InsyaAllah - Copy
-
Upload
andra-bernama -
Category
Documents
-
view
55 -
download
0
description
Transcript of InsyaAllah - Copy
Pewarna Alami dan Buatan
Salah satu kegunaan kimia organik adalah sebagai pewarna. Zat organik yang digunakan
sebagai pewarna ada yang alami, diambil langsung dari tumbuh-tumbuhan di alam dengan cara
ekstraksi kimiawi, dan ada juga yang sintetik. Bahan pewarna alami maupun buatan digunakan untuk
memberi warna yang lebih menarik pada makanan. Biasanya orang menggunakan bahan pewarna
alami karena lebih aman dikonsumsi daripada bahan pewarna buatan. Bahan alami tidak memiliki
efek samping atau akibat negatif dalam jangka panjang. Adapun pewarna buatan dipilih karena
memiliki beberapa kelebihan dibandingkan dengan zat pewarna alami. Tabel berikut ini
menunjukkan perbedaan kedua jenis pewarna tersebut.
Tabel 1. Perbedaan pewarna alami dan buatan
No. Pewarna alami Pewarna buatan
1 Lebih aman dikonsumsi. Kadang-kadang memiliki efek negatif tertentu.
2 Warna yang dihasilkan kurang stabil,
mudah berubah oleh pengaruh tingkat
keasaman tertentu.
Dapat mengembalikan warna asli, kestabilan
warna lebih tinggi, tahan lama, dan dapat
melindungi vitamin atau zat-zat makanan lain
yang peka terhadap cahaya selama penyimpanan.
3 Untuk mendapatkan warna yang bagus
diperlukan bahan pewarna dalam jumlah
banyak.
Praktis dan ekonomis
4 Keanekaragaman warnanya terbatas Warna yang dihasilkan lebih beraneka ragam.
5 Tingkat keseragaman warna kurang baik Warna yang dihasilkan lebih beraneka ragam.
6 Kadang-kadang memberi rasa dan aroma
yang agak mengganggu.
Biasanya tidak menghasilkan rasa dan aroma yang
mengganggu.
Beberapa contoh zat pigmen pemberi warna dalam pewarna alami adalah:
KAROTEN, menghasilkan warna jingga sampai merah. Biasanya digunakan untuk mewarnai
produk-produk minyak dan lemak seperti minyak goreng dan margarin. Dapat diperoleh dari
wortel, pepaya dan sebagainya.
BIKSIN, memberikan warna kuning. Biksin diperoleh dari biji pohon Bixa orellana yang
terdapat di daerah tropis dan sering digunakan untuk mewarnai mentega, margarin, minyak
jagung dan salad dressing.
Tartrazine
Karoten
KARAMEL, berwarna coklat gelap dan merupakan hasil dari hidrolisis (pemecahan)
karbohidrat, gula pasir, laktosa dan sirup malt.
KLOROFIL, menghasilkan warna hijau, diperoleh dari daun. Banyak digunakan untuk
makanan dan berbagai produk kesehatan. Pigmen klorofil banyak terdapat pada dedaunan
(misal daun suji, pandan, katuk ,dsb.).
ANTOSIANIN, penyebab warna merah, oranye, ungu dan biru banyak terdapat pada bunga
dan buah-buahan seperti bunga mawar, pacar air, kembang sepatu, bunga tasbih/kana,
krisan, pelargonium, aster cina, dan buah apel,chery, anggur, strawberi, juga terdapat pada
buah manggis dan umbi ubi jalar.
KURKUMIN, berasal dari kunyit sebagai salah satu bumbu dapur sekaligus pemberi warna
kuning pada makanan.
Sedangkan contoh pewarna sintetik adalah:
Sunsetyellow FCF (orange)
Carmoisine (Merah)
Brilliant Blue FCF (biru)
Brown HT
Ponceau 4R (E124 atau SX Purple)
Allura Red (E129)
Quinoline Yellow (E104)
Tartrazine (kuning)
Karoten paling sering didapatkan dari ekstraksi wortel, pepaya, dan sebagainya. Biasanya digunakan
untuk mewarnai produk minyak dan lemak seperti minyak goreng dan margarin, juga juice dan kue-
kue. Karoten adalah salah satu dari berbagai Karotenoid, dan memilki rumus kimia yang hanya
mengandung karbon dan hidrogen, dengan 40 atom C dan jumlah atom H yang bervariasi. Berikut ini
beberapa sifat fisika dan kimia dari beta karoten, salah satu bentuk dari karoten:
Dalam bentuk kristal berwarna oranye
Titik leleh 183oC (evacuated tube)
Density 1.00 pada 20 oC
Solubilitas dalam air (0.6 mg/L), larut dalam minyak sayur dan aseton
Sensitif pada alkali dan udara serta cahaya, khususnya di temperatur tinggi
Salah satu pewarna sintetik yang diizinkan penggunaannya secara komersial oleh hukum adalah
Tartrazine, yang digunankan sebagai pewarna kuning yang banyak digunakan dalam makanan dan
obat-obatan. Beberapa sifat fisika dan kimianya adalah:
SIFAT FISIKA DAN KIMIA TARTRAZINE
Bentuk Fisik
Titik Leleh
Titik Didih
Titik Nyala
Berat Jenis
Solubilitas/Kelarutan dalam air
PH
Stabilitas
Bubuk berwarna merah
>300oC (terurai pada 250oC
-
44oC
1.85-1.95
Larut
-
Stabil dalam keaadan standar
Dalam kehidupan sehari-hari penggunaan pewarna paling dekat dengan kita adalah pewarnaan
makanan, umumnya dengan pewarna alami. Warna pada jamu-jamuan yang kita lihat didapatkan
dari ekstraksi bahan-bahan alami. Salah satunya adalah kunyit. Kunyit memiliki kandungan
kurkuminoid yang tinggi sehingga mampu memberikan warna kuning dan oranye yang cerah. Selain
sebagai pewarna, kunyit juga merupakan tanaman yang memiliki manfaat tinggi untuk kesehatan.
Dalam penggunaannya sebagai bahan pewarna jamu, untuk mengekstraksi pigmennya kunyit cukup
dicuci, kemudian dikupas kulitnya. Kemudian kunyit diparut, lalu hasil parutan diperas dan
didapatkanlah cairan warna yang siap dipakai. Warna yang dihasilkan (kuning/oranye) bergantung
kepada kematangan kunyit yang digunakan.
Pewarna alami memiliki kelebihan dimana mereka memiliki kandungan zat-zat yang bermanfaat bagi
kesehatan. Di sisi lain, kekurangan pewarna buatan adalah bahwa mereka seringkali menimbulkan
efek buruk pada kesehatan pengkonsumsinya. Gangguan kesehatan akibat konsumsi pewarna
sintetik memang tidak berlaku kepada semua orang, yang menjadi alasan diizinkannya
penggunaannya secara luas dan komersiil, tetapi pada beberapa orang pewarna sintetik
menimbulkan gejala-gejala alergi seperti tartrazine menimbulkan efek samping langsung seperti
urtikaria (ruam kulit), sakit perut, mual, muntah, rhinitis (hidung meler), asma, purpura (kulit lebam)
dan anafilaksis sistemik (shock).Gejala berikut kebanyakan muncul pada penderita asma dan individu
yang alergi terhadap aspirin.
Antioksidan
Antioksidan adalah merupakan suatu senyawa yang mampu menunda, memperlambat atau
menghambat reaksi oksidasi pada makanan atau obat dimana senyawa-senyawa yang terkandung
didalamnya mudah teroksidasi, sehingga sel sel lain terhindar dari radikal bebas. Beberapa zat yang
termasuk dalam kategori antioksidan diantaranya adalah polipenol, mineral, vitamin dan karotin. Zat
zat tersebut secara umum sangat berperan untuk mencegah tubuh dari penyakit.
Radikal bebas dapat didefinisikan sebagai atom/molekul/senyawa yang mengandung satu
atau lebih elektron yang tidak berpasangan. Radikal bebas pada umumnya berasal dari molekul
oksigen yang secara kimia strukturnya telah berubah akibat aktifitas dari lingkungan. Radikal bebas
yang berhasil masuk kedalam tubuh akan berusaha mengambil elektron-elektron yang terdapat
pada molekul lain didalam tubuh seperti sel dan DNA.
Antioksidan dibagi menjadi dua kelompok jika dikelompokkan berdasarkan sumber
antioksidan itu sendiri. Antioksidan dibagi menjadi antioksidan alami dan sintetik. Antioksidan
sintetik adalah antioksidan yang diperoleh dari hasil sintesis kimia dan telah diproduksi untuk tujuan
komersial. Antioksidan sintetik sangat efektif dalam menghambat terjadinya oksidasi pada minyak
atau lemak. Tetapi antioksidan sintetik dapat menyebabkan gangguan pada organ hati dan dapat
mempengaruhi kerja enzim dalam hati (komayaharti, 2008). karena adanya kekhawatiran terhadap
efek samping penggunaan antioksidan sintetik membuat antioksidan alami menjadi alternatif yang
dipilih (sunarni, 2007). contoh dari antioksidan sintetik adalah BHA, BHT, TBH, tokoferol, propil
gallat, dan lain lain.
Antioksidan alami alami adalah antioksidan yang berasal dari hasil ekstraksi bahan alam
pada tumbuhan. Antioksidan alami tersebar di beberapa bagian tanaman seperti kayu, akar, daun,
buah dan lain lain. Senyawa antioksidan alami yang berasal dari tumbuhan umumnya adalah
senyawa fenolik atau polifenolik yang dapat berupa golongan flavonoid, turunan asam sinamat,
kumarin, tokoferol, dan asam asam organik polifungsional. Contoh dari sayuran yang mengandung
antioksidan alami adalah brokoli, kubis, lobak, wortel, tomat, dan lain lain. Beberapa buah buahan
juga mengandung antioksidan seperti anggur, alpukat, blueberry, kiwi dan lain lain. Dari beberapa
contoh tersebut dapat dilihat banyak dari makanan yang biasa kita konsumsi mengandung
antioksidan. Aktifitas antioksidan adari berbagai tanaman tersebut juga diperkirakan mempunyai
kekuatan sedang sampai tinggi. Beberapa ekstrak tanaman yang sudah diketahui memiliki aktifias
antioksidan yang tinggi adalah antara lain golongan rempah rempah seperti ekstrak cengkeh, jahe,
pala, kunyit dan lainnya. Khusus untuk antioksidan rempah rempah, aktifitas antioksidan kering
umumnya lebih aktif dari rempah rempah segar.
Rumus Molekul dan Struktur Lewis Antioksidan
Setelah kita mengetahui apa saja contoh antioksidan sintetik yang ada, kita dapat
mengetahui rumus molekul dan struktur lewis dari antioksidan tersebut.
1. Butil Hidroksianisol (BHA)
rumus molekul, bobot molekul: C11H16O2/ 180,25
2. Butil Hidroksitoluen (BHT)
rumus molekul, bobot molekul: C15H24O/220,35
3. Propil Gallat
rumus molekul, bobot molekul: C10H12O5/212,20
4. Tert-butil Quinon
rumus molekul, bobot molekul: C10H14O2/166.22
5. Alpha Tocopherol
rumus molekul: C29H50O2
Tata Nama Antioksidan dalam IUPAC
Tata nama IUPAC adalah salah satu sistem yang digunakan untuk menamai sebuah senyawa
organik yang dibuat oleh IUPAC (International Union of Pure And Applied Chemistry). Setiap
senyawa organik harus memiliki nama yang dari nama tersebut dapat dibuat sebuah formula
structural dengan jelas. Setiap antioksidan sintetik pun memiliki nama IUPAC masing masing. Nama
IUPAC dari antioksidan tersebut ada di tabel dibawah ini
Antioksidan Nama IUPAC
1. Butil Hidroksianisol (BHA) 2-tert-Butyl-4-hydroxyanisole and 3-tert-butyl-4-
hydroxyanisole (mixture)
2. Butil Hidroksitoluen (BHT) 2,6-bis(1,1-dimethylethyl)-4-methylphenol
3. Propil Gallat Propyl 3,4,5-trihydroxybenzoate
4. Tert-butil Quinon 2-(1,1-Dimethylethyl)-1,4-benzenediol
5. Alpha Tokoferol (2R)-2,5,7,8-Tetramethyl-2-[(4R,8R)-(4,8,12-
trimethyltridecyl)]-6-chromanol
Sifat Fisika dan Sifat Kimia Antioksidan
Setiap senyawa di bumi ini pastilah memiliki sifat fisika dan sifat kimia. Antioksidan sintetik
juga memiliki sifat fisika dan kimia yang berbeda beda. Sifat fisika adalah sifat suatu zat yang dapat
kita lihat tanpa mengubah zat zat penyusun materi tersebut. Yang termasuk dalam kelompok sifat
fisika adalah wujud zat, warna, bau, titik leleh, titik didih, mssa jenis, kekerasan, kelarutan, daya
hantar listrik, kekeruhan, kemagnetan, dan kekentalan. Sedangkan sifat kimia adalah ciri ciri suatu
zat yang berhubungan dengan bagaimana terbentuknya zat jenis baru, sebagai contoh dari sifat
kimia adalah mudah terbakar, mudah busuk, berkarat, beracun, mudah meledak, dan lain lain. Pada
tabel dibawah ini akan diberikan sifat fisika dan sifat kimia dari beberapa antioksidan sintetik.
Antioksidan Sifat Fisika dan Kimia
Butil Hidroksianisol (BHA) -serbuk kristal putih
-padatan seperti lilin dengan karakteristik bau
aromatis
-praktis tidak larut dalam air
-larut dalam methanol
Butil Hidroksitoluen (BHT) -kristal padat atau serbuk warna putih atau kuning
pucat dengan bau khas
-praktis tidak larut dalam air, asam mineral encer,
propilenglikol
-mudah larut dalam aseton, benzene, eter, toluene,
methanol
Propil Gallat -serbuk kristal putih
-tidak berbau
-mempunyai sedikit rasa adstringen
-1 bagian propil gallat larut dalam 200 bagian minyak
mineral, 1000 bagian air, 2000 bagian minyak kacang
Tert-butil Quinon -berbentuk bubuk putih sampai coklat terang
-mempunyai kelarutan cukup pada lemak dan minyak
-tidak membentuk kompleks warna dengan Fe dan Cu
tetapi dapat berubah pink dengan adanya basa
Alpha Tocopherol -produk alam
-minyak kental praktis tidak berbau
-jernih
-praktis tidak larut dalam air
-mudah larut dalam aseton, etanol, eter dan minyak
sayur
Cara Preparasi Antioksidan
Preparasi adalah salah satu teknik laboratorium yang sangat penting untuk dikuasai oleh
setiap ilmuwan dan kimiawan. Jika seorang ilmuwan atau kimiawan tidak dapat melakukan teknik
preparasi maka akan sangat sulit baginya untuk menjalankan percobaan atau eksperimen dalam
laboratorium dengan benar. Menjalankan sebuah praktikum dengan baik dan benar juga
menyangkuti urusan efisiensi dan keselamatan praktikan dengan orang orang disekitarnya. Karena
itulah kita perlu mempelajari teknik preparasi dengan benar.
Butil Hidroksitoluen (BHT) dipreparasi dari reaksi p-kresol (4-methylphenol) dengan
isobutilen (2-methylpropene) yang dikatalisis oleh asam sulfat (H2SO4)
CH3(C6H4)OH + 2 CH2=C(CH3) 2 → ((CH3) 3C)2CH3C6H2OH
BHT juga dapat dibuat dari 2,6-di-tert-butilfenol oleh hydroxymethylation atau
aminomethylation diikuti oleh hidrogenolisis. Sebuah studi juga menemukan bahwa fitoplankton,
termasuk ganggang hijau, Botryococcus braunii, serta tiga cyanobacteria yang berbeda
(Cylindrospermopsis raciborskii, aeruginosa Microcystis dan Oscillatoria sp.) Mampu menghasilkan
senyawa ini. Konfirmasi dilakukan melalui kromatografi gas-spektrometri massa analisis.
Isomer Tokoferol
Vitamin E adalah salah satu filonutrien yang sangat penting untuk makanan. Vitamin E
adalah antioksidan yang dapat melarutkan lemak. Sebagai antioksidan, vitamin E berfungsi sebagai
donor ion hidrogen yang mampu mengubah radikal bebas menjadi radikal tokoferol yang kurang
reaktif, sehingga tidak mampu merusak rantai asam lemak (Winarsi, 2005). Vitamin E memiliki 2
isomer yaitu tokoferol dan tokotrienol. Tokoferol memiliki rantai samping phytil, berbeda dengan
tokoferol, tokotrienol mempunyai rantai samping yang sama dengan ikatan rangkap pada posisi 3 ,′
7 , 11 . Tokoferol dan tokotrienol sama sama memiliki 4 isomer yang dinyatakan sebagai α, β, δ dan γ′ ′
yang dibedakan berdasarkan jumlah dan posisi gugus metil pada cincin kroma. α-tokoferol
merupakan vitamin E utama in vivo dan menunjukkan aktivitas biologi tertinggi. Tokoferol dan
tokotrienol bersifat sangat nonpolar dan selalu dalam fase lemak. Inilah struktur dari isomer isomer
tokoferol
1. alpha-tokoferol/ C29H50O2
2. beta-tokoferol/C28H48O2
3. gamma-tokoferol/C28H48O2
4. delta-tokoferol/C27H46O2
Thalidomide
O
Obat thalidomide dipasarkan di Eropa pada tahun 60-an. Thalidomide dipasarkan sebagai obat
penenang. Akan tetapi efek klinisnya berbeda saat dikonsumsi oleh ibu hamil. Bayi yang kelak
dilahirkannya akan mengalami cacat akibat pertumbuhan janinnya terganggu. Saat itu ditemukan
sedikitnya 2000 kasus bayi cacat akibat ibunya mengkonsumsi obat ini di masa kehamilan. Efek klinis
yang terjadi pada ibu hamil yang mengkonsumsi Thalidomide bukanlah merupakan efek samping dari
obat. Hal ini terjadi karena senyawa Thalidomide memiliki dua enantiomer. Dalam kasus obat
Thalidomide, kedua enantiomer Thalidomide bercampur sebagai campuran rasemik yaitu campuran
yang mengandung sepasang enantiomer dalam jumlah yang sama yaitu (R)-Thalidomide yang
memiliki efek klinis sebagai obat penenang dan (S)-Thaidomide yang memiliki efek klinis
mengganggu pertumbuhan janin. Akibatnya orang yang mengkonsumsi Thalidomide bisa merasakan
dua efek klinis secara bersamaan.
Gugus Fungsi yang ada pada Thalidomide antara lain:
1. Benzena
2. Amida C N
3. Karbonil C = O
No Sifat Fisika dan Kimia Thalidomide
1 Rumus senyawa 2-(2,6-Dioxo-3-piperidinyl)-1H-isoindole-1,3(2H)-dione
2 Masa Molar 258.229
3 Penampakan Bubuk putih
4 Kelarutan dalam air 45-60 mg/L @ 25 C
5 Titik didih 276 - 278
6 Masa Jenis 1.48 g/cm3
Terjadinya fenomena seperti thalidomide adalah hasil dari kerja atom c kiral pada senyawa
thalidomide, penjelasan mengenai hal itu adalah sebagai berikut.
Stereokimia
Stereokimia adalah studi mengenai molekul-molekul dalam ruang tiga dimensi, yakni bagaimana
atom-atom dalam sebuah molekul ditata dalam ruangan satu relatif terhadap yang lain.
Stereoisomer adalah senyawa berlainan yang mempunyai struktur sama, berbeda hanya dalam hal
penataan atom-atom dalam ruangan. Stereoisomer atau isomer optis merupakan isomer yang
diakibatkan oleh keberadaan atom C kiral (atom C yang mengikat empat gugus yang berbeda) dalam
suatu senyawa.
Dalam stereoisomer, atom yang menghasilkan isomer berada pada posisi yang sama namun memiliki
pengaturan keruangan yang berbeda. Isomer geometrik adalah salah satu contoh dari stereoisomer.
Dinamakan isomer optikal karena efek yang terjadi pada polarisasi sinar. Substansi sederhana yang
menghasilkan isomer optikal dikenal sebagai enansiomer.
Sebuah larutan mempolarisasi sinar datar sehingga berputar searah jarum jam. Enasiomer ini
dikenal sebagai d atau bentuk (+) . ( d merupakan singkatan dari dextrorotatory.)Sebagai
contoh, salah satu isomer optikal (enansiomer) dari asam amino alanin dikenal sebagai
(+)alanin.
Sebuah larutan mempolarisasi sinar datar sehingga berputar berlawanan arah dengan jarum
jam. Enansiomer ini dikenal sebagail atau bentuk (-). (l merupakan singkatan dari
laevorotatory.) Enansiomer lain dari alanin dikenal sebagail-alanin atau (-)alanin.
Jika konsentrasi larutan seimbang maka putaran serah dan berlawanan jarum jam saling
meniadakan.
Saat subtansi aktif optikal dibuat di laboratorium, biasanya dibuat dari campuran 50/50 dari
kedua enasiomer yang tidak memiliki pengaruh terhadap polarisasi sinar.
Chan-Ingold-Prelog membuat sistem tata nama untuk stereoisomer dengan menglasifikasikan atom C
kiral sebagai R atau S yang disebut juga sebagai konfigurasi absolut. Konfigurasi R dan S ini tidak
ada hubungannya dengan kemampuan senyawa tersebut untuk memutar bidang cahaya terpolarisasi
ke kanan atau ke kiri. Konfigurasi ini menunjukan urutan prioritas gugus dari prioritas tinggi ke
Isomer
Isomer Struktur Isomer Ruang
Rangka Posisi Fungsi Geometri Optis
prioritas rendah, dimana gugus dengan prioritas terendah (biasanya atom H) disimpan di belakang
atom C dengan struktur ruang tertutup oleh atom C. Sepasang enantiomer mempunyai konfigurasi
yang berlawanan. Jika urutan prioritas gugus ini searah jarum jam maka dinamakan konfigurasi R dan
jika sebaliknya dinamakan konfigurasi S; R= rectus = kanan, S= sinister = kiri.
Cara menentukan konfigurasi R/S
1. Urutkan keempat gugus atau atom yang terikat pada atom C kiral, sesuai urutan prioritas atura n
deret Chan-Ingold-Prelog
2. Proyeksikan molekul itu sedemikian sehingga gugus yang berprioritas rendah berarah ke
belakang
3. Pilih gugus dengan prioritas tertinggi dan tariklah suatu anak panah bengkok ke gugus dengan
prioritas tertinggi berikutnya
4. Jika panah ini se arah jarum jam, maka konfigurasinya adalah R, jika berlawanan arah
konfigurasi S.
Sulit sekali menghasilkan suatu enantiomer atau diastereoisomer murni. Bahkan 90 persen obat-obat
sintetik yang mengandung senyawa kiral masih dipasarkan dalam kondisi rasemik sampai awal 1990-
an.
Lalu bagaimana caranya memperoleh suatu enantiomer dengan enantiomeric excess (EE) yang tinggi?
Enantiomeric excess artinya persentase suatu enantiomer yang berkonfigurasi R dikurangi persentase
enantiomer pasangannya yang berkonfigurasi S dalam suatu campuran atau sebaliknya. Sebelum
menjawab pertanyaan tersebut, harus diingat dua prinsip dasar isomer optik yaitu:
1. Enantiomer adalah salah satu bentuk stereoisomer yang memiliki sifat-sifat fisika (titik didih,
kelarutan, dan lain-lain) yang sama tetapi berbeda dalam arah rotasi polarimeter dan interaksi
dengan zat kiral lainnya
2. Sepasang diastereoisomer memiliki sifat-sifat fisika dan sudut rotasi polarimeter yang
berbeda satu sama lain. Bahkan sering dalam bereaksi mengambil cara yang berlainan.
Artinya kita bisa memisahkan campuran dua diastereoisomer dengan cara-cara fisika
(destilasi, kristalisasi, dan lain-lain). Akan tetapi tidak bisa memisahkan campuran dua
enantiomer dengan cara-cara fisika, karena sepasang enantiomer memiliki properti fisika yang
sama. Kesimpulannya, kita dapat dengan mudah memisahkan campuran dua diastereoisomer,
tapi akan kesulitan memisahkan campuran dua enantiomer.
Berdasarkan kasus obat Thalidomide, maka dikembangkanlah metode untuk memisahkan enantiomer
dalam suatu campuran rasemik. Berdasarkan penjelasan diatas cara yang cocok digunakan adalah
teknik resolusi (pemisahan dengan pengkristalan) dan penggunaan reaksi enzimatis atau
menggunakan mikroorganisme. Dengan adanya metode pemisahan ini maka enantiomer yang
diinginkan akan diperoleh dan memperkecil tragedi efek klinis ganda jika enantiomer itu digunakan
sebagai obat.
Jika memang enantiomer sulit dipisahkan terdapat obat pengganti Thalidomide untuk mengatasi
morning sickness pada ibu hamil yaitu metoclopramide atau metoclopramid HCl (C14H22ClN3O22O),
Kerja dari metoklopramida pada saluran cerna bagian atas mirip dengan obat kolinergik, tetapi tidak
seperti obat koliergik, metoklopramida tidak dapat menstimulasi sekresi dari lambung, empedu atau
pankreas, dan tidak dapat mempengaruhi konsentrasi gastrin serum. Cara kerja dari obat ini tidak
jelas, kemungkinan bekerja pada jaringan yang peka terhadap asetilkolin. Efek dari metoklopramida
pada motilitas usus tidak tergantung pada persarafan nervus vagus, tetapi dihambat oleh obat-obat
antikolinergik. Metoklopramida dapat meningkatkan tonus dan amplitudo pada kontraksi lambung
(terutama pada bagian antrum), merelaksasi sfingter pilorus dan bulbus duodenum, serta
meningkatkan paristaltik dari duodenum dan jejunum sehingga dapat mempercepat pengosongan
lambung dan usus. Mekanisme yang pasti dari sifat antiemetik metoklopramida tidak jelas, tapi
mempengaruhi secara langsung CTZ (Chemoreceptor Trigger Zone) medulla yaitu dengan
menghambat reseptor dopamin pada CTZ. Metoklopramida meningkatkan ambang rangsang CTZ
dan menurunkan sensitivitas saraf visceral yang membawa impuls saraf aferen dari gastrointestinal
ke pusat muntah pada formatio reticularis lateralis.
Formal Charge =
Jumlah elektron valensi dalam atom netral
Jumlah elektron valensi yang tidak terpakai
Separuh seluruh elektron yang terpakai
Formal Charge O pada thalidomide adalah
= 6 – 4 – 4/2= 0
Formal Charge N pada thalidomide adalah
= 5 – 2 – 6/2= 0
Cracking
Minyak mentah dapat diubah menjadi bahan bakar yang berguna seperti bensin, bahan bakar jet,
dan minyak nabati melalui reaksi cracking. Panas, tekanan dan katalis merupakan faktor yang sangat
mempengaruhi untuk mendapatkan berbagai produk bahan bakar.
C22H44 -> C12H24 + C10H22
C17H36 -> C9H20 + C8H16
Untuk reaksi pertama,a) Reaktan : Dokosanab) Produk : Dodekana + Dekana
Untuk reaksi kedua,a) Reaktan : Heptadekanab) Produk : Nonana + Oktana
Reaksi cracking merupakan reaksi penguraian molekul-molekul senyawa hidrokarbon yang besar
menjadi molekul-molekul senyawa hidrokarbon yang lebih kecil yang lebih bermanfaat. Reaksi
cacking ini dapat dicapai dengan menggunakan tekanan dan suhu tinggi tanpa sebuah katalis, atau
suhu dan tekanan yang rendah dengan dengan sebuah katalis. Reaksi cracking biasanya akan
mengubah alkana rantai panjang dan menghasilkan dua senyawa yang salah satunya alkana dan
yang lainnya merupakan alkena.
Terdapat 3 cara proses dari reaksi cracking :
a) Cara panas (thermal cracking)
Pada pemecahan thermal, digunakan suhu yang tinggi sampai 7500C dan tekanan tinggi
sampai sekitar 70 atm untuk menguraikan molekul senyawa hidrokarbon yang besar
menjadi molekul senyawa hidrokarbon yang lebih kecil. Pemecahan thermal tidak
melibatkan pembentukan senyawa intermediet ionik, tetapi ikatan C-C terputus
sehingga masing-masing atom C memiliki satu elektron tunggal (terbentuk radikal
bebas). Reaksi-reaksi dari radikal bebas akan menghasilkan berbagai produk.
Radikal bebas terbentuk
dst dst
Katalis Zeolit Katalis Zeolit
b) Cara katalis (catalytic cracking)Pemecahan yang dilakukan dengan menggunakan katalis. Katalis yang digunakan
biasanya SiO2 atau Al2O3 bauksit. Namun sekarang ini menggunakan zeolit sebagai
katalis. Zeolit merupakan senyawa Aluminosilikat kompleks, dan memiliki kisi besar
(terdiri dari atom Alumunium, Silikon dan Oksigen) yang membawa muatan negatif 1.
Zeolit tentunya terkait dengan ion-ion positif seperti Natrium, Potassium, dll. Molekul
hidrokarbon besar dicampur dengan katalis pada suhu sekitar 5000C dan pada tekanan
yang cukup rendah. Zeolit digunakan pada pemecahan katalis untuk menghasilkan
hidrokarbon dengan jumlah atom karbon antara 5 sampai 10 dengan persentase yang
tinggi. Zeolit juga menghasilkan proporsi alkana bercabang yang tinggi dan hidrokarbon
aromatik seperti benzena. Katalis zeolit memiliki sisi-sisi yang bisa melepaskan sebuah
hidrogen dai sebuah alkana bersama dengan dua elektron yang mengikatnya dengan
karbon. Lepasnya hidogen ini menyebabkan atom karbon bermuatan positif yang biasa
disebut dengan ion karbonium (karbokasi). Penatan ulang ion-on ini menghasilkan
berbagai produk reaksi.
c)
Hidrocracking
Hidrocracking merupakan kombinasi antara
pemecahan dan hidrogenasi untuk
menghasilkan senyawa yang jenuh. Reaksi
tersebut dilakukan pada tekanan tinggi. Keuntungan dari hidrocracking adalah bahwa
dstdst
Pemecahanthermal
dst dst
dst dst
Ion positif terbentuk
+
belerang (Sulfur) yang biasanya terkandung di dalam hidrokarbon diubah menjadi
hidrogen sulfida (H2S) yang kemudian dipisahkan.
Mekanisme Crackinga) Cara thermal (thermal cracking)
Dilakukan pada kondisi temperatur bervariasi dari 4500C hingga 7500C dan tekanan
bervariasi dari tekanan normal hingga 70 atm. Mekanisme yang terjadi adalah
pemutusan ikatan C-C homolitik. Reaksi bersifat irreversibel endotermis. Contoh :
R - CH2 - CH2 - CH2 - R R – CH = CH2 + CH3 – R
Mekanisme :
1. Radikal primer mengalami pemutusan pada posisi karbon β (β-fission) membentuk
molekul etena.
R – CH2 - CH2 - R + CH2 = CH2
2. Radikal primer menyerang molekul parafin membentuk stabil parafin yang baru dan
radikal sekunder.
R – CH2 - CH2 - + R’ - CH2 - CH2 - CH2 – R’’ R – CH2 – CH3 + R’ - CH2 - CH2 - CH2 – R’’
3. Dapat terjadi perpindahan posisi hidrogen pada molekul yang sama apabila rantai
hidrokarbon panjang dan membentuk rantai paradin membentuk radikal primer
yang terdiri dari 5-6 karbon.
4. Radikal sekunder dapat mengalami β-fission membentuk radikal primer dan α-olefin.
R – CH2 – CH2 – CHR R – CH2 - +R’ – CH = CH2
Reaksi pemutusan ikatan C-C dari suatu molekul parafin akan menghasilkan molekul
lebih ringan jenis parafin dan olefin. Olefin juga akan dhasilkan melalui dehidrogenasi
reversibel dari parafin. Reaksi ini bersifat endotermis. Contoh :
R – CH2 – CH3 R – CH = CH2 + H2
b) Cara katalis (catalytic cracking)
Dilakukan dengan menggunakan katalis dengan luas permukaan yang tinggi yaitu antara
300 – 700 m2/g, memiliki sifat asam dan stabil pada temperatur tinggi. Cara ini terjadi
melalui pembentukan karbokation baru dan pemutusan ikatan C-C dari molekul panjang.
Karbokation yang terbentuk bersifat sangat reaktif dan dapat menyerang parafin atau
naften menghasilkan karbokation baru. Contoh :
R – CH2 – CH = CH2 + (CH3)3CH+ (CH3)3C + R – CH2 – CH2 – CH3
Senyawa aromatik yang salah satu cabangnya alkil dapat bereaksi dalam beberapa
mekanisme, salah satunya pemutusan rantai. Hasil dari reaksi ini dapat menghasilkan
karbokation dan senyawa aromatik. Perpindahan hidrogen dan perpindahan metil dari
karbokation dapat terjadi membentuk produk isomer. Untuk hidokarbon rantai panjang
dapat terjadi siklisasi.
Minyak bumi terdiri dari campuran kompleks dari berbagai hidrokarbon, sebagian besar berisi
alkana, tetapi bervariasi dalam bentuk, komposisi, dan kemurniannya. Minyak bumi adalah
campuran dari berbagai jenis hidrokarbon. Komposisi minyak bumi terdiri dari hidrokarbon
bersamaan dengan sejumlah kecil komponen yang mengandung Sulfur, Oksigen, dan Nitrogen serta
sedikit komponen yang mengandung logam. Struktur hidrokarbon yang ditemukan dalam minyak
mentah yaitu :
- Alkana, merupakan penyumbang terbesar di dalam minyak bumi.
- Sikloalkana (naften)
- Aromatik (benzena)
Untuk menjadi barang-barang yang lebih berguna dan memiliki harga jual, minyak mentah perlu
diolah dengan melakukan berbagai cara. Salah satunya dengan menggunakan reaksi cracking
(pemecahan). Reaksi cracking bertujuan untuk mengubah rantai panjang hidrokarbon yang biasanya
terdapat pada minyak mentah menjadi rantai yang lebih pendek. Sebagai contoh yaitu bensin,
merupakan campuran antara iso-oktana dan n-heptana. Bensin merupakan salah satu produk kunci
dalam pengolahan minyak bumi yang digunakan untuk bahan bakar motor. Kualitas dari suatu
bensin dapat terlihat dari perbandingan komposisi antara iso-oktana dan heptana, yang biasa
disebut dengan nilai oktan. Semakin tinggi nilai oktan semaikn bagus pula kualitas dari suatu bensin.
Dengan proses cracking, dapat mengatur nilai oktan dari suatu bensin. Oleh karena itu, reaksi
cracking perlu dilakukan untuk mengolah minyak mentah menjadi barang yang dapat digunakan.
Reaksi cracking merupakan reaksi pemecahan senyawa rantai panjang alkana. Pemecahan biasanya
dilakukan pada ikatan C-C yang kemudian akan menyebabkan terbentuknya dua senyawa baru hasil
dari pemecahan. Senyawa pertama alkana dan senyawa kedua yaitu alkena. Karena pemecahan
terjadi pada ikatan C-C, maka kemungkinan terbentuknya alkena dapat dijelaskan dengan
menghilangnya satu tangan karbon yang terpecah, karena akan membentuk radikal bebas. Sisa satu
tangan karbon yang tidak berikatan dengan apa-apa tersebut membentuk ikatan dengan atom
karbon disebelahnya sehingga terbentuk senyawa alkena.
Destilasi merupakan pemisahan fraksi-fraksi minyak mentah berdasarkan perbedaan titik didihnya.
Karena hidrokarbon yang terdapat didalam minyak mentah sangat banyak, maka digunakan proses
destilasi bertingkat ini untuk memisahkan komponen-komponen yang terdapat didalam minyak
mentah. Proses destilasi bertingkat dapat dijelaskan sebagai berikut:
a. Minyak mentah dipanaskan didalam boiler menggunakan uap air bertekanan tinggi
sampai suhu kurang lebih 6000C. Uap minyak mentah yang dihasilkan kemudian dialirkan
ke bagian bawah tanur destilasi.
b. Dalam menara destilasi, uap minyak mentah bergerak keatas melewati plat. Setiap plat
memiliki luang yang dilengkapi dengan tutup gelembung yang memungkinkan uap
melewatinya.
c. Dalam pergerakannya keatas, uap minyak mentah akan menjadi dingin. Sebagian uap
akan mencapai ketinggian dimana uap tersebut akan membentuk zat cair. Zat cair yang
diperoleh pada suhu tertentu disebut fraksi.
d. fraksi yang mengandung senyawa-senyawa dengan titik didih tinggi akan terkondensasi
di bagian bawa menara destilasi. Sedangkan fraksi senyawa-senyawa dengan titik didih
rendah akan terkondensasi di bagian atas menara.
Kolom paling atas (200C) akan keluar hidrokarbon C1 – C4 berbentuk gas yang nantinya dapat diolah
menjadi LPG (liquified petroleum gas). Kolom kedua (700C) akan keluar hidrokarbon C5 – C9 yang
berbentuk naptha yang nantinya dapat diolah menjadi produk-produk kimia semacam pelarut karet,
bahan awal etilen, dll. Kolom ketiga (1200C) akan keluar hidrokarbon C5 – C10 yang dapat digunakan
untuk bahan bakar kendaraan bermotor. Kolom keempat (1700C) akan keluar dalam bentuk kerosin
C10 – C16yang nantinya digunakan sebagai bahan bakar pesawat terbang dan pesawat jet. Kolom
kelima (2700C) akan keluar hidrokarbon C14 – C20 yang nantinya akan digunakan untuk bahan bakar
diesel. Kolom keenam akan menghasilkan hidrokarbon C20 – C50 dalam bentuk lubricating oil yang
nantinya akan digunakan sebagai minyak pelumas dan lilin. Kolom ketujuh (6000C) akan
menghasilkan hidrokarbon C20 – C70 yang nantinya akan digunakan sebagai bahan bakar untuk kapal-
kapal besar dan pabrik. Kolom terakhir yaitu residu yang masih dapat digunakan sebagai aspal.
Indonesia merupakan negeri dengan potensi sumber daya alam yang sangat luar biasa. Bahkan
negara-negara lain pun mengakui bahwa Indonesia merupakan negeri yang penuh akan potensi.
Tempat-tempat di Indonesia yang mempunyai potensi minyak bumi diantaranya Babo (Papua), Cepu
(Jawa Tengah), Dumai (Riau), Sorong (Papua), dll. Untuk sektor batubara, Indonesia menempati
posisi ke-6 sebagai produsen dengan jumlah produksi mencapai 246 juta ton. Indonesia juga
menempati peringkat ke-2 terbesar di dunia sebagai eksportir sejumlah 203 juta ton. Indonesia lebih
mementingkan ekspor dibanding untuk konsumsi dalam negeri. Padahal, Indonesia sendiri sering
mengalami krisis energi.
Upaya untuk mengatasi krisis energi di Indonesia sepertinya harus dimulai dengan menggunakan
barang dan produk milik sendiri dengan mengolahnya secara mandiri tanpa adanya pihak asing yang
campur tangan. Dengan demikian, krisis energi di Indonesia pun akan berkurang karena sudah
memiliki cadangan energi sendiri.
Unsur karbon memiliki ciri-ciri yang khas yang tidak dimiliki oleh unsur lainnya di tabel periodik. Ciri
khas karbon diantaranya :
a. Dalam senyawa-senyawa, unsur karbon membentuk empat pasang elektron yang akan
berikatan dengan elektron dari atom lain sehingga membentuk aturan oktet tanpa
adanya pasangan elektron bebas atau adanya orbital yang kosong. Karena itulah
senyawa karbon stabil jika dipandang dari sudut kinetik.
b. Unsur karbon dapat membentuk ikatan kimia yang kuat dengan sesamanya, yaitu ikatan
tunggal, ikatan rangkap 2, maupun ikatan rangkap 3. Umumnya senyawa karbon
menjadi tidak stabil jika terkena udara. Secara kinetik senyawa karbon stabil, tetapi
belum tentu stabil secara energetik, karena apabila terkena udara senyawa karbon
langsung bereaksi. Terdapat pengecualian untuk Metana yang berasal dari gas bumi bila
terkena udara tidak langsung terbakar karena membutuhkan energi aktivasi yang cukup
tinggi.
c. Atom karbon dapat membentuk empat ikatan kovalen. Dalam senyawanya, atom C
membentuk ikatan dengan hibridisasi sp3 dengan ikatan tunggal, tetapi tidak dengan
ikatan rangkap.
d. Atom-atom karbon dapat melakukan katenasi yaitu kemampuan untuk membentuk
rantai karbon. Adapun rantai karbon tersebut dapat terbuka atau tertutup (siklik) dan
bercabang atau lurus. Akibat dari katenasi itu adalah timbulnya peristiwa isomeri, yaitu
senyawa hidrokarbon yang memiliki rumus molekul yang sama namun berbeda rumus
struktur.
Alkana
Pengertian Alkana
Alkana adalah keluarga hidrokarbon yang mengandung ikatan tunggal. Alkana disebut juga
hidrokarbon jenuh karena hanya memiliki ikatan tunggal C-C dan C-H. Alkana dapat dikatakan
senyawa aAlifatik karena memiliki karbon rantai panjang yang mirip lemak hewani
Struktur Alkana
Alkana memiliki rumus CnH2n+2, dimana n merupakan bilangan asli penunujuk banyaknya jumlah
struktur atom karbon. Alkana dengan satu formula dapat membentuk beberapa struktur. Sebagai
contoh butena (C4H10) yang memiliki struktur lurus memanjang dan isobutana yang memiliki struktur
bercabang
butane isobutana (2 metil-propana)
Keduanya memiliki jumlah atom C dan H yang sama tetapi memiliki sifat fisika yang berbada
meskipun sifat kimianya sama. Suatu senyawa yang memiliki jumlah dan macam atom yang sama
tetapi berbeda dalam penataan disebut dengan isomer. Alkana dapat digambarkan dengan struktur
kondensasi, yang berarti semua ikatan dalam molekul diabaikan atau dihilangkan. Contoh jika ada 3
atom H dan C kita dapat menggambarkannya dengan CH3 dan seterusnya
Sifat Alkana
-Sifat Fisika
Alkana yang memiliki atom karbon 1-4 memiliki massa molekul yang rendah dan pada suhu kamar
dan temperature atmosfer berwujud gas. Alkana yang memiliki atom karbon 5-17 berwujud cair,
sedangkan yang memiliki 18 karbon berwujud padat. Alkana merupakan senyawa nonpolar sehingga
sukar larut di dalam air, tetapi larut di dalam senyawa nonpolar seperti eter, CCl4. Hal ini disebabkan
oleh gaya tarik van der Waals antara pelarut dan zat terlarut. Titik didih suatu senyawa sebagian
bergantung pada banyaknya energy yang diperlukan oleh molekul-molekulnya untuk lolos dari fase
energi yang diperlukan oleh molekul-molekulnya untuk lolos dari fase cair ke fase gas. Titik didih
senyawa dalam deret homolog bertambah sekitar 30oC setiap gugus metilena (CH2) tambahan.
Pertambahan ini disebabkan oleh membesarnya gaya tarik van der waals antara molekul yang makin
panjang.
Nama Titik Leleh oC Titik Didih oC Massa Jenis (g/cm3)
Metana -182 -162 0,423
Etana -183 -89 0,545
Propana -188 -42 0,501
Butana -138 0 0,573
Pentana -130 36 0,526
Heksana -95 69 0,655
Heptana -91 98 0,684
Oktana -57 126 0,703
Nonana -51 151 0,718
Dekana -30 174 0,730
Sifat Kimia Alkana
Alkana tidak reaktif dibandingkan dengan senyawa organik yang memiliki gugus fungsional, karena
sifat ini alkana sering disebut paraffin (afinitas kecil sekali) Namun, pada kondisi dan pereaksi
tertentu alkana bisa bereaksi dan menghasilkan sebuah senyawa. Berikut contoh-contoh reaksi yang
melibatkan alkana
1. Pembakaran
Alkana sukar dioksidasi oleh oksidator lemah atau agak kuat seperti KMNO4, tetapi mudah dioksidasi
oleh oksigen dari udara bila dibakar.Hasil dari pembakaran sempurna alkana berupa CO2 dan H2O
Contoh:
CH4 + 2O2 → CO2 + 2H2 + 212,8 kkal/mol
C3H8 + 5O2 → 3CO2 + 4 H2O + 531 kkal/mol
2. Halogenasi
Reaksi dari alkana dengan unsur-unsur halogen disebut reaksi halogenasi. Reaksi ini akan
menghasilkan senyawa alkil halida, dimana atom hidrogen dari alkana akan disubstitusi oleh halogen
sehingga reaksi ini bisa disebut reaksi substitusi.
Halogenasi biasanya menggunakan klor dan brom sehingga disebut juga klorinasi dan brominasi.
Halongen lain, fluor bereaksi secara eksplosif dengan senyawa organik sedangkan iodium tak cukup
reaktif untuk dapat bereaksi dengan alkana.
Contoh
CH4+ Cl2 CH3Cl + HCL + Produk lain
CH3CH2CH3 + Br2 CH3CHCH3 +HBr + Produk lain
3. Sulfonasi Alkana
Sulfonasi merupakan reaksi antara suatu senyawa dengan asam sulfat. Reaksi antara alkana dengan
asam sulfat berasap (oleum) menghasilkan asam alkana sulfonat. dalam reaksi terjadi pergantian
satu atom H oleh gugus –SO3H
CH3CH2CH2CH3 + HO-SO3H CH3CH2CHCH3 + H2O
SO3H
4. Nitrasi
Reaksi nitrasi analog dengan sulfonasi, berjalan dengan mudah jika terdapat karbon tertier, jika
alkananya rantai lurus reaksinya sangat lambat.
5. Pirolisis (Cracking)
Proses pirolisis atau cracking adalah proses pemecahan alkana dengan jalan pemanasan pada
temperatur tinggi, sekitar 10000 C tanpa oksigen, akan dihasilkan alkana dengan rantai karbon lebih
pendek
CH4 2H2 + C
CH3CH2CH3 1. H2 + C3H6
2. CH4 + C2H
Proses Pembuatan Alkana
1. Metana dapat diperoleh dari pemanasan unsur-unsurnya pada temperatur 1200°C.
C + 2H2 CH4
2. Metana dapat diperoleh secara tidak langsung, yaitu dari senyawa CS2, H2 S dan
logam Cu, ini dikenal sebagai metoda Berthelot.
CS2 + BCu + 2H2S 4Cu2S + CH4
3. Metana dapat diperoleh dari monoksida dan hidrogen akan menghasilkan metana
Al4C3 + 12 H2O 4 Al(OH)3 + 3 CH4
4. Reduksi katalis dihasilkan dari pemanasan sodium asetat dengan basa kuat
(KOH/NaOH) tanpa adanya air.
CO + 3 H2 CH4 + H2O
5. Metana dapat dihasilkan dari pemanasan sodium asetat dengan basa kuat
(KOH/NaOH) tanpa adanya air. Pada reaksi ini biasanya ditambahkan soda lime
(campuran NaOH) dan CaO) untuk mencegah tejadinya keausan tabung gelasnya.
CH3COOH + NaOH CH4 + Na2CO3
Kegunaan Alkana
Nama Kegunaan
Metana dan Etana Gas Petroleum (LPG atau LNG)
Propana Propelan
Butana Pemantik Rokok
Pentana sampai Oktana Bahan bakar bensin
Nonana sampai heksadena Bahan bakar diesel dan avtur
Karbon 35 (residu) Aspal
Polietilena Bahan Baku Polimer
Pengaruh Terhadap Lingkungan
Metana merupakan salah satu gas rumah kaca di atmosfer yang merusak lapisan ozon sehingga
intensitas sinar radiasi matahari meningkat. Hasil pembakaran alkana yang menghasilkan CO2
berperan dalam menghambat pantulan balik sinar matahari dan terperangkap di atmosfer
Butana dapat diperoleh dengan metode reaksi Wurtz, yaitu mengrefluks alkil halida (haloalkana)
dengan logam natrium dalam eter kering. Contoh reaksi
2RX + 2 Na R - R + 2 Na X
2C2H5Cl + 2 Na C2H5- C2H5 + 2 NaCl
Senyawa hidrokarbon tersebut memenuhi persyaratan untuk menjadi sebuah refrigerant yaitu,
Viskositas dalam fase cair maupun fase gas rendah agar aliran refrigeran dalam pipa sekecil mungkin,
Mempunyai titik didih dan tekanan kondensasi yang rendah, dan konduktivitas thermal yang tinggi
Hidrokarbon memiliki daya tahan yang lebih lama dan ramah lingkungan dibandingkan dengan CFC.
Selain itu senyawa ini tidak beracun dibandingkan dengan karbon dioksida dan ammonia. Disisi lain
belom ditemukan refrigerant yang lebih baik dibandingkan hidrokarbon