Selektivitas Ligan DBDTP Terhadap Isomer Ligan Dbdtp untuk Ekstraksi Logam Tanah Jarang Berdasarkan Kajian Simulasi Dinamika Molekuler

Ratna Sari Dewi, Abdul Mutholib, Anni Anggraeni, Hesein H. Bahti, Ari Hardianto, Muhammad Yusuf

Abstract


Logam tanah jarang (LTJ) merupakan suatu material strategis nasional. Tingkat kebutuhan terhadap LTJ semakin lama semakin meningkat pesat. Pemisahan LTJ dapat menggunakan berbagai metode pemisahan, salah satunya dengan menggunakan ligan pengompleks. Ligan Dibutyl dithiophosphate (DBDTP) memiliki banyak keuntungan ketika digunakan sebagai ekstraktan dalam ekstraksi. Simulasi komputer membutuhkan suatu metode akurat dalam memodelkan sistem yang dikaji. Simulasi sering dilakukan dengan kondisi yang sangat mirip dengan eksperimen, sehingga hasil perhitungan kimia komputasi dapat dibandingkan secara langsung dengan eksperimen. Tujuan dari penelitian ini adalah untuk membandingkan prediksi pemisahan ekstraksi LTJ (Sm dan Gd) menggunakan ligan DBDTP dan isomer ligan DBDTP dengan menghitung kestabilan kompleks berdasarkan dinamika molekuler. Ligan DBDTP dan Isomer ligan DBDTP dibuat dengan program BIOVIA Discovery studio 2016, lalu  dihubungkan dengan atom pusat dan dilakukan optimasi energi menggunakan program AMBER 16, kemudian disimulasikan dengan sistem satu pelarut selama 10 ns secara eksplisit..Hasil simulasi kompleks UTJ dengan isomer ligan DBDTP dan tiga air secara dinamika molekuler menunjukkan bahwa semakin kecil radian atom maka semakin kecil nilai energi ikatan dan semakin stabil. Energi untuk masing-masing kompleks LTJ (Sm dan Gd) untuk ligan DBDTP adalah -40,43 dan -121,13 Kkal/mol dan ligan isomer DBDTP sebesar -287,62 dan -438,38 Kkal/mol. Hal ini menunjukkan bahwa kompleks LTJ (Sm dan Gd) dengan isomer ligan DBDTP lebih stabil dibandingkan dengan ligan DBDTP.


Keywords


Analytical Chemistry

Full Text:

PDF

References


S. Maes, W. Q. Zhuang, K. Rabaey, L. Alvarez-Cohen, and T. Hennebel, “Concomitant Leaching and Electrochemical Extraction of Rare Earth Elements from Monazite”, Environmental Science and Technology, vol. 51, no.3, pp. 1654-1661, 2017.

Y. Wang, W. Liano, and D. Li, “A solvent extraction process with mixture of CA12 and Cyanex272 for the preparation of high purity yttrium oxide from rare earth ores”, Separation and Purification Technology, vol. 82, no. 27, pp. 197-201, 2011.

N. N. Hidayah and S. Z. Abidin, “The evolution of mineral processing in extraction of rare earth elements using liquid-liquid extraction”, Minerals Engineering, vol. 112, pp. 103–113, 2017.

U. Pratomo, A. Anggraeni, A. Mutholib and U. M. S. Soedjanaatmadja, “Synthesis, Characterization, and Molecular Modelling of Bis ( Aquo) Tris (Dibutyldithiophosphato) Gadolinium (III)”, Procedia Chemistry, vol. 17, pp. 207-2015, 2015.

H. H. Bahti, “Chromatography Studies of Metal Dialkyldithiophosphate”, University of New South Wales, Australia, 1990.

Y. Mulyasih and H. H. Bahti, “A study on the use of dibutyldithiophosphate as a new chelating agent for rare earth elements in monazite”, Proceedings of the 2nd International Seminar on Chemistry, pp. 137-140, 2011.

T. Sofyatin, N. Nurlina, A. Anggreani, and H. H. Bahti, “Penentuan Koefisien Distribusi, Efisiensi Ekstraksi dan Faktor Pemisahan pada Ekstraksi Gadolinium dan Samarium dengan Ligan Dibutilditiofosfat”, Chimica et Natura Acta, vol. 4 no.1, pp. 47-51, 2016.

B. Pianto, “Pemodelan Kimia Komputasi”, Berita Dirgantara, vol. 8, no. 1, 2007.

M. L. Teodoro, G. N. Phillips Jr and L. E. Kavraki, “Moleculasand of Degrees of Freedomr Docking : A Problem With Thou”, 1990.

C. Mura and C. E. McAnany, “An Introduction to Biomolecular Simulations an Docking”, Journal Molecular Simulation, vol. 40, no. 10-11, pp. 732-764, 2014.

H. D. Pranowo, “Metode Kimia Komputasi”, Kasmui, Malang, 2013.

M. P. Allen, "Introduction to Molecular Dynamic Simulation", NIC Series, vol. 23, no. ISBN 3-00-012641-4, pp. 1-28, 2004.

K. Yoshizuka, “Advance of Computational Technology for Simulating Solvent Extraction”, Analytical Sciences, vol. 20, no. 5, pp. 761-765, 2004.

S. Genheden and U. Ryde, “The MM/PBSA and MM/GBSA methods to estimate ligand binding affinities”, Expert Opinion on Drug Discovery, vol. 10, no. 5, pp. 449-461, 2015.

U. Saqib and M. I. Siddiqi, “Probing Ligand Binding Interactions of Human Alpha Glucosidase by Homology Modeling and Molecular Docking”, International Journal of Integrative Biology, vol. 2, no. 2, pp. 116, 2008.

M. V. Purwani, Suryanti, and M. A. W, “Ekstraksi Konsentrat Neodimium Memakai Di-2-Etil Heksil Fosfat”, Seminar Nasional IV SDM Teknologi Nuklir, no. ISSN 1978-0176, 2008.

O. Ozbek, “C3-Symmetric Nonadentate Ligand System Bearing Both Pyridine and Diamine Moieties for the Extraction of Lanthanides and Actinides and DFT Level Computational Studies for the Molecular Orbitals and Electronic Transitions of Expanded Porphyrin System Beari”, University of Florida, America, 2007.

H. Lodish, H. Berk, S. L. Zipursky, P. Matsudaira, D. Baltimore, and J. Darnell, Molecular Cell Biology, New York: W. H. Freeman, 2000.




DOI: https://doi.org/10.15575/ak.v6i2.6504