Green Chemistry

Kimia hijau, juga disebut kimia berkelanjutan, adalah filsafat penelitian dan rekayasa/teknik kimia yang menganjurkan desain produk dan proses yang meminimasi penggunaan dan penciptaan senyawa-senyawa berbahaya.
^[1] Sementara kimia lingkungan adalah cabang kimia yang membahas lingkungan hidup dan zat-zat kimia di alam, kimia hijau justru berupaya mencari cara untuk mengurangi dan mencegahpencemaran pada sumbernya. Pada tahun 1990 Pollution Prevention Act(Undang-Undang Pencegahan Pencemaran) telah disahkan di Amerika Serikat. Undang-undang ini membantu menciptakan modus operandiuntuk berurusan dengan pencemaran secara inovatif dan asli. Undang-undang ini bertujuan untuk mencegah masalah sebelum mereka terjadi.

Sebagai sebuah filsafat kimia, kimia hijau berlaku pada kimia organik, kimia anorganik, biokimia, kimia analitik, dan bahkankimia fisis. Sementara kimia hijau tampak berfokus pada terapan-terapan industri, sebenarnya ia berlaku juga pada sembarang cabang kimia. Kimia klik seringkali disebut sebagai sebuah gaya sintesis kimia yang konsisten dengan tujuan-tujuan kimia hijau. Fokusnya adalah meminimasi bahaya dan memaksimasi efisiensi sembarang bahan kimia. Ia berbeda dengan kimia lingkungan yang berfokus pada gejala-gejala kimia di lingkungan.

Pada tahun 2005 Ryōji Noyori mengenali tiga pengembangan-penting di dalam kimia hijau: penggunaan karbondioksida superkritis sebagai pelarut hijau, larutan-air hidrogen peroksida untuk oksidasi bersih dan penggunaan hidrogen di dalamsintesis asimetris.^[2] Contoh-contoh kimia hijau terapan adalah oksidasi air superkritis, reaksi pada air, dan reaksi media kering.

Biorekayasa atau bioteknik juga dipandang sebagai sebuah teknik yang menjanjikan untuk mencapai tujuan-tujuan kimia hijau. Sejumlah bahan kimia proses penting dapat disintesis dalam organisma-organisma terekayasa, seperti asam shikimat, sebuah prakursor oseltamivir yang difermentasi oleh Roche di dalam bakteri.

Istilah kimia hijau diperkenalkan oleh Paul Anastas pada tahun 1991.^[3]

Menurut 12 kaidah kimia hijau, disebutkan bahwa sebuah reaksi dikatakan hijau jika tidak menghasilkan produk sampingan atau hanya menghasilkan produk samping ramah lingkungan yang mudah dipisahkan, produktifitas dan selektifitas tinggi, (bila mungkin) tidak memerlukan pelarut ataupun jika menggunakan pelarut sebaiknya gunakan air. Yang terakhir adalah memiliki ekonomi atom yang tinggi. Adakah reaksi-reaksi kimia seperti itu yang bisa dimanfaatkan dalam proses industri kimia? 

Kriteria yang disebutkan diatas bisa dipenuhi oleh sebuah reaksi kimia yang dinamai “click chemistry” (kimia klik). Muasal istilah ini sebenarnya dikenal dari proses yang berkaitan dengan sintesa bahan alam, misalnya asam nukleat, protein, metabolit sekunder, maupun polisakarida yang merupakan polimer polikondensasi terbentuk dari penggabungan subunit-subunit kecil yang diikat oleh ikatan karbon-karbon (C-C) dan karbon-heteroatom-karbon (C-X-C dengan X = O, N, P, atau S). Proses alamiah tersebut sedemikian efisiennya sehingga nyaris tidak menghasilkan zat sampah dan terpenting adalah terjadi dalam medium air.

 Kimia klik (Click Chemistry)

Click chemistry adalah sebuah konsep, sebuah filsafat yang mula pertama dikenalkan oleh penerima Nobel Kimia, Professor K. Barry Sharpless dari The Scripps Research Institute pada tahun 2001. Kimia klik mempunyai makna sebagai sintesis kimia yang bisa menggabungkan dua atau lebih unit kecil molekul secara cepat dan produktif. Prof. Sharpless menyerap pengertian kimia klik dari pengamatan bahwa alam (misalnya tetumbuhan) mampu menggabungkan beberapa molekul sederhana demi membentuk senyawa yang lebih kompleks (jalur biosintesis). Tidak semua reaksi kimia berupa penggabungan unit-unit molekul dapat dikateogrikan sebagai kimia klik. Untuk itu, Prof. Sharpless memberikan kriteria tambahan yaitu reaksi tersebut harus:

modular (sederhana, mudah, dan luwes digunakan, serta pasang-susunkan)

memiliki cakupan yang luas

Yield yang tinggi

membentuk produk samping yang tidak beresiko

stereospesifik

Sementara itu, proses kimia klik harus:

Membutuhkan kondisi reaksi yang sederhana (tidak sensitif terhadap oksigen atau air sehingga mudah penangannya)

Reagen dan asupan material yang segera tersedia

memanfaatkan pelarut yang ramah serta mudah dipisahkan, atau bila memungkinkan tidak memerlukan pelarut sama sekali

Pemisahan produk secara sederhana tanpa teknik kromatografi

Penting juga untuk diingat bahwa untuk memenuhi semua kriteria kimia klik, sebuah reaksi klik umumnya memiliki “driving force” termodinamik yang cukup tinggi, tak kurang dari 20 kcal/mol. Reaksi seperti ini cenderung terjadi secara cepat dan memberikan selektifitas tinggi.

Walaupun Prof. Sharpless tidak pernah secara langsung mengaitkan kimia klik dengan kimia hijau, namun dari syarat-syarat yang dikemukakan di atas, tampak bahwa kimia klik memenuhi syarat konsep kimia hijau sehingga patut dikembangkan. Terutama, kimia klik diarahkan pada pengembangan kimia farmasi dan sintesa obat karena selama ini industri kimia farmasi merupakan salah satu industri yang paling banyak memproduksi limbah.

Contoh-contoh kimia klik yang umum

Prof. Sharpless menyebutkan secara khusus beberapa jenis reaksi yang menggabungkan beberapa unit molekul sederhana untuk kemudian membentuk molekul baru yang mengandung ikatan heteroatom C-X-C sebagai contoh reaksi kimia klik.

Sikloadisi senyawa tidak jenuh (unsaturated) yang memiliki ikatan ganda, teristimewa reaksi 1,3-dipolar sikloadisi, namun termasuk juga reaksi transformasi Diels-lder.

Substitusi kimia nukleofil, khususnya reaksi pembukaan cincin dari senyawa heterosiklik elektrofil yang memiliki ikatan tegang dan mudah dibuka, misalnya epoksida, aziridin, ion aziridinium, dan ion episulfonium.

Kimia karbonil dengan jenis “non-aldol”, misalnya pembentukan urea, tiourea, heterosiklik aromatik, oksim, eter, hidrazon, dan amida.

Reaksi adisi pada ikatan rangkap karbon-karbon, teristimewa reaksi oksidatif, misalnya epoksidasi, dihidroksilation, aziridinasi, dan adisi sulfenil halid, termasuk pula adisi Michael dari reaktan yang mengandung gugus Nu-H.

DAFTAR PUSTAKA

[1] H. C. Kolb, M. G. Finn,  K. Barry Sharpless, Click Chemistry: Diverse Chemical Function from a Few Good Reactions, Angewandte Chemie International Edition 40 (2001) 2004-2021.

[2] Organic Chemistry portal – Click Chemistry.

http://www.rsc.org/journals-books-databases/about-journals/green-chemistry/

https://www.google.co.id/url?sa=t&rct=j&q=&esrc=s&source=web&cd=1&cad=rja&uact=8&ved=0ahUKEwi1y8aS783OAhUFNxQKHRkNCDUQFggeMAA&url=http%3A%2F%2Fmajalah1000guru.net%2F2011%2F06%2Fapa-mengapa-green-chemistry%2F&usg=AFQjCNGJBfgzMkEAMsBvQJ2mGf3l3Fvjqg&sig2=AIQbfawIahwWiP_JHi87YA&bvm=bv.129759880,d.d24

https://www.mcgill.ca/green-chemistry-create/files/green-chemistry-create/mgcj2015_green_chem_journal.pdf

https://id.wikipedia.org/wiki/Kimia_lingkungan