Gambar 6. Tumpang-tindih pose senyawa referensi yang diperoleh dari struktur kristal protein NF-
κB atom karbon berwarna biru dan pose senyawa hasil docking atom karbon berwarna ungu.
Berdasarkan penelitian yang dilakukan oleh Weber et al. 2006, diketahui bahwa kurkumin yang merupakan senyawaan enon dapat menghambat ekspresi dari
protein NF- κB. Dari informasi tersebut, kemudian dilakukan docking terhadap
kurkumin dan turunannya yang terdiri dari demetoksi kurkumin dan bisdemetoksi kurkumin dengan menggunakan protokol yang telah divalidasi sebelumnya. Dari
hasil visualisasi menggunakan PyMol gambar 7, terlihat bahwa struktur kurkumin mengalami penekukan saat di-docking ke dalam protein NF-
κB. Hal tersebut tentunya dapat dijadikan sebagai dasar dalam melakukan desain senyawa baru
analog kurkumin dengan ukuran molekul yang lebih kecil dibandingkan kurkumin. Desain dilakukan dengan tetap mempertahankan sisi aromatis, gugus enon,
substituen bagian aromatis dan menghilangkan bagian metilen aktif dari kurkumin. Bangun dasar senyawa yang akan digunakan merupakan suatu struktur enon yang
terdiri dari dua gugusan karbonil, yakni 2-benzilidensikloheksana-1,3-dion Istyastono, Yuniarti, dan Jumina, 2009. Berdasarkan hal tersebut, dapat didesain
suatu senyawa baru analog kurkumin, yakni 2- 4’-hidroksi-3’-metoksibenzilidena
sikloheksana-1,3-dion.
Gambar 7. Visualisasi interaksi kurkumin dengan protein NF- κB menggunakan
PyMol
Hasil perhitungan menunjukkan bahwa senyawa 2- 4’-hidroksi-3’-
metoksibenzilidena sikloheksana-1,3-dion mempunyai skor PLANT
PLP
sebesar - 60,8375 tabel III dan berinteraksi dengan residu sistein Cys 535 sebagai tempat
ikatan antara senyawa target dengan reseptor pada protein NF- κB gambar 8. Skor
PLANTS
PLP
senyawa 2- 4’-hidroksi-3’-metoksibenzilidena sikloheksana-1,3-dion
lebih besar dibandingkan dengan skor PLANTS
PLP
kurkumin yang telah diketahui mempunyai aktivitas sebagai inhibitor protein NF-
κB Weber et al., 2006. Oleh karena itu, senyawa 2-
4’-hidroksi-3’-metoksibenzilidena sikloheksana-1,3-dion secara in silico diharapkan mempunyai aktivitas sebagai inhibitor protein NF-
κB yang lebih baik dari kurkumin sehingga layak untuk disintesis.
Tabel III. Skor PLANTS
PLP
hasil perhitungan dengan PLANTS Struktur Senyawa
Skor PLANTS
PLP
O
O HO
H
3
CO
2- 4’-hidroksi-3’-metoksibenzilidena sikloheksana-1,3-dion
- 60.8375
H
3
CO HO
O O
OCH
3
OH
Kurkumin
- 21.4551
H
3
CO HO
O O
OH
Demetoksi kurkumin
- 35.4851
HO O
O
OH
Bisdemetoksi kurkumin
- 46.7238
Gambar 8. Visualisasi interaksi senyawa 2- 4’-hidroksi-3’-metoksibenzilidena
sikloheksana-1,3-dion dengan protein NF- κB menggunakan PyMol
B. Sintesis 2-
4’-hidroksi-3’-metoksibenzilidena sikloheksana-1,3-dion
Sintesis senyawa 2- 4’-hidroksi-3’-metoksibenzilidena sikloheksana-1,3-
dion dilakukan dengan mereaksikan starting material berupa sikloheksana-1,3-dion dan 4-hidroksi-3-metoksibenzaldehida dengan katalis kalium hidroksida KOH
menggunakan metode solid phase reaction. Sikloheksana-1,3-dion yang merupakan starting material adalah senyawa yang mempunyai dua gugus keton
dengan enam hidrogen alfa, sedangkan 4-hidroksi-3-metoksibenzaldehida adalah suatu aldehida yang tidak mempunyai hidrogen alfa. Kedua starting material
tersebut dimungkinkan bereaksi melalui reaksi kondensasi aldol silang yang dapat menghasilkan senyawa 2-
4’-hidroksi-3’-metoksibenzilidena sikloheksana-1,3- dion. Reaksi tersebut dapat terjadi karena adanya suatu senyawa karbonil yang
mempunyai hidrogen alfa, yakni sikloheksana-1,3-dion dan suatu senyawa karbonil lainnya
yang tidak
mempunyai hidrogen
alfa, yakni
4-hidroksi-3- metoksibenzaldehida dengan bantuan katalis basa KOH.
Gambar 9. Struktur sikloheksana-1,3- dion yang mempunyai dua gugus
karbonil dan enam hidrogen alfa
Gambar 10. Struktur 4-hidroksi-3- metoksibenzaldehida yang mempunyai
gugus karbonil tanpa hidrogen alfa
Sikloheksana-1,3-dion mempunyai enam buah hidrogen alfa dengan diapit oleh dua atom karbonil yang menyebabkan molekul tersebut bersifat asam. Hal
tersebut memungkinkan dengan adanya suatu basa, maka atom karbon alfa pada
sikloheksana-1,3-dion akan melepaskan atom hidrogennya sehingga terbentuk karbon yang bermuatan negatif atau yang dikenal sebagai karbanion. Dalam
penelitian ini, digunakan katalis berupa kalium hidroksida KOH yang merupakan basa kuat. Penggunaan kalium hidroksida KOH dalam penelitian ini dimaksudkan
agar hidrogen alfa yang bersifat asam pada molekul sikloheksana-1,3-dion dapat terlepas dengan mudah, sehingga dapat terbentuk ion karbanion. Terbentuknya
sikloheksana-1,3-dion yang bermuatan negatif, maka senyawa tersebut bertindak sebagai nukleofil dalam reaksi sintesis ini.
Pada penelitian ini, reaksi diawali dengan proses pembentukan ion enolat dari sikloheksana-1,3-dion. Proses pembentukan ion enolat dari sikloheksana-1,3-
dion diawali dengan menambahkan katalis KOH yang akan mengalami ionisasi menjadi ion kalium K
+
dan hidroksil
-
OH. Ion hidroksil yang terbentuk akan mengambil hidrogen alfa pada sikloheksana-1,3-dion sehingga terbentuk ion
enolat. Ion enolat yang terbentuk kemudian akan mengalami proses stabilisasi dengan mekanisme resonansi.
Gambar 11. Reaksi pembentukan dan stabilisasi ion enolat yang terbentuk
Senyawa 4-hidroksi-3-metoksibenzaldehida merupakan senyawa yang bermuatan parsial positif pada atom C karbonilnya sehingga berperan sebagai
elektrofil pada reaksi sintesis ini. Muatan yang terbentuk pada senyawa 4-hidroksi-
3-metoksibenzaldehida adalah efek yang ditimbulkan akibat pengaruh induksi dan resonansi dari atom oksigen yang bersifat elektronegatif. Adanya atom oksigen
yang bersifat elektronegatif menyebabkan elektron pada atom karbon akan lebih tertarik pada atom oksigen sehingga atom C akan bermuatan parsial positif.
Terbentuknya senyawa yang mempunyai muatan parsial positif memungkinkan ion enolat yang berasal dari sikloheksana-1,3-dion dapat menyerang atom C karbonil
dari senyawa 4-hidroksi-3-metoksibenzaldehida. Sintesis
2- 4’-hidroksi-3’-metoksibenzilidena sikloheksana-1,3-dion
dengan metode solid phase reaction dilakukan dengan menggerus starting material yang digunakan di dalam mortir. Tujuan dari penggerusan tersebut adalah untuk
meratakan persebaran dan memperkecil ukuran partikel dari starting material yang digunakan dalam campuran tersebut. Adanya penggerusan tersebut menyebabkan
ukuran partikel starting material akan semakin kecil dan luas bidang kontak antarpartikel akan semakin besar sehingga kontak antara 4-hidroksi-3-
metoksibenzaldehida dan sikloheksana-1,3-dion semakin meningkat dan reaksi berlangsung secara efisien. Setelah campuran homogen, kemudian ditambahkan
katalis berupa pellet kalium hidroksida ke dalam campuran tersebut. Pada proses penggerusannya, akan terjadi perubahan warna dari campuran yang digerus, dimana
perlahan-lahan campuran tersebut yang semula berwarna putih akan berubah warna menjadi kekuningan. Perubahan warna merupakan pertanda terjadinya reaksi,
dimana terdapat perpanjangan kromofor yang menyebabkan timbulnya warna kuning pada campuran yang digerus. Adanya energi yang diberikan melalui proses
penggerusan mengakibatkan terjadinya reaksi pada campuran tersebut.
2-4-hidroksi-3-metoksibenzilidena sikloheksana-1,3-dion
C O
O
sikloheksana-1,3-dion
H H
Pembentukan ion enolat
:
-
OH -H
2
O
C O
O H
C O
O H
resonansi ion enolat
Pembentukan ion alkoksida:
C O
O HO
H
3
CO C
O H
4-hidroksi-3-metoksibenzaldehida
CH O
O H
3
CO HO
O
ion alkoksida
Pembentukan 2-4-hidroks i-3-metoksibenzilidena sikloheksana-1,3-dion melalui dehidrasi aldol:
CH O
O H
3
CO HO
O CH
O
O H
3
CO HO
OH
CH O
O H
3
CO HO
OH H
H O
H
-
-
OH
CH O
O H
3
CO HO
OH
-
OH
-H
2
O
CH O
O H
3
CO HO
OH
-
-
OH
O
O H
3
CO HO
KOH K
+ OH
Gambar 12. Mekanisme reaksi pembentukan 2-4 ’-hidroksi-3’-
metoksibenzilidena sikloheksana-1,3-dion
HO H
3
CO O
O
= auksokrom = kromof or
Gambar 13. Kromofor dan auksokrom dari senyawa 2-4 ’-hidroksi-3’-
metoksibenzilidena sikloheksana-1,3-dion
Proses penggerusan yang berlangsung kurang lebih selama 10 menit akan menghasilkan padatan yang berwarna kuning jingga. Untuk memperoleh senyawa
hasil sintesis dalam bentuk serbuknya, maka akan dilakukan proses kristalisasi pada padatan yang terbentuk dengan menambahkan HCl 2N sebanyak 10 mL. Proses
kristalisasi dilakukan dengan cara mengasamkan padatan yang terbentuk karena senyawa hasil sintesis berada dalam bentuk garam akibat keberadaan ion hidroksil
dari KOH yang akan mengambil atom H dari gugus fenolik senyawa hasil sintesis gambar 14. Dalam suasana asam, akan terjadi pendesakan oleh ion H
+
dari asam yang ditambahkan terhadap garam yang terbentuk dalam hal ini adalah kalium-4-
2,6-dioksosikloheksilidenametil-2-metoksifenolat, sehingga struktur senyawa hasil sintesis akan kembali ke dalam bentuk molekulnya. Adanya penambahan
asam tersebut menyebabkan garam senyawa target yang sebelumnya larut dalam air akan dapat dipisahkan dengan starting material-nya. Endapan yang berupa
serbuk kemudian disaring dengan kertas saring menggunakan bantuan pompa vakum. Endapan yang tertinggal pada kertas saring kemudian dicuci dengan
aquades untuk menghilangkan sisa asam dari HCl yang ditambahkan ke dalamnya dari starting material. Setelah dicuci hingga diperoleh serbuk yang sifatnya netral,
serbuk tersebut kemudian dikeringkan dalam desikator selama dua hari. Pengeringan selama dua hari dimaksudkan agar pengeringan berlangsung dengan
optimal dan diperoleh serbuk kering senyawa hasil sintesis.
