Mekanisme Biodegradasi Hidrokarbon

Secara umum biodegradasi atau penguraian bahan (senyawa) organik oleh mikroorganisme dapat terjadi bila terjadi transformasi struktur sehingga terjadi perubahan integritas malekuler. Proses ini berupa rangkaian reaksi kimia enzimatik atau biokimia yang mutlak memerlukan kondisi lingkungan yang sesuai dengan pertumbuhan dan perkembangbiakan mikroorganisme (Shechan dalam Nugroho, 2006).

Senyawa hidrokarbon dalam minyak bumi merupakan sumber karbon bagi pertumbuhan mikroorganisme, sehingga senyawa tersebut dapat didegradasi dengan baik (Nugroho, 2006).

Di dalam minyak bumi terdapat dua macam komponen yang dibagi berdasarkan kemampuan mikroorganisme menguraikannya, yaitu komponen minyak bumi yang mudah diuraikan oleh mikroorganisme dan komponen yang sulit didegradasi oleh mikroorganisme (Hadi, 2003).

Komponen minyak bumi yang mudah didegradasi oleh bakteri merupakan komponen terbesar dalam minyak bumi atau mendominasi, yaitu alkana yang bersifat lebih mudah larut dalam air dan terdifusi ke dalam membran sel bakteri. Jumlah bakteri yang mendegradasi komponen ini relatif banyak karena substratnya yang melimpah di dalam minyak bumi. Isolat bakteri pendegradasi komponen minyak bumi ini biasanya merupakan pengoksidasi alkana normal (Hadi, 2003).

Komponen minyak bumi yang sulit didegradasi merupakan komponen yang jumlahnya lebih kecil dibanding komponen yang mudah didegradasi. Hal ini menyebabkan bekteri pendegradasi komponen ini berjumlah lebih sedikit dan tumbuh lebih lambat karena kalah bersaing dengan pendegradasi alkana yang memiliki substrat lebih banyak. Isolasi bakteri ini biasanya memanfaatkan komponen minyak bumi yang masih ada setelah pertumbuhan lengkap bakteri pendegradasi komponen minyak bumi yang mudah didegradasi (Hadi, 2003).

1.      Jenis Hidrokarbon yang Didegradasi Mikroba (Hadi, 2003).

a.       Hidrokarbon Alifatik

Mikroorganisme pedegradasi hidrokarbon rantai lurus dalam minyak bumi ini jumlahnya relatif kecil dibanding mikroba pendegradasi hidrokarbon aromatik. Di antaranya adalah Nocardia, Pseudomonas, Mycobacterium, khamir tertentu, dan jamur. Mikroorganisme ini menggunakan hidrokarbon tersebut untuk pertumbuhannya. Penggunaan hidrokarbon alifatik jenuh merupakan proses aerobik (menggunakan oksigen). Tanpa adanya O₂, hidrokarbon ini tidak didegradasi oleh mikroba (sebagai pengecualian adalah bakteri pereduksi sulfat).

Langkah pendegradasian hidrokarbon alifatik jenuh oleh mikroorganisme meliputi oksidasi molekuler (O₂) sebagai sumber reaktan kdan penggabungan satu atom oksigen e dalam hidrokarbon teroksidasi.

b.      Hidrokarbon Aromatik

Banyak senyawa ini digunakan sebagai donor elektron secara aerobik oleh mikroorganisme seperti bakteri dari genus Pseudomonas. Metabolisme senyawa ini oleh bakteri diawali dengan pembentukan Protocatechuate atau catechol atau senyawa yang secara struktur berhubungan dengan senyawa ini. Kedua senyawa ini selanjutnya didegradasi menjadi senyawa yang dapat masuk ke dalam siklus Krebs (siklus asam sitrat), yaitu suksinat, asetil KoA, dan piruvat...

2.      Faktor Pembatas Biodegradasi

Kemampuan sel mikroorganisme untuk melanjutkan pertumbuhannya sampai minyak bumi didegradasi secara sempurna bergantung pada suplai oksigen yang mencukupi dan nitrogen sebagai sumber nutrien. Seorang ilmuwan bernama Dr. D. R. Boone menemukan bahwa nitrogen tetap merupakan nutrien yang paling penting untuk degradasi bahan bakar. Selain itu keaktifan mikroorganisme pendegradasi hidrokarbon juga dipengaruhi oleh kondisi lingkungan seperti temperatur dan pH. Kondisi lingkungan yang tidak sesuai menyebabkan mikroba ini tidak aktif bekerja mendegradasi minyak bumi. Sebagai contoh, penambahan nutrien anorganik seperti fosfor dan nitrogen untuk area tumpahan minyak meningkatkan kecepatan bioremediasi secara signifikan.

http://ecolas.blogspot.com/2011/09/mekanisme-biodegradasi-hidrokarbon.html

NITRIL

Nitril adalah senyawa organik yang memilikigugus fungsi -CN. Gugusfungsi CN disebut gugus nitril. Senyawa nitril biasanya berupa cairan tidak  berwarna dengan bau yang menyenangkan. Dalam gugus -CN, atom karbon danatom nitrogen berikatan rangkap tiga.

Siano prefix digunakan dalam tata namakimia untuk menunjukkan adanya kelompok nitril dalam suatu molekul.Ion sianida adalah ion negatif dengan rumus -CN. Gugus ±CN kadang-kadang disebut sebagai gugus sianid atau siano, senyawa yang mengandung gugussianid disebut sianida. Senyawa yang mengandung gugus nitril sangat beracunkarena dapat melepas ion CN.

Nitrilase adalah salah satu jenis enzim penghidrolisa senyawa nitril. Substrat utama dari enzim ini adalah indol-3-asetonitril dan senyawa ini kemudian akan diubah menjadi indol-3-asam asetat. Nitril (RCN) terdapat di alam dalam jumlah yang sangat besar dalam bentuk sianoglikosida. Senyawa ini banyak digunakan sebagai pembentuk polimer dan senyawa kimia lainnya. Oleh karena itu, enzim nitrilase menjadi salah satu enzim yang banyak dikembangkan saat ini. Enzim ini dapat ditemukan pada tanaman, hewan, dan fungi.

Enzim nitrilase dapat dikelompokkan menjadi 3 golongan berdasarkan spesifitas substratnya, yaitu alifatik, aromatik, dan arilaceto-nitrilase. Enzim-enzim ini tidak membutuhkan ion logam atau gugus prostetik sebagai kofaktornya. Aktivitas nitrilase dapat dianalisis dengan menggunakan high performance liquid chromatography (HPLC) dan infrared spectroscopy (FTIR).

http://id.wikipedia.org/wiki/Nitrilase

Bagaimana kerja enzim nitrilase dalam pembentukan polimer???

Dan apa pengaruh dalam suatu reaksi kimia tersebut???

kelompok 1 (lakton)

Lactone (Lakton)

Lakton adalah ester siklik  yang merupakan produk kondensasi dari alkohol-OH dan asam karboksilat-COOH dalam senyawa yang sama. Ciri khas dari lakton adalah sebuah cincin yang menutup yang terdiri dari 2 atau lebih karbon yang memiliki carbonyl dan atom oksigen yang bersebelahan 

Cara penamaan lakton

                   Hitung jumlah atom karbon antara carbonyl (C=O) dan atom Oksigen. Jika ada 1 carbon, maka disebut alpha laton, jika ada dua karbon maka disebut beta lakton, kalau ada 3 atom karbon maka disebut gamma lakton.

  
                   Menggunakan nama ester dari lakton tersebut, yaitu dengan cara menggantikan kata asam (acid) dengan olide

 

                    Dinamai berdasarkan precursor dari senyawa asamnya, seperti aceto =2, propio = 3, butyro = 4, Valero =5, capro =6) yang diakhriri dengan –lactone dan prefix huruf latin yang merupakan menyatakan jumlah karbon dalan heterosiklik.

 Lakton yang lazim dijumpai pada alam misalnya, vitamin C, nepetalakton, iridomyrmex.

Vitamin C

•     Vitamin C adalah salah satu jenis vitamin yang larut dalam air dan memiliki peranan penting dalam menangkal berbagai penyakit

•     Vitamin ini juga dikenal dengan nama kimia dari bentuk utamanya yaitu asam askorbat.
•   Vitamin C termasuk golongan vitamin antioksidan yang mampu menangkal berbagai radikal bebas
•    Sifat vitamin C sangat mudah teroksidasi oleh panas, cahaya, dan logam
•   Sumber utama: buah-buahan seperti jeruk, 

Vitamin C merupakan senyawa yang sangat mudah larut dalam air, mempunyai sifat asam dan bersifat pereduktif yang kuat. Sifat-sifat tersebut terutama disebabkan adanya struktur enediol. Yang berkonyugasi dengan gugus karbonil dalam cincin lakton.

 

Vitamin C yang mempunyai rumus empiris C6H8O6 dalam bentuk murni merupakan Kristal putih, tidak berwarna, tidak berbau dan mencair pada suhu 190-1920C. senyawa ini bersifat reduktor kuat dan mempunyai rasa asam.

Vitamin C sangat mudah larut dalam air (1 gram dapat larut sempurna dalam 3 ml air), sedikit larut dalam alkohol (1 gram dalam 50 ml alkohol absolut atau 100 ml gliserin) dan tidak larut dalam benzene, eter, kholoroform, minyak dan sejenisnya. Walaupun vitamin C stabil dalam bentuk Kristal, tetapi mudah rusak atau terdegredari jika berada dalam bentuk larutan, terutama jika terdapat udara, logam-logam seperti Cu dan Fe dan cahaya (terutama jika vitamin C terdapat bersama-sama dengan riboflavin). Sifat yang paling utama dari vitamin C adalah kemampuan mereduksinya yang kuat dan mudah teroksidasi yang dikatalis oleh beberapa logam terutama Cu dan Ag.potensial oksidasi reduksi vitamin C pada pH 4 pada suhu 350C adalah E0=+0,116 V. Dalam larutan vitamin C menunjukan sifat asam (pH 2,5) serta mempunyai konstanta dissosiasidengan pK1=4,04 dan pK2=11,40 pada suhu 250C.

  http://id.shvoong.com/writing-and-speaking/2191118-vitamin/

Masalah :

Berdasarkan artikel diatas diketahui bahwa Vitamin C merupakan senyawa yang sangat mudah larut dalam air, mempunyai sifat asam dan bersifat pereduktif yang kuat. Sifat-sifat tersebut terutama disebabkan adanya struktur enediol. Yang berkonyugasi dengan gugus karbonil dalam cincin lakton.bagaimana struktur enediol yang berkonjugasi dengan karbonil dalam cincin lakton ?

amida

Amida

Pengantar

Ditinjau dari strukturnya turunan asam karboksilat merupakan senyawa yang diperoleh dari hasil pergantian gugus -OH dalam rumus struktur R-C-OOH oleh gugus X (halogen), -NH2 OR’, atau –OOCR. Masing-masing asil penggantian merupakan kelompok senyawa yang berbeda sifatnya dan berturut-turut dinamakan kelompok halida asam (R-COX), amida (RCONH2) ester (RCOOR’), dan anhidrida asam karboksilat (RCOOORCR). 

Seperti halnya asam karboksilat, turunan asam karbosilat juga dibedakan menjadi turunan asam karboksilat alifatik atau aromatik, baik yang tersubtitusi maupaun yang tidak tersubtitusi. Semua turunan asam karboksilat mempunyai gugus fungsi asil (RCO-) atau aroil (ArCO-) dan bila dihidrolisis menghasilkan asam karboksilat. Hasil samping dalam hidrolisis tersebut tergatung pada jenis turunan asam karboksilatnya.

Adanya gugus karbonil dalam turunan asam karboksilat meyebabkan molekulnya bersifat polar. Kepolaran ini yang berpengaruh terhadap sifat-sifat fisika dan kimia turunan asam karboksilat.

Tatanama 

Amida ialah suatu senyawa yang mempunyai nitrogen trivalen yang terikat pada suatu gugus karbonil. Dalam senyawa amida, gugusfungsi asil berkaitan dengan gugus –NH2. Dalam pemberian namanya, akhiran –Oat atau –At dalam nama asam induknya diganti dengan kata amida.

Contoh:

HCOOH : Asam metanoat / asam format 

HCONH2 : metanamida(IUPAC)

Formamida (trivial)

CH3CH2CH2COOH : asam bityanoat/asam butirat

CH3CH2CH2CONH2 : butanamida (IUPAC)

Butiramida (trivial)

Sifar-sifat Fisika

Kepolaran molekul senyawa turunan asam karboksilat yang disebabkan oleh adanaya gugus karbonil (-C-), sangat berpengaruh terhadap sifat-sifat fisiknya (titik didih,titik lebur dan kelarutan)diketahui bahwa titij didih halida asam, anhidrida asam karboksilat dan ester hampir sama hampir sama dengan titk didih aldehid dan keton yang brat molekulnya sebanding. Perlu diingat bahwa aldehid dan keton adalah senyawa yang juga mengandung gugus karbonil. Khusus untuk senyawa amida, ternyata harga titik didihnya cukup tinggi. Hal ini disebabkan oleh adanyai katan hidrogen antar molekulnya yang digambarkan sebagai berikut :

R

H C

…O N – H ….O N – H

C H

R

Semua turunan asam karboksilat dapat larut dalam pelarut organik, sedangkan dalam air kelarutannya tergantung pada jumlah atom karbon yang terdapat dalam molekulnya. Sebagai contoh, untuk kelompok senyawa ester yang mengandung 3-5 atom C dapat larut dalam air, tetapi untuk kelompok senyawa amida yang larut dalam air adalah yang memiliki 5-6 atom C.

Berbagai ester yang volatil mempunyai bau sedap sehingga sering digunakan dalam pembuatan parfum atau bahan penyedap rasa sintetik. Kelompok senyawa klorida asam memiliki bau yang tajam karena mudah terhidrolisis dan menghasilkan asam karboksilat dan HCL yang masing-masing memiliki bau khas.

Sifat-sifat Kimia

Dalam mempelajari sifat-sifat kimia masing-masing kelompok turunan asam karboksilat, terlebih dahulu harus dipahami. Ciri-ciri umum reaksinya seperti yang di uraikan di bawah ini :

Keberadaan gugus karbonil dalam turunan asam karboksilat sangat menentukan kereaktifan dalam reaksinya, walaupun gugus karbonil tersebut tidak mengalami perubahan. 

Gugus asil ( R-C=O ) menyebabakan turunan asam karboksilat mudah mengalami substitusi nukleofilik. Dalam substitusi ini, atom/gugus yang berkaitan dengan gugus asil digantikan oleh gugus lain yang bersifat basa. Pola umum reaksi substitusi nukleofilik tersebut dituliskan dengan persamaan reaksi

Reaksi substitusi nukleofilik pada turunan asam karboksilat berlangsung lebih cepat dari pada reaksi substitusi nukleofilik pada rantai karbon jenuh (gugus alkil), sehingga dengan demikian

Deskripsi Amida

Amida adalah senyawa yang merupakan turunan asam karbosilat yang diperoleh dari penggantian –OH pada gugus –COOH oleh gugus –NH 2. Dsngan demikian rumus umum untuk amida adalah 

Pembutan Amida 

Amida dibuat dengan mereaksikan amonia pada klorida asam atau anhidrida asam, sedangkan dalam industri dibuat dengan cara memanaskan garam amonium karboksilat.

Contoh :

Ø  Reaksi-reaksi amida

Hidrolisis

Hidrolisis suatu amida dapat berlangsung dalam suasana asam atau basa.Dalam lingkungan asam, terjadi reaksi antara air dengan amida yang telah terprotonasi dan menghasilkan asam karboksilat –NH 3 

Dalam lingkungan basa, terjadi serangan OH- pada amida dan menghasilkan anion asam karboksilat +NH3 

Pembuatan Imida 

Suatu anhidrida siklik seperti halnya anhidrida yang lain, dapat bereaksi dengan amoniak , tetapi hasil reaksinya mengandung dua macam gugus, yaitu gugus CONH2 dan gugus –COOH. Bila hasil reaksi ini dipanaskan, terjadi pelepasan satu molekul air dan terbentuk suatu imida.

http://laskarpengetahuan.blogspot.com/2011/04/amida.html

SINTESIS AMIDA

Sintesis Oleokimia dan Turunan Oleokarbohidrat sebagai Komoditas Bahan Kimia Agroindustri

Kelapa sawit merupakan sumber fine chemicals yang dapat dihilirkan ke berbagai bentuk bahan komoditas. Di samping itu, sumber bahan karbohidrat seperti ubi kayu dapat diubah menjadi sorbitol dan glukosa yang dapat diesterifikasi dan dieterifikasi dengan asam lemak untuk digunakan sebagai bahan surfaktan yang luas penggunaannya pada industri pangan, farmasi, dan kosmetika. 

Minyak kelapa sawit dan inti sawit segera terinteresterifikasi oleh metanol/NaOH pada suhu kamar dengan pengadukan kuat selama 30 menit untuk menghasilkan metil ester asam lemak (MEAL, 98%) serta gliserol yang terpisah dalam dua fase. Bahan pewarna karotenoid yang terlarut bersama MEAL dapat dipisahkan dengan cara penyabunan yang diikuti ekstraksi. MEAL dapat digunakan sebagai bahan bakar diesel dan bahan dasar oleokimia atau melalui interesterifikasi dengan turunan karbohidrat untuk membentuk surfaktan. Penelitian ini bertujuan mensintesis oleokimia dan turunan oleokarbohidrat.

Reaksi interesterifikasi terhadap minyak nabati lebih efisien serta efektif dilakukan dengan alkohol/NaOH (30 menit, suhu kamar) dibandingkan dengan alkohol/H₂SO₄, biarpun dengan bantuan pelarut aromatik toluena (2 jam, refluks). Pemisahan MEAL campuran lauh lebih efektif dibandingkan dengan pemisahan asam lemak bebas campuran ke dalam bentuk fraksi tunggalnya masing-masing. Pemisahan karotenoid tidak menimbulkan emulsi apabila dilakukan melalui interesterifikasi, asalkan pemisahan baru dilakukan setelah MEAL yang mengandung karotenoid disabunkan lalu dipisahkan secara ekstraksi pelarut organik.

Sintesis amida asam lemak yang banyak digunakan sebagai pemlastis pada industri polimer maupun sebagai bahan pemantap karet pekat dapat dilakukan melalui reaksi amidasi antara asam lemak maupun MEAL dengan urea pada suhu 160°C selama 2 jam. Reaksi esterifikasi dan eterifikasi antara asil dan alkil klorida asam lemak dengan turunan garam natrium karbohidrat dapat dilakukan dengan bantuan katalis perpindahan dua fase tridodesil amina atau trietil amina hidroklorida. 

smk3ae.wordpress.com/

  masalahsaya:

ehmm...masih bingung nech...
bagaimana sintesis amida asam lemak digunakan sebagai bahan pemantap karet pekat???