Reduce derivatives atau mengurangi derivatisasi merupakan prinsip Green Chemistry yang ke-8. Derivatisasi merupakan penggunaan gugus penghalang, pelindung/penghilang, dan modifikasi sementara dari proses-proses fisik/kimia. Menurut Peter J Dunn, Kepala Green Chemistry di Pfizer, hal tersebut harus diminimalkan atau dihindari karena derivatisasi menambah langkah-langkah proses sehingga membutuhkan reagen tambahan dan dapat menghasilkan limbah berlebih.

 

Pada dasarnya, derivatisasi bertujuan agar gugus tertentu dari suatu senyawa tidak ikut bereaksi dengan reaktan. Pada beberapa reaksi, bagian spesifik dari suatu senyawa terkadang tidak dapat bertahan pada kondisi reaksi yang digunakan sehingga perlu dilindungi supaya tidak terjadi kerusakan. Namun, derivatisasi menambahkan langkah-langkah dalam proses kimia yaitu perlindungan dan deprotecting. Pada tahap perlindungan, gugus pelindung ditambahkan ke suatu molekul sehingga bagian tertentu terlindungi dan tidak bereaksi terhadap reaktan selama reaksi berlangsung. Sedangkan pada tahap deprotecting, gugus pelindung dihilangkan dengan direaksikan dengan reagen tambahan lain sehingga senyawa sisa reaksi kembali ke kondisi semula. Akibatnya, dengan penambahan langkah-langkah proses derivatisasi, terjadi juga penambahan reagen-reagen lain. Reagen tersebut yang mampu menghasilkan limbah selain limbah reaksi utama. Hal inilah yang menjadi pertimbangan dalam prinsip reduce derivatives green chemistry.

 

Pencegahan limbah dan perlindungan lingkungan merupakan suatu kebutuhan utama seiring dengan meningkatnya kebutuhan akibat bertambahnya penduduk. Sintesis kimia perlu dikembangkan lebih lanjut untuk mendapatkan produk yang lebih baik dengan dampak kerusakan lingkungan yang lebih sedikit. Pengendalian dari reaktifitas dan selektivitas merupakan suatu subjek utama dari pengembangan metodologi sintesis. Reagen baru yang sangat selektif tersedia hampir setiap bulannya. Reaksi-reaksi baru atau modifikasi dari reaksi yang lama dibuat untuk memenuhi meningkatnya kebutuhan akan selektivitas di era modern sintesis ini.

 

Pada kebanyakan reaksi, pada wadah reaksi menyediakan tiga komponen berikut yaitu :

  • Solven
  • Reagen/Katalis
  • Input Energi

 

Jadi, fokus usaha dari green chemistry didominasi pada “menghijaukan” ketiga komponen di atas. Penghijauan yang dimaksud dapat dilakukan dengan cara berikut :

 

  • Menggunakan solven yang ramah atau tidak menggunakan solven sama sekali
  • Menggunakan reagen/katalis pengganti yang lebih efisien dan lebih efektif.
  • Mengoptimasi kondisi reaksi dengan menggunakan proses alternatif yang lebih efektif secara biaya dan ramah lingkungan.

 

Untuk memenuhi ketentuan tersebut di atas maka digunakan berbagai metode terbaru untuk mengaktifasi energi kinetik molekul pada reaksi kimia. Tekanan dan temperatur merupakan parameter yang penting dalam proses-proses dalam sistem reaksi kimia. Akan tetapi tidak banyak yang mengetahui bahwa reaksi dengan temperatur yang tinggi pada awal reaksi juga merupakan suatu metode yang berkelanjutan. Pada suatu reaksi, syarat utama keberlangsungannya adalah dengan memenuhi kebutuhan energinya. Energi yang diperlukan untuk sintesis dan juga yang diperlukan untuk mendinginkan setelahnya juga perlu diperhatikan.

 

Untuk meminimalkan energi dan mengendalikan reaksi dari sudut pandang green chemistry,

berbagai cara telah dilakukan untuk membuat input energi dari suatu sistem reaksi kimia menjadi seefisien mungkin. Pendekatan dilakukan dan berbagai kemungkinan diamati untuk mengurangi penggunaan berbagai macam energi yang biasa disebut bentuk energi non klasik untuk mengoptimasi durasi dan perolehan produk serta menghindari produk samping yang tidak diinginkan. Para peneliti bidang ini juga mengamati aspek energetik dari preparasi bahan awal dan produk serta kondisi sistem reaksi. (Aktifasi permukaan, emulsifikasi, homogensi, degassing, dll.)

 

Berbagai metode yang diketahui dapat “mengaktifasi” molekul seperti pada penjelasan di atas dikelompokkan menjadi dua metode yaitu metode klasik dan metode non klasik.

Yang termasuk metode klasik adalah :

  • Thermal
  • Photochemical
  • Electrochemical

 

Yang termasuk metode non klasik adalah:

  • Sonication
  • mechanical
  • microwave

Pada energi klasik, energi yang ditambahkan ke dalam sistem dihantarkan melalui panas; dengan radiasi elektromagnetik pada jangkauan ultraviolet, cahaya tampak, atau inframerah atau dengan bentuk energi listrik. Sedangkan pada energi nonklasik yang termasuk di dalamnya adalah radiasi gelombang mikro, gelombang ultra dan pengaplikasian langsung energi mekanik.

 

Masing-masing metode tersebut memiliki kelebihan dan kekurangan pada aplikasinya, beserta batasan yang menghambat yang terangkum di dalam tabel di bawah ini.

Kesimpulan

Berbagai macam reaksi yang biasa digunakan dalam sintesis dapat mempunyai berbagai tingkat dampak pada kesehatan manusia dan lingkungan. Sudah menjadi tantangan kita sebagai manusia untuk merancang suatu sistem sintesis yang dapat memenuhi persyaratan yaitu :

  • Meminimalkan langkah sintesis yang dilakukan.
  • Memaksimalkan perolehan dari setiap langkah sintesis.
  • Memaksimalkan reaksi stoikiometri.
  • Menggunakan katalis yang dapat didaur ulang dan atau yang dapat digunakan kembali.
  • Meminimalkan kebutuhan energi : pemanasan, pendinginan, reaksi bertekanan
  • Memilih diantara metode – metode alternatif yang ada
  • Mencari kemungkinan metode alternatif lain

Link Video : https://www.youtube.com/watch?v=E75WhF6OHUE

 

Sumber :

Doble, Mukesh. 2007. Green Chemistry and Engineering. New Delhi : Academic Press.

Halo Surface. Green Chemistry Principle 8 Reduce Derivatives. Diakses pada 24 Agustus 2020 melalui https://www.halosurfaces.com/green-chemistry-reduce-derivatives/#:~:text=Reduce%20Derivatives%20is%20Principle%208,modification%20of%20physical%2Fchemical%20processes

Sáenz-Galindo, Aide. 2020. Green Chemistry and Applications. Boca Raton : CRC Press

 

Penulis: Zikrizihni Zuljana Q. (13018036) & Sabrina Putri P. (13018110)

Leave a Comment