Senin, 01 Oktober 2012

menthol


MENTOL
A.    SUMBER MENTOL
Sintesis Mentol Dari Sitronelal (Minyak Sereh Wangi)  
Minyak sereh wangi adalah salah satu minyak atsiri yang penting di Indonesia disamping minyak atsiri lainnya seperti cengkeh, minyak nilam, dan minyak akar wangi. Minyak sereh wangi merupakan jenis minyak atsiri yang dihasilkan oleh tanaman sereh wangi  (Andropogon nardus L.). Sereh wangi memiliki dua tipe, yaitu tipe Ceylon (Srilanka) dan tipe Jawa. Tipe ceylon hampir sebagian besar diproduksi di Pulau Srilanka, sedangkan tipe Jawa diproduksi terutama di Pulau Jawa dan Formosa, dan belakangan diproduksi juga di Amerika Tengah (Guatemala dan Honduras), dan Pulau Haiti. Jenis tanaman sereh wangi yang menghasilkan produk dan mutu yang terbaik adalah jenis ”mahapegiri” yang ditanam di Pulau Jawa. Jenis tanaman ini mengandung 80-97 persen total geraniol dan 30-45 persen sitronelal. Sedangkan jenis ”leanbau” dari Ceylon hanya mengandung 55-65 persen total geraniol (Guenther, 1990).
Minyak sereh dihasilkan dengan cara menyuling daun sereh wangi yang mengandung kurang dari 0.5 – 1.2 persen minyak. Bahan kimia yang terpenting dalam minyak sereh wangi adalah persenyawaan aldehid dengan nama sitronelal dan persenyawaan alkohol yang disebut geraniol. Kadar sitronelal dan geraniol sangat menentukan mutu minyak sereh wangi. Faktor-faktor yang mempengaruhi produksi dan mutu minyak sereh wangi antara lain: keadaan tanah, iklim, tinggi daerah dari permukaan laut, dan keadaan daun sebelum disuling (Ketaren, 1985).     Ekspor citronella tahun 2002 mencapai 173.294 ton dengan nilai US $ 1150.393 dengan negara tujuan Eropa, Amerika, Jepang, India, Taiwan, Singapura dan Timur Tengah (Wahyuni, 2003). Minyak yang kurang memenuhi persyaratan ekspor dijual di pasar domestik sebagai bahan baku industri sabun, pasta gigi dan obat-obatan.

Mentol merupakan salah satu senyawa minyak atsiri yang banyak digunakan secara luas pada bidang obat-obatan, kosmetik, dan produk-produk lainnya (Kleeman dan Engel, 1987). Mentol terbentuk melalui hasil hidrogenasi isopulegol menggunakan bantuan katalis, yang mana isopulegol merupakan hasil dari proses siklisasi minyak sitornelal (Misono dan Noijri, 1990). Milone, et.al.(1999) menjelaskan bahwa proses pembentukan mentol dari sitronela terjadi melalui dua tahap, yakni siklisasi dan hidrogenasi. Proses siklisasi terjadi saat pembentukan isopulegol dari sitronela pada kondisi asam. Sedangkan, proses hidrogenasi terjadi saat perubahan isopulegol menjadi mentol. 







B.     PROSES SINTESA MENTOL DARI SITRONELAL
      Mentol merupakan suatu senyawa yang sudah banyak digunakan sejak zaman dahulu, baik di bidang farmasi, kosmetik, maupun makanan. Menurut Eccles (1994), mentol dapat dihasilkan secara sintesa organik maupun dari tanaman Mentha arvensis. Salah satu sintesa mentol secara sintesa organik, mentol dapat dihasilkan dari sitronelal.   Sitronelal merupakan salah satu komponen yang terdapat pada minyak sereh. Sitronelal yang digunakan untuk sintesa mentol merupakan sitronelal yang telah melalui proses fraksionasi.
Proses sintesa mentol dari sitronelal, secara umum dilakukan melalui dua tahap proses, yaitu proses siklisasi dan proses hidrogenasi. Sintesa mentol dari sitronelal secara umum melalui proses isomerisasi sitronelal menjadi isopulegol yang memiliki struktur alkohol siklik dengan bantuan katalis asam. Selanjutnya, alkohol tidak jenuh yang terdapat pada struktur isopulegol dihidrogenasi menjadi alkohol  jenuh. Hasil hidrogenasi ini yang disebut dengan mentol ( Kleemann et.al 1987 dan Misono dan Noijri 1990).   Menurut proses yang dilakukan Tagasako International Corporation, proses isomerisasi sitronelal menjadi isopulegol dilakukan dengan menggunakan katalis ZnBr2 dan didapatkan isopulegol yang terbentuk sebesar 92 persen (Misono dan Noijri 1990). Proses yang dilakukan Tagasako menggunakan katalis homogen, hal ini membutuhkan peralatan yang mahal untuk memisahkan antara katalis dan produk serta katalis yang digunakan tidak dapat didaur ulang untuk digunakan kembali.  Pada beberapa literatur, menjelaskan proses isomerisasi sitronelal menjadi isopulegol menggunakan katalis heterogen bahkan pada penelitian Milone et.al (2000) menjelaskan bahwa proses sintesa mentol dapat disintesa langsung dari sitronelal dengan menggunakan katalis asam yang dikombinasikan dengan ruthenium sebagai pendukung katalis asam.
Penggunaan silika yang dikombinasikan dengan ruthenium menghasilkan konversi sitronelal sebesar 100 persen dan mentol yang terbentuk sebesar 80 persen, tetapi menghasilkan produk sampingan dari proses hidrogenasi berupa 3,7-dimetiloktanol. Corma et.al (2004) menambahkan bahwa proses sintesa mentol secara langsung dengan menggabungkan katalis untuk reaksi siklisasi dengan katalis untuk reaksi hidrogenasi atau yang dikenal dengan sintesa mentol sistem satu reaktor yang merupakan suatu proses yang dapat mengurangi biaya produksi yang mahal jika menggunakan sistem dua reaktor seperti yang telah lazim digunakan pada proses industri. Pada proses industri, isopulegol yang dihasilkan dari proses siklisasi harus dikristalkan terlebih dahulu sebelum dihidrogenasi dan setelah dihasilkan mentol diperlukan proses untuk memisahkan antara mentol dengan katalis


E. KATALIS  
Pada proses sintesa mentol dari sitronelal melalui sistem satu-reaktor, katalis mempunyai peranan yang penting. Katalis pada prinsipnya berfungsi untuk meningkatkan selektifitas dan aktifitas. Katalis yang digunakan pada penelitian ini merupakan katalis heterogen dan berbentuk powder. Penggunaan katalis heterogen dikarenakan katalis heterogen memiliki beberapa macam kelebihan, antara lain mudah dipisahkan dari reaktan, proses preparasi dan kontrol katalis yang mudah, dan kualitas produk yang dihasilkan pun baik (Richardson, 1989).  Hal yang perlu diperhatikan pada katalis adalah aktivitas, selektifitas, dan umur katalis (Twiga, 1996). Pada katalis heterogen, tahapan proses yang terjadi antara reaktan dengan katalis padatan adalah difusi reaktan ke permukaan katalis, reaksi antara reaktan dengan permukaan katalis, dan yang terakhir adalah difusi produk keluar dari permukaan katalis (Augustine, 1995).  Katalis merupakan sejumlah kecil materi yang ditambahkan kepada suatu reaksi kimia yang berjalan sangat lambat dengan tujuan agar reaksi tersebut dapat berjalan lebih cepat dan dicapai suatu keadaan setimbang. Selain itu, katalis juga mempunyai fungsi untuk menurunkan energi aktivasi yang menyebabkan laju reaksi semakin cepat (Othmer, 1979).
1. Bentonit
Bentonit merupakan lempung mineral yang mengandung  montmorillonit sebagai komponen utamanya. Berdasarkan jenis ion penukarnya, bentonit dibedakan menjadi dua jenis, yaitu jenis sodium yang mengandung ion penukar Na2+  dan jenis kalsium yang mengandung ion penukar Ca(Hasan et.al, 1998). Rumus kimia montmorillonit adalah [(Mg,Ca) O. Al2O3. 5 SiO. nH2O], dimana nilai n : ± 8. Activated clay merupakan lempung yang pada keadaan awal kurang  memiliki daya pemucat, tetapi daya pemucatnya dapat ditentukan dengan jalan pengolahan dan pemanasan sebelum lempung itu dipergunakan didalam proses pemucat warna (Davis and Messer, 1929)
2. Titania Dioksida
Titania dioksida merupakan katalis yang berbentuk kristal tetragonal. Titania terdapat dalam tiga modifikasi kristalin, yaitu anatas, rutil, dan brookit. Angatas dan rutil umumnya digunakan sebagai adsorben, pigmen, dan katalis. Luas pemukaan titania anatas dan rutil berkisar antara 5-100 m/g. Anatas dan rutil berbentuk kisi tetragonal, sementara brookit berbentuk ortorombik. Unit struktural ketiga bentuk tersebut adalah oktahedron TiO6, perbedaan ketiga kristal tersebut terletak pada perbedaan penyusunan pada struktur oktahedronnya. Titanium juga berada pada valensi 3+ dan 2+ dan perlakuan titania dibawah kondisi reduksi menyebabkan pembentukan fasa oksida nonstoikiometri (Foger, 1984).  Beberapa sifat dari logam titanium yaitu logamnya memiliki kemiripan sifat dengan logam besi dan nikel, keras, tahan panas (1680 0C3260 C), penghantar panas dan listrik yang baik, tahan terhadap korosi sehingga banyak digunakan untuk mesin turbin, industri kimia, dan peralatan laut. Meskipun unsur yang tidak reaktif, TiO2 dapat bereaksi dengan unsur-unsur non logam seperti hidrogen, halogen, oksigen, nitrogen, karbon, boron, silikon, dan sulfur pada suhu tertentu. Sifat dari senyawa titanium oksida yaitu sangat stabil dan tahan panas (kimiaunsur_e-learning.com, 2008). Penemuan titania sulfat sangat efisien untuk reaksi isomerisasi, alkilasi, asilasi Friedel-Crafts, esterifikasi, oksidasi fotokatalitik, dan reduksi senyawa Nox (Bokhimi dan Morales, 2003).




Tidak ada komentar:

Poskan Komentar