Sintesis Porfirin Pembawa Gugus Karboksilat Sebagai Ligan Untuk Kit Radiofarmaka

TESIS SINTESIS PORFIRIN PEMBAWA GUGUS KARBOKSILAT
SEBAGAI LIGAN UNTUK KIT RADIOFARMAKA
OLEH:
HENNY SRI WAHYUNI NIM 087014016
PROGRAM STUDI MAGISTER DAN DOKTOR ILMU FARMASI FAKULTAS FARMASI
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA MEDAN 2011
Universitas Sumatera Utara

SINTESIS PORFIRIN PEMBAWA GUGUS KARBOKSILAT SEBAGAI LIGAN UNTUK KIT RADIOFARMAKA TESIS
Diajukan sebagai salah satu syarat untuk memperoleh Gelar Magister Sains dalam Ilmu Farmasi Pada Fakultas Farmasi
Universitas Sumatera Utara OLEH:
HENNY SRI WAHYUNI NIM 087014016
PROGRAM STUDI MAGISTER DAN DOKTOR ILMU FARMASI FAKULTAS FARMASI
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA MEDAN 2011
Universitas Sumatera Utara

PERSETUJUAN TESIS

Nama Mahasiswa No. Induk Mahasiswa Program Studi Judul Tesis

: Henny Sri Wahyuni : 087014016 : Magister Farmasi : Sintesis Porfirin Pembawa Gugus Karboksilat Sebagai Ligan Untuk Kit Radiofarmaka

Tempat dan Tanggal Ujian Lisan Tesis

: Medan, 4 Agustus 2011

Menyetujui: Komisi Pembimbing, Ketua,

Anggota,

Prof. Dr. rer. nat. Effendy De Lux Putra, SU., Apt Prof. Dr. Daryono Hadi Tjahjono, M.Sc.

NIP 195306191983031001

NIP 131994284

Ketua Program Studi,
Prof. Dr. Karsono, Apt. NIP 195409091982011001

Dekan,
Prof. Dr. Sumadio Hadisahputra, Apt. NIP 195311281983031002

Universitas Sumatera Utara

PENGESAHAN TESIS

Nama Mahasiswa No. Induk Mahasiswa Program Studi Judul Tesis

: Henny Sri Wahyuni : 087014016 : Magister Farmasi : Sintesis Porfirin Pembawa Gugus
Karboksilat Sebagai Ligan Untuk Kit Radiofarmaka

Telah diuji dan dinyatakan LULUS di depan Tim Penguji Tesis pada hari Kamis, tanggal 4, bulan Agustus, tahun 2011

Mengesahkan:
Tim Penguji Tesis Ketua Tim Penguji : Prof. Dr. rer. nat. Effendy De Lux Putra, SU., Apt. Anggota Tim penguji : Prof. Dr. Daryono Hadi Tjahjono, M.Sc.
Dr. M. Pandapotan NST,MPS., Apt. Dr. Ginda Haro, M.Sc., Apt.

Universitas Sumatera Utara

ABSTRAK
Senyawa porfirin dan turunannya banyak dipelajari sebagai fotosensitizer dalam terapi fotodinamik sebagai salah satu metode pengobatan dan diagnosa kanker ataupun tumor. Porfirin dapat dimodifikasi strukturnya baik pada substituen meso atau pada pusat molekulnya melaui kompleksasi dengan ion logam sehingga mudah dilabel dengan radionuklida. Selain dapat meningkatkan kelarutan, modifikasi struktur molekul porfirin juga dapat diarahkan untuk mendesain senyawa ligan dalam pembuatan kit radiofarmaka untuk diagnosis dan terapi kanker.
Penelitian ini bertujuan untuk mensintesis senyawa porfirin dengan substituen meso yang mengandung gugus yang dapat dilabel sebagai kandidat senyawa ligan yang akan dikembangkan menjadi kit radiofarmaka dalam diagnosis kanker. Sintesis senyawa porfirin menggunakan 3-hidroksi-4karboksimetilenoksibenzaldehid, pirol dan 4-piridinkarboksaldehid dalam asam propanoat dilakukan pada suhu 150oC-160oC selama 4 jam pada lingkungan atmosfer nitrogen. Karakterisasi senyawa porfirin yang dihasilkan berdasarkan titik leleh, spektrum sinar tampak, spektrum infra merah, dan spektrum 1H RMI.
5,10,15,20-tetrakis(piridil)porfirin (H2TPyP) dan 5,10-bis(piridil)-15,20bis[(3-hidroksi-4-karboksimetilenoksi)fenil]porfirin (H2BPyCP). H2TPyP berupa serbuk ungu yang meleleh pada suhu di atas 300oC. Panjang gelombang absorpsi maksimum (λmax/nm) pada spektrum sinar tampak adalah 416, 512, 545, 587, dan 642. Spektrum infra merah (cm-1) menunjukkan adanya pita =NH pada 3367,1 dan C=C pada 1457,9. Pergeseran kimia ( /ppm) H2TPyP dengan 1H RMI (500 MHz, CDCl3, TMS) adalah –2,93 (s, 2H, inner N-H), 7,12 (s, 8H, pirol -H), 8,16-8,17 (d, 8H, piridin 2-H dan 4-H), 9,07-9,08 (d, 8H, piridin 1-H dan 5-H). H2TPyP dapat disintesis dengan rendemen sebesar 10,4% (51 mg). H2BPyCP berupa serbuk hijau kecoklatan yang meleleh pada suhu 192oC-195oC. Panjang gelombang absorpsi maksimum (λmax/nm) pada spektrum sinar tampak adalah 415, 511, 546, 588, dan 644. Spektrum infra merah (cm-1) menunjukkan adanya gugus OH dari COOH pada 3428,8, C=O pada 1558,2 dan CO pada 1415,49. Pergeeseran kimia ( /ppm) 1H-RMI (500 Hz, D2O/DMSO, TMS) menunjukkan sinyal geseran kimia proton pada –3,09 (s, 2H, inner N-H), 4,62 (s, 4H, CH2 pada benzen karboksilat), 7,02-7,03 (d, 2H, benzen karboksilat 1’-H), 7,33 (s, 2H, benzen karboksilat 4’-H), 7,45-7,46 (d, 2H, benzen karboksilat 2’-H), 7,727,73 (d, 4H, piridin 2-H dan 4-H), 8,45 (s, 4H, pirol -H), 8,59-8,61 (d, 4H, piridin 1-H dan 5-H), 9,69 (s, 4H, pirol -H). Senyawa H2BPyCP dapat disintesis dengan rendemen sebesar 33,42% (213 mg).
Kata kunci: porfirin, piridin, sintesis, karakterisasi, fotosensitizer
Universitas Sumatera Utara

ABSTRACT
Porphyrin and its derivatives are widely investigated as photosensitizers for photodynamic therapy in diagnoses and treatment of cancer or tumor. Structure of the porphyrin can be modified either at the meso position or in the center of the molecule with metal ions thus it is easily labeled with small radionuclides. Beside to improve its solubility, modification of the molecular structure of porphyrin can also be used to design ligand for radiopharmaceutical kit for the diagnosis and therapy of cancer.
The purposes of this research was to synthesize porphyrin with mesosubstituent which bearing function group for labelling with radionuclide as ligand candidate to be developed as a radiopharmaceutical kits for cancer diagnosis. Synthesis of porphyrin was performed using 4caboxymethylenoxybenzaldehyde, pyrrole and 4-pyridinecarboxaldehyde in propionic acid and was conducted at temperature of 150oC-160oC for 4 hours in nitrogen atmosphere. Reaction produced 5,10,15,20-tetrakis(pyridyl)porphyrin (H2TPyP) and 5,10-bis(pyridyl)-15,20-bis[(3-hydroxy-4carboxymetilenoxy)phenyl]porphyrin (H2BPyCP). Caracterizations of synthesized porphyrins were based on melting point, visible absorption spectrum, infra-red spectrum and the 1H-NMR spectrum.
H2TPyP is purple solid (51 mg, 10.35% yield) with melting point of above 300oC. It has maximum absorption at wavelengths (λmax/nm) of 416, 512, 545, 587, and 642. Infra-red spectrum (cm-1) showed a band of =NH at 3367.1 and C=C at 1457.92. Chemical shifts ( /ppm) of H2TPyP (1H-NMR, 500 MHz, CDCl3, TMS) were –2.93 (s, 2H, inner N-H), 7.12 (s, 8H, pyrrol -H), 8.16-8.17 (d, 8H, pyridine 2-H dan 4-H), 9.07-9.08 (d, 8H, pyridine 1-H and 5-H). H2BPyCP was brownish green solid (213 mg, 33.42% yield) with melting point of 192oC-195oC. Maximum absorption wavelengths (λmax/nm) of H2BPyCP were 415, 511, 546, 588, and 644. Infra-red spectrum (cm-1) showed a band of OH group of –COOH at 3428.81, C=O at 1558.2 and CO at 1415.49. Chemical shifts ( /ppm) of H2BPyCP (1H-NMR, 500 Hz, D2O/DMSO, TMS) were –3.09 (s, 2H, inner N-H), 4.62 (s, 4H, CH2 of benzene), 7.02-7.03 (d, 2H, benzene 1’-H), 7.33 (s, 2H, benzene 4’-H), 7.45-7.46 (d, 2H, benzene 2’-H), 7.72-7.73 (d, 4H, pyridine 2-H dan 4-H), 8.45 (s, 4H, pyrrol -H), 8.59-8.61 (d, 4H, pyridine 1-H and 5-H), 9.69 (s, 4H, pyrrol -H).
Key word: porphyirin, pyridine, synthesis, caracterization, photosensitizer
Universitas Sumatera Utara

KATA PENGANTAR
Puji syukur penulis panjatkan ke hadirat Allah SWT atas rahmat dan karunia-Nya, sehingga penulis dapat menyelesaikan tesis dengan judul “Sintesis Porfirin Pembawa Gugus Karboksilat Sebagai Ligan Untuk Kit Radiofarmaka” sebagai salah satu syarat untuk mencapai gelar Magister Farmasi pada Fakultas Farmasi Universitas Sumatera Utara.
Selama menyelesaikan penelitian dan tesis ini penulis telah banyak mendapatkan bantuan dan dorongan dari berbagai pihak, baik moril maupun materil. Untuk itu penulis ingin menghaturkan penghargaan dan terima kasih yang tiada terhingga kepada : 1. Prof. Dr. rer. nat. Effendy De Lux Putra, SU., Apt dan Prof. Dr. Daryono
Hadi Tjahjono, M.Sc. sebagai pembimbing, atas segala saran, bimbingan, dan nasehatnya selama penelitian berlangsung dan selama penulisan tesis ini. 2. Dekan Fakultas Farmasi Universitas Sumatera Utara, Bapak Prof. Dr. Sumadio Hadisahputra, Apt., yang telah menyediakan fasilitas dan kesempatan bagi penulis menjadi mahasiswa Program Studi Magister Farmasi Fakultas Farmasi. 3. Dekan Sekolah Farmasi Institut Teknologi Bandung, Bapak Prof.  Dr. Daryono Hadi Tjahjono, M.Sc. dan Bapak Prof. Dr. Slamet Ibrahim Surantaatmadja (KK Farmakokimia-Fakultas Farmasi ITB) atas kesediaannya memberikan izin penggunaan fasilitas laboratorium Farmakokimia ITB selama penelitian demi menyelesaikan tesis ini.
Universitas Sumatera Utara

4. Ibu Sofa Fajriani atas bantuannya dalam pengukuran spektrum RMI di LIPI Serpong.
5. Orangtua, keluarga tercinta, Bapak Fauzan Zein, Ibu Asmiyenti Djaliasrin, dan teman-teman seperjuangan di Pascasarjana Sekolah Farmasi ITB dan USU yang telah bersedia membantu, memberikan doa dan dukungan moral selama penulis menyelesaikan tesis ini.
6. Staf dan karyawan Sekolah Farmasi ITB dan USU yang telah banyak membantu selama penulis menyelesaikan tesis ini. Serta buat semua pihak yang tidak dapat penulis sebutkan satu per satu
yang telah banyak membantu dalam penelitian tesis ini. Kiranya Allah SWT memberikan balasan yang berlipat ganda atas kebaikan dan bantuan yang telah diberikan kepada penulis.
Penulis menyadari bahwa tesis ini masih jauh dari kesempurnaan, sehingga penulis mengharapkan kritik dan saran yang bersifat membangun. Semoga tesis ini bermanfaat bagi perkembangan ilmu pengetahuan khususnya bidang farmasi.
Medan, September 2011 Penulis, Henny Sri Wahyuni
Universitas Sumatera Utara

DAFTAR ISI
Halaman JUDUL ......................................................................................................... i HALAMAN JUDUL .................................................................................... ii PERSETUJUAN TESIS ............................................................................... iii PENGESAHAN TESIS ............................................................................... iv ABSTRAK ................................................................................................... v ABSTRACT ................................................................................................. vi KATA PENGANTAR .................................................................................. vii DAFTAR ISI ................................................................................................ ix DAFTAR SINGKATAN DAN LAMBANG ............................................... xii DAFTAR TABEL ........................................................................................ xiii DAFTAR GAMBAR ................................................................................... xiv DAFTAR LAMPIRAN................................................................................. xvi BAB I PENDAHULUAN ............................................................................ 1
1.1 Latar Belakang ................................................................................. 1 1.2 Kerangka Pikir Penelitian ................................................................ 4 1.3 Perumusan masalah .......................................................................... 4 1.4 Hipotesis ........................................................................................... 5 1.5 Tujuan Penelitian ............................................................................. 5 1.6 Manfaat Penelitian ........................................................................... 5 BAB II TINJAUAN PUSTAKA .................................................................. 6 2.1 Porfirin ............................................................................................. 6
Universitas Sumatera Utara

2.1.1 Sintesis Porfirin ...................................................................... 7 2.1.2 Aksi Fotodinamik ................................................................... 8 2.2 Modifikasi Molekul .......................................................................... 9 2.3 Radiofarmasi ..................................................................................... 10 2.4 Kromatografi .................................................................................... 11 2.4.1 Kromatografi Lapis Tipis ........................................................ 11 2.4.2 Kromatografi Kolom................................................................ 12 2.4.3 Kromatografi Pertukaran Ion ................................................... 13 2.5 Spektrofotometri Ultra Violet dan Tampak ..................................... 13 2.6 Spektrofotometri Infra Merah ........................................................... 15 2.7 Spektrometri Resonansi Magnet Inti (RMI) ..................................... 17 BAB III METODOLOGI PENELITIAN ..................................................... 19 3.1 Desain Penelitian .............................................................................. 19 3.2 Tempat dan Waktu Penelitian .......................................................... 19 3.3 Alat-alat............................................................................................. 19 3.4 Bahan-bahan...................................................................................... 20 3.5 Pelaksanaan Penelitian ..................................................................... 20 3.5.1 Sintesis Senyawa Benzaldehid Karboksilat ............................ 20 3.5.2 Analisis Hasil Sintesis Senyawa Benzaldehid Karboksilat ..... 21
3.5.2.1 Identifikasi dan Uji Kemurnian Zat Hasil Sintesis Senyawa Benzaldehid Karboksilat ................. 21
3.5.2.2 Karakterisasi Zat Hasil Sintesis Senyawa Benzaldehid Karboksilat ............................................. 21 3.5.2.2.1 Analisis Spektrum Infra Merah.................... 21
Universitas Sumatera Utara

3.5.2.2.2 Analisis Spektrum 1H-RMI dan 13C-RMI .... 22

3.5.3 Sintesis Senyawa Porfirin ....................................................... 22

3.5.4 Analisis Hasil Sintesis Senyawa Porfirin ................................ 22

3.5.4.1 Pemisahan Zat Hasil Sintesis Senyawa Porfirin .......... 22

3.5.4.2 Pemisahan Pita 4 Hasil Kromatografi Kolom.............. 23

3.5.4.3 Pemurnian Pita-Pita Hasil Kromatografi Kolom ......... 23

3.5.4.3.1 Pemurnian Pita 4 dengan Kromatografi

Kolom Resin Ion Exchange ....................... 23

3.5.4.3.2 Rekristalisasi Pita 1 dan Pita 4 ....................... 23

3.5.4.4 Identifikasi dan Uji Kemurnian Pita-Pita Hasil

Kromatografi Kolom...................................................... 24

3.5.4.4.1 Identifikasi dan Uji Kemurnian Pita 1 ............ 24

3.5.4.4.2 Identifikasi dan Uji Kemurnian Pita 4 ............ 24

3.5.4.4.3 Penentuan Titik Lebur..................................... 25

3.5.4.5 Karakterisasi Pita-Pita Hasil Kromatografi Kolom.......... 25

3.5.4.5.1 Analisis Spektrum Serapan UV-Vis ................. 25

3.5.4.5.2 Analisis Spektrum Infra Merah......................... 3.5.4.5.3 Analisis Spektrum 1H-RMI............ ...................

25 25

BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN ..................................................... 26

BAB V SIMPULAN DAN SARAN ............................................................ 53

DAFTAR PUSTAKA .................................................................................. 54

Universitas Sumatera Utara

DAFTAR SINGKATAN DAN LAMBANG

Singkatan

Nama

Pemakaian pertama kali pada halaman

RMI H2TPyP H2BPyCP
UV Vis PDT DNA KLT Rf IR KLTKT NMR 2D

Resonansi Magnetik Inti 5,10,15,20-tetrakis(piridil)porfirin 5,10-bis(piridil)-15,20-bis[(3-hidroksi-4karboksimetilenoksi)fenil]porfirin Ultraviolet Visible Photo Dynamic Therapy Deoxyribonuclei acid Kromatografi Lapis Tipis Retardation factor Infra Red Kromatografi Lapis Tipis Kinerja Tinggi Nuclear Magnetic Resonance Dua dimensi

v v v v xi xi 1 2 4 4 4 11 20 53

LAMBANG

λ maks
A l c

Panjang gelombang maksimum Pergeseran kimia Absorptivitas molar Absorbansi Tebal larutan/tebal kuvet Konsentrasi larutan

v v 8 15 15 15

Universitas Sumatera Utara

DAFTAR TABEL
Halaman Tabel 4.1 Nilai Rf 3-hidroksi-4-karboksimetilenoksibenzaldehid Pada
Berbagai Komposisi Pengembang ............................................. 28 Tabel 4.2 Bilangan Gelombang dan Gugus Fungsi
3-hidroksi-4-karboksimetilenoksibenzaldehid............................ 30 Tabel 4.3 Nilai Rf Senyawa Pita 1 Pada Berbagai Komposisi
Pengembang ................................................................................ 39 Tabel 4.4 Nilai Rf Senyawa Pita 4 Pada Berbagai Komposisi
Pengembang ................................................................................ 41 Tabel 4.5 Bilangan Gelombang Dan Gugus Fungsi Senyawa
Porfirin Pita 1 .............................................................................. 45 Tabel 4.6 Bilangan Gelombang Dan Guus Fungsi Senyawa
Porfirin Pita 4 .............................................................................. 46 Tabel 4.7 Interpretasi Pergeseran Kimia Dengan Struktur Yang
Beresonansi Pada Senyawa Pita 1............................................... 48 Tabel 4.8 Interpretasi Pergeseran Kimia Dengan Struktur Yang
Beresonansi Pada Senyawa Pita 4............................................... 50
Universitas Sumatera Utara

DAFTAR GAMBAR
Halaman Gambar 1.1 Struktur Kimia Senyawa Kationik Porfirin
dengan meso-substituen ........................................................... 2 Gambar 1.2 Modifikasi Struktur Senyawa Kationik Porfirin dengan
meso-substituen piridin dan karboksilat..................................... 3 Gambar 2.1 Cincin Tetrapirol Porfirin.......................................................... 6 Gambar 2.2 Spektrum Sinar Tampak Senyawa Porfirin............................... 7 Gambar 2.3 Energi Transisi Elektronik ........................................................ 14 Gambar 4.1 Skema Reaksi Sintesis
3-hidroksi-4-karboksimetilenoksibenzaldehid........................ 27 Gambar 4.2 Kromatogram KLT Identifikasi Hasil Sintesis Senyawa
Benzaldehid Karboksilat dengan Pendeteksi UV 254 nm ..... 28 Gambar 4.3 Kromatogram KLT Uji Kemurnian Hasil Sintesis Senyawa
Benzaldehid Karboksilat dengan Pendeteksi UV 254 nm ...... 29 Gambar 4.4 Spektrum Infra Merah
3-hidroksi-4-karboksimetilenoksibenzaldehid....................... 30 Gambar 4.5 Spektrum 1H-RMI 3-hidroksi-4-karboksimetilenoksibenzaldehid
dalam Pelarut D2O ................................................................. 31 Gambar 4.6 Spektrum 13C-RMI 3-hidroksi-4-karboksimetilenoksibenzaldehid
Dalam Pelarut D2O ................................................................. 32
Universitas Sumatera Utara

Gambar 4.7 Reaksi Sintesis Porfirin ............................................................. Gambar 4.8 Kromatogram KLT Pemisahan Pita 4 Dengan Fase Diam
Silika gel F254 dan Pengembang Etil Asetat-Metanol (1:2) .... Gambar 4.9 Kromatogram KLT Identifikasi Pita 1 Dengan Pendeteksi
UV 254 nm ............................................................................. Gambar 4.10 Kromatogram KLT Uji Kemurnian Senyawa Porfirin
Pita 1 dengan Pendeteksi UV 254 nm................................... Gambar 4.11 Kromatogram KLT Identifikasi Pita 4 dengan Pendeteksi
UV 254 nm............................................................................ Gambar 4.12 Kromatogram KLT Uji Kemurnian Seyawa Porfirin
Pita 4 dengan Pendeteksi UV 254 nm................................... Gambar 4.13 Spektrum Serapan Sinar Tampak Senyawa Porfirin Pita 1..... Gambar 4.14 Spektrum Serapan Sinar Tampak Senyawa Porfirin Pita 4..... Gambar 4.15 Spektrum Infra Merah Senyawa Porfirin Pita 1 ...................... Gambar 4.16 Spektrum Infra Merah Senyawa Porfirin Pita 4 ...................... Gambar 4.17 Spektrum 1H-RMI Senyawa Porfirin Pita 1 ............................ Gambar 4.18 Spektrum 1H-RMI Senyawa Porfirin Pita 4 ............................

35
37
38
39
40
42 43 43 45 46 47 49

Universitas Sumatera Utara

DAFTAR LAMPIRAN Halaman
Lampiran1. Perbandingan Spektrum Infra Merah Senyawa Pita1 (dengan keempat substituen piridin) dengan Bahan baku tetra metil piridil porfirin para toluensulfonat ....... 57
Lampiran 2. Spektrum 1H-RMI bahan baku tetra metil piridil porfirin para toluensulfonat........................... 58
Universitas Sumatera Utara

ABSTRAK
Senyawa porfirin dan turunannya banyak dipelajari sebagai fotosensitizer dalam terapi fotodinamik sebagai salah satu metode pengobatan dan diagnosa kanker ataupun tumor. Porfirin dapat dimodifikasi strukturnya baik pada substituen meso atau pada pusat molekulnya melaui kompleksasi dengan ion logam sehingga mudah dilabel dengan radionuklida. Selain dapat meningkatkan kelarutan, modifikasi struktur molekul porfirin juga dapat diarahkan untuk mendesain senyawa ligan dalam pembuatan kit radiofarmaka untuk diagnosis dan terapi kanker.
Penelitian ini bertujuan untuk mensintesis senyawa porfirin dengan substituen meso yang mengandung gugus yang dapat dilabel sebagai kandidat senyawa ligan yang akan dikembangkan menjadi kit radiofarmaka dalam diagnosis kanker. Sintesis senyawa porfirin menggunakan 3-hidroksi-4karboksimetilenoksibenzaldehid, pirol dan 4-piridinkarboksaldehid dalam asam propanoat dilakukan pada suhu 150oC-160oC selama 4 jam pada lingkungan atmosfer nitrogen. Karakterisasi senyawa porfirin yang dihasilkan berdasarkan titik leleh, spektrum sinar tampak, spektrum infra merah, dan spektrum 1H RMI.
5,10,15,20-tetrakis(piridil)porfirin (H2TPyP) dan 5,10-bis(piridil)-15,20bis[(3-hidroksi-4-karboksimetilenoksi)fenil]porfirin (H2BPyCP). H2TPyP berupa serbuk ungu yang meleleh pada suhu di atas 300oC. Panjang gelombang absorpsi maksimum (λmax/nm) pada spektrum sinar tampak adalah 416, 512, 545, 587, dan 642. Spektrum infra merah (cm-1) menunjukkan adanya pita =NH pada 3367,1 dan C=C pada 1457,9. Pergeseran kimia ( /ppm) H2TPyP dengan 1H RMI (500 MHz, CDCl3, TMS) adalah –2,93 (s, 2H, inner N-H), 7,12 (s, 8H, pirol -H), 8,16-8,17 (d, 8H, piridin 2-H dan 4-H), 9,07-9,08 (d, 8H, piridin 1-H dan 5-H). H2TPyP dapat disintesis dengan rendemen sebesar 10,4% (51 mg). H2BPyCP berupa serbuk hijau kecoklatan yang meleleh pada suhu 192oC-195oC. Panjang gelombang absorpsi maksimum (λmax/nm) pada spektrum sinar tampak adalah 415, 511, 546, 588, dan 644. Spektrum infra merah (cm-1) menunjukkan adanya gugus OH dari COOH pada 3428,8, C=O pada 1558,2 dan CO pada 1415,49. Pergeeseran kimia ( /ppm) 1H-RMI (500 Hz, D2O/DMSO, TMS) menunjukkan sinyal geseran kimia proton pada –3,09 (s, 2H, inner N-H), 4,62 (s, 4H, CH2 pada benzen karboksilat), 7,02-7,03 (d, 2H, benzen karboksilat 1’-H), 7,33 (s, 2H, benzen karboksilat 4’-H), 7,45-7,46 (d, 2H, benzen karboksilat 2’-H), 7,727,73 (d, 4H, piridin 2-H dan 4-H), 8,45 (s, 4H, pirol -H), 8,59-8,61 (d, 4H, piridin 1-H dan 5-H), 9,69 (s, 4H, pirol -H). Senyawa H2BPyCP dapat disintesis dengan rendemen sebesar 33,42% (213 mg).
Kata kunci: porfirin, piridin, sintesis, karakterisasi, fotosensitizer
Universitas Sumatera Utara

ABSTRACT
Porphyrin and its derivatives are widely investigated as photosensitizers for photodynamic therapy in diagnoses and treatment of cancer or tumor. Structure of the porphyrin can be modified either at the meso position or in the center of the molecule with metal ions thus it is easily labeled with small radionuclides. Beside to improve its solubility, modification of the molecular structure of porphyrin can also be used to design ligand for radiopharmaceutical kit for the diagnosis and therapy of cancer.
The purposes of this research was to synthesize porphyrin with mesosubstituent which bearing function group for labelling with radionuclide as ligand candidate to be developed as a radiopharmaceutical kits for cancer diagnosis. Synthesis of porphyrin was performed using 4caboxymethylenoxybenzaldehyde, pyrrole and 4-pyridinecarboxaldehyde in propionic acid and was conducted at temperature of 150oC-160oC for 4 hours in nitrogen atmosphere. Reaction produced 5,10,15,20-tetrakis(pyridyl)porphyrin (H2TPyP) and 5,10-bis(pyridyl)-15,20-bis[(3-hydroxy-4carboxymetilenoxy)phenyl]porphyrin (H2BPyCP). Caracterizations of synthesized porphyrins were based on melting point, visible absorption spectrum, infra-red spectrum and the 1H-NMR spectrum.
H2TPyP is purple solid (51 mg, 10.35% yield) with melting point of above 300oC. It has maximum absorption at wavelengths (λmax/nm) of 416, 512, 545, 587, and 642. Infra-red spectrum (cm-1) showed a band of =NH at 3367.1 and C=C at 1457.92. Chemical shifts ( /ppm) of H2TPyP (1H-NMR, 500 MHz, CDCl3, TMS) were –2.93 (s, 2H, inner N-H), 7.12 (s, 8H, pyrrol -H), 8.16-8.17 (d, 8H, pyridine 2-H dan 4-H), 9.07-9.08 (d, 8H, pyridine 1-H and 5-H). H2BPyCP was brownish green solid (213 mg, 33.42% yield) with melting point of 192oC-195oC. Maximum absorption wavelengths (λmax/nm) of H2BPyCP were 415, 511, 546, 588, and 644. Infra-red spectrum (cm-1) showed a band of OH group of –COOH at 3428.81, C=O at 1558.2 and CO at 1415.49. Chemical shifts ( /ppm) of H2BPyCP (1H-NMR, 500 Hz, D2O/DMSO, TMS) were –3.09 (s, 2H, inner N-H), 4.62 (s, 4H, CH2 of benzene), 7.02-7.03 (d, 2H, benzene 1’-H), 7.33 (s, 2H, benzene 4’-H), 7.45-7.46 (d, 2H, benzene 2’-H), 7.72-7.73 (d, 4H, pyridine 2-H dan 4-H), 8.45 (s, 4H, pyrrol -H), 8.59-8.61 (d, 4H, pyridine 1-H and 5-H), 9.69 (s, 4H, pyrrol -H).
Key word: porphyirin, pyridine, synthesis, caracterization, photosensitizer
Universitas Sumatera Utara

BAB I PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang
Penyakit kanker menjadi penyebab kematian sekitar 7 juta penduduk dunia pada tahun 2008 dengan jumlah kasus baru pada tahun yang sama sekitar 12 juta (Boyle dan Levin, 2008).
Selama ini penanganan/pengobatan penyakit kanker dilakukan dengan penyinaran, kemoterapi, atau kombinasi keduanya, dan pengangkatan jaringan kanker. Pengobatan dengan penyinaran hingga kini masih belum dapat memberikan hasil yang memuaskan, sedangkan kemoterapi sering menimbulkan/menginduksi kanker primer kedua sebagai akibat dari sifat karsinogenik yang umumnya juga dimiliki oleh senyawa yang digunakan. Demikian juga pengangkatan jaringan kanker juga masih sering tidak sempurna (Penn, 1986). Oleh karena itu, usaha untuk menemukan senyawa baru dengan aktivitas antikanker yang aman dalam penggunaannya dan pengembangan teknik penanganan penyakit kanker sangat giat dilakukan oleh industri farmasi dan pusat-pusat riset di seluruh dunia.
Porfirin dan turunannya telah banyak dipelajari sebagai fotosensitizer untuk terapi fotodinamik sebagai salah satu metode pengobatan kanker maupun tumor (Bonnet, 2000; Hargus, 2005). Turunan porfirin ini memiliki toksisitas yang rendah untuk jaringan yang sehat dan kelarutannya juga rendah dalam air (Kralova et al., 2010). Karena keefektifan porfirin untuk PDT, namun kelarutan
Universitas Sumatera Utara

yang rendah maka beberapa penelitian banyak mensintesis turunan porfirin yang dimodifikasi strukturnya, bentuk kationiknya serta memformulasinya dengan suatu pembawa yang dapat meningkatkan kelarutan porfirin dalam air (Kralova et. al. 2010; Schiavon, et al. 2000; Tjahjono, et. al., 1999, 2000).
Dari penelitian sebelumnya telah disintesis senyawa kationik porfirin dengan meso-substituen aromatis bercincin lima, yaitu imidazolium dan pyrazolium (Gambar 1.1).
Gambar 1.1. Struktur kimia senyawa kationik porfirin dengan meso-substituen: (a) pyridinium, (b) imidazolium dan (c) pyrazolium; M = H2, Cu(II), Zn(II), Ni(II), Mn(III) (Tjahjono, et. al., 1999, 2000).
Senyawa ini dapat memodifikasi struktur dan sifat fisik DNA melalui interaksi non-kovalen dan sekaligus mampu memotong DNA secara selektif dan efektif (Tjahjono, et.al., 1999, 2000, 2001, 2006). Disamping itu senyawa kationik porfirin telah diketahui dapat berikatan secara selektif dengan sel kanker dan/atau DNA sel kanker dan mempunyai konstanta ikatan lebih besar dibanding dengan DNA sel normal (Izbicka, et.al., 1999; Hurley, et.al., 2000).
Senyawa porfirin dapat dimodifikasi struktur kimianya, baik pada mesosubstituennya, atau pada pusat molekulnya dengan ion logam. Oleh karena itu senyawa ini dengan mudah dilabel dengan radionuklida, baik pemancar maupun pemancar , sehingga senyawa turunan kationik porfirin dapat
Universitas Sumatera Utara

digunakan sebagai ligan untuk pembuatan kit radiofarmaka untuk diagnosis dan terapi kanker. Namun demikian, karena radionuklida baik pemancar maupun pemancar , seperti 99mTc dan 188Re memiliki radius atom yang cukup besar maka koordinasi radionuklida tersebut dengan keempat inner nitrogen sangat sulit dilakukan dan membutuhkan waktu yang lama (Tjahjono, dkk., 2006). Oleh karena itu salah satu alternatif untuk melabel senyawa kationik porfirin adalah dengan menambahkan atom pendonor pada substituen meso yang dapat membentuk ikatan koordinasi dengan radionuklida tersebut, seperti struktur yang sedang dikembangkan saat ini (Gambar I.2)
R

R=

NH N

N R1

R1 R1 =

N HN

R2 OH

R R2 = -OCH2COOH

Gambar 1.2. Modifikasi struktur senyawa kationik porfirin dengan meso-substituen piridinium dan karboksilat

Berdasarkan pemaparan di atas, maka perlu dilakukan penelitian untuk mendesain dan mensintesis senyawa porfirin dengan substituen meso yang berbeda yang dapat dilabel dengan radionuklida pemancar  sebagai calon ligan dalam formulasi kit radiofarmaka untuk diagnosis kanker.

Universitas Sumatera Utara

1.2 Kerangka Pikir Penelitian Variabel bebas Parameter

Variabel terikat

Senyawa benzaldehid karboksilat
Senyawa piridylaldehid

Senyawa porfirin

KLT:  Harga Rf
Kromatografi Kolom Rekristalisasi:  Titik lebur
Elusidasi struktur:  Spektrofotometri
UV-Vis
 Spektrofotometri IR
 RMI

1.3 Perumusan Masalah
Berdasarkan uraian pada latar belakang yang dijabarkan di atas, maka rumusan masalah penelitian adalah apakah senyawa porfirin dengan substituen meso yang memiliki gugus yang dapat dilabel dengan radionuklida dapat disintesis untuk menjadi calon senyawa ligan yang akan dikembangkan menjadi kit radiofarmaka untuk diagnosis kanker?

Universitas Sumatera Utara

1.4 Hipotesis Penelitian Berdasarkan rumusan masalah penelitian di atas, maka hipotesis
penelitian adalah senyawa porfirin dengan substituen meso yang memiliki gugus yang dapat dilabel dengan radionuklida dapat disintesis untuk menjadi calon senyawa ligan yang akan dikembangkan menjadi kit radiofarmaka untuk diagnosis kanker.
1.5 Tujuan Penelitian Tujuan penelitian ini adalah untuk mensintesis senyawa porfirin dengan
substituen meso yang yang memiliki gugus yang dapat dilabel dengan radionuklida sebagai calon senyawa ligan yang akan dikembangkan menjadi kit radiofarmaka untuk diagnosis kanker.
1.6 Manfaat Penelitian Penelitian ini diharapkan akan memberikan kontribusi yang sangat berarti
bagi pengembangan ilmu pengetahuan dan teknologi khususnya di bidang farmasi dan kedokteran, dan dalam jangka panjang diharapkan akan membantu masyarakat dalam memperoleh kemudahan dan terjangkaunya biaya diagnosis dan terapi kanker.
Universitas Sumatera Utara

BAB II TINJAUAN PUSTAKA
2.1 Porfirin Porfirin merupakan suatu senyawa organik yang banyak terdapat di alam.
Paling dikenal sebagai pigmen dalam sel darah merah. Porfirin merupakan senyawa aromatik heterosiklik makrosiklik yang tersusun oleh empat cincin pirol dan dihubungkan oleh empat jembatan metin interpirol. Struktur cincin tetrapirol pada porfirin ditunjukkan oleh Gambar 2.1. Adanya jembatan metin akan menghasilkan senyawa makrosiklik porfirin dengan ikatan rangkap yang terkonjugasi (Ongayi, 2005).
Gambar 2.1 Cincin tetrapirol porfirin. Porfirin memiliki karakteristik berupa kristal berwarna ungu tua yang dalam kloroform akan memberikan larutan berwarna ungu kemerahan dan menunjukkan fluoresensi merah yang kuat pada radiasi daerah ultraviolet. Porfirin merupakan senyawa berbentuk planar, larut sempurna dalam pelarut organik dan tidak larut dalam air (karena sifat hidrofobiknya). Spektrum sinar
Universitas Sumatera Utara

tampak porfirin sangat khas. Pada sekitar 400 nm terdapat puncak yang kuat ( ~ 200000) disebut puncak Soret atau B, sedangkan di daerah 500-600 nm biasanya terdapat 4 pita yang berbeda, yang disebut puncak Q seperti yang terdapat pada gambar 2.2 (Bonnett, 2000).
Gambar 2.2. Spektrum Sinar Tampak Senyawa Porfirin Variasi yang terjadi pada gugus samping dari cincin porfirin, pembentukan kompleks dengan logam, dan perubahan pH akan mengakibatkan sedikit pergeseran pada intensitas dan panjang gelombang absorpsi, yang umumnya hanya mempengaruhi puncak Q, sedangkan apabila cincin porfirin rusak, akan mengakibatkan hilangnya puncak Soret. Setiap sistem tetrapirol bersifat unik sehingga akan memiliki warna yang berbeda-beda (Jiao, 2007).
2.1.1 Sintesis Porfirin Sintesis kimia senyawa porfirin merupakan subjek yang berkembang
dengan baik. Metode dasar untuk sintesis porfirin pertama kali dikembangkan oleh Hans Fischer. Sampai dengan saat ini, beberapa metode telah dikembangkan untuk mensintesis porfirin dari berbagai senyawa, seperti tetramerisasi monopirol dengan katalis asam (metode Lindsey dan Adler), kondensasi dari dua
Universitas Sumatera Utara

dipirometan (metode Fischer dan metode MacDonald), dan siklisasi dari rantai tetrapirol yang terbuka. Substituen divariasikan untuk memberikan jangkauan dari kemampuan ikatan hidrogen untuk mengubah kelarutan, polaritas, dan interaksi dengan sisi reseptor (Bonnett, 2000; Gottumukkala, 2006).
2.1.2 Aksi Fotodinamik Aksi fotodinamik merupakan ungkapan dari efek fotodinamik, yakni
perusakan jaringan hidup oleh radiasi sinar tampak dengan keberadaan fotosensitizer dan oksigen. Porfirin memiliki tiga keuntungan secara umum sebagai zat fotodinamik yaitu: absorbsi yang kuat di daerah sinar tampak, sehingga bahan yang dibutuhkan hanya sedikit; stabilitas terhadap cahaya; dan secara umum toksisitasnya rendah dalam kondisi gelap (Bonnett, 2000).
Terapi fotodinamik merupakan teknik terapi yang mengkombinasikan akumulasi fotosensitizer pada sel target dengan penyinaran, oleh karena itu teknik terapi ini selektif. Radiasi yang diberikan akan menembus jaringan tubuh, menyebabkan fotosensitizer tereksitasi yang kemudian akan bereaksi dengan molekul oksigen dan substrat dan menghasilkan spesi yang sangat sitotoksik, seperti oksigen singlet, anion superoksida, dan radikal hidroksi, yang akan menyebabkan kerusakan sel tumor (Pandey dan Zheng, 2000).
Kation porfirin juga dapat bertindak sebagai penghambat telomerase manusia, suatu reseptor untuk peptida dan pembelah DNA. Sejauh ini mesotetrakis(N-metil-piridinium-4-yl)porfirin (H2TMPyP) dan derivatnya dikenal sebagai kation porfirin dengan substituen siklik bercincin 6 pada posisi meso. Tiga mode interaksi yang dapat terjadi antara kation porfirin dengan DNA adalah
Universitas Sumatera Utara

interkalasi dan dua mode ikatan pada sisi luar DNA. Mode ikatan luar yang pertama adalah ikatan sisi luar dengan penempatan porfirin pada celah minor melalui interaksi elektronik dengan gugus fosfat, dan mode ikatan luar kedua dari interaksi di sisi luar adalah porfirin teragregasi disepanjang untai DNA. Pada umumnya ikatan porfirin terhadap DNA distabilkan oleh interaksi elektronik antara substituen meso yang bermuatan positif pada perifer porfirin dan muatan negatif atom oksigen-fosfat dari DNA (Tjahjono et al., 2000).
Kation porfirin terutama TMPyP4 merupakan penghambat telomerase pada konsentrasi mikromolar rendah. Lebih jauh lagi porfirin ini relatif non toksik terhadap sel (baik tumor dan normal) pada level yang dapat menghambat telomerase. Telemorase sudah menunjukkan peranan langsung dalam mitosis, suatu blok fisik dalam pemisahan kromosom anafase yang disebabkan oleh mutasi dari model telomerase. Suatu implikasi dari hal ini adalah bahwa porfirin (sebagai agen interaktif telomere) dapat menangkap sel-sel dalam mitosis (Izbicka, et al.,1999).
2.2 Modifikasi Molekul
Modifikasi molekul merupakan metode yang digunakan untuk mendapatkan obat baru dengan aktivitas yang dikehendaki, antara lain yaitu meningkatkan aktivitas obat, menurunkan efek samping atau toksisitas, meningkatkan selektivitas obat, memperpanjang masa kerja obat, meningkatkan kenyamanan penggunaan obat dan meningkatkan aspek ekonomis obat (Siswandono dan Soekardjo, 2000).
Universitas Sumatera Utara

Menurut Siswandono dan Soekardjo (2000), dasar modifikasi molekul adalah mengembangkan struktur senyawa induk yang telah diketahui aktivitas biologisnya, kemudian disintesis dan diuji aktivitas homolog atau analognya. Modifikasi molekul mempunyai beberapa keuntungan sebagai berikut: a. Kemungkinan besar senyawa homolog atau analog mempunyai sifat
farmakologi serupa dengan senyawa induk, dibanding dengan senyawa yang didapatkan dengan cara seleksi atau sintesis secara acak. b. Kemungkinan lebih besar untuk mendapatkan produk dengan aktivitas farmakologi lebih tinggi.
2.3 Radiofarmasi Menurut Depkes RI (1979), sediaan radiofarmasi adalah sediaan yang
mengandung satu jenis radionuklida atau lebih. Nuklida merupakan jenis atom yang dapat dikenal karena:
a. Banyaknya proton dan netron yang terdapat dalam inti atomnya b. Tingkat energi tinggi. Bahan radioaktif sering dihubungkan dengan pengobatan kanker. Oleh karena itu, hampir 80% digunakan dalam tehnik diagnosa untuk jangkauan penyakit yang luas. Radionuklida digunakan dalam pengobatan yang memiliki batas kehidupan fisik yang berarti bahwa radioaktivitasnya berkurang dengan cepat (Pandey dan Zheng, 2000).
Universitas Sumatera Utara

2.4 Kromatografi Kromatografi merupakan cara pemisahan berdasarkan partisi cuplikan
antara fase yang bergerak, dapat berupa gas atau zat cair, dan fase diam, dapat berupa zat cair atau zat padat (Johnson dan Stevenson, 1991).
Pada hakikatnya kromatografi digunakan untuk pemakaian kualitatif, kuantitatif, dan preparatif. Pertama, pemakaian kromatografi secara kualitatif mengungkapkan ada atau tidak adanya senyawa tertentu dalam cuplikan. Campuran dikromatografi pada berbagai kondisi dan bahkan dengan beberapa cara atau cara gabungan. Jumlah bercak atau puncak menunjukkan jumlah minimum komponen campuran. Dua keuntungan utama kromatografi sebagai metode kualitatif yaitu cuplikan senyawa yang dibutuhkan untuk analisis sangat sedikit dan biasanya waktu analisis pendek. Kedua, kromatografi kuantitatif menunjukkan banyaknya masing-masing komponen campuran, nisbi terhadap komponen lain atau sebagai kuantitatif mutlak jika memakai standar (pembanding baku) dan kalibrasi yang sesuai. Ketiga, kromatografi preparatif dipakai untuk memperoleh komponen campuran dalam jumlah yang memadai dalam keadaan murni sehingga komponen itu dapat dicirikan lebih lengkap atau dipakai pada reaksi berikutnya. KLT preparatif yang dilakukan pada lapisan sampai setebal 1 cm (kromatografi lapis tebal) mempunyai keuntungan sederhana dan murah (Gritter dkk., 1991).
2.4.1 Kromatografi Lapis Tipis Kromatografi lapis tipis (KLT) merupakan salah satu bentuk kromatografi
cair-padat. Penjerap yang paling sering digunakan adalah silika dan alumina.
Universitas Sumatera Utara

Cara ini bergantung pada antaraksi khas linarut dengan permukaan serbuk halus penjerap (Johnson dan Stevenson, 1991). Setiap analit yang terlarut dalam fase gerak bila melewati fase diam akan teradsorpsi dengan afinitas yang berbeda sehingga terjadi pemisahan analit dari campurannya (Braithwaite dan Smith, 1999).
KLT dapat dipakai pada beberapa tingkat kerumitan. KLT dengan kerumitan yang meningkat adalah KLT pada kaca objek atau lapisan tipis, KLT berukuran besar, KLT preparatif, KLT kuantitatif, dan KLTKT (Gritter dkk., 1991).
Menurut Mulja dan Suharman (1995), perilaku senyawa tertentu di dalam sistem kromatografi tertentu dinyatakan dengan harga Rf (faktor retardasi). Faktor retardasi untuk tiap-tiap noda kromatogram dapat didefenisikan sebagai:
2.4.2 Kromatografi Kolom Kromatografi kolom merupakan bentuk kromatografi cair. Cara
mengemas kolom ada dua yaitu cara kering dan cara lumpuran. Fase diam ditempatkan di dalam tabung kaca berbentuk silinder, pada bagian bawah tertutup dengan katup atau keran, dan fase gerak dibiarkan mengalir ke bawah melaluinya karena gaya berat. Campuran yang dipisahkan diletakkan berupa pita pada bagian atas kolom penjerap yang berada dalam tabung kaca, tabung logam, atau bahkan tabung plastik. Mekanisme pemisahannya berdasarkan perbedaan migrasi komponen-komponen akibat perbedaan distribusi pada dua fase yang tidak saling bercampur. Perbedaan distribusi dapat disebabkan oleh proses
Universitas Sumatera Utara

adsorpsi (fase diam berupa zat padat dan fase gerak berupa zat cair) atau partisi (fase diam dan fase gerak berupa zat cair) (Gritter dkk., 1991; Johnson dan Stevenson, 1991).

2.4.3. Kromatografi Pertukaran Ion Kromatografi pertukaran ion dilakukan jika cuplikan mengandung
komponen analisis berupa ion dan larut dalam air. Fase gerak biasanya mengandung ion lawan yang muatannya berlawanan dengan muatan gugus ion permukaan. Ion lawan tersebut berkesetimbangan dengan damar dalam bentuk pasangan ion. Adanya ion linarut yang muatannya sama dengan muatan ion lawan menimbulkan kesetimbangan. Pada proses pertukaran kation, ion lawan ialah Na(+) dan pada pertukaran anion, ion lawannya Cl(-) (Johnson dan Stevenson, 1991).

2.5 Spektrofotometri Ultra Violet dan Tampak

Spektrofotometri ultraviolet dan tampak merupakan teknik analisis

spektroskopik yang memanfaatkan sumber radiasi elektromagnetik ultra violet

dekat (190-380 nm) dan sinar tampak (380-780 nm) dengan menggunakan

instrumen spektrofotometer (Mulja dan Suharman, 1995).

Apabila pada suatu molekul dikenakan radiasi elektromagnetik maka

akan terjadi eksitasi elektron ke tingkat energi yang lebih tinggi yang dikenal sebagai orbital elektron “anti bonding”. Eksitasi elektron (σ σ*) memberikan

energi yang terbesar dan terjadi pada daerah ultra violet jauh yang diberikan oleh

ikatan tunggal. Sedangkan eksitasi elektron (π

π*) diberikan oleh ikatan

Universitas Sumatera Utara

rangkap dua dan tiga juga menjadi pada daerah ultra violet jauh. Pada gugus

karbonil akan terjadi eksitasi elektron (n

σ*) yang terjadi pada daerah ultra

violet jauh. Senyawa-senyawa organik dan semua gugus yang mengabsorbsi

radiasi uv-vis yang disebut sebagai kromofor. Pada senyawa organik dikenal pula

gugus auksokrom, adalah gugus fungsionil yang mempunyai elektron bebas seperti –OH, O-NH2 dan OCH3 yang memberikan transisi (n - σ*). Terikatnya

gugus auksokrom oleh gugus kromofor akan mengakibatkan pergeseran pita

absorpsi menuju ke panjang gelombang yang lebih panjang (pergeseran merah =

batokromik) (Mulja dan Suharman, 1995).

Gambar 2.3 Energi transisi elektronik (http://www.chemicalforums.com). Suatu molekul yang sederhana apabila dikenakan radiasi elektromagnetik
akan mengabsorbsi radiasi elektromagnetik yang energinya sesuai. Interaksi tersebut akan meningkatkan energi potensial elektron pada tingkat keadaan eksitasi. Apabila pada molekul yang sederhana tadi hanya terjadi transisi elektronik pada satu macam gugus, maka akan terjadi satu absopsi yang merupakan garis spektrum (Silverstein, et al., 2005).
Universitas Sumatera Utara

Menurut Satiadarma dkk. (2004), persamaan untuk menghitung serapan/absorbansi (A) yang dikenal dengan hukum Lambert-Beer, yaitu :
A= . l . c Keterangan: A = besarnya serapan
= absortivitas molar (M-1cm-1) l = tebal kuvet (cm) c = konsentrasi larutan (M)
2.6 Spektrofotometri Infra Merah Daerah infra merah terletak antara spektrum radiasi elektromagnetik
cahaya tampak dan spektrum radiasi radio, yakni antara 4000 dan 400 cm-1. Jika radiasi inframerah dilewatkan melalui sampel senyawa organik, maka terdapat sejumlah energi yang diserap dan yang ditransmisikan tanpa diserap. Molekul yang menyerap energi infra merah akan mengalami perubahan energi vibrasi dan perubahan tingkat energi rotasi sehingga menghasilkan suatu frekuensi yang khas (Silverstein, et al., 2005; Skoog, et al., 1998).
Terdapat dua macam getaran molekul, yaitu getaran ulur (stretching) dan getaran tekuk (bending). Getaran ulur adalah suatu gerakan berirama di sepanjang sumbu ikatan sehingga jarak antar atom bertambah atau berkurang. Getaran tekuk dapat terjadi karena perubahan sudut-sudut ikatan antara ikatan-ikatan pada sebuah atom, atau karena gerakan sebuah gugusan atom terhadap sisa molekul tanpa gerakan nisbi atom-atom di dalam gugusan (Silverstein, et al., 2005).
Universitas Sumatera Utara

Bentuk dan struktur molekul juga menjadi penentu terjadinya interaksi radiasi infra merah dengan molekul. Molekul yang simetris dalam arti kata kedua gugus molekul atau atom mempunyai keelektronegatifan yang sama sehingga tidak terjadi perbedaan muatan listrik pada kedua kutub. Dengan demikian medan listrik infra merah tidak berinteraksi dengan molekul dan lebih jauh molekul itu tidak akan mengalami perubahan-perubahan vibrasi karena tidak menyerap radiasi infra merah. Sebaliknya untuk molekul yang tidak simetris akan terjadi perbedaan muatan listrik pada kedua kutubnya. Molekul tersebut tiap-tiap gugus akan mempunyai vibrasi alamiah yang besarnya berbeda-beda. Apabila vibrasi alamiah gugus molekul cocok dengan frekuensi radiasi infra merah maka akan terjadi interaksi medan listrik yang menyebabkan perubahan-perubahan vibrasi yang menandakan terjadinya absorbsi radiasi infra merah oleh gugus molekul. Perubahan energi vibrasi molekul pasti akan diikuti perubahan amplitudo vibrasi molekul yang dikenal sebagai tanggapan radiasi infra merah (sinyal) (Mulja dan Suharman, 1995).
Spektrum serapan radiasi yang terbentuk, khas untuk molekul senyawa organik yang bersangkutan dan dapat digunakan untuk analisis kualitatif, sedangkan serapan pada frekuensi khas tertentu sebanding dengan banyaknya molekul yang menyerap radiasi dan dapat digunakan untuk analisis kuantitatif (Satiadarma dkk., 2004).
Universitas Sumatera Utara

2.7 Spektrometri Resonansi Magnet Inti (RMI) Spektrometri Resonansi Magnet Inti merupakan bentuk lain dari
spektrometri serapan. Dalam RMI senyawa menyerap energi pada daerah frekuensi radio dari spektrum elektromagnetik dibawah pengaruh medan magnet yang kuat. Radiasi pada daerah frekuensi radio digunakan untuk mengeksitasi atom, biasanya atom proton atau karbon-13 (Silverstein et al., 2005; Watson, 1999).
Proton yang akan ditentukan dengan spektrometer RMI berada di dalam lingkungan atom-atom yang lain. Momen magnet inti setiap atom di dalam molekul berbeda-beda besarnya. Karena setiap proton di dalam molekul zat organik beraneka ragam maka setiap proton di dalam molekul zat organik memberikan tetapan perisai (σ) yang berbeda. Pergeseran kimia ( ) adalah posisi frekuensi resonansi sebuah proton tertentu dalam pengaruh medan magnet luar berkekuatan tertentu yang posisinya berbeda terhadap proton standar internal. Pergeseran kimia dinyatakan sebagai ppm (part per million). Jika proton berada dalam lingkungan kerapatan elektron yang tinggi maka akan menunjukkan harga σ yang tinggi, demikian juga akan bergeser pada harga yang tinggi. Sebaliknya
akan rendah pada keadaan lingkungan proton dengan kerapatan elektron rendah (Silverstein et al., 2005)
Pada spektrometer RMI tampak puncak-puncak kasar (satu puncak) karena kemampuan resolusi spektrometer RMI masih rendah. Akan tetapi saat ini sudah dikenal spektrometer proton RMI dengan daya resolusi tinggi yang akan memberikan puncak-puncak halus dan dapat langsung menggambarkan jumlah proton. Puncak-puncak halus hasil resolusi tinggi ini timbul dari keadaan spin-
Universitas Sumatera Utara

spin splitting. Proton-proton yang berdekatan dan mempunyai perbedaan lingkungan elektronik (tidak setara) akan saling mempengaruhi, dan akibatnya akan terjadi pemisahan tiap-tiap sinyal (Skoog, et al., 1998).
Spektrometri 1H-RMI didasarkan pada penyerapan gelombang radio oleh inti-inti tertentu dalam molekul organik menggunakan hidrogen sebagai proton. Begitu juga halnya dengan spektrometri 13C-RMI yang akan memberikan informasi keadaan atom-atom karbon dalam sebuah molekul organik. Walaupun inti-inti 13C yang bertetangga dalam sebuah molekul akan memecahkan sinyal, tetapi pada akhirnya tidak terjadi pola pemisahan 13C satu dengan lainnya pada spektrum 13C. Spektrum 13C tidak akan dapat diintegrasi, hal ini disebabkan adanya proses pengendoran pada proses hilangnya energi yang diserap oleh 13C. Luas di bawah puncak pada spektrum 13C-RMI tidak harus menunjukkan kesetaraan dengan jumlah atom 13C sebagai akibat pengendoran energi pada 13C. Satu hal lagi yang sangat menguntungkan pada 13C-RMI yaitu terjadinya pergeseran kimia yang lebih besar ke arah bawah medan dari puncak TMS, dibandingkan pergeseran kimia pada proton. Geseran kimia ( ) pada proton 0-10 ppm bawah medan puncak TMS, sedangkan pada 13C di dapat variasi harga = 0-200 ppm. Pelebaran rentang akan lebih menyederhanakan spektrum RMI 13C dibanding spektrum RMI proton sebab pada 13C kemungkinan terjadinya tumpang tindih puncak adalah kecil (Mulja dan Suharman, 1995).
Universitas Sumatera Utara

BAB III METODOLOGI PENELITIAN
Penelitian ini adalah penelitian deskriptif (descriptif research), karena penelitian bertujuan menggambarkan sifat dari suatu keadaan yang terdapat pada sintesis serta karakterisasi senyawa porfirin dengan meso-substituen piridinkarboksaldehid dan benzaldehid karboksilat.
3.1 Desain Penelitian Penelitian ini dilakukan melalui beberapa tahapan kerja, yaitu: sintesis,
pemurnian dan karakterisasi senyawa benzaldehid karboksilat; sintesis, pemurnian dan karakterisasi senyawa porfirin.
3.2 Tempat dan Waktu Penelitian Penelitian ini dilaksanakan di Kelompok Keilmuan Farmakokimia
Sekolah Farmasi ITB dan LIPI Serpong. Waktu penelitian adalah mulai November 2010 sampai

Dokumen yang terkait

Dokumen baru