158 derajat Celcius dan 161 derajat Celcius.
Alat dan Bahan
Alat:
1. Corong Pisah
2. Labu Erlenmeyer
3. Batang Pengaduk
4. Pipet Tetes
5. Gelas Kimia
6. Kertas Saring
7. Corong Gelas
8. Labu Bundar 50 mL
9. Kondensor
10. Batu Didih
11. Alat Destilasi
Bahan:
1. 3 mL Asam Sulfat Pekat
2. 14 gr Asam Salisilat
3. 50 mL Metanol
4. Diklorometan
5. Air atau Aquadest
6. Magnesium Sulfat
7. Natrium Bikarbonat
Cara Kerja
Masukkan 14 gr Asam Salisilat dan 50 mL Metanol ke dalam labu bundar 50 mL dan aduk campuran itu. Tambahkan dengan ekstra hati-hati asam sulfat pekat sebanyak 3 mL (bersifat korosif !!!).
Masukkan batu didih ke dalm labu tadi dan sambungkan dengan kondensor tegak lalu reflux kira-kira selama 1 1/2 jam. Setelah direflux, dinginkan larutan pada suhu kamar dan dekantasi ke dalam corong pisah. Yang didalamnya terdapat 5 mL air dan 5 mL diklorometan.
Bilas labu bundar tadi dengan 2-3 mL diklorometan dan tuang bilasan lalu kocok campuran. Pisahkan cairan organik dengan kurang lebih 20 mL air/ aquadest dan kurang lebih 20 mL natrium bikarbonat (hati-hati berbusa). Pisahkan lapisan organik dan masukkan ke dalam labu erlenmeyer. Tambahkan sedikit magnesium sulfat, aduk dan buka penutup biarkan 20 menit.
Saring larutan tersebut ke dalam destilasi kecil, tambahkan batu didih dan suling diklorometan. Setelah tidak ada lagi pelarut yang tersuling, biarkan labu dingin pada suhu ruangan.
Data Pengamatan
Setelah ditimbang, asam salisilat yang digunakan sebanyak 14,0045 gr. Ketika ditambah dengan 50 mL metanol, asam salisilat ini larut dengan cepat dan berwarna bening larutannya.
Penambahan 3 mL asam sulfat pekat ke dalam larutan tadi merubah warnanya menjadi kemerahan walaupun sebentar dan berwarna bening kembali.
Ketika dimasukkan batu didih dan dipasang kondensor tegak lalu direflux selama 1 1/2 jam terjadi pemisahan metanol yang dapat digunakan kembali.
Setelah di dekantasi ke dalam corong pisah yang terdapat 5 mL air dan 5 mL diklorometan didalamnya terjadi pemisahan cairan organik dan air. Namun secara kasat mata, cairan organik dan air tidak dapat terlihat terpisah karena larutannya yang sama-sama berwarna bening.
Untuk yang penambahan natrium bikarbonat serta magnesium sulfat dan penyulingan, tidak dilakukan karena keterbatasannya waktu sehingga produk belum dihasilkan secara murni.
Pembahasan
Pada pembuatan metil salisilat ini mula-mula dicampurkan 14,0045 gr asam salisilat dengan 50 mL metanol ke dalam labu bundar. Asam salisilat ini larut dengan cepat karena pelarutnya menggunakan metanol. Asam salisilat akan larut dengan cepat jika dilarutkan dalam senyawa etanol.
Penambahan asam sulfat pekat sebanyak 3 mL berfungsi untuk sebagai katalis yang sifatnya asam dan hanya untuk memepercepat laju reaksi dengan menurunkan energi aktivasinya. Penambahan asam sulfat ini dilakukan diawal atau terdahulu pada percobaan ini bertujuan agar tidak terjadinya prematur, yaitu terbentuk metil salisilat sebelum waktu yang diinginkan.
Dalam percobaan ini tujuannya untuk mensintesis metil salisilat yang artinya memebentuk metil salisilat.
Reaksi pembentukan metil salisilat:
Struktur kimia untuk katalis asam atau asam sulfat (H2SO4) :
Pemasukkan batu didih ke dalam larutan tadi dan pemasangan kondensor secara tegak dapat dinamakan sebagai reaksi soxlet yang cara kerja atau mekanisme kerjanya sama dengan reaksi destilasi namaun bedanya pada efisiensi pelarut. Metanol yang digunakan pada percobaan ini dapat dipergunakan oleh percobaan yang selanjutnya secara layak karena dengan reaksi soxlet, pelarut dapat terpisah secara efisiensi.
Setelah methanol terpisah secara efisien, larutan yang tadi hanya mengandung asam salisilat, metil salisilat serta air didekantasi tuang dari labu bundar ke dalam corong pisah. Dekantasi ini bertujuan untuk memisahkan pengotor yang dapat terlihat secara kasat mata baik itu pengotor dari dalam alat ataupun dari bahan-bahan yang digunakan.
Corong pisah yang tadi didalamnya sudah terdapat 5 mL
air dan 5 mL diklorometan yang tujuannya untuk memisahkan cairan-cairan organik dengan air karena sifat kepolaran dan perbedaan massa jenisnya. Dalam percobaan ini diklorometan bersifat non polar yang dapat bereaksi atau mengikat metil salisilat. Sedangkan air itu bersifat polar sehingga akan terpisah dengan sendirinya setelah dikocok dan didiamkan. Pengocokan corong pisah tidak boleh kuat-kuat karena untuk mencegah terjadinya pembentukan emulsi. Setelah dikocok dan didiamkan, cairan-cairan organik akan terpisah dengan air namun hal ini tidak dapat dilihat secara kasat mata. Maka dari itu dilakukan pengujian dengan meneteskan air ke dalam corong pisah untuk mengetahui keberadaan air, serta keberadaan diklorometan.
Cairan-cairan organik tadi dpisahkan ke dalam labu Erlenmeyer dan setelah terpisah ditambahkan 20 mL natrium bikarbonat yang berfungsi sebagai penghilang senyawa yang mengandung CH2 CR2.
Natrium bikarbonat + Metil salisilat
Natrium salisilat + CO2 + H2O
Setelah lapisan organik dipisahkan kembali, ditambahkan magnesium sulfat (MgSO4) yang bertujuan untuk mengikat air (polar) yang terbawa ketika pemisahan lapisan organik ke dalam labu Erlenmeyer.
Untuk asam salisilat yang belum teresterifikasi dapat dilakukan destilasi vakum yaitu dengan adanya tekanan yang benar-benar menekan.
Campuran yang telah ditambah MgSO4 dan dibiarkan 20 menit itu dilakukan penyaringan ke dalam destilasi kecil untuk memisahkan pengotor-pengotor yang masih terbawa.
Untuk memurnikan produk atau hasil metil salisilat dilakukan penyulingan diklorometan.
Reaksi penambahan natrium bikarbonat dan magnesium sulfat serta pemurnian dengan cara penyulingan tidak dilakukan oleh praktikan karena keterbatasan waktu.
Gambar 1 Soxlet ketika reaksi reflux
Berkaitan dengan hasil metil salisilat yang dihasilkan kurang memuaskan ada beberapa hal, diantaranya:
1. Keterbatasan waktu praktikum,
2. Alat-alat yang tidak tercuci sempurna,
3. Keterlambatan penambahan asam salisilat atau penambahan asam sulfat yang didahulukan,
4. Terbuangnya asam salisilat di dalam labu bundar, ataupun dialat-alat yang lainnya.
Kesimpulan
Sintesis itu adalah pembuatan suatu zat secara kimiawi. Sintesis metil salisilat adalah pembuatan metil salisilat dengan cara reaksi kimia.
Dari pembuatan metil salisilat ini dapat disimpulkan:
1. Metil salisilat dapat dibuat dengan cara mereaksikan asam salisilat dengan metanol dan asam sulfat sebagai katalis.
2. Ester dapat diperoleh dari reaksi esterifikasi langsung dari asam salisilat dengan metanol dengan katalis asam sulfat.
3. Pemisahan cairan-cairan organik dapat dilakukan dengan cara soxlet dan perbedaan kepolarannya serta perbedaan titik didih (destilasi).
4. Pemisahan pelarut secara efisien dapat dilakukan dengan cara soxlet.
5. Pemurnian metil salisilat dari diklorometan dapat dilakukan dengan cara penyulingan, namun reaksi ini tidak dilakukan karena waktu yang terbatas.
6. Produk atau hasil yang diperoleh tidak murni metil salisilat karena praktikum hanya dilakukan pada sampai penambahan diklorometan. Namun wanginya telah tercium walaupun hasilnya belum murni.
Daftar Pustaka
1. http://www.chem-is-try.org/materi_kimia/sifat_senyawa_organik/alkohol1/reaksi_pengesteran_esterifikasi/ diakses pada tanggal 01 November 2009.
2. American Medical Associated. Drug Evaluations Annual 1993. Chicago: TheAssociation, 1993. p. 1587.
3. Goodman LS, Gilman A, editors. The Pharmacological Basis of 3rd ed. New York: The Macmillan Company, 1966.p. 1052.
4. http://kimia.upi.edu/utama/bahanajar/kuliah_web/2008/Riski%20Septiadevana%200606249_IE6.0/halaman_11.html diakses pada tanggal 01 Novemeber 2009.
