SINTESIS DAN PENGGUNAAN POLI-PROPILKALIKS[6]ARENA SEBAGAI ADSORBEN SERTA UJI AKTIVITASNYA SEBAGAI ANTIDOTUM KERACUNAN LOGAM BERAT

SUSY YUNITA PRABAWATI, M.Si, Prof. Drs. Jumina, Ph.D.

2012 | Disertasi | S3 Ilmu Kimia

Telah dilakukan sintesis senyawa seri poli-propilkaliks[6]arena yaitu polimonoaliloksi- kaliks[6]arena (PMK[6]H), poli-monoaliloksipenta ester-kaliks[6]arena (PMK[6]E), poli-monoaliloksi-penta asamkaliks[6]arena (PMK[6]A dan polidialiloksikaliks[ 6]arena (PDK[6]H) dengan menggunakan bahan dasar p-t-butilfenol. Sintesis senyawa seri poli-kaliks[6]arena dilakukan melalui tahapan reaksi yaitu: (1) sintesis p-t-butilkaliks[6]arena, (2) sintesis mono-aliloksi kaliks[6]arena (kaliksarena 1), (3) esterifikasi kaliksarena 1 sehingga diperoleh mono-aliloksi penta ester kaliks[6]arena (kaliksarena 2), (4) hidrolisis kaliksarena 2 sehingga diperoleh monoaliloksi penta asam kaliks[6]arena (kaliksarena 3), (5) sintesis senyawa di-aliloksi kaliks[6]arena (kaliksarena 4), dan (6) polimerisasi kationik terhadap kaliksarena 1, 2, 3 dan 4. Produk polimer yang dihasilkan yaitu PMK[6]H, PMK[6]E, PMK[6]A dan PDK[6]H dengan titik lebur berturut-turut 199-201; 99-101; 101-103 dan 108- Telah dilakukan sintesis senyawa seri poli-propilkaliks[6]arena yaitu polimonoaliloksi- kaliks[6]arena (PMK[6]H), poli-monoaliloksipenta ester-kaliks[6]arena (PMK[6]E), poli-monoaliloksi-penta asamkaliks[6]arena (PMK[6]A dan polidialiloksikaliks[ 6]arena (PDK[6]H) dengan menggunakan bahan dasar p-t-butilfenol. Sintesis senyawa seri poli-kaliks[6]arena dilakukan melalui tahapan reaksi yaitu: (1) sintesis p-t-butilkaliks[6]arena, (2) sintesis mono-aliloksi kaliks[6]arena (kaliksarena 1), (3) esterifikasi kaliksarena 1 sehingga diperoleh mono-aliloksi penta ester kaliks[6]arena (kaliksarena 2), (4) hidrolisis kaliksarena 2 sehingga diperoleh monoaliloksi penta asam kaliks[6]arena (kaliksarena 3), (5) sintesis senyawa di-aliloksi kaliks[6]arena (kaliksarena 4), dan (6) polimerisasi kationik terhadap kaliksarena 1, 2, 3 dan 4. Produk polimer yang dihasilkan yaitu PMK[6]H, PMK[6]E, PMK[6]A dan PDK[6]H dengan titik lebur berturut-turut 199-201; 99-101; 101-103 dan 108- Telah dilakukan sintesis senyawa seri poli-propilkaliks[6]arena yaitu polimonoaliloksi- kaliks[6]arena (PMK[6]H), poli-monoaliloksipenta ester-kaliks[6]arena (PMK[6]E), poli-monoaliloksi-penta asamkaliks[6]arena (PMK[6]A dan polidialiloksikaliks[ 6]arena (PDK[6]H) dengan menggunakan bahan dasar p-t-butilfenol. Sintesis senyawa seri poli-kaliks[6]arena dilakukan melalui tahapan reaksi yaitu: (1) sintesis p-t-butilkaliks[6]arena, (2) sintesis mono-aliloksi kaliks[6]arena (kaliksarena 1), (3) esterifikasi kaliksarena 1 sehingga diperoleh mono-aliloksi penta ester kaliks[6]arena (kaliksarena 2), (4) hidrolisis kaliksarena 2 sehingga diperoleh monoaliloksi penta asam kaliks[6]arena (kaliksarena 3), (5) sintesis senyawa di-aliloksi kaliks[6]arena (kaliksarena 4), dan (6) polimerisasi kationik terhadap kaliksarena 1, 2, 3 dan 4. Produk polimer yang dihasilkan yaitu PMK[6]H, PMK[6]E, PMK[6]A dan PDK[6]H dengan titik lebur berturut-turut 199-201; 99-101; 101-103 dan 108- 110 derajat C. Identifikasi struktur terhadap produk yang diperoleh dilakukan dengan menggunakan spektrofotometer FTIR, spektrometer 1H NMR dan 13C NMR. Pemanfaatan poli-propilkaliks[6]arena sebagai adsorben logam berat Cd(II), Cu(II) dan Cr(III) dilakukan menggunakan sistem batch dengan variasi pH, waktu kontak dan konsentrasi awal ion logam. Hasil penelitian menunjukkan bahwa proses adsorpsi ion logam oleh poli-kaliks[6]arena mempunyai pH optimum pada pH 4-7, mencapai keadaan setimbang pada waktu kontak antara 60-180 menit dan cenderung mengikuti model kinetika adsorpsi pseudo orde dua Ho. Pola adsorpsi isotermal poli-kaliks[6]arena terhadap ion logam Cd(II), Cu(II), dan Cr(III) mengikuti pola adsorpsi isotermal Langmuir dengan energi adsorpsi lebih dari 23 kJ/mol sehingga dapat dipandang sebagai proses adsorpsi kimia. Kapasitas adsorpsi tertinggi adalah pada adsorpsi ion logam Cr(III) oleh PMK[6]A yaitu 79,56 μmol/g dan terendah pada adsorpsi ion logam Cd(II) oleh PDK[6]H yaitu 7,06 μmol/g. Hasil uji toksisitas akut menggunakan mencit jantan dan betina, galur Balb/C menunjukkan bahwa PMK[6]H mempunyai nilai LD 50 > 260 mg/kg BB, sehingga cukup aman digunakan pada hewan uji. Berdasarkan uji aktivitas secara in vivo dari senyawa PMK[6]H sebagai antidotum keracunan logam Cd(II) diketahui bahwa PMK[6]H dapat menurunkan kadar Cd dalam ginjal dan hati mencit yang telah diracuni CdCl2. Pada tingkat dosis yang sama dengan dimerkaprol (0,65 mg/Kg BB), PMK[6]H mempunyai kemampuan yang lebih baik dalam menurunkan kadar Cd pada ginjal dan hati secara berurutan yaitu 30,92 dan 31,82 % sedangkan dengan dimerkaprol sebesar 14,98 dan 23,37 %.

A series of poly-propylcalix[6]arenes i.e. poly-monoallyloxycalix[6]arene (PMK[6]H), poly-monoallyloxypenta-estercalix[6]arene (PMK[6]E), poly-monoallyloxypenta- acidcalix[6]arene (PMK[6]A) and poly-diallyloxycalix[6]arene (PDK[6]H) had been synthesized using p-tert-butylphenol as a starting material. The synthesis was carried out in several steps i.e (1) formation of p-tert-butylcalix[ 6]arene, (2) synthesis of monoallyloxycalix[6]arene (calixarene 1), (3) esterification of calixarene 1 to produce calixarene 2, (4) hydrolysis of calixarene 2 to produce calixarene 3, (5) synthesis of diallyloxycalix[6]arene (calixarene 4), and (6) polymerization of calixarene 1, 2, 3 and 4 to produce PMK[6]H, PMK[6]E, PMK[6]A, and PDK[6]H with the melting point of 199-201; 99-101; and 101-103oC, respectively. The structures of those products were identified by means of FTIR, 1H NMR and 13C NMR spectrometers. The application of poly-propylcalix[6]arene as adsorbents for Cd(II), Cu(II) and Cr(III) was carried out in batch system in the variation of pH, contact time and initial concentration of metal ions. The results showed that the adsorption of heavy metals on the polymers had the optimum pH in region of 4-7, reached the equilibrium in 60-180 minutes and followed pseudo second order adsorption kinetics model of Ho. Isothermal studies showed that the adsorption of metal ions on polycalix[ 6]arenes tend to follow the Langmuir isotherm and the adsorption energy were higher than 23 kJ/mole. The highest adsorption capacity was obtained on the adsorption of Cr(III) by PMK[6]A, i.e. 79.56 μmole/g, whereas the lowest one was on the adsorption of Cd(II) by PDK[6]H, i.e. 7.06 μmole/g. Acute toxicity test on male and female mice (Balb/C) showed that the LD 50 of PMK[6]H was higher than 260 mg/Kg BW, so it is quite safe to use in test animals. Based on the in vivo activity of PMK[6]H as antidote for Cd(II) poisoning, it could be concluded that the PMK[6]H can reduce the Cd levels in kidneys and liver of mice that had been poisoned with CdCl2. At the same dose with dimercaprol (0.65 mg/Kg BW), PMK[6]H showed better activity in decreasing the Cd levels in kidneys and liver of mice, i.e. 30.92 and 31.82 %, respectively while that by dimercaprol was 14.98 and 23.37 %, respectively.

Kata Kunci : poli-propilkaliks[6]arena, adsorpsi, logam berat, antidotum.