PERCOBAAN 6 ESTERIFIKASI FENOL : SINTESIS ASPIRINI. I.
Tujuan a.
Agar dapat menjelaskan dan terampil dalam melakukan sintesis aspirin dari asam salisilat
b.
II.
Untuk menentukan persen rendemen hasil sintesis aspirin
c.
Menentukan kadar aspirin dalam senyawa menggunakan asam basa
d.
Menentukan titik leleh asam salisilate.
e.
Menentukan titik leleh kristal aspirin dari hasil praktikum.
f.
Menguji keberadaan asam salisilat.
Prinsip Esterifikasi dan netralisasi asam- basa
III.
Teori dasar Reaksi acytilasi merupakan suatu rekasi memasukkan gugus acetyl ke dalam suatu substrat yang sesuai. Gugus acetyl adalah ester (dimana R= alkil atau aril). Aspirin disebut juga asam asetil salisilat atau acetylsalicylid acid, dapat dibuat dengan cara acetylasi senyawa phenol (dalam bentuk asam salisilat) menggunakan acetate anhidrat dengan bantuan sedikit katalis asam sulfat pekat. Pada pembuatan aspirin, asam salisilat (0-hydroxy benzoic acid) berfungsi sebagai alkohol dan reaksinya berlangsung pada gugus hidroksi. Aspirin digunakan sebagai obat penurun demam, antibiotika, dan penawar nyeri (analgetika). Biasanya aspirin dijual sebagai garam natriumnya, yaitu natrium
asetil salisilat. Untuk menguji kemurnian Aspirin dapat menggunakan larutan FeCl3. Asam Salisilat merupakan senyawa turunan Asam benzoate yang dikenal juga dengan
nama
Asam
orto-hidroksibenzoat.
Aspirin
juga
disebut
asam
asetilsalisilat atau Acetyl salicyli acid yang merupakan kristal jarum berwarna bening yang dapat diperoleh dengan cara acetylasi senyawa phenol (dalam bentuk asam salisilat) menggunakan acetate anhidrat dengan bantuan sedikit katalis asam sulfat pekat. Pada pembuatan aspirin, asam salisilat berfungsi sebagai alcohol dan reaksinya berlangsung pada gugus hidroksi. Gugus hidroksi dari asam salisilat akan bereaksi dengan acetyl dari acetate anhidrat. Reaksi yang terjadi adalah reaksi esterifikasi.(Fessenden,1989) Titik leleh aspirin di atas 70
o
C . Aspirin tidak larut dalam air . Hal ini
disebabkan karena asam salisilat sebagai bahan baku Aspirin merupakan senyawa turunan Asam Benzoat yang merupakan asam lemah yang memiliki sifat sukar larut dalam air. Oleh karena itu, dalam pembuatan Aspirin dilakukan penambahan air. Hal ini bertujuan agar terjadi endapan Aspirin. Reaksi ini juga di lakukan pada air yang dipanaskan agar mempercepat tercapainya energi aktivasi. Selain pemanasan juga dilakukan pendinginan yang dimaksudkan untuk membentuk kristal, karena ketika suhu dingin molekul -molekul aspirin dalam larutan akan bergerak melambat dan pada akhirnya terkumpul membentuk endapan melalui proses nukleasi (induced nucleation).
Salicin merupakan kelompok senyawa yang dikenal sebagai glikosida. Glikosida adalah senyawa yang memiliki bagian gula (glikosa) yang terikat pada bagian nonglikosa (suatu aglikon). Aglikon dalam salisin adalah salicil alkohol yang merupakan bentuk tereduksi sempurna dari asam salisilat. Pada tahun 1838, Raffaele Piria, yang bekerja di Sorbonne Paris, memisahkan salicin menjadi glukosa dan salisilaldehid melalui proses oksidasi dan hidrolisis. Kemudian beliau mengubah salisilaldehid, secara oksidasi, menjadi suatu asam berwujud kristal jarum tak berwarna, yang dinamakannya asam salisilat. Asam salisilat memiliki sifat antipiretik dan analgesik; sayangnya, senyawa ini terlalu keras terhadap bibir, kerongkongan dan perut. Pada tanggal 10 Agustus 1897, Felix Hoffmann, seorang kimiawan dari pabrik kimia Bayer, membuat sampel asam asetilsalisilat murni untuk pertama kalinya, yang oleh Bayer diberi nama dagang aspirin.
Senyawa ini pun memiliki sifat-sifat analgesik dan antipiretik. Walaupun aspirin lebih ringan terhadap perut dari pada asam salisilat, namun dapat menyebabkan perih lambung dan mual. Semenjak itu, aspirin telah digunakan untuk membantu pencegahan penyakit stroke dan kelainan jantung. Hal ini karena aspirin menghambat produksi prostaglandin, yang terlibat dalam pembentukan zat beku darah dan penimbul rasa sakit.
Dalam percobaan ini akan mencoba melakukan sintesis aspirin dari asam salisilat dan kemudian menentukan rendemennya.
% Rendemen =
IV.
Hasil yag iprolh ari prcobaa Hasil toritis brasarka stoikiotrik
Alat & bahan
Alat
Penagas air Neraca analitik
Erlenmeyer
Gelas ukur
Pengaduk kaca
Statif dan klem
Corong buchner
Kertas saring
Tabung reaksi
Pipet tetes
Hair dyler
Tabung kapiler
Melting block
Pemanas bunsen
Termometer
Bahan
x 100
V.
Pemerian
VI.
Prosedur Bagian I: Pembuatan Aspirin Dipanaskan air dalam wadah penangas air. Ditimbang sekitar 1,4 g asam salisilat dalam labu erlenmeyer 125 mL. Ditambahkan 4 mL anhidrida asam asetat dengan cara sedemikian rupa sehingga dapat membilas serbuk asam salisilat yang menempel di dinding wadah. Ditambahkan dengan hati -hati (bekerjalah di ruang asam!) 5 tetes larutan 85% H 3PO4. Diaduk larutan dengan batang pengaduk kaca. Panaskan labu erlenmeyer berisi campuran reaksi tersebut dalam penangas air yang airnya telah dipanaskan selama 5 menit. Sebaiknya labu erlenmeyer dipegang dengan klem. Setelah 5 menit, diangkat labu erlenmeyer dari penangas air dan segera ditambahkan 2 mL aqua dm. Setelah 2 atau 3 menit, ditambahkan lagi 20 mL aqua dm dan biarkan labu berisi campuran reaksi mencapai suhu kamar dan mulai mengalami kristalisasi. Pastikan bahwa kristal telah terbentuk sebelum melanjutkan ke tahap berikutnya. Menggores dinding bagian dalam lagu dengan batang pengaduk kaca untuk mempercepat pembentukan kristal, jika kristal tak juga muncul. Ditambahkan 50 mL aqua dm dingin dan dinginkan labu beserta isinya dalam wadah penangas berisi es sehingga proses pembentukan kristal sempurna. Dikumpulkan kristal yang diperoleh menggunakan corong Buchner yang telah dilapisi kertas saring. Dicuci kristal dengan sedikit air dingin. Dilakukan rekristalisasi untuk mendapatkan kristal yang lebih murni, dengan cara melarutkan kristal yang sudah terbentuk
dalam 5 mL etanol (hati -hati alkohol mudah terbakar! Jauhkan dari sumber api!). Kemudian ditambahkan 20 mL air hangat. Dipanaskan larutan sampai semua kristal tepat larut, dan kemudian dibiarkan larutan dingin sampai kembali terbentuk kristal. Disaring kembali kristal dengan corong Buchner. Ditimbang kristal yang terbentuk sesudah dikeringkan di udara. Kemudian dihitung rendemen hasil krstal asam asetilsalisilat (aspirin) yang diperoleh, dengan membandingkan berat hasil percobaan dengan berat hasil teoritis (berdasarkan perhitungan stoikiometrik, sesuai persamaan reaksi di bawah ini)
Bagian II: Uji terhadap Aspirin A. Uji Reaksi Pengkompleksan dengan Besi(III) klorida, FeCl 3 Disiapkan 3 buah tabung reaksi dan beri label masing -masing: asam salisilat, “my aspirin” yaitu hasil sintesis yang dilakukan, dan komersial aspirin. Ditempatkan masing-masing sejumlah sampel dalam tiap tabung reaksi sesuai dengan labelnya. Ditambahkan 20 tetes aqua dm ke dalam tiap tabung dan digoyangkan untuk melarutkan sampel dalam tabung. Ditambahkan 10 tetes larutan 10% FeCl3 ke dalam tiap tabung. D iamati perubahan warna larutan dan dicatat hasilnya. Warna ungu menunjukkan adanya asam salisilat dalam sampel. B. Penentuan Titik Leleh Asam Salisilat dan Aspirin Disiapkan dua tabung kapiler. Satu tabung kapiler diisi dengan sampel asam salisilat, tabung kapiler yang lain diisi dengan aspirin hasil sintesis. Dipasang salah satu tabung kapiler di lubang pada melting block, kemudian dipanaskan secara perlahan alat melting block di atas pemanas bunsen. Jangan lupa pasang
termometer pada alat melting block. Diamati perubahan suhu dan catatlah suhu awal ketika padatan kristal dalam tabung kapiler mulai meleleh. Dicatat pula suhu pada saat semua padatan telah berubah seluruhnya menjadi cair. Kedua suhu ini merupakan trayek titik leleh zat padat yang diukur. Diulangi pengerjaan ini pada tabung kapiler yang lain, tapi alat melting block harus dibiarkan dingin kembali (suhu kamar). Titik leleh aspirin menurut literatur adalah 136
o
C.
Dibandingkan hasil pengukuran titik leleh sampel aspirin dengan data ini. Semakin kecil trayek titik leleh, semakin murni sampel. Semakin dekat hasil pengukuran titik leleh sampel dengan data literatur, menunjukkan semakin baik dan teliti Anda bekerja. C. Analisis Kandungan Aspirin dalam Tablet Aspirin Komersial. Ditempatkan dua tablet aspirin dalam sebuah labu erlenmeyer 125 mL. Dihancurkan tablet aspirin dengan batang pengaduk kaca (atau hancurkan dulu kedua tablet, baru masukkan ke dalam labu erlenmeyer). Dilarutkan serbuk tablet aspirin dalam 10 mL etanol. Setelah larut seluruhnya, ditambahkan 3 tetes fenoftalein dan aqua dm secukupnya sehingga volume total larutan menjadi 50 mL. lakukan titrasi menggunakan larutan baku NaOH 0,1 M sampai tercapai titik akhir titrasi, yaitu ketika terjadi perubahan warna indikator dalam larutan. Catat volume NaOH yang digunakan. Hitung massa asam asetilsalisilat (aspirin) per tablet. Menurut Peraturan FDA, kekuatan tablet aspirin ditentukan oleh minimal 5 grains asam asetilsalisilat (1 grain = 0.0648 gram). Aspirin (asam asetilsalisilat, HC9H7O4, bereaksi dengan NaOH dengan perbandingan mol 1 : 1, sehingga jumlah mol NaOH yang
digunakan dalam titrasi sama dengan jumlah mol aspirin dalam tablet. Apakah tablet aspirin yang Anda analisis sesuai dengan peraturan FDA? VII.
Hasil 1.
Pembuatan Aspirin Kristal yang didapat Massa kristal yang didapat = 2,1 gram
2.
Uji Aspirin Uji reaksi pengkompleksan dengan FeCl3 Asam Salisilat, My aspirin dan Aspirin komersil (dari kiri ke kanan berturut turut) Setelah di uji dengan FeCl3 Keterangan 1.
Asam salisilat ketika di tambah dengan FeCl3 memberikan warna ungu pekat
2.
My aspirin ketika di tambah dengan FeCl3 memberikan warna ungu tetapi terdapat warna coklat juga (warna ungu lebih dominan daripada coklat)
3. 3.
Aspirin ketika di tambah dengan FeCl3 memberikan warna coklat
Penentuan titik leleh aspirin Trayek titik leleh yang didapat adalah 138oC – 144Oc
4.
Analisis kandungan aspirin dalam tablet Titrasi 1 didapat volume NaOH sebesar 25,5 ml Titrasi 2 didapat volume NaOH sebesar 25,3 ml
Perhitungan 1.
Pembuatan aspirin Perhitungan massa aspirin secara teoritis : Massa asam salisilat yang digunakan = 1,4 gram Volume anhidrida asetat yang digunakan = 4 ml ( massa jenis = 1,080 gr/ml) Mol asam salisilat = 1,4 gram / 138 = 0,010144 mol Gram anhidrida asetat
= massa jenis x volume = 1,080 gr/ml x 4 ml = 4,32 gram
Mol anhidrida asetat
= 4,32 / 102 = 0,04235 mol
Berdasarkan reaksi mol aspirin = mol asam salisilat = 0,010144 mol Jadi massa aspirin teoritis adalah = 0,010144 mol x 180 = 1,8261 gram Dalam percobaan ini kami mendapatkan kristal dengan berat sebesar 2,1 gram % rendemen = 114,99 %
2.
Uji Aspirin Uji reaksi pengkompleksan dengan FeCl3 Tidak ada perhitungan
3.
Penentuan Titik leleh aspirin Trayek titik leleh yang didapat adalah 138oC – 144oC Jadi titik leleh aspirin = 141oC
4.
Analisis kandungan aspirin dalam tablet
Reaksi : C9H8O4 + NaOH
C9H7O4 Na + H2O
Volume NaOH yang digunakan untuk titrasi = = 25,4 ml Mol NaOH = M x V = 0,1 x 25,4 = 2,54 mmol Mol NaOH = Mol Aspirin dalam tablet = 2,54 mmol Massa aspirin = 2,54 mmol x 180 = 457,2 mg = 0,4572 gram Menurut FDA, massa aspirin dalam tablet minimal adalah 5 grain ( 1 grain = 0,0648 gram) Jadi menurut FDA massa aspirin dalam tablet minimal = 5 x 0,0648 = 0,324 gram VIII.
Pembahasan 1.
Pembuatan aspirin Sintesis aspirin merupakan suatu proses dari esterifikasi. Esterifikasi merupakan reaksi antara asam karboksilat
dengan suatu alkohol
membentuk suatu ester. Aspirin merupakan salisilat ester yang dapat disintesis dengan menggunakan asam asetat (memiliki gugus COOH) dan asam salisilat (memiliki gugus OH). Tetapi dalam praktikum ini digunakan anhidrida asam asetat karena anhidrida asam asetat lebih reaktif dibandingkan asam asetat, kelebihreaktifan anhidrida asam asetat ini disebabkan oleh struktur anhidrida asam asetat telah kehilangan 1 atom hidrogen sehingga atom karbon tempat hidrogen melekat menjadi lebih elektropositif. Dalam sintesis ini juga ditambahkan H 2SO4 , hal ini bermaksud agar reaksi esterifikasi berjalan dengan baik dan cepat karena H2SO4 bertindak sebagai katalis dan pemberi suasana asam.
Reaksi umum yang terjadi :
Pada percobaan ini, labu erlenmeyer yang berisi campuran antara asam salisilat dan anhidrida asam asetat dengan asam fosfat sebagai katalis / pemberi
suasana
asam
dimasukkan
kedalam
penangas
air
untuk
mempercepat proses pelarutan asam salisilat kedalam anhidrida asam asetat sehingga pembentukan aspirin menjadi lebih cepat. Setelah itu labu erlenmeyer dikeluarkan dari penangas dan ditambahkan
aqua dm yang
bertujuan untuk melarutkan asam salisilat sebagai bahan baku pembentukan aspirin karena adanya ikatan hidrogen yang terbentuk antara gugus
-OH
dengan air, sekaligus menghentikan reaksi karena air akan menghidrolisis anhidrida asam asetat menjadi 2 molekul asam asetat. Lalu pemberian es batu juga bertujuan untuk mempercepat pembentukan kristal karena kelarutan aspirin dalam suhu yang rendah itu kecil. Selanjutnya dilakukan proses kristalisasi dengan corong buchner. Setelah di dapatkan kristal , lalu di lakukan rekristalisasi yang bertujuan untuk memperoleh kristal yang lebih murni. Dengan menambahkan etanol, kristal hasil kristalisasi akan melarut dengan mudah dan kristal akan terpisah dengan air dan diperoleh kristal
yang lebih murni dengan jumlah zat pengotor yang diminimalkan. Dalam percobaan ini didapatkan rendemen 114,99 %. Hal ini mungkin karena kristal yang didapat bukan murni kristal aspirin melainkan campuran kristal aspirin dengan kristal asam salisilat. Pada waktu kristal kami di taruh ke kertas saring untuk dilakukan penimbangan, pada kertas saringnya terdapat air yang meresap ke kertas saring tersebut. Sehingga mungkin juga rendemen yang besar ini disebabkan karena adanya air yang terserap pada kertas saring untuk penimbangan, sehingga membuat berat kristal menjadi lebih berat. 2.
Uji Aspirin Uji reaksi pengkompleksan dengan FeCl 3 Uji ini digunakan untuk menguji apakah kristal yang kita dapat itu murni kristal aspirin atau tidak. Sebelum ditambahkan FeCl 3 , ditambahkan terlebih dahulu aqua dm yang bertujuan untuk melarutkan sampel. Namun sampel tidak larut ke dalam aqua dm nya, hal ini wajar karena asam salisilat dan aspirin kurang larut dalam volume air yang kecil. Setelah itu ditambahkan FeCl3 kedalam campuran untuk diuji. Asam salisilat membentuk kompleks berwarna ungu dengan penambahan FeCl 3 ini. Kompleks ungu ini hanya bisa terjadi antara asam salisilat dengan FeCl 3 karena dalam molekul asam salisilat, atom O (nukleofil) dalam gugus OH akan menyerang atom Fe dengan melepaskan atom H nya untuk membentuk ikatan O-FeCl2. Aspirin tidak membentuk kompleks berwarna ungu dengan uji ini karena struktur aspirin tidak memiliki gugus OH. Dalam
penagamatan kami, my aspirin berwarna coklat dengan warna ungu yang sangat lebih dominan. Hal ini menandakan kristal yang kami dapat sebagian besar adalah kristal asam salisilat. Faktor yang menyebabkan kristal aspirin yang didapat sedikit adalah reaksi yang terjadi antara asam salisilat dengan anhidrida asam asetat kurang sempurna.
Penentuan titik leleh aspirin Menentukan titik leleh suatu kristal merupakan cara yang di gunakan untuk menguji kemurnian suatu kristal tersebut. Jika zat padat dipanasakan, zat padat akan meleleh. Suatu zat padat mempunyai struktur kisi yang teratur dan diikat oleh gaya gravitasi dan elektrostatik. Bila zat padat dipanaskan, energi kinetik dari molekul kristal akan naik dan molekul akan bergetar yang akhirnya pada titik lelehnya, kristal akan meleleh. Dalam percobaan ini, kami menguji titik leleh kristal aspirin yang kami dapat dengan menentukan titik leleh nya dan didapat titik leleh kristal aspirin kami adalah 141oC. Titk leleh ini berbeda dengan titik leleh literatur yaitu 136oC. Hal ini karena didalam kristal terdapat zat pengotor yang mengganggu struktur kisi kristal sehingga membuat trayek titik leleh menjadi besar dan titik leleh menjadi tidak sama dengan literatur, dalam hal ini zat pengotor nya adalah kristal asam salisilat. Hal lain yang menyebabkan perbedaan titik leleh ini adalah pada saat pengisian pipa kapiler pada melting block. Menurut literatur, kristal yang diperlukan untuk mengisi pipa kapiler adalah sekitar
0,5 cm tinggi pipa kapiler tersebut. Jadi kristal yang terlalu banyak dan terlalu sedikit membuat perbedaan titik leleh tersebut. Analisis kandungan aspirin dalam Tablet aspirin komersial
3.
Analisis ini digunakan untuk mengetahui kadar aspirin dalam suatu tablet aspirin. Sebelum titrasi tablet dihancurkan dan ditambahkan etanol yang berfungsi untuk melarutkan aspirin yang terkandung didalam tablet (kelarutan aspirin dalam etanol lebih baik dari pada kelarutan aspirin dalam air). Titrasi ini merupakan titrasi asam basa dengan peniternya adalah NaOH 0,1 M dan indikatornya adalah fenolftalein. Fenolftalein tidak dapat larut dalam air tapi dapat larut dalam etanol, sehingga penambahan fenolftalein di lakukan setelah melarutkan asam salisilat dengan etanol dan sebelum penambahan air. Dalam percobaan ini kami mendapatkan kadar aspirin dalam tablet aspirin komersial sebesar 0,4572 gram. Sedangkan menurut FDA kadar aspirin dalam tablet minimal adalah 0,324 gram. Hal ini berarti tablet aspirin komersial yang kami uji sudah melebihi standar FDA namun massa aspirin yang kami dapat terlalu melebihi standar FDA dengan kata lain tablet kami memiliki dosis aspirin yang jauh lebih tinggi dari standar.
IX.
Kesimpulan 1.
Rendemen dari kristal yang kami dapat adalah 114,99 %.
2.
Kristal yang kami dapat ketika diuji dengan FeCl3 memberikan warna ungu yang lebih dominan daripada warna coklat. Hal ini menandakan bahwa
kristal yang kami dapat tidak murni kristal aspirin, melainkan campuran antara kristal aspirin dengan kristal asam salisilat. 3.
Titik leleh kristal yang didapat adalah 141oC. Hal ini berbeda dengan literatur, karena kristal yang kami dapat tidak sepenuhnya kristal aspirin.
4.
Kadar aspirin dalam tablet aspirin komersial adalah 0,4572 gram. Jumlah aspirin ini sudah memenuhi standar FDA (minimal 0,324 gram), namun jumlah aspirin ini terlalu jauh lebih besar dari st andar sehingga tablet aspirin komersial ini kurang layak dipakai.
X.
Daftar pustaka 1.
Ralp J. Fessenden, Joan S. Fessenden, 1990, Kimia Organik 3rd Edition, Penerbit Erlangga : Jakarta.
2.
Borer L.L., and Barry, E., Experiments with Aspirin, J.Chem.Ed., 77(3), 2000, p.354
3.
Pasto, D., Johnson, C., Miller, M., Experiments and Techniques in Organic Chemistry, Prentice Hall Inc., New Jersey, 1992, p.485
4.
Wilcox, C.F., and Wilcox, M.F., Experimental Organic Chemistry: A Small Scale Approach, Prentice-Hall, Engelwood Cliffs, New Jersey, 1998, p.485
5.
Williamson, Macroscale and Microscale Organic Experiments, 3rd edition, Boston, 1999.
6.
Tim Asisten Kimia Organik. 2013. Penuntun Praktikum Kimia Organik . Laboratorium Farmasi Unit A Universitas Islam Bandung.
