Lampiran 3 Spektrum FT-IR senyawa serin metil ester HCl, NSME, NSMOE, dan NOA
a. Spektrum FTIR senyawa L-serin metil ester
Transmitans
Bilangan gelombang cm
-1
b. Spektrum FTIR 2-hidroksinikotinil serin metil ester NSME Transmitans
Bilangan gelombang cm
-1
75 100
125 150
175 200
225 250
275 300
325 350
375 400
1c m
2. 5
5 7.
5 1
12. 5
1 5
17. 5
2 22.
5 2
5 27.
5 3
32. 5
3 5
37. 5
4 T
3932.8 6
3803.6 3
3738.0 5
3350.3 5
2935.6 6
2733.1 3
2646.3 4
2553.7 5
2486.2 4
2326.1 5
2193.0 6
2135.2 2075.4
1
1924.9 6
1743.6 5
1583.5 6
1502.5 5
1448.5 4
1375.2 5
1249.8 7
1147.6 5
1097.5 1037.7
972. 1 2
900. 7 6
844. 8 2
790. 8 1
SM E
c. Spektrum FTIR NSMOE Transmitans
d. Spektrum FTIR NOA
Transmitans Bilangan gelombang cm
-1
Bilangan gelombang cm
-1
d. Spektrum FTIR NOA Transmitans
Bilangan gelombang cm
-1
Bilangan gelombang cm
-1
Lampiran 4 Spektrum
1
a. Spektrum
H-NMR NSME, NSMOE, dan NOA
1
Kelimpahan relatif
H-NMR senyawa 2-hidroksinikotinil serin metil ester NSME
Geseran kimia ppm
b. Spektrum
1
Kelimpahan relatif
H-NMR senyawa 2-hidroksinikotinil serin metil oktanoil ester NSMOE
Geseran kimia ppm
c. Spektrum
1
Kelimpahan relatif
H-NMR senyawa 2-hidroksinikotinil oktilamida NOA
Geseran kimia ppm
Lampiran 5 Spektrum
13
a. Spektrum
C-NMR senyawa NSME, NSMOE, dan NOA
13
Kelimpahan relatif
C-NMR senyawa 2-hidroksinikotinil serin metil ester NSME
Geseran kimia ppm b. Spektrum
13
Kelimpahan relatif
C-NMR senyawa 2-hidroksinikotinil serin metil oktanoil ester NSMOE
Geseran kimia ppm
c. Spektrum
13
Kelimpahan relatif
C-NMR senyawa 2-hidroksinikotinil oktilamida NOA
Geseran kimia ppm
Lampiran 6 Hasil Uji Letalitas Larva Udang
Toksisitas NOA
Log K Hidup Awal
Hidup Akhir Mati
Hidup Akumulasi
Hidup Akumulasi
Mati kematian
LC
50
µgmL
1 10 11 10 10 10 10
1 30
1 56
1,75 116,9
2 10 11 11
8 7
11 6
26 7
26 21,21
2,7 10 10 11
31 38
100,0 3
10 10 12 32
70 100,0
Lampiran 7 Sitotoksisitas secara in vitro
a.
Sel kanker leukemia murin P-388
Konsentrasi ppm Rapatan Optik
NSMOE NOA
Artonin E
100 0,063
-0,023 -0,022
30 0,337
0,182 0,042
10 0,439
0,327 0,477
3 0,501
0,449 0,497
1 0,496
0,424 0,469
0,3 0,535
0,423 0,446
0,1 0,541
0,554 0,432
IC
50
10
µ
gml
32 0,06
b. Sel kanker payudara T47D
Log K Viabilitas
Cis platin NSMOE
NOA
1.30 23.91
1.50 7.95
1.00 29.96
5.67 15.35
0.70 33.32
41.82 43.53
0.40 40.88
79.42 55.35
0.10 46.39
84.11 69.03
-0.20 54.08
94.17 78.63
-0.51 62.25
103.03 91.30
-0.81 71.51
107.36 108.58
-1.11 77.19
112.24 119.75
-1.41 85.78
124.10 133.83
IC
50
1,03
µgml
3,19 4,67
Regresi 0,99
0,90 0,99
1. Kurva regresi sitotoksisitas Cisplatin
2. Kurva regresi sitotoksisitas NSMOE
3. Kurva regresi sitotoksisitas NOA
IC
50
Cisplatin
0.00 10.00
20.00 30.00
40.00 50.00
60.00 70.00
80.00 90.00
100.00
-2.00 -1.50
-1.00 -0.50
0.00 0.50
1.00 1.50
Log. Konsentrasi uguL Viabilitas
Cisplatin Regresi
IC
50
NOA
0.00 20.00
40.00 60.00
80.00 100.00
120.00 140.00
160.00
-2.0000 -1.5000
-1.0000 -0.5000
0.0000 0.5000
1.0000 1.5000
Log. Konsentrasi uguL Viabilitas
NOA
Regresi
IC
50
NSMOEl
0.00 20.00
40.00 60.00
80.00 100.00
120.00 140.00
160.00
-2.00 -1.50
-1.00 -0.50
0.00 0.50
1.00 1.50
Log. Konsentrasi uguL Viabilitas
NSMOE
Regresi
ABSTRACT HARIYANTI.
Potency of the novel compounds of 2-hydroxynicotinyl serine methyl octanoyl ester and 2-hydroxynicotinyl octylamide for anticancer. Under the
supervision of SUMINAR S. ACHMADI and MUHAMMAD HANAFI.
The novel compounds of 2-hydroxynicotinyl serine methyl octanoyl ester NSMOE and 2-hydroxynicotinyl octylamide NOA were synthesized by modifying
of the UK-3A compound known biologically active to inhibit bacterial and cancer cells growth. Based on e-docking value of -11.12 kcalmol log P 1.49 for NSMOE
and e-docking -10.46 kcalmol log P 2.50 for NOA, synthesis of these two compounds were carried out in two-step reaction for the first compound and one step
reaction for the second compound. The synthesis of NSMOE started by amidation reaction between L-serine methyl ester and 2-hydroxynicotinic acid yielded 87.8 of
2-hydroxynicotinyl serine methyl ester, which was further esterified with octanoic acid yielded 74.5 of NSMOE. Overall yield of NSMOE was 65.4. NOA was
synthesized by amidation reaction between 2-hydroxynocotinic acid and octylamin yielded 76.1 of the product. The compound were confirmed with Fourier
transformed infrared spectrometry, liquid chromatography mass spectroscopy, and nuclear magnetic resonance spectrometry. In vitro test to murine leukemia P-388 cells
and breast cancer T47D demonstrated that the inhibition to growth of cancer cells with IC
50
for NSMOE ,and NOA were 10.0; 3.19, and 32.0; 4.67 µgmL,
respectively. The IC
50
values indicated that the synthesis products were sufficiently potential to be anticancer for murine leukemia P-388 cells and breast cancer T47D.
Keywods: anticancer, UK-3A analog, NSMOE, NOA, murine leukemia P-388, breast cancer T47D
RINGKASAN HARIYANTI.
Potensi senyawa 2-Hidroksinikotinil Serin Metil Oktanoil Ester dan
2-Hidroksinikotinil Oktilamida sebagai Antikanker. Dibimbing oleh SUMINAR S. ACHMADI
dan MUHAMMAD HANAFI.
Senyawa UK-3A telah berhasil diisolasi dari miselium Streptomyces sp. 517- 02 dan diketahui mempunyai aktivitas sebagai antibiotik, antifungal, dan antikanker.
Senyawa UK-3A mempunyai aktivitas dalam menghambat pertumbuhan sel kanker, salah satunya adalah sel kanker leukemia murin P-388 dengan nilai IC
50
38 μgmL.
Struktur senyawa UK-3A telah dimodifikasi dan menghasilkan beberapa senyawa analog baru. Analog senyawa UK-3A tersebut belum mempunyai aktivitas dalam
menghambat pertumbuhan sel kanker leukemia murin P-388 yang optimum. Sampai tahun 2009, penelitian senyawa analog UK-3A tercatat aktivitas dalam menghambat
pertumbuhan sel kanker leukemia murin P-388 yang paling baik didapatkan pada senyawa analog UK-3A, yaitu senyawa 3-hidroksilpikolinil serin metil oktanoil ester
PSMOE dengan aktivitas dalam menghambat pertumbuhan sel kanker tersebut sebesar IC
50
15,4 μgmL dan senyawa 3-hidroksipikolinil oktilamida POA dengan
aktivitas dalam menghambat pertumbuhan sel kanker tersebut sebesar IC
50
13,2 μgmL. Dari hasil penelitian tersebut perlu dilakukan penelitian lebih lanjut untuk
mendapatkan aktivitas antikanker yang optimum IC
50
Pada penelitian ini dilakukan modifikasi struktur PSMOE dan POA dengan menggantikan substituen pikolinil dengan substituen nikotinil sehingga akan terjadi
perbedaan posisi gugus aktif hidroksil dan diuji aktivitas keduanya dalam menghambat pertumbuhan sel kanker leukemia murin P-388 dan sel kanker payudara
T47D. Untuk mengevaluasi kesesuaian senyawa yang disintesis ligan dengan reseptor protein Bcl-xL, dilakukan proses docking dengan menggunakan program
ArgusLab versi 4,0. 10
μgmL dengan meragamkan struktur PSMOE dan POA.
Penelitian tesis ini bertujuan memperoleh senyawa analog UK-3A baru, yaitu senyawa 2-hidroksinikotinil serin metil oktanoil ester NSMOE, dan 2-
hidroksinikotinil oktilamida NOA dan mengukur aktivitas antikanker senyawa hasil sintesis secara in vitro terhadap sel kanker leukemia murin P-388 dan sel kanker
payudara T47D.
Penelitian ini dilaksanakan dalam 5 tahap: a penentuan nilai e-docking dan log P NSMOE dan NOA, b sintesis NSMOE dan NOA, c identifikasi hasil sintesis
dengan spektrofotometri inframerah tertransformasi Fourier, kromatografi cair spektroskopi massa, dan resonansi magnetik inti, d uji letalitas larva udang, dan e
uji sitotoksisitas terhadap sel kanker leukemia murin P-388 dan sel kanker payudara T47D.
Hasil e-docking dan log P NSMOE dan NOA berturut-turut adalah -11,12 kcalmol; log P 1,49 dan -10,46 kcalmol; log P 2,50. Kedua senyawa tersebut
disintesis melalui dua tahap untuk NSMOE dan satu tahap untuk NOA. Sintesis dimulai melalui reaksi amidasi antara L-serin metil ester hidroklorida dengan asam
hidroksinikotinat dan didapatkan senyawa 2-hidroksinikotinil serin metil ester dengan
rendemen sebesar 87,8, yang selanjutnya diesterifikasi dengan asam oktanoat dan didapatkan senyawa NSMOE dengan rendemen sebesar 74,5. Rendemen
keseluruhan sintesis NSMOE adalah 65,4. Senyawa NOA didapatkan melalui reaksi amidasi antara asam-2-hidroksinikotinat dengan oktil amin dan didapatkan
produk dengan rendemen sebesar 76,1.
Senyawa hasil sintesis dikonfirmasi menggunakan spektrofotometri inframerah tertransformasi Fourier, kromatografi cair spektroskopi massa, dan
resonansi magnetik inti. Hasil identifikasi NSMOE dan NOA sesuai dengan kedua struktur senyawa tersebut, salah satunya adalah hasil uji cair spektroskopi massa
didapatkan kesesuaian bobot molekul NSMOE dan NOA, yaitu 366,12 dan 250,30 gmol.
Uji toksisitas NSMOE dan NOA dengan metode BSLT hanya dapat dilakukan untuk NOA saja karena adanya pengaruh rendahnya kelarutan NSMOE pada air laut
meskipun telah dilakukan penambahan DMSO.
NOA mempunyai nilai toksisitas 116,9 ppm
. Uji toksisitas merupakan
uji pendahuluan untuk mendapatkan senyawa bersifat antikanker.
Uji aktivitas selanjutnya adalah uji sitotoksisitas NSMOE dan NOA secara in vitro terhadap sel kanker leukemia murin P-388 dan payudara T47D dan hasilnya
memperlihatkan penghambatan pada pertumbuhan sel kanker dengan nilai IC
50
NSMOE, dan NOA berturut-turut sebesar 10,0; 3,19, and 32,0; 4,67 µgmL. Nilai
IC
50
menunjukkan bahwa kedua senyawa hasil sintesis berpotensi sebagai antikanker terhadap sel kanker leukemia murin P-388 dan payudara T47D.
Kata kunci: antikanker, analog UK-3A, NSMOE, NOA, leukemia murin P-388, kanker payudara T47D
PENDAHULUAN
Latar Belakang
Banyak upaya telah dilakukan untuk mengatasi penyakit kanker, salah satu di antaranya adalah mencari sumber obat baru. Salah satu upaya penemuan obat baru
yang lebih disukai dan banyak dilakukan dalam dunia penelitian adalah pengembangan senyawa aktif atau obat melalui modifikasi struktur senyawa yang
telah diketahui aktivitasnya dalam menghambat pertumbuhan sel kanker, untuk mendapatkan senyawa baru dengan mempunyai aktivitas lebih tinggi. Modifikasi
molekul mempunyai beberapa keuntungan sebagai berikut: senyawa homolog atau analog kemungkinan besar mempunyai sifat farmakologis yang sama dengan
senyawa induk, kemungkinan produk yang dihasilkan mempunyai aktivitas farmakologis yang lebih besar, data yang diperoleh dapat menjelaskan hubungan
struktur dan aktivitas, metode sintesis dan uji hayati yang digunakan sama sehingga menghemat waktu dan biaya, dan produksi obat baru menjadi lebih murah.
Modifikasi struktur atau membuat senyawa analog yang lebih sederhana banyak dilakukan karena selain lebih cepat, juga lebih murah Siswandono Soekarjo 2000.
Senyawa UK-3A telah berhasil diisolasi dari miselium Streptomyces sp. 517- 02 dan diketahui mempunyai aktivitas sebagai antibiotik, antifungal, dan antikanker.
Senyawa UK-3A mempunyai aktivitas dalam menghambat pertumbuhan sel kanker, salah satunya adalah sel kanker leukemia murin P-388 dengan nilai IC
50
Struktur senyawa UK-3A telah dimodifikasi dan menghasilkan beberapa senyawa analog baru. Analog senyawa UK-3A tersebut belum mempunyai aktivitas
38 μgmL.
Pada penelitian sebelumnya telah ditunjukkan bahwa gugus hidroksil -OH, gugus amida -CONH dan gugus dilakton merupakan gugus yang menunjukkan aktivitas
menghambat pertumbuhan bakteri dan sel kanker Hanafi 1995. Hal ini mendorong perlunya penelitian untuk mensintesis senyawa analog UK-3A yang memiliki
aktivitas tinggi sebagai antikanker dengan cara memodifikasi gugus aktif pada senyawa induk UK-3A.
dalam menghambat pertumbuhan sel kanker leukemia murin P-388 yang optimum. Sampai tahun 2009, penelitian senyawa analog UK-3A tercatat aktivitas dalam
menghambat pertumbuhan sel kanker leukemia murin P-388 yang paling baik didapatkan pada senyawa analog UK-3A, yaitu senyawa 3-hidroksilpikolinil serin
metil oktanoil ester PSMOE dengan aktivitas dalam menghambat pertumbuhan sel kanker tersebut sebesar IC
50
15,4 μgmL Anita et al. 2007 dan senyawa 3-
hidroksipikolinil oktilamida POA dengan aktivitas dalam menghambat
pertumbuhan sel kanker tersebut sebesar IC
50
13,2 μgmL Hanafi 2008. Pada
penelitian ini dicoba dilakukan modifikasi struktur PSMOE dan POA dengan menggantikan substituen pikolinil dengan substituen nikotinil sehingga akan terjadi
perbedaan posisi gugus aktif hidroksil dan diuji aktivitas keduanya dalam menghambat pertumbuhan sel kanker leukemia murin P-388 dan sel kanker payudara
T47D. Untuk mengevaluasi kesesuaian senyawa yang disintesis ligan dengan reseptor protein Bcl-xL, dilakukan proses docking dengan menggunakan program
ArgusLab versi 4,0.
Tujuan Penelitian
Penelitian ini bertujuan memperoleh senyawa analog UK-3A baru, yaitu senyawa 2-hidroksinikotinil serin metil oktanoil ester NSMOE, dan 2-
hidroksinikotinil oktilamida NOA dan mengukur aktivitas antikanker senyawa hasil sintesis secara in vitro terhadap sel kanker leukemia murin P-388 dan sel kanker
payudara T47D.
Pendekatan Sintesis
Sintesis senyawa 2-hidroksinikotinil serin metil oktanoil ester NSMOE dilakukan dengan pendekatan retrosintesis Gambar 1 dan jalur sintesis Gambar 2.
Gambar 1 Retrosintesis senyawa 2-hidroksinikotinil serin metil oktanoil ester
Gambar 2 Sintesis senyawa 2-hidroksinikotinil serin metil oktanoil ester
Sintesis senyawa 2-hidroksinikotinil oktil amida NOA dilakukan dengan pendekatan retrosintesis Gambar 3 dan jalur sintesis Gambar 4.
Gambar 3 Retrosintesis senyawa 2-hidroksinikotinil oktilamida NOA
Gambar 4 Sintesis senyawa 2-hidroskinikotinil oktilamida NOA
TINJAUAN PUSTAKA
Hubungan Struktur dan Aktivitas UK-3A
Senyawa UK-3A termasuk ke dalam golongan senyawa antibiotik yang diisolasi dari miselium Streptomyces sp. 517-02 oleh Ueki et al. 1997a. Senyawa ini
diisolasi dalam bentuk kristal tidak berwarna dengan konfigurasi absolut +-2R, 3R, 4S, 7S, 8R. Struktur senyawa UK-3A ini memiliki kemiripan dengan senyawa
antimisin A
3
. Antimisin A
3
UK-3A mempunyai sruktur yang hampir sama dengan struktur UK-2A Gambar 5. Struktur UK-2A dan UK-3A hanya berbeda pada gugus metoksi yang
terikat pada cincin pikolinat sehingga UK-3A dielusidasi sebagai demetoksi UK-2A Shimano et al. 1998. Struktur senyawa UK-3A juga mempunyai kemiripan dengan
struktur senyawa antibiotik yang sudah ditemukan sebelumnya, yaitu antimisin A yang diisolasi dari miselium Streptomyces sp. K01-0031
Shiomi et al. 2005 memiliki aktivitas sebagai antibiotik dan digunakan sebagai insektisida. Senyawa UK-3A juga memiliki kesamaan struktur dengan senyawa UK-
2A, yaitu memiliki gugus hidroksil, amida, dan dilakton cincin beranggota 9, tetapi senyawa UK-3A tidak memiliki gugus metoksi pada cincin piridin. Berdasarkan
penelitian terhadap senyawa UK-3A, diketahui bahwa tidak adanya gugus metoksi pada cincin piridin dapat meningkatkan aktivitasnya sebagai antikanker.
3
yang diisolasi dari Streptomyces sp. K01-0031 Shiomi et al. 2005. Antimisin A
3
diketahui sebagai antibiotik dan juga mempunyai aktivitas yang tinggi dalam menghambat pertumbuhan sel kanker. Antimisin A
3
dapat menginduksi apoptosis sel leukemia HL-60. Bc12 terdapat dalam 90 sel kanker usus, 80 B-sel limfomas,
dan 70 sel kanker payudara Liu et al. 2003.
Gambar 5 Struktur senyawa antimisin A
3
Sintesis senyawa analog UK-3A dilakukan dengan mempelajari korelasi antara struktur dan aktivitas hayatinya, yang dapat diperoleh dari data metilasi dan
hidrolisis senyawa UK-2A yang mempunyai struktur dan aktivitas hampir sama dengan senyawa UK-3A. Kajian hubungan struktur dan aktivitas hayati senyawa UK-
2A, UK-3A, dan turunannya bertujuan mendapatkan informasi mengenai gugus- gugus yang berperan dalam aktivitas hayati. Dari hasil yang diperoleh diharapkan
dapat disintesis senyawa analog yang lebih sederhana dan mempunyai aktivitas tinggi Hanafi et al. 1999.
dan senyawa UK 2A dan UK 3A Ueki 1997a
Metilasi senyawa UK-2A dengan diazometana akan menghasilkan senyawa UK-2OMe dan UK-2NMe yang mengakibatkan hilangnya aktivitas hayati. Hal ini
menunjukkan bahwa gugus hidroksil pada cincin piridin dan NH amida merupakan gugus yang aktif. Senyawa UK-3A tidak mempunyai gugus metoksi, tetapi tidak
mengakibatkan hilangnya aktivitas antibakteri, bahkan meningkatkan kemampuan menghambat pertumbuhan sel kanker. Hidrolisis senyawa UK-2A menggunakan HCl
kering dan metanol menghasilkan senyawa yang tidak menunjukkan aktivitas hayati.
Hal ini membuktikan bahwa dilakton cincin beranggota-9 merupakan gugus aktif yang bersifat lipofilik Hanafi et al. 1996.
Struktur senyawa UK-3A memiliki gugus hidroksil -OH, dan amida - CONH yang merupakan gugus aktif yang mempunyai aktivitas yang cukup tinggi
sebagai antibakteri dan antikanker. Aktivitas yang tinggi juga ditunjukkan oleh gugus dilakton atau ester yang merupakan gugus yang bersifat lipofilik Hanafi et al. 1996.
Berdasarkan hal tersebut, khususnya hubungan antara struktur kimia dan aktivitas hayati, maka dirancang strategi untuk mensintesis senyawa-senyawa analog UK-3A
dengan cara meragamkan posisi dan jenis gugus -OH pada cincin aromatik dan gugus dilakton pada senyawa UK-3A, dengan harapan akan diperoleh senyawa baru dengan
bahan dasar yang cukup murah, tetapi memiliki aktivitas yang lebih tinggi dan tidak menimbulkan efek samping Hanafi Thelma 1998.
Sintesis Senyawa Analog UK-3A
Telah dilaporkan bahwa senyawa UK-3A mempunyai aktivitas sebagai antimikrob, antifungal, dan sitotoksik terhadap beberapa sel kanker, seperti aktivitas
yang ditunjukkan oleh senyawa antimisin A
3
Shimano et al. 1998. Aktivitas sitotoksik yang ditunjukkan oleh senyawa UK-3A dengan IC
50
sebesar 38 merupakan senyawa yang kurang aktif IC
50
Sintesis senyawa UK-3A dilakukan dengan memodifikasi atau memanipulasi struktur molekul senyawa UK-3A. Modifikasi struktur molekul ini bertujuan
mendapatkan senyawa baru yang mempunyai aktivitas lebih tinggi, masa kerja lebih panjang, tingkat kenyamanan lebih besar, efek samping rendah, selektif, dan lebih
stabil Siswandono Soekardjo 2000. 10
µgmL sehingga perlu dilakukan sintesis senyawa analog UK-3A yang diharapkan memiliki aktivitas yang lebih baik Pan et
al. 2009.
Topliss Patrick 2005 mengembangkan petunjuk nonmatematis, nonstatistik, dan nonkomputer, yaitu dengan menggunakan prinsip pendekatan hubungan struktur
dalam modifikasi struktur induk suatu molekul yang sudah diketahui aktivitasnya. Hal ini dilakukan sebagai upaya untuk mengoptimumkan aktivitas zat dengan efisien.
Modifikasi molekul menurut pendekatan Topliss adalah dengan memasukkan gugus- gugus yang bersifat lipofilik, elektronik, dan sterik tertentu pada posisi yang tertentu
pada suatu molekul induk, dengan ramalan akan menghasilkan senyawa yang memberikan aktivitas yang lebih tinggi, sama, atau lebih rendah dibanding aktivitas
senyawa induk, kemudian dicari jalur sintesis yang paling menguntungkan. Sintesis senyawa analog UK-3A dicoba dilakukan dengan mengubah gugus
dilakton rantai tertutup menjadi rantai terbuka dengan gugus yang mengandung rantai yang memiliki panjang yang berbeda-beda. Ragam tersebut diharapkan akan
memberikan informasi mengenai gugus yang berperan dalam meningkatkan aktivitas senyawa analog UK-3A. Perbedaan sifat lipofilik senyawa diharapkan dapat
berpengaruh pada aktivitas hayatinya Hanafi et al. 1999. Pembukaan cincin dilakton diharapkan dapat mempertinggi aktivitas senyawa ini. Reaksi pembukaan cincin pada
UK-2A telah menghasilkan senyawa dengan aktivitas yang cukup tinggi Usuki et al. 2006. Tahapan reaksi sintesis senyawa analog UK-3A dapat dilihat pada Gambar 6.
OH OH
O H
2
N ROH p-TsOH
O OH
O H
2
N benzena, 110
o
C, 24 jam N
OH OH
O N
OH H
N O
DCCpy,55
o
C, 24 jam O
O OH
RCOOH
N
OH H
N O
O O
O R
2
O DMAP
DMAP PSME
3-hidroksipoklinil-serin-metil-butananoil-ester PSMBE dan 3-hidroksipoklinil-serin-metil-pentananoil-ester PSMPE
DCC py, 55
o
C, 24 jam R
R
R
1
PSMPE R
1
= -CH
3
R
2
= C
4
H
9
CO- PSMBE, R
1
= -CH
3
R
2
= C
3
H
9
CO-
Gambar 6 Reaksi sintesis senyawa analog UK-3A Marlupi 2007
Reaksi yang terjadi dalam sintesis senyawa analog UK-3A adalah reaksi esterifikasi dan amidasi. Metode umum untuk sintesis ester adalah dengan
mereaksikan alkohol dengan suatu asam karboksilat. Reaksi ini merupakan reaksi reversibel dan berlangsung lambat. Agar reaksi berjalan satu arah dan lebih cepat
digunakan katalis asam. Agar menjadi sempurna, reaksi dapat dilakukan dengan dua cara, yaitu dengan menggunakan alkohol berlebih dan cara yang kedua dengan
memisahkan air yang terbentuk agar tidak terjadi reaksi sebaliknya. Katalis yang biasa digunakan dalam reaksi esterifikasi adalah asam sulfonat dan asam klorida.
Selain itu juga dapat digunakan asam p-toluena sulfonat p-TsOH, karbonil diimidazol CDI, disikloheksilkarbodiimida DCC, dan dimetil amino piridin
DMAP Carey Sundberg 2007.
RCOOH +
ROH R-COOR
+ H
2
O H
Disikloheksilkarbodiimida DCC adalah suatu aktivator dalam reaksi pembentukan ester yang dapat mengubah asam karboksilat menjadi senyawa
pengalkilasi yang reaktif. Bagian terpenting dari DCC adalah gugus imida yang memiliki atom karbon pusat yang kekurangan elektron setelah bereaksi dengan
proton dari asam karboksilat sehingga dapat diserang oleh suatu agen nukleofilik dan membentuk spesies asilisourea. Gugus asilisourea ini sangat reaktif karena ikatan
antara asil dengan oksigen dapat mengubah ikatan rangkap karbon dan nitrogen dari isourea menjadi suatu gugus karbonil yang lebih stabil. Oleh karena itu pada akhir
reaksi akan terbentuk ester dan DCU disikloheksilurea sebagai hasil samping penggunaan DCC March 1992. Mekanisme reaksi dengan aktivator DCC dapat
dilihat pada Gambar 7.
R C
O O
+ N
C C
6
H
11
N C
6
H
11
C R
O O
-
+ HN
C
+
C
6
H
11
N C
6
H
11
Disikloheksilkarbodiimida DCC
R C
O O
CNHC
6
H
11
NC
6
H
11
+ ROH
H
+
R C
OR O
+ C
6
H
11
H N
C H
N O
C
6
H
11
ester
Disikloheksilurea DCU
H
Gambar 7 Mekanisme reaksi dengan aktivator DCC March 1992
DMAP 4-N,N-dimetilaminopiridin merupakan suatu katalis nukleofil yang memiliki efek yang cukup kuat. Gugus dimetilamino berfungsi sebagai suatu
substituen donor elektron yang meningkatkan sifat basa dari nitrogen piridin Carey Sundberg 2007. Katalis DMAP dapat dikombinasikan dengan aktivator DCC
menghasilkan metode yang berguna untuk meragamkan asam karboksilat agar dapat bereaksi dengan alkohol untuk menghasilkan ester. Mekanisme reaksi pembentukan
ester yang dikatalis DMAP dapat dilihat pada Gambar 8.
N N
CH
3
H
3
C ..
.. N
N CH
3
H
3
C +
- ..
C O
O R
C R
O
N N
CH
3
H
3
C +
.. -
N N
CH
3
H
3
C +
C O
O R
C O
R -
N N
CH
3
H
3
C +
C O
R
ion N-asilpiridinium
O R
H O
CR O
- N
N CH
3
H
3
C
C OR
O R
- RCOR
O +
N N
CH
3
H
3
C ..
..
4-N,N-dimetilaminopiridin DMAP
Gambar 8 Mekanisme reaksi pembentukan ester dengan katalis DMAP Carey Sundberg 2007