Tim peneliti berhasil mengembangkan katalis heterogen berbasis seng oksida (ZnO) dan kombinasinya dengan magnesium fluorida (MgF2) sebagai pendukung katalis yang mampu meningkatkan efisiensi produksi hidroksiasetofenon (HAP), senyawa penting yang banyak digunakan sebagai bahan baku industri farmasi.
Hidroksiasetofenon merupakan senyawa turunan fenol yang berperan dalam pembuatan berbagai produk kesehatan, termasuk parasetamol dan obat antikoagulan. Selama ini, proses sintesis senyawa tersebut umumnya menggunakan katalis homogen yang bersifat korosif, sulit dipisahkan dari produk akhir, serta kurang ramah lingkungan.
Melalui penelitian terbaru, para peneliti mengembangkan katalis ZnO/MgF2 dengan metode sol-gel dan menguji beberapa variasi kandungan ZnO, mulai dari 0 hingga 15 persen berat. Hasilnya menunjukkan bahwa komposisi 7,5 persen ZnO pada MgF2 memberikan performa terbaik dalam reaksi asilasi fenol. Katalis 7,5% ZnO/MgF2 mampu menghasilkan konversi fenol hingga 85,36%, dengan rendemen para-hidroksiasetofenon mencapai 56,06%.
Untuk memastikan kualitas material yang dihasilkan, katalis dikarakterisasi menggunakan berbagai teknik analisis modern, seperti X-Ray Diffraction, Pyridine-FTIR, adsorpsi-desorpsi nitrogen, dan Scanning Electron Microscope. Hasil karakterisasi menunjukkan bahwa komposisi 7,5% ZnO/MgF2 memiliki tingkat keasaman tertinggi dibandingkan sampel lainnya.
Keasaman katalis menjadi faktor penting dalam menentukan keberhasilan reaksi. Peneliti menemukan bahwa situs asam Lewis berperan dalam pembentukan para-hidroksiasetofenon (p-HAP), sedangkan situs asam Br酶nsted berkontribusi terhadap pembentukan fenil asetat (PA), yang juga merupakan produk bernilai ekonomi.
Selain itu, penelitian menunjukkan bahwa peningkatan kadar ZnO menyebabkan luas permukaan katalis menurun dari 9,44 m2/g menjadi 5,31 m2/g. Meskipun demikian, aktivitas katalitik tidak hanya dipengaruhi oleh luas permukaan, tetapi juga oleh jumlah dan jenis situs aktif yang tersedia pada permukaan katalis.
Penggunaan MgF2 sebagai material pendukung dipilih karena memiliki stabilitas termal yang tinggi, permukaan yang inert, serta ketahanan mekanik yang baik. Kombinasi ZnO dan MgF2 menghasilkan material yang tidak hanya aktif secara katalitik, tetapi juga lebih mudah dipisahkan dari produk dibandingkan katalis homogen konvensional.
Temuan ini membuka peluang pengembangan teknologi sintesis bahan baku farmasi yang lebih efisien dan ramah lingkungan. Dengan meningkatnya kebutuhan industri terhadap proses kimia berkelanjutan, katalis ZnO/MgF2 berpotensi menjadi alternatif menjanjikan untuk menggantikan katalis berbasis asam cair yang selama ini banyak digunakan.
Para peneliti berharap hasil penelitian ini dapat menjadi dasar bagi pengembangan katalis skala industri serta mendorong inovasi di bidang katalisis heterogen untuk produksi senyawa kimia bernilai tinggi.
Penulis: Harsasi Setyawati, S.Si., M.Si.
Detail penelitian bisa dilihat:
