Desain Sintesis Asam Sinamat dan Mekanismenya

    Sinamat merupakan turunan dari metil sinamat, yang termasuk dalam jalur turunan asam shikimat. Asam sinamat dan analog alaminya dikenal dalam pengobatan kanker selama beberapa abad. Sintesis fenil sinamat dan 4-fenilkroman-2-on telah dilakukan dari metil sinamat dengan menggunakan katalis asam. Senyawa metil sinamat terlebih dahulu dikonversi menjadi asam sinamat melalui reaksi hidrolisis dengan basa. Selanjutnya asam sinamat diklorinasi menggunakan tionil klorida dan fenol dan menghasilkan fenil sinamat.

Asam sinamat atau asam 3-fenil-2-propenoat atau asam β-fenilakrilat merupakan senyawa yang berasal dari isolasi kulit kayu manis (Cinnamomum burmanni) famili Lauraceae. Kegunaan asam sinamat antara lain sebagai pengawet, pewangi dalam makanan, kosmetik, sabun, dan produk-produk farmasi lainnya.  Selain itu, asam sinamat dapat menghambat profilerasi sel caco-2 dan mempunyai aktivitas antibakteri terhadap Neurospora crassa.

Sintesis Asam Sinamat melalui Reaksi Kondensasi Knoevenagel

Sintesis asam sinamat dapat dilakukan melalui reaksi kondensasi Knoevenagel dan reaksi Perkin. Reaksi kondensasi Knoevenagel lebih sering digunakan karena jumlah senyawa yang diperoleh lebih banyak dibandingkan dengan reaksi Perkin. Pada dasarnya reaksi kondensasi Knoevenagel merupakan reaksi kondensasi antara suatu aldehid dan senyawa yang mempunyai hidrogen α dengan dua gugus karbonil dengan menggunakan katalis suatu basa organik yang memiliki gugus amina. Sintesis asam sinamat dilakukan dengan mereaksikan asam malonat yang merupakan senyawa yang mempunyai hidrogen α dan benzaldehida yang merupakan senyawa golongan aldehida dengan katalis dietilamina. Dietilamina (pKb = 3,02) merupakan suatu amina sekunder dan memiliki sifat basa lebih kuat dibandingkan amonia (pKb = 4.74). Semakin kuat basa yang digunakan maka atom hidrogen α semakin mudah membentuk ion enolat. Dengan demikian, pembentukan asam sinamat diharapkan semakin cepat dan rendemen yang dihasilkan lebih banyak. 

1. Reaksi Pembentukan Karbanion

Benzaldehid sebagai senyawa karbonil dapat bereaksi dengan Karbanion dari asam manolat yang telah terbentuk melalui reaksi kondensasi knoevenagel. Molekul benzaldehid dan karbanian bergabung menjadi molekul yang lebih besar. Benzaldehid dapat bereaksi dengan cara resonansi elektron dalam ikatan rangkap nya dalam gugus karbonil. Elektron- elektron  pada ikatan rangkap tertarik oleh elektron bebas atom oksigen yang juga lebih elektronegatif dari pada atom C.

2. Reaksi Kondensasi

Reaksi Kondensasi yang terjadi adalah reaksi Kondensasi knovenagel karena senyawa yang bereaksi adalah senyawa aldehid yang tidak mempunyai sebuah hidrogen alfa terhadap 2 gugus karbonil. Pemanasan campuran dilakukan selama 1 jam dengan tujuan untuk mereaksikan senyawa asam malonat, piridin, benzaldehida, dan piperidin.Karena dalam reaksi karbonil dengan karbanion memerlukan tambahan energi untuk melakukan reaksi. Proses pendidihan dilakukan 10 menit kembali setelah pendiaman sebentar tujuannya adalah untuk melepaskan CO2 (Proses dekarboksilasi) untuk proses pembentukan asam sinamat. Penurun suhu dilakukan untuk menghentikan reaksi-reaksi dan menurunkan kelarutan senyawa produk yang dihasilkan yaitu asam sinamat sedangkan penambahan HCl adalah untuk menetralisasi sifat campuran yang bersifat basa akibat adanya piridin dan piperidin yang telahada dalam campuran. Piridin berfungsi sebagai basa lemah yang mengkatalisis reaksi pembentukan karbanion. Piridin digunakan karenamerupakan basa lemah, apabila digunakan basa kuat maka tidak akan dihasilkan produk yang diinginkan. Jika digunakan basa kuat maka karbanion yang terbentuk bukan pada posisi atom C alfa, tetapi atom C pada posisi gugus karboksilat.

3. Reaksi dehidrasi

Selanjutnya, reaksi yang terjadi adalah reaksi dehidrasi yang merupakan proses penghilangan H2O untuk mengadakan ikatan rangkap antara atom C. Reaksi ini dikatalisis oleh HCl karena H+ dari HCl dapat mempercepat pelelasan H2O Selain itu HCl juga untuk menetralkan basa yang telah ada pada reaksi sebelumnya, yaitu piridin maupun piperidin sehingga dalam pelepasan H2O dapat terjadi dalam suasana netral.

4. Reaksi dekarboksilasi

Mekanisme sintesis fenil sinamat diawali dengan  gugus hidroksi pada asam sinamat digantikan oleh ion klorida dari tionil klorida. Gugus –COOH (karboksilat) menjadi gugus –COCl sehingga asam sinamat menjadi sinamoil klorida. 

Sintesis Asam Sinamat Melalui Reaksi Hidrolisis 

Reaksi hidrolisis metil sinamat menggunakan katalis basa natrium hidroksida. Reaksi berlangsung sempurna setelah 2 jam dengan pengecekan KLT. Hasil reaksi diuapkan kemudian didinginkan, dilanjutkan dengan penetralan pH dengan asam klorida, kemudian partisi hasil reaksi menggunakan butanol dengan air suling. Hasil reaksi tertarik oleh butanol. Fasa butanol kemudian diuapkan dan dikeringkan. Hasil reaksi hidrolisis metil sinamat adalah senyawa berupa serbuk putih dengan rendemen sebesar 83,6 %.

Basa yang digunakan dalam reaksi hidrolisis sangat berperan. Hidrolisis metil sinamat dengan basa berlangsung dalam dua tahap. Mekanisme diawali dengan penyerangan oleh gugus hidroksi (OH-) dari NaOH ke karbon pada gugus fungsi ester (gugus karbonil) sehingga terbentuk intermediet tetrahedral (sp3). Selanjutnya, gugus metoksi (CH3O-) akan lepas dari senyawa metil sinamat, sehingga karbon dari karbonil akan terhibridisasi kembali dari sp3 menjadi ikatan rangkap (sp2). Gugus metoksi digantikan oleh gugus hidroksi (OH-) yang berasal dari NaOH. Hasil sintesis asam sinamat (Gambar 2) ini diidentifikasi dengan menggunakan 1H-NMR, 13C-NMR dan LC-MS. 

PEMBAHASAN ARTIKEL YANG BERJUDUL : A Novel Approach in Cinnamic Acid Synthesis: Direct Synthesis of Cinnamic Acids from Aromatic Aldehydes and Aliphatic Carboxylic Acids in the Presence of Boron Tribromide

sintesis asam sinamat dari asam karboksilat alifatik danaldehida aromatik dengan adanya boron tribromida. boron trobromida yang bertindak sebagai basa yang akan menyerang asam karboksilat alofatik 1 bereaksi denganboron tribromida dan menghasilkan A perantara yang stabil , triasil borat, yang berperilaku seperti kimiawianhidrida campuran. Borat ini, dengan adanya 4-DMAP, menghasilkan zat antara B reaktifyang bereaksi dengan aldehida aromatik 2 dengan mekanisme yang diketahui, menghasilkan asam sinamat 3.

Pada mekanisme tersebut BBr3 sebagai asam Lewis dan 3R2CH2COOH sebagai asam bronted laowry reaksi kedua asam ini akan membentuk Ester boron. Dan basa (4-DMAP) menyerang 1 hidrogen alpa pada zat antara B. Laluengikat 1 H benzaldehid maka terbentuklah senyawa B. Senyawa B berperan sebagai nukleofili yang siap mengadisi karbonil benzaldehid sehingga terbentuklah asam sinamat, kemudian asam sinamat mengalami adisi sehingga terbentuklah Alfa Beta enrete pada senyawa tersebut.

Berikut link video hasil diskusi permasalahan

https://youtu.be/bp9oDcK3YQI

Permasalahan : 

1. Sintesis fenil sinamat diawali dengan  gugus hidroksi pada asam sinamat digantikan oleh ion klorida dari tionil klorida. Gugus –COOH (karboksilat) menjadi gugus –COCl sehingga asam sinamat menjadi sinamoil klorida. Mengapa harus dilakukan pergantian gugus pada COOH  tersebut dengan COCl?

2. Permasalahan Sandi

Dalam sintesis Asam Sinamat dapat dilakukan dengan 2 cara yakni dapat dilakukan dengan Rx Kondensasi knoevenagel dan reaksi Perkin. Mengapa cara rx knoevelage lebih sering digunakan dari pada reaksi perkin padahal dari kedua cara tersebut sama-sama menghasilkan asam sinamat.

3. Permasalahan Nabila Zahrah

Sintesis asam sinamat dapat dilakukan melalui reaksi kondensasi Knoevenagel dan reaksi Per kin. Pada blog saya terdapat sintesis asam sinamat yang dilakukan dengan reaksi kondensasi knoevenagel. Bagaimana jika sintesis asam siamat dilakukan melalui konsensasi perkin? Dan manakah diantara kedua proses tersebut yang mengasilkan asam sinamat yang paling banyak?

4. Permasalahan yupita Sri Rizki

Asam sinamat ini banyak manfaat nya Selain itu, asam sinamat dapat menghambat profilerasi sel caco-2 dan mempunyai aktivitas antibakteri terhadap Neurospora crassa.asam sinamat ini dapat di hasil kan dengan cara isolasi dan sintesis,dari kedua ini manakah yang lebih banyak menghabiskan asam sinamat?

5. Permasalahan Desti Ramadhani

seperti yang kita ketahui pada proses sintesis asam sinamat dengan cara reaksi kondensasi knoevenagel ini menggunakan katalis "dietilamina" dimana guna katalis ini untuk mempercepat laju reaksi. Bagaimakah dietilamina ini bekerja sehingga bisa digunakan sebagai katalis didalam reaksi sintesis ini?

6. Permasalahan Joni Erwin

Selain sintesis dari reaksi kondensasi knoevenagel dan reaksi perkin, sintesis asam sinamat dapat di sintesis dengan reaksi hidrolisis metil sinamat yang menggunakan katalis basa yaitu NaOH. Jelaskan mekanisme yang terjadi pada reaksi tersebut?