LAPORAN PRAKTIKUM KIMIA ORGANIK

Percobaan 4

Kromatografi Lapis Tipis

Isolasi Kurkumin dari Kunyit (Curcuma longa L)

Disusun oleh

Nama : Cinderi Maura Restu

NPM : 10060312009

Shift / kelompok : B / 1

Tanggal Praktikum : 28 Maret 2013

Tanggal Laporan : 4 april 2013

Asisten : Dieni Mardliani,S.Farm

LABORATORIUM KIMIA TERPADU A

PROGRAM STUDI FARMASI

FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM

UNIVERSITAS ISLAM BANDUNG

2013

Percobaan 4

Kromatografi Lapis Tipis

Isolasi Kurkumin dari Kunyit (Curcuma longa L)

I. Tujuan :

Dapat melakukan dan menjelaskan teknik-teknik dasar kromatografi

kolom dan kromatografi lapis tipis, dapat menjelaskan prinsip dasar

kromatografi, dan dapat melakukan isolasi campuran senyawa sampai

pemurniannya secara kromatografi kolom.

II. Prinsip :

Pemisahan dua atau lebih senyawa berdasarkan perbedaan migrasi dan

distribusi senyawa tersebut dalam dua fase yang berbeda melalui fase gerak dan

fase diam.

III. Teori dasar :

Kromatografi adalah suatu metode untuk memisahkan senyawa organik

dan anorganik sehingga senyawa tersebut dapat dianalisis dan dipelajari.

Kromatografi adalah suatu metode fisik yang baik untuk mengamati dan

menyelidiki suatu campuran dan pelarutnya. Sebagian orang menggunakan

kromatografi untuk mengetahui komponen apa saja yang terdapat dalam suatu

zat padat atau zat cair. Digunakan juga untuk mengetahui zat-zat yang tidak

dikenal dalam suatu sampel. Digunakan pula untuk menguji keberadaan kokain

dalam urin, alkohol dalam darah, PCB (Polychlorinated benzene) dalam ikan, dan

kandungan timbal dalam sistem perairan. Kromatografi adalah cara pemisahan

dua atau lebih senyawa atau ion berdasarkan pada perbedaan migrasi dan

distribusi seyawa atau ion-ion tersebut di dalam dua fasa yang berbeda. Dua fasa

ini dapat berwujud padat-cair, cair-cair, atau gas-cair. Zat terlarut dalam suatu

fasa gerak, mengalir pada suatu fasa diam. Zat terlarut yang memiliki afinitas

terhadap fasa gerak yang lebih besar akan tertahan lebih lama pada fasa gerak,

sedangkan zat terlarut yang afinitasnya terhadap fase gerak lebih kecil akan

tertahan lebh lama pada fase diam. Dalam kromatografi kertas dan kromatografi

lapis tipis, fase gerak adalah pelarut. Fase diam pada kromatografi kertas adalah

kertas yang menyerap pelarut polar, sedangkan fase diam pada kromatografi

lapis tipis adalah pelat yang dilapisi adsorben tertentu. Kedua jenis pelarut ini

menggunakan aksi kapilaritas untuk menggerakkan pelarut melalui fasa diam.

Jenis kromatografi

a. Kromatografi cair. Fungsinya untuk menganalisis sampel air untuk mengetahui

adanya polutan dalam ekosistem perairan. Digunakan untuk menganalisis logam

senyawa organik dalam larutan. Metoda ini menggunakan zat cair yang akan

mengikat molekul hidrofilik yang tak larut.

b. Kromatografi gas. Fungsinya untuk mendeteksi bom, digunakan dalam bidang

forensik untuk menganalisis serat pada suatu bagian tubuh seseorang,

menganalisis darah yang di temukan di tempat kejadian perkara kriminal,

menganalisis gas-gas volatil (mudah menguap), contohnya minyak atsiri. Gas

helium, digunakan untuk menggerakkan campuran gas agar dapat melalui kolom

yang berisi material adsorben sebagai fasa diam.

c. Kromatografi lapis tipis. Fungsinya untuk mendeteksi residu pestisida atau

insektisida didalam makanan, digunakan dalam bidang forensik untuk

menganalisis komposisi zat pewarna pada serat kain. Metoda ini menggunakan

suatu material absorben pada plat kaca, plastik atau alumunium tipis.

Merupakan metoda sederhana yang cepat untuk menguji kemurnian suatu

senyawa organik.

d. Kromatografi kertas. Fungsinya untuk memisahkan asam amino dan anion,

sidik jari RNA, pemisahan dan pengujian histamin, antibiotik, metoda ini

menggunakan potongan kertas sebagai fasa diam. Aksi kapilaritas pada serat

kertas digunakan untuk menarik pelarut naik melalui kertas dan kemudian

memisahkan zat terlarut pada suatu sampel.

Keakuratan hasil pemisahan dengan metode kromatografi bergantung pada

beberapa faktor berikut:

a. Pemilihan absorben sebagai fasa diam

b. Kepolaran pelarut atau pemilihan pelarut yang sesuai dengan fasa gerak

c. Ukuran kolom relatif terhadap jumlah material yang akan dipisahkan

d. Laju elusi atau aliran fasa gerak

Pada umumnya, senyawa nonpolar melewati kolom yang lebih cepat

daripada senyawa polar, karena senyawa nonpolar memiliki afinitas lebih kecil

terhadap adsorben. Jika adsorben yang dipilih mengikat semua molekul yang

terlarut dengan kuat, maka senyawa-senyawa tersebut tidak akan bergerak

turun keluar dari kolom. Jika pelarut yang dipilih terlalu polar, semua zat terlarut

akan dengan mudah tercuci keluar kolom, tanpa adanya pemisahan, pemilihan

adsorben dan pelarut yang dilakukan sehingga kompetisi molekul-molekul

terlarut diantara kedua fasa terjadi dalam kesetimbangan, kesetimbangan inilah

yang dapat memisahkan komponen-komponen dalam campurannya.

Fasa Diam

Pada permukaan partikel silika gel (SiO2), terdapat atom-atom oksigen

yang terikat pada proton. Adanya gugus hidroksil ini mengakibatkan permukaan

silika gel sangat polar, sehingga analit organik yang memiliki gugus fungsi polar

akan terikat dengan kuat pada permukaan silika gel, dan senyawa yang nonpolar

hanya berinteraksi lemah dengan silika gel. Molekul yang memiliki gugus fungsi

polar dapat terikat pada silika gel dalam 2 cara : melalui ikatan hidrogen dan

melalui interaksi dipol-dipol. Contoh fasa diam lain untuk kromatografi kolom

dan lapis tipis adalah Alumina (Al2O3).

Fasa gerak

Fasa Gerak yang digunakan pada kromatografi adalah suatu pelarut

organik atau campuran beberapa pelarut organik. Ketika fasa gerak melalui

permukaan silika gel, fase gerak ini membawa analit organik melalui partikel-

partikel pada fasa diam. Kepolaran suatu pelarut yang dapat digunakan dalam

suatu kromatografi dapat di evaluasi dengan memperhatikan tetapan elektrik,

dan momen dipol pelarut. Keseimbangan diantara kedua fasa yaitu fasa gerak

dan fasa diam, bergantung pada 3 faktor :

a. Kepolaran dan ukuran molekul yang akan dipisahkan

b. Kepolaran fasa diam

c. Kepolaran fasa gerak

Karakter elektropositif yang dimiliki alumunium atau silika dan karakter elektro

negatif oksigen menyebabkan silika dan alumina merupakan fasa diam yang

sangat polar.

Isolasi Kurkumin Dari Kunyit

Rimpang (rhizoma) dari kunyit dapat digunakan sebagai bahan warna

kuning dalam industri tekstil tradisional, juga sebagai bumbu masakan, obat

tradisional. Nama latin dari kunyit adalah Curcuma longa yang termasuk dalam

family Zingeberaceae (temu-temuan). Komponen aktif dari rimpang kunyit

adalah kurkumin (E-E)-1,7,-bis(4 – hidrokasi -3-metoksifenil)-1,6-heptadien-3-,5-

on) yang biasanya terdapat 1,5-2% dari berat rimpang kunyit kering. Struktur

senyawa ini ditentukan pada tahun 1910 oleh V.Lampe yang merupakan

diarilheptanoid yang pertama ditemukan. Kurkumin memilki sifat anti kanker

dan anti tumor, analogi kurkumin dapat menghambat enzim HIV-1 integrase.

Ekstraksi

Ekstraksi adalah kegiatan penarikan kandungan kimia yang dapat larut sehingga

terpisah dari bahan yang tidak dapat larut dengan pelarut cair. Hasil dari ekstraksi

disebut ekstrak.

Macam Metoda Ekstraksi :

A. Ekstraksi Cara Dingin

Metoda ini artinya tidak ada proses pemanasan selama proses ekstraksi

berlangsung. Tujuannya untuk menghindari rusaknya senyawa. Yang dimaksud

rusak karena adanya pemanasan. Jenis ekstraksi dingin adalah :

a. Maserasi merupakan proses ekstraksi menggunakan pelarut diam atau dengan

beberapa kali pengocokan pada suhu ruangan. Pada dasarnya metoda ini dengan cara

merendam sample dengan sekali-sekali dilakukan pengocokan. Umumnya perendaman

dilakukan 24 jam dan selanjutnya pelarut diganti dengan pelarut baru. Ada juga

maserasi kinetik yang merupakan metode maserasi dengan pengadukan secara

sinambungan tapi yang ini agak jarang dipakai.

b. Perkolasi merupakan ekstraksi dengan menggunakan pelarut yang selalu baru

sampai sempurna (exhaustive extraction) yang umumnya dilakukan pada suhu

ruangan. Prosesnya terdiri dari tahap pengembangan bahan, maserasi antara,

perkolasi sebenarnya (penetesan/penampungan ekstrak) secara terus menerus

sampai diperoleh ekstrak yang jumlahnya satu sampai lima kali volume bahan.

Prosedurnya: sampel di rendam dengan pelarut, selanjutnya pelarut (baru)

dilalukan (ditetes-teteskan) secara terus-menerus sampai warna pelarut tidak

lagi berwarna atau tetap bening yang artinya sudah tidak ada lagi senyawa yang

terlarut.

B. Ekstraksi Cara Panas

Metoda ini pastinya melibatkan panas dalam prosesnya. Dengan adanya

panas secara otomatis akan mempercepat proses penyarian dibandingkan cara

dingin. Metodanya adalah:

a. Refluks merupakan ekstraksi dengan pelarut yang dilakukan pada titik didih

pelarut tersebut, selama waktu tertentu dan sejumlah pelarut tertentu dengan

adanya pendingin balik (kondensor). Umumnya dilakukan tiga sampai lima kali

pengulangan proses pada residu pertama, sehingga termasuk proses ekstraksi

sempurna. Prosedurnya: masukkan sampel dalam wadah, pasangkan kondensor,

panaskan. Pelarut akan mengekstraksi dengan panas, terus akan menguap

sebagai senyawa murni dan kemudian terdinginkan dalam kondensor, turun lagi

ke wadah, mengekstraksi lagi dan begitu terus. Proses umumnya dilakukan

selama satu jam.

b. Ekstraksi dengan alat Soxhlet merupakan ekstraksi dengan pelarut yang selalu

baru. Umumnya dilakukan menggunakan alat khusus sehingga terjadi ekstraksi

konstan dengan adanya pendingin balik (kondensor). Disini sampel disimpan

dalam alat Soxhlet dan tidak dicampur langsung dengan pelarut dalam wadah

yang di panaskan, yang dipanaskan hanyalah pelarutnya. Pelarut terdinginkan

dalam kondensor dan pelarut dingin inilah yang selanjutnya mengekstraksi

sampel.

c. Digesti merupakan maserasi kinetik (dengan pengadukan kontinyu) yang

dilakukan pada suhu lebih tinggi dari suhu ruangan, secara umum dilakukan pada

suhu 40ºC – 50ºC.

d. Infusa merupakan proses ekstraksi dengan merebus sample (khusunya

simplisia) pada suhu 900C.

(Hendayana, Sumar.2006)

IV. Alat dan bahan :

a. Alat :

1. Pipet tetes

2. Saringan vakum

3. Plat KLT

4. Kolom

5. Pipa kapiler

6. Lampu UV

7. Gelas kimia

8. Batang pengaduk

9. Rotary evaporator

10. Kertas saring

11. Penangas air

12. Labu didih

14. Neraca analitik

13. Kondensor

14. Chamber

15. Alumunium foil

16. Corong gelas

b. Bahan :

1. Diklorometana

2. N-heksana

3. Metanol

4. Rimpang kunyit kering

5. Eluen CH2Cl2

6. Silika gel

7. Kapas

V. Prosedur :

Kedalam labu didih dimasukkan 20 gram rimpang kunyit kering dan 50 mL

diklorometana dan direfluks selama 1 jam. Kemudian campuran disaring dengan

saringan vakum sehingga diperoleh larutan kuning. Larutan yang diperoleh lalu

dipekatkan melalui proses distilasi pada penangas air bersuhu 500°C. Residu

kuning kemerahan yang didapat kemudian dicampurkan dengan 20 mL n-

heksana dan diaduk secara merata. Kemudian campuran disaring lagi dengan

penyaring vakum. Selanjutnya, padatan yang didapat dianalisis dengan

kromatografi lapis tipis dengan menggunakan eluen CH2Cl2 : MeOH = 97:3 yang

akan didapat 3 komponen utama.

Kromatografi dengan kromatografi kolom dibuat dengan menggunakan

15 gram silika gel dan eluen CH2Cl2 : MeOH = 99:1 dengan tinggi kolom berkisar

antara 15-20 cm. Selanjutnya, sebanyak 0,3 gram ekstrak kasar yang didapat,

dilarutkan dengan sedikit pelarut CH2Cl2 : MeOH = 99:1 dan kemudian diteteskan

secara perlahan pada bagian atas kolom dengan tidak merusak permukaan

kolom. Elusi selanjutnya dilakukan hingga komponen pertama habis. Kemudian,

monitoring dilakukan dengan menggunakan KLT. Gabungan fraksi yang

mengandung komponen pertama ini kemudian dikeringkan. Selanjutnya,

dilakukan pengujian terhadap spektrum UV dan IR dari senyawa murni yang

berhasil diisolasi.

Pemisahan juga dilakukan dengan menggunakan KLT preparatif. Sebanyak

0,1 gram ekstrak kasar dilarutkan dengan sedikit pelarut CH2Cl2 : MeOH = 99:1,

kemudian campuran tersebut ditotolkan pada batas awal pelat KLT preparatif

dengan menggunakan pipa kapiler yang diameternya lebih besar daripada pipa

kapiler untuk pengujian titik leleh. Setelah noda kering, elusi lalu dilakukan

dengan eluen CH2Cl2 : MeOH = 97:3. Hasil dari elusi itu kemudian dilihat dibawah

sinar lampu UV, kemudian pita komponen utamanya diberi tanda dengan ujung

tumpul pipa kapiler. Bagian pita yang dipilih kemudian dipisahkan dari komponen

lainnya dengan cara lapisan silika tersebut dikerok dan hasil kerokannya

ditampung di kertas. Selanjutnya, silika tersebut dipindahkan kedalam gelas

kimia, dan dilarutkan dengan diklorometana. Kemudian, campuran tersebut

disaring dan dicuci dengan pelarut yang sama. Filtrat yang didapat kemudian

diuapkan dengan rotary evaporator (atau distilasi biasa dengan penangas air

pada suhu 60°C). Selanjutnya dilakukan pengujian kemurnian fraksi yang didapat

dengan KLT (eluen CH2Cl2 : MeOH = 97:3).

VI. Hasil dan pembahasan :

Rimpang dari kunyit dapat digunakan sebagai bahan warna kuning dalam

industri tekstil tradisional, sebagai bumbu masakan, dan sebagai obat tradisional.

Untuk mengisolasi kurkumin dari kunyit, serbuk kunyit dilarutkan dalam

diklorometana. Ketika rimpang kunyit (berwujud serbuk dan berwarna kuning)

ditambahkan diklorometana (berwujud cairan tidak berwarna) dan kemudian

direfluks selama 1 jam menghasilkan campuran yang berwarna kuning tua.

Proses refluks ini dilakukan untuk mengekstrak kurkumin dari kunyit.

Penambahan diklorometana dilakukan didalam lemari asam. Ini dilakukan karena

diklorometana merupakan senyawa yang mudah menguap dan sangat

berbahaya. Menggunakan pelarut diklorometana karena diklorometana (DCM)

merupakan pelarut yang nonpolar, dan senyawa yang berada dalam kunyit

cenderung bersifat semi polar ke nonpolar. Interaksi dengan pelarut nonpolar ini

akan melarutkan senyawa yang terkandung dalam kunyit termasuk kurkumin.

Selanjutnya, campuran rimpang kunyit dan DCM itu disaring dengan

menggunakan saringan vakum dan menghasilkan larutan berwarna kuning.

Kemudian, larutan kuning tersebut dipekatkan dengan distilasi pada penangas air

500°C. Proses ini menghasilkan larutan yang lebih pekat (residu) dan berwarna

kuning kemerahan. Proses distilasi ini bertujuan untuk menguapkan pelarut

DCM. Selanjutnya, residu tersebut dicapurkan dengan 20 mL n-heksana dan

kemudian diaduk. Pencampuran ini bertujuan untuk menjenuhkan cairan

sehingga residu memadat dan mudah untuk disaring. Selanjutnya campuran

tersebut disaring lagi dengan menggunakan penyaring vakum. Dan, padatan yang

didapat selanjutnya dianalisis dengan TLC dengan eluen CH2Cl2:MeOH = 97:3 dan

terdapat 3 komponen utama, yaitu : komponen berwarna tua, muda, lebih

muda. Proses ini tidak dilakukan karena keterbatasan waktu.

Untuk menguji kemurnian senyawa yang diperoleh, dilakukan pengujian

dengan kromatografi kolom. Pemasangan kolom tidak boleh miring. Ini dilakukan

supaya hasil fraksinasinya tidak miring juga karena adanya pengaruh gaya

gravitasi. Susunan dari kromatografi kolom adalah kapas (diletakkan pada bagian

dasar kolom), fasa diam (silika gel), dan fasa gerak (eluen). Dimasukkan kapas

kedalam kolom bertujuan untuk menyaring dan menahan larutan kental

berwarna putih yang akan disaring. Larutan kental berwarna putih itu berasal

dari penambahan silika gel (berwujud serbuk putih) dengan eluen CH2Cl2:MeOH =

99:1 (eluen berwujud cair dan bersifat nonpolar). Silika gel (sebagai fase diam

dan bersifat polar) yang ditambahkan harus dalam keadaan bubuk, supaya waktu

hasil pemisahan turunnya lancar (sepetrti titrasi). Penambahan silika gel ini juga

karena kolom yang dibentuk dari silika gel akan memiliki tekstur dan struktur

yang lebih teratur dan kompak. Eluen yang ditambahkan berguna untuk

mengelusi sampel kunyit dan membawa sampel kunyit bersamanya menuju

wadah eluat (keluar dari kolom). Sedangkan fasa diam memiliki daya adsorbsi

yang cukup besar. Sehingga, ketika eluen yang membawa sampel melewati fase

diam akan terbentuk fraksi-fraksi yang berbeda. Perbedaan warna fraksi ini

menunjukkan adanya perbedaan senyawa atau zat aktif yang dipisahkan dari

setiap fraksi. Semakin pekat warna fraksi, maka semakin banyak zat aktif atau

senyawa yang terpisahkan dalam fraksi tersebut. Kapas yang dimasukkan tadi

lebih baik dibasahi dulu dengan menggunakan aseton. Tetapi penambahan

aseton ini memiliki efek negatif dan efek positif terhadap campuran yang akan

disaring. Aseton yang ditambahkan dapat menghilangkan gelembung udara dari

penambahan campuran silika gel dan eluen. Proses penghilangan gelembung

udaranya yaitu aseton akan menguap dan akan menyerap energi panas dari

tabung. Sehingga, menyebabkan kolom akan kehilangan energi dan mengalami

penurunan suhu. Penghilangan energi dan penurunan suhu inilah yang

menyebabkan gelembung udara akan naik ke permukaan. Proses selanjutnya

tidak dilakukan karena keterbatasan waktu sehingga tidak diperoleh Rf dari

percobaan ini.

Dilakukan proses pemisahan dengan KLT preparatif. Ekstrak kasar

dilarutkan dengan eluen CH2Cl2:MeOH = 99:1. Selanjutnya, ditotolkan pada batas

awal KLT preparatif dengan tabung kapiler. Hasil dari percobaan ini terbentuk 3

fasa yaitu fasa berwarna kuning, orange, dan merah kecoklatan. Spot pertama

yang berwarna kuning, memiliki Rf paling kecil, sehingga dapat dipastikan bahwa

komponen berwarna kuning adalah kurkumin. Kurkumin merupakan suatu

senyawa yang bersifat nonpolar. Senyawa nonpolar, proses terikatnya dengan

fase diam akan sebentar. Ini terjadi karena perbedaan sifat antara senyawa polar

dan senyawa nonpolar tersebut. Senyawa berwarna orange, mempunyai Rf

ditengah-tengah. Senyawa berwarna orange ini merupakan senyawa semi polar

yaitu bisdemetoksikurkumin. Senyawa berwarna merah kecoklatan, mempunyai

Rf paling besar dari senyawa berwarna kuning dan orange. Senyawa ini

merupakan senyawa desmetoksikurkumin dan bersifat polar. Senyawa polar akan

terikat lebih lama dengan fase diam (silika gel). Jarak spot dari awal sampai akhir

adalah 6 cm. Komponen 1 (spot 1 berwarna kuning), memiliki Rf 0,55. Komponen

2 (spot 2 berwarna orange), memiliki Rf 0,716. Komponen 3 (spot 3 berwarna

merah kecoklatan), memiliki Rf 0,833. Proses selanjutnya tidak dilakukan karena

keterbatasan waktu dan keterbatasan alatnya.

Perhitungannya :

Rf komponen 1 : jarak yangditempuh sampeljarak yangditempuh pelarut

= 3,36

= 0,55

Rf komponen 2 : jarak yangditempuh sampeljarak yangditempuh pelarut

= 4,36

= 0,716

Rf komponen 3 : jarak yangditempuh sampeljarak yangditempuh pelarut

= 56

= 0,833

VII. Kesimpulan :

Dari percobaan yang telah dilakukan, dapat disimpulkan bahwa prinsip

dasar dari kromatografi adalah pemisahan dua atau lebih senyawa berdasarkan

perbedaan migrasi dan distribusi senyawa tersebut dalam dua fase yang berbeda

melalui fase gerak dan fase diam.

Refluks merupakan metode ekstraksi panas, dengan menggunakan

pelarut jenuh. Digunakan diklorometan sebagai eluen supaya DCM dapat

menarik kurkumin dari kunyit. Pada kromatografi kolom, kolomnya tidak boleh

miring, karena hasil fraksinasinya juga akan miring (akibat adanya pengaruh gaya

gravitasi).

Pada proses pemisahan dengan KLT preparatif, didapat Rf komponen 1

(spot 1 berwarna kuning) yaitu 0,55. Rf komponen 2 (spot 2 berwarna orange)

yaitu 0,716. Rf komponen 3 (spot 3 berwarna merah kecoklatan) yaitu 0,833.

Semakin besar Rf, maka semakin polar suatu senyawa.

VIII. Daftar pustaka :

a. Anderson,A.M.,Mitchell,M.,and Mohan,R.S.,Isolation of Curcuminfrom

Turmeric,J.Chem.Ed.,77(3),2000,p.359-360.

b. Mayo, D.W., Pike,R.M., Trumper, P.K., Miroscale Organic Laboratory, 3rd

edition, John Wiley & Sons, New York, 1994,p.97-104.

c. Pasto, D., Johnson, C., Miller, M., Experiments and Techniques in Organic

Chemistry, Prentice Hall Inc.,New Jersey, 1992,p.60-81;404-406.

d. Skripsi, Tesis, Disertasi mengenai isolasi senyawa dari Curcuma longa atau

genus Curcuma lainnya.

e. Tim Asisten Laboratorium Farmasi Unit A.2013.Penuntun Praktikum Kimia

Organik.Bandung:Universitas Islam Bandung.

f. Williamson, Macroscale and Microscale Organic Experiments, 3rd edition,

Boston, 1999,p.160-166;704-706.