SINTESIS ASAM HIPURAT

I.              Tujuan Percobaan

Mempelajari sintesis asam hipurat melalui reaksi benzoilasi senyawa amina.

II.           Tinjauan Pustaka

Asam hipurat (berasal dari kata hippos, kuda, dan ouron, urine) adalah sejenis asam karboksilat yang ditemukan dalam urin kuda dan herbivora lainnya. Asam hipurat yang mengkristal memiliki struktur prisma rombik yang larut dalam air panas, meleleh pada 187 °C, dan berdekomposisi pada 240 °C. Konsentrasi asam hipurat yang tinggi juga mengindikasikan adanya keracunan toluena. Ketika senyawa-senyawa aromatik seperti asam benzoat dan toluena diserap oleh tubuh, senyawa-senyawa tersebut akan diubah menjadi asam hipurat melalui reaksi dengan asam amino glisina.

Reaksi sintesis asam hipurat melibatkan asam amino glisin dengan benzoil klorida.

Asam hipurat akan terhidrolisis oleh senyawa alkali kaustik panas menjadi asam benzoat dan glisina. Asam nitrit mengubah asam hipurat menjadi asam benzoil glikolat, C₆H₅C(=O)OCH₂CO₂H. Etil esternya akan bereaksi dengan hidrazina, menjadi hipuril hidrazina, C₆H₅CONHCH₂CONHNH₂, yang digunakan oleh Theodor Curtius untuk pembuatan azoimida (Anonim, 2013).

Glisina atau asam aminoetanoat adalah asam amino alami paling sederhana. Rumus kimianya C₂H₅NO₂. Asam amino ini bagi manusia bukan merupakan asam amino esensial karena tubuh manusia dapat mencukupi kebutuhannya.

Glisina merupakan asam amino yang mudah menyesuaikan diri dengan berbagai situasi karena strukturnya sederhana. Secara umum protein tidak banyak mengandung glisina. Pengecualiannya ialah pada kolagen yang dua per tiga dari keseluruhan asam aminonya adalah glisina.

Glisina merupakan asam amino nonesensial bagi manusia. Tubuh manusia memproduksi glisina dalam jumlah mencukupi. Glisina berperan dalam sistem saraf sebagai inhibitor neurotransmiter pada sistem saraf pusat (CNS) (Hernandi, 2009).

Benzoil klorida, juga dikenal sebagai benzenakarbonil klorida, adalah cairan tidak berwarna dan berkabut C₆H₅COCl dengan bau yang menusuk. Senyawa ini digunakan sebagai bahan kimia antara dalam pembuatan zat warna, parfum, peroksida, obat-obatan, dan resin. Ini juga digunakan dalam bidang fotografi dan digunakan dalam proses pembuatan tanin sintetik. Senyawa ini sebelumnya digunakan sebagai gas iritan dalam peperangan.

Pembuatan benzoil klorida adalah sama dengan proses pembuatan asil klorida lainnya, yaitu dengan mereaksikan asam benzoat (C₆H₅COOH) dengan fosfor pentaklorida atau tionil klorida. Senyawa ini juga dapat dibuat dengan mengklorinasi benzaldehida (Anonim, 2013).

Menurut Anonim (2013), benzoil klorida merupakan asil klorida yang bereaksi dengan alkohol dan amina, menghasilkan ester dan amida terkait. Senyawa ini menjalani asilasi Friedel-Crafts dengan arena, menghasilkan benzofenon terkait. Benzoil klorida juga beraksi dengan air, menghasilkan asam klorida dan asam benzoat:

PhCOCl + H₂O → PhCOOH + HCl

Benzoil klorida bereaksi dengan natrium peroksida, menghasilkan benzoil peroksida dan natrium klorida:

2 PhCOCl + Na₂O₂ → (PhCO)₂O₂ + 2 NaCl

III.        Alat dan Bahan

3.1  Alat

1.      Erlenmeyer 100 mL

2.      Gelas kimia 50 mL

3.      Gelas ukur 10 mL dan 100 mL

4.      Corong Buchner

5.      Gelas arloji

6.      Cawan petri

7.      Penangas air

8.      Batang pengaduk

9.      Neraca analitik

10.  Oven

11.  Alat penentu titik didih

12.  Pipa kapiler

3.2  Bahan

1.      Glisin

2.      Larutan NaOH 10 %

3.      Benzoil klorida

4.      Air

5.      Es

6.      Larutan HCl

7.      Larutan CCl4

8.      Kertas pH universal

9.      Kertas saring

IV.        Prosedur Kerja

1.      Melarutkan 2,5 g glisin dalam 25 mL NaOH 10 % yang ditempatkan dalam erlenmeyer 100 mL.

2.      Menambahkan 4,5 mL benzoil klorida dalam lima bagian penambahan. Mengocok setiap penambahan sampai semua klorida telah bereaksi. Memindahkan larutan ke gelas kimia sambil membilas erlenmeyer dengan sedikit air pada akhir penuangan.

3.      Menempatkan beberapa gram serpihan es dalam larutan, mengukur pH larutan,dan menambahkan HCl sebanyak 1 tetes sehingga larutan bersifat asam.

4.      Mengumpulkan hasil endapan kristal asam hipurat yang masih mengandung pengotor asam benzoat dengan corong buchner dan mencuci dengan air dingin, kemudian mengeringkan di udara bebas.

5.      Menempatkan padatan dalam gelas kimia dan melengkapi dengan 10 mL CCl₄. Menutup gelas kimia dengan gelas arloji dan mendidihkan campuran dengan hati-hati sampai pelarut menguap.

6.      Membiarkan campuran hingga agak dingin lalu mencuci asam hipurat dengan 4 mL CCl₄ dan menyaring dengan corong buchner. Mengukur titik leleh kristal.

7.      Merekristalisasi dengan air mendidih (sekitar 50 mL). Mengumpulkan kristal asam hipurat dengan penyaring Buchner dan mengeringkan dalam oven. Rendemen yang mungkin didapatkan sekitar 4,5 g dengan titik leleh 187^oC.

V.           Hasil Pengamatan

Berat Kristal (g)		Titik Leleh (oC)		Warna Kristal	Berat total bahan (g)
Sebelum Rekristalisasi	Setelah Rekristalisasi	Sebelum Rekristalisasi	Setelah Rekristalisasi
2,11	0,675	175-178	178-180	Putih	7

Keterangan :

Berat cawan petri + kertas saring                      = 51,111 g

Berat cawan petri + kertas saring + kristal sebelum rekristalisasi = 53,221 g

Berat cawan petri + kertas saring + kristal setelah rekristalisasi = 51,786 g

ü  Rendemen Kristal Sebelum Rekristalisasi

Rendemen kristal (%)         =  x 100 %

                                            =  x 100 %

                                            = 30,14 %

ü  Rendemen Kristal Setelah Rekristalisasi

Rendemen kristal (%)         =  x 100 %

                                            =  x 100 %

                                            = 9,64 %

VII.     Pembahasan

Asam hipurat (berasal dari kata hippos, kuda, dan ouron, urine) adalah sejenis asam karboksilat yang ditemukan dalam urin kuda dan herbivora lainnya. Asam hipurat yang mengkristal memiliki struktur prisma rombik yang larut dalam air panas, meleleh pada 187 °C, dan berdekomposisi pada 240 °C.

Pada percobaan ini dilakukan sintesis asam hipurat melalui reaksi benzoilasi senyawa amina. Asam hipurat disintesis dari benzoil klorida dan asam amino glisin serta dibantu dengan basa (NaOH) dan asam (HCl).

Pada perlakuan pertama melarutkan asam amino glisin dengan NaOH. Glisin larut karena sifatnya yang polar sehingga larut dalam NaOH yang  juga polar. NaOH berfungsi mengaktifkan senyawa glisin. Mekanisme reaksi pada tahap ini yaitu ion hidroksil yang nukleofilik dari NaOH mengambil hidrogen dari atom nitrogen senyawa glisin sehingga membentuk muatan negatif dengan melepas air.

Selanjutnya dilakukan penambahan benzoil klorida sedikit demi sedikit sampai klorida habis bereaksi yang dibantu dengan pengocokkan sehingga  menghasilkan larutan bening. Pada tahap ini terjadi pembentukan asam benzoat akibat reaksi benzoil klorida dengan NaOH. Ion hidroksil dari NaOH menembak karbonil dari benzoil klorida yang kemudian menghasilkan senyawa intermediet lalu membentuk asam benzoat dengan melepas NaCl.

Larutan yang terbentuk kemudian dipindahkan ke dalam gelas kimia dan dibilas dengan air. Selanjutnya ditambahkan beberapa gram serpihan es ke dalam larutan. Pada tahap ini larutan berubah menjadi warna putih. Penambahan serpihan es berfungsi dalam mempercepat kristalisasi (proses pembentukan kristal). Kemudian dilakukan penambahan HCl agar larutan bersifat asam. HCl berfungsi sebagai katalis.

Mekanisme reaksi pada tahap ini yaitu atom nitrogen yang bermuatan negatif dari glisin menembak karbonil dari asam benzoat sehingga terjadi resonansi dengan atom oksigen dari karbonil mengambil hidrogen dari HCl. Ikatan C-N terbentuk. Senyawa asam hipurat terbentuk dengan melepas NaCl dan air.

Kristal asam hipurat yang masih mengandung pengotor asam benzoat yang tidak bereaksi disaring menggunakan corong Buchner dan dicuci dengan air dingin untuk mengeliminasi alkali (natrium). Adapun fungsi dari penyaring buchner adalah untuk menyaring suatu larutan pada senyawa tertentu hingga didapatkan hasil yang maksimal, cepat dan akurat. Prinsip kerja penyaringan ini yaitu dengan meminimalisir suatu tekanan di dalam sistem, sehingga tekanan di luar sistem (lingkungan) menjadi lebih besar sehingga hal ini kemudian akan mempercepat proses penyaringan.

Kristal yang diperoleh dikeringkan di udara bebas lalu ditentukan titik leleh kristal dengan alat penentu titik leleh. Titik leleh adalah suhu dimana suatu senyawa mulai beralih fasa dari padatan menjadi cairan sampai kesemuanya menjadi cair sempurna. Titik leleh dapat dicari melalui sebuah eksperimen. Bahan yang diperlukan adalah pipa kapiler dan alat penentu titik leleh.  Menurut Anonim (2013), titik leleh juga dapat digunakan sebagai acuan apakah senyawa tersebut murni atau tidak. Senyawa murni biasanya mempunyai rentangan titik leleh tak lebih dari 3 derajat Celcius. Misalnya, suatu bahan mempunyai titik leleh 128-136^o C, maka dapat diketahui senyawa tersebut belum murni karena rentang titik lelehnya adalah 8^oC.

 Berat kristal yang diperoleh yaitu 2,11 gram dengan warna kristal putih. Rendemen kristal yang diperoleh yaitu 30,14 %. Titik leleh kristal yang diperoleh yaitu 175^oC - 178^oC.

Kristal yang telah kering ditempatkan dalam gelas kimia dan dilakukan penambahan karbon tetraklorida (CCl₄) yang berfungsi untuk melarutkan asam hipurat sehingga pengotor (asam benzoat) yang tidak larut dapat terpisah yang selanjutnya campuran didihkan agar asam benzoat menguap. Campuran yang didihkan ditutup dengan gelas arloji karena asam benzoat memiliki titik didih yang hampir sama dengan asam hipurat sehingga senyawa asam hipurat yang menguap tidak keluar. Menurut Anonim (2013), titik didih asam benzoat yaitu 249 °C (522 K) sedangkan titik didih asam hipurat yaitu 240 °C.

Campuran selanjutnya dibiarkan hingga agak dingin kemudian kristal asam hipurat dicuci kembali dengan CCl₄ lalu disaring dengan corong buchner.

Selanjutnya dilakukan rekristalisasi. Rekristalisasi merupakan proses pembentukan kembali kristal yang bertujuan untuk mengendalikan pembentukan kristal sehingga didapat kristal yang baik dan juga untuk memurnikan kristal. Prinsip rekristalisasi adalah melarutkan senyawa dengan pelarut yang sesuai di dekat titik didih pelarut lalu didinginkan untuk membentuk kembali kristal. Syarat utama pelarut yang digunakan adalah melarutkan senyawa pada titik didih pelarut tetapi sedikit atau sama sekali tidak melarutkan senyawa pada suhu kamar dan tidak bereaksi dengan senyawa.

Rekristalisasi dilakukan menggunakan air mendidih. Asam hipurat larut dalam air mendidih selain itu juga digunakan untuk menghilangkan pengotor dalam hal ini NaCl sebagai hasil samping. Kemudian disaring kembali dengan penyaring buchner lalu dikeringkan dalam oven. Selanjutnya ditentukan kembali titik leleh kristal.

Hasil yang diperoleh yaitu berat kristal sebanyak 0,675 gram dengan titik leleh 178^oC – 180^oC dan kristal berwarna putih. Rendemen kristal yang diperoleh yaitu 9,64 %. Menurut Tim Dosen Kimia Organik Sintesis (2013), titik leleh asam hipurat murni yaitu 187^oC dengan rendemen 4,5 gram. Hasil percobaan tidak sesuai dengan literatur, hal ini mungkin karena masih ada pengotor pada kristal sehingga titik lelehnya tidak sesuai. Rendemen yang dihasilkan juga tidak sesuai, hal ini karena kurangnya dilakukan pengocokkan sehingga senyawa yang digunakan tidak bereaksi seluruhnya akibatnya rendemen yang dihasilkan sedikit.

VIII.  Penutup

8.1  Kesimpulan

Berdasarkan percobaan yang dilakukan dapat disimpulkan sebagai berikut.

1.      Asam hipurat adalah sejenis asam karboksilat yang ditemukan dalam urin kuda dan herbivora lainnya.

2.      Sintesis asam hipurat dapat dilakukan dengan menggunakan benzoil klorida dan asam amino glisin dalam suasana basa dan asam.

3.      Berat kristal sebelum rekristalisasi yang diperoleh yaitu 2,11 gram dengan warna kristal putih. Rendemen kristal yang diperoleh yaitu 30,14 %. Titik leleh kristal yang diperoleh yaitu 175^oC - 178^oC.

4.      Berat kristal setelah rekristalisasi yaitu 0,675 gram dengan titik leleh 178^oC – 180^oC dan kristal berwarna putih. Rendemen kristal yang diperoleh yaitu 9,64 %.

8.2  Saran

Pada praktikum selanjutnya disarankan menggunakan bahan lain misalnya asam benzoat.

5.       

Daftar Pustaka

Anonim, 2013, Asam Benzoat (http://id.wikipedia.org/wiki/Asam_benzoat Diakses tanggal 22 Mei 2013).

Anonim, 2013, Asam Hipurat (http://id.wikipedia.org/wiki/Asam_hipurat Diakses tanggal 22 Mei 2013).

Anonim, 2013, Benzoil Klorida (http://id.wikipedia.org/wiki/Benzoil_klorida Diakses tanggal 22 Mei 2013).

Anonim, 2013, Cara Menentukan Titik Leleh (http://www.ilmukimia.org/2013/04/ cara-menentukan-titik-leleh.html Diakses tanggal 15 Mei 2013).

Hernandi, 2009, Asam Amino Komponen Penyusun Protein (http://hernandhyhidayat.wordpress.com/asam-amino-komponen-penyusun-protein/ Diakses tanggal 15 Mei 2013).

Tim Dosen Kimia Organik Sintesis (2013), Penuntun Praktikum Kimia Organik Sintesis, FMIPA UNTAD, Palu.

Lampiran

Proses penyaringan dengan corong Buchner

Lembar Asistensi

Nama               : Sayu Nila Widayanti

Stambuk          : G 301 10 018

Kelompok       : V

Asisten            : Mifta Julyani

No	Hari/Tanggal	Perbaikan	Paraf