Sintesis 2-(4`-hidroksibenzilidena)-sikloheksana-1,3-dion dari sikloheksana-1,3-dion dan 4-hidroksibenzaldehida dengan katalis asam klorida - USD Repository

SINTESIS 2- (4ꞌ-HIDROKSIBENZILIDENA)-SIKLOHEKSANA-1,3-DION

  

DARI SIKLOHEKSANA-1,3-DION DAN 4-HIDROKSIBENZALDEHIDA

DENGAN KATALIS ASAM KLORIDA

SKRIPSI

  Diajukan untuk Memenuhi Salah Satu Syarat Memperoleh Gelar Sarjana Farmasi (S.Farm.)

  Program Studi Farmasi Oleh:

  Cynthia Listiyani Santoso NIM : 088114045

  

FAKULTAS FARMASI

UNIVERSITAS SANATA DHARMA

YOGYAKARTA

2012

HALAMAN PERSEMBAHAN

  Special thanks kepada Tuhan Yesus, atas kesempatan, pengalaman, pembelajaran, manfaat positif yang boleh saya terima selama menjalani skripsi. Special thanks untuk papa, mama tercinta, yang selalu mendukung, mendoakan.

  Special thanks untuk adikku yang aku sayang. Special thanks untuk opa, omaku tersayang, yang selalu mendukung, mendoakan.

  Dan untuk diriku sendiri atas semua perjuanganku dan kerja kerasku.

  

Selalu teringat pesan opa : Jangan pernah takut

melakukan sesuatu sebelum kita mencobanya.

  Percayalah selalu bahwa rencana-Nya selalu indah pada waktunya.

  

PRAKATA

  Puji syukur kepada Tuhan YME atas berkat dan rahmat-Nya serta kasih- Nya yang memberikan kekuatan, semangat bagi penulis sehingga penulis dapat menyelesaikan skripsi yang berjudul “Sintesis 2-(4ꞌ-hidroksibenzilidena)- sikloheksana-1,3-dion dari Sikloheksana-1,3-dion dan 4-hidroksibenzaldehida dengan Katalis dengan baik. Skripsi ini disusun untuk memenuhi

  Asam Klorida” salah satu syarat dalam memperoleh gelar Sarjana Strata Satu (S1) Program Studi Farmasi (S.Farm.) di Fakultas Farmasi Universitas Sanata Dharma Yogyakarta.

  Dengan tersusunnya skripsi ini, penulis ingin mengucapkan terima kasih kepada:

  1. Ipang Djunarko, M.Sc., Apt., selaku Dekan Fakultas Farmasi, Universitas Sanata Dharma Yogyakarta.

  2. C.M. Ratna Rini Nastiti, M.Pharm., Apt., selaku Ketua Program Studi Fakultas Farmasi.

  3. Jeffry Julianus, M.Si., selaku dosen pembimbing yang telah memberikan bimbingan, pengarahan, dan ilmu kepada penulis sekaligus sebagai dosen penguji atas segala masukan (pendapat), kritik dan sarannya.

  4. Dra. M. M. Yetty Tjandrawati, M. Si. selaku dosen penguji atas segala masukan, kritik dan sarannya.

  5. Dr. Pudjono, SU., Apt. selaku dosen penguji atas segala pengarahan, masukan, bimbingan, kritik dan sarannya.

  6. Rini Dwi Astuti, M. Sc., Apt., selaku kepala laboratorium Fakultas Farmasi, atas ijin yang diberikan kepada penulis untuk melakukan penelitian di laboratorium Fakultas Farmasi.

  7. Staf Laboratorium Kimia Organik (Suparlan), Kimia Analisis (Kunto), Kimia Analisis Instrumental (Bimo) dan Farmakognosi-Fitokimia (Wagiran) Fakultas Farmasi Universitas Sanata Dharma yang telah menemani dan membantu penulis selama melakukan penelitian.

  8. Christian Halim yang selalu bersedia menemani penulis dalam suka maupun duka, menemani dan membantu penulis selama melakukan penelitian, tanpa lelah selalu memberikan dukungan dan semangat kepada penulis, masukan (pendapat), kritik, saran yang membangun kepada penulis dalam menghadapi setiap persoalan yang dialami penulis dan dalam bertindak menyikapi beberapa hal.

  9. Laurensius Widi Andikha Putra, Margareth Henrika Silow, Elya Findawati yang menemani selama praktikum, atas diskusi dan masukannya.

  10. Semua pihak yang tidak dapat disebutkan satu per satu oleh penulis.

  Penulis menyadari bahwa banyak kesalahan dan kekurangan dalam penulisan skripsi ini, mengingat keterbatasan kemampuan dan ilmu pengetahuan penulis. Untuk itu penulis mengharapkan saran dan kritik yang membangun dari semua pihak agar penulisan skripsi ini menjadi lebih baik lagi. Akhir kata, semoga skripsi ini dapat berguna bagi pembaca.

  Penulis Cynthia Listiyani Santoso

  

DAFTAR ISI

  Halaman HALAMAN JUDUL ....................................................................................... i HALAMAN PERSETUJUAN PEMBIMBING .............................................. ii HALAMAN PENGESAHAN ......................................................................... iii HALAMAN PERSEMBAHAN ...................................................................... iv LEMBAR PERNYATAAN PERSETUJUAN PUBLIKASI KARYA

  ILMIAH UNTUK KEPENTINGAN AKADEMIS ......................................... v PRAKATA ...................................................................................................... vi PERNYATAAN KEASLIAN KARYA .......................................................... viii DAFTAR ISI ................................................................................................... ix DAFTAR TABEL ........................................................................................... xii DAFTAR GAMBAR ...................................................................................... xiii DAFTAR LAMPIRAN ................................................................................... xvi

  INTISARI ........................................................................................................ xvii

  

ABSTRACT ...................................................................................................... xviii

  BAB I. PENGANTAR ................................................................................. 1 A. LATAR BELAKANG ................................................................ 1

  1. Permasalahan ......................................................................... 6

  2. Keaslian Penelitian ................................................................ 6

  3. Manfaat Penelitian ................................................................. 7

  B. TUJUAN PENELITIAN ............................................................ 7

  BAB II. PENELAHAAN PUSTAKA .......................................................... 8 A. Senyawa Kurkumin sebagai Senyawa Penuntun ....................... 8 B. Sintesis 2- (4ꞌ-hidroksibenzilidena)-sikloheksana-1,3-dion ........ 10

  C. Analisis Pendahuluan ................................................................. 12

  1. Pemeriksaan Organoleptis ..................................................... 12

  2. Pemeriksaan Kelarutan .......................................................... 13

  D. Pemurnian dan Pemeriksaan Kemurnian Senyawa Hasil Sintesis ....................................................................................... 14

  1. Rekristalisasi .......................................................................... 14

  2. Pemeriksaan Titik Lebur ........................................................ 15

  3. Kromatografi Lapis Tipis (KLT) ........................................... 16

  4. Gas Chromatography (GC) ................................................... 17

  E. Elusidasi Struktur ....................................................................... 18

  1. Spektrofotometri Inframerah (IR) .......................................... 18

  2. Spektrometri Massa ............................................................... 19

  F. Landasan Teori ........................................................................... 21

  G. Hipotesis ..................................................................................... 22

  BAB III. METODE PENELITIAN ................................................................ 23 A. Jenis dan Rancangan Penelitian .................................................. 23 B. Definisi Operasional ................................................................... 23 C. Bahan Penelitian ......................................................................... 24 D. Alat Penelitian ............................................................................ 24 E. Prosedur Penelitian ..................................................................... 24

  1. Sintesis 2- (4ꞌ-hidroksibenzilidena)-sikloheksana-

  1,3-dion .................................................................................. 24

  2. Analisis Senyawa Hasil Sintesis ............................................ 25

  Elusidasi Struktur Senyawa Hasil Sintesis

  27 3. ..................................

  F. Analisis Hasil .............................................................................. 28

  1. Perhitungan Rendemen .......................................................... 28

  2. Analisis Pendahuluan ............................................................. 28

  3. Pemeriksaan Kemurnian Senyawa Hasil Sintesis .................. 28

  4. Elusidasi Struktur ................................................................... 28

  BAB IV. HASIL DAN PEMBAHASAN ....................................................... 29 BAB V. KESIMPULAN DAN SARAN ....................................................... 54 A. Kesimpulan ................................................................................ 54 B. Saran .......................................................................................... 54 DAFTAR PUSTAKA ...................................................................................... 55 LAMPIRAN .................................................................................................... 59 BIOGRAFI PENULIS ..................................................................................... 74

  

DAFTAR TABEL

  Tabel I. Istilah Kelarutan menurut Farmakope Indonesia IV .................. 14 Tabel II. Data organoleptis senyawa hasil sintesis dan dengan

  starting material ......................................................................... 34

  Tabel III. Data kelarutan senyawa hasil sintesis dan

  starting material ......................................................................... 35

  Tabel IV. Nilai R f hasil kromatogram senyawa hasil sintesis .................... 37 Tabel V. Nilai R f hasil kromatogram senyawa hasil sintesis .................... 38 Tabel VI. Nilai R

  f

  hasil kromatogram senyawa hasil sintesis .................... 39 Tabel VII. Data jarak lebur senyawa hasil sintesis dan starting material ... 40 Tabel VIII. Interpretasi spektra inframerah senyawa hasil sintesis .............. 42 Tabel IX. Perbandingan interpretasi spektra starting material dengan senyawa hasil sintesis .................................................... 44

  

DAFTAR GAMBAR

  Gambar 1. Struktur senyawa 2-benzilidena-sikloheksana-1,3-dion ............. 2 Gambar 2. Struktur senyawa 2-

  (4ꞌ-hidroksibenzilidena)- sikloheksana-1,3-dion ................................................................. 3 Gambar 3. Tidak adanya interaksi dengan Lys-287 pada senyawa

  2-benzilidena-sikloheksana-1,3-dion .......................................... 4 Gambar 4. Adanya interaksi dengan Lys-287 pada senyawa

  2- (4ꞌ-hidroksibenzilidena)-sikloheksana-1,3-dion ...................... 4

  Gambar 5. Tiga gugus farmakofor pada kurkumin ...................................... 8 Gambar 6. Struktur senyawa 2-benzilidena- sikloheksana-1,3-dion ............ 9 Gambar 7. Struktur senyawa 2-

  (4ꞌ-hidroksibenzilidena)- 1,3- sikloheksanadion ........................................................................ 9 Gambar 8. Mekanisme penangkapan radikal bebas ..................................... 10 Gambar 9. Resonansi radikal bebas fenol .................................................... 10 Gambar 10. Struktur senyawa sikloheksana-1,3-dion .................................... 11 Gambar 11. Struktur senyawa 4-hidroksibenzaldehid ................................... 11 Gambar 12. Spektra Massa ............................................................................. 20 Gambar 13. Reaksi umum sintesis 2-

  (4ꞌ-hidroksibenzilidena)- sikloheksana-1,3-dion dengan katalis HCl ................................. 21 Gambar 14. Mekanisme penangkapan radikal bebas ..................................... 30 Gambar 15. Resonansi radikal bebas fenol .................................................... 30 Gambar 16. Mekanisme radikal bebas fenol yang terperangkap ................... 30

  Gambar 17. Gugus keton dan hidrogen alfa (α) pada senyawa sikloheksana-1,3-dion ................................................................ 31

  Gambar 18. Mekanisme reaksi sintesis senyawa 2- (4ꞌ-hidroksibenzilidena)- sikloheksana-1,3-dion ................................................................. 33

  Gambar 19. Kromatogram senyawa hasil sintesis pada fase gerak etil asetat : heksana (2:3) ............................................................ 37 Gambar 20. Kromatogram senyawa hasil sintesis pada fase gerak etil asetat : heksana (3:2) ............................................................ 38 Gambar 21. Kromatogram senyawa hasil sintesis pada fase gerak etil asetat : heksana (1:4) ............................................................ 39 Gambar 22. Spektra Infra merah senyawa hasil sintesis ................................ 41 Gambar 23. Spektra Infra merah senyawa sikloheksana-1,3-dion ............... 43 Gambar 24. Spektra Infra merah senyawa 4-hidroksibenzaldehid ................ 43 Gambar 25. Kromatogram Gas Chromatography senyawa hasil sintesis ..... 45 Gambar 26. Spektra massa senyawa hasil sintesis pada waktu retensi 3,694 menit ................................................................................. 45 Gambar 27. Spektra massa senyawa hasil sintesis pada waktu retensi

  7,397 menit ................................................................................. 45 Gambar 28. Usulan mekanisme fragmentasi ion molekul ............................. 48 Gambar 29. Usulan mekanisme fragmentasi ion molekul ............................. 49 Gambar 30. Spektra massa senyawa hasil sintesis menggunakan

  Katalis kalium hidroksida pada peak nomor 12 dengan waktu retensi 12,258 menit ............................................ 50

  Gambar 31. Struktur senyawa hasil sintesis (senyawa 4-(4 ꞌ- hidroksibenzilidena)-2-(3-oksosikloheks-1-enil)- sikloheksana-1,3-dion) ............................................................... 52

  Gambar 32. Mekanisme reaksi hasil sintesis (senyawa 4-(4 ꞌ- hidroksibenzilidena)-2-(3-oksosikloheks-1-enil)- sikloheksana-1,3-dion) ............................................................... 53

  

DAFTAR LAMPIRAN

  Lampiran 1. Perhitungan senyawa sintesis dan rendemen ........................... 59 Lampiran 2 . Kromatogram KLT senyawa hasil sintesis dan perhitungan R .......................................................................... 61

  f

  Lampiran 3. Perhitungan kepolaran fase gerak KLT dan Log P senyawa hasil sintesis .................................................... 67 Lampiran 4 . Spektra IR senyawa hasil sintesis ............................................ 68 Lampiran 5. Spektra IR senyawa sikloheksana-1,3-dion dan interpretasi gugusnya .............................................................. 69 Lampiran 6. Spektra IR senyawa 4-hidroksibenzaldehid dan interpretasi gugusnya ............................................................. 70 Lampiran 7. Kromatogram GC senyawa hasil sintesis ................................ 71 Lampiran 8. Spektra massa senyawa hasil sintesis ....................................... 72 Lampiran 9. Perhitungan muatan C karbonil pada 4-hidroksibenzaldehida dan sikloheksana-1,3-dion ........................................................ 73

  

INTISARI

  Senyawa 2- (4ꞌ-hidroksibenzilidena)-sikloheksana-1,3-dion diharapkan dapat disintesis dari starting material sikloheksana-1,3-dion 0,336 gram (3 mmol) dan 4-hidroksibenzaldehida 0,366 gram (3 mmol) dengan katalis asam klorida berdasarkan reaksi kondensasi aldol silang. Analisis yang dilakukan terhadap senyawa hasil sintesis meliputi: pemeriksaan organoleptis, pemeriksaan kelarutan, pemeriksaaan titik lebur, uji Kromatografi Lapis Tipis (KLT), uji Gas

  

Chromatography (GC) , elusidasi struktur dengan spektrofotometri inframerah

(IR), spektrometri massa, dan perhitungan rendemen.

  Senyawa hasil sintesis berupa serbuk kristal, berwarna kuning muda, tidak berbau, larut dalam kloroform, agak larut dalam etanol, etil asetat, heksana, dan tidak larut dalam aquadest dan eter, memiliki jarak lebur 299,3-299,6 C dan rendemen 24,5%. Hasil uji KLT dengan fase diam silika gel GF 254 dan fase gerak etil asetat : heksana (1:4) diperoleh bercak tunggal dengan R f 0,24. Kromatogram

  

GC menunjukkan senyawa memiliki kemurnian 97,9%. Hasil spektra IR dan MS

  menunjukkan senyawa hasil sintesis adalah 4-(4 ꞌ-hidroksibenzilidena)-2-(3- oksosikloheks-1-enil)-sikloheksana-1,3-dion.

  Kata Kunci : sikloheksana-1,3-dion, 4-hidroksibenzaldehida, inhibitor angiogenesis, reaksi kondensasi aldol silang

  

ABSTRACT

  The compound 2- (4ꞌ-hydroxybenzylidene)-cyclohexane-1,3-dione is hopely could be synthesized from the starting material cyclohexane-1,3-dione

  0.336 g (3 mmol) and 4-hydroxybenzaldehyde 0.366 g (3 mmol) with hydrochloric acid catalyst based on cross-aldol condensation reaction. The analysis conducted on the compounds synthesized include: examination organoleptis, examination solubility, melting point checks, Thin Layer Chromatography tests (TLC), Gas Chromatography test (GC), structure elucidation by infrared spectrophotometry (IR), mass spectrometry, and calculation of yield.

  Compounds synthesized in the form of crystalline powder, pale yellow, odorless, soluble in chloroform, slightly soluble in ethanol, ethyl acetate, hexane, and insoluble in distilled water and ether, has a melting point range from 299.3 to 299.6 C and the yield obtained 24.516%. Test results of TLC with silica gel GF 254 stationary phase and mobile phase ethyl acetate: hexane (1:4) obtained single spots at R f

  0.24. The GC chromatogram showed the compound has a purity of 97.9%. The results of IR and MS spectra showed compounds synthesized is 4-(4

  ꞌ- hydroxybenzylidene)-2-(3-oxocyclohex-1-enyl)-cyclohexane-1,3-dione. Keywords: cyclohexane-1,3-dione, 4-hydroxybenzaldehyde, angiogenesis inhibitor, cross aldol condensation reaction

BAB I PENGANTAR A. Latar Belakang Angiogenesis adalah suatu peristiwa pembentukan pembuluh darah baru

  di dalam jaringan yang sedang tumbuh. Pembentukan pembuluh darah baru yang tidak terkontrol ini akibat adanya penyediaan darah terhadap jaringan yang sedang tumbuh tersebut sehingga dapat menyebabkan tumor. Salah satu faktor yang dapat meningkatkan pertumbuhan pembuluh darah baru adalah Vascular Endothelial

  Growth Factor (VEGF).

  Pembentukan pembuluh darah baru ini dapat diinhibisi dengan senyawa kurkumin. Namun, dari penelitian yang telah ada sebelumnya menunjukkan bahwa modifikasi struktur kurkumin menjadi analog kurkumin menghasilkan efek farmakologis yang lebih baik dibandingkan dengan kurkumin. Oleh karena itu, senyawa analog kurkumin lebih banyak digunakan sebagai inhibitor angiogenesis (Mosley, Dennis, James, 2007).

  Senyawa analog kurkumin yang memiliki aktivitas sebagai inhibitor

  

angiogenesis yaitu senyawa 2-benzilidena-sikloheksana-1,3-dion telah berhasil

  disintesis dan diketahui memiliki aktivitas sebagai inhibitor angiogenesis (Istyastono, 2006).

  Senyawa analog kurkumin lain yang dapat dikembangkan yang juga memiliki aktivitas sebagai inhibitor angiogenesis yaitu senyawa 2- (4ꞌ- hidroksibenzilidena)-sikloheksana-1,3-dion. Senyawa ini merupakan modifikasi

  2

  struktur dari analog kurkumin yaitu 2-benzilidena-sikloheksana-1,3-dion dengan penambahan gugus hidroksi pada cincin benzennya. Gugus hidroksi memiliki aktivitas menghambat pertumbuhan sel kanker (Husniati, 2008). Pertumbuhan sel kanker disebabkan adanya mutasi pada gen-gen (Putsztai, Lewis, Yap, 1996).

  Mutasi pada gen-gen diakibatkan oleh adanya radikal bebas di dalam tubuh sehingga proliferasi sel menjadi tidak normal (berlebihan). Modifikasi dengan penambahan gugus hidroksi pada senyawa 2-

  (4ꞌ-hidroksibenzilidena)- sikloheksana-1,3-dion diharapkan dapat menghambat pertumbuhan sel kanker dengan cara menangkap radikal bebas di dalam tubuh, sebab jika radikal bebas dapat ditangkap oleh gugus hidroksi dari senyawa 2-

  (4ꞌ-hidroksibenzilidena)- sikloheksana-1,3-dion, proses mutasi pada gen-gen dapat dihentikan sehingga proliferasi sel yang tidak normal (berlebihan) tidak terjadi, maka pertumbuhan sel kanker dapat dihambat.

  Mekanisme penangkapan radikal bebas oleh gugus hidroksi dari senyawa 2-(

  4ꞌ-hidroksibenzilidena)-sikloheksana-1,3-dion yaitu menangkap radikal bebas hidroksi dengan cara melepaskan radikal hidrogen, dimana akan terjadi kondensasi antara radikal hidrogen dengan radikal hidroksi sehingga membentuk molekul air, sedangkan radikal fenol sendiri akan terstabilkan oleh resonansi pada cincin benzennya (Hart, 1987). _O

  

O

Gambar 1. Struktur senyawa 2-benzilidena-sikloheksana-1,3-dion

  3 O HO _O

  Gambar 2. Struktur senyawa 2- (4ꞌ-hidroksibenzilidena)- sikloheksana-1,3-dion

  Untuk dapat menghambat pertumbuhan sel kanker, senyawa obat harus memiliki interaksi penting dengan asam amino pada Vascular Endothelial Growth

  

Factor Receptor -2 (VEGFR2). Interaksi penting tersebut adalah interaksi dengan

  asam amino Lys-287 2002). Selain itu, juga perlu dilihat harga ΔG, dimana ΔG merupakan energi bebas Gibbs (kkal/mol) yang menunjukkan kestabilan interaksi (ikatan) ligan dengan reseptor pada binding site.

  Semakin besar harga ΔG maka semakin stabil ikatan ligan dengan reseptor. Harga ΔG ligan fisetin (sebagai ligan pembanding) sebesar -10,3504 kkal/mol.

  Senyawa 2-benzilidena-sikloheksana-1,3-dion yang telah diketahui memiliki aktivitas sebagai inhibitor angiogenesis pada VEGFR2 memiliki ΔG sebesar -10,2916 kkal/mol, tetapi tidak memiliki interaksi dengan asam amino

  Lys -287, sedangkan senyawa 2-

  (4ꞌ-hidroksibenzilidena)-sikloheksana-1,3-dion memiliki ΔG sebesar -10,6139 kkal/mol dan memiliki interaksi dengan asam amino Lys-287 pada gugus hidroksi. Hal ini berarti senyawa 2-

  (4ꞌ- hidroksibenzilidena)-sikloheksana-1,3-dion lebih stabil dibandingkan dengan senyawa 2-benzilidena-sikloheksana-1,3-dion dan dengan adanya penambahan gugus hidroksi dapat meningkatkan aktivitasnya sebagai inhibitor angiogenesis yang menyebabkan adanya interaksi dengan asam amino Lys-287 dimana

  4

  interaksi tersebut merupakan interaksi penting pada Vascular Endothelial Growth Factor Receptor -2 (VEGFR2).

  

Gambar 3. Tidak adanya interaksi dengan Lys-287 pada senyawa

2-benzilidena-sikloheksana-1,3-dion

Gambar 4. Adanya interaksi dengan Lys-287 pada senyawa

2-

  (4ꞌ-hidroksibenzilidena)-sikloheksana-1,3-dion

  5

  Senyawa modifikasi merupakan senyawa karbonil α,β-tak jenuh. Senyawa karbonil

  α,β-tak jenuh dapat diperoleh melalui reaksi kondensasi aldol

  silang yang melibatkan adisi nukleofilik suatu enol keton ke suatu aldehid yang melepaskan sebuah molekul air. Berdasarkan analisis tersebut, senyawa 2- (4ꞌ- hidroksibenzilidena)-sikloheksana-1,3-dion dapat disintesis melalui reaksi kondensasi aldol silang dengan mereaksikan sikloheksana-1,3-dion dan 4- hidroksibenzaldehida dengan menggunakan katalis asam klorida, dimana senyawa sikloheksana-1,3-dion yang memiliki hidrogen alfa

  (α) dapat membentuk enol keton yang berfungsi sebagai nukleofilik yang akan menyerang atom C karbonil pada senyawa 4-hidroksibenzaldehida sehingga menghasilkan senyawa 2-

  (4ꞌ- hidroksibenzilidena)-sikloheksana-1,3-dion dan melepaskan molekul air.

  Katalis dalam suatu sintesis diperlukan untuk mempercepat suatu reaksi dengan menurunkan energi aktivasinya. Katalis yang digunakan pada sintesis 2- (4ꞌ-hidroksibenzilidena)-sikloheksana-1,3-dion yaitu katalis asam klorida yang merupakan asam kuat. Katalis ini akan membuat atom oksigen pada gugus karbonil sikloheksana-1,3-dion terprotonasi dan melepaskan hidrogen alfa

  (α) sehingga membentuk enol netral, maka kondensasi aldol silang antara aldehid dengan senyawa yang memiliki hidrogen alfa (α) dapat terjadi.

  Pada penelitian ini tidak digunakan katalis basa kuat seperti NaOH untuk menghindari hidroksi fenolik pada senyawa 4-hidroksibenzaldehida yang bersifat

• asam menjadi O (ion fenoksida). Hidroksi fenolik bersifat lebih asam daripada H

  alfa

  (α) pada senyawa sikloheksana-1,3-dion, sehingga katalis basa kuat (NaOH) akan lebih bereaksi dengan hidroksi fenolik pada senyawa 4-hidroksibenzaldehida

  6

  membentuk ion fenoksida daripada bereaksi dengan H alfa (α) pada senyawa

• sikloheksana-1,3-dion dalam pembentukan ion enolat. Hal ini mengakibatkan O (ion fenoksida) bersifat lebih nukleofil daripada ion enolat. Oleh karena itu, ion fenoksida yang terbentuk akan bereaksi dengan C karbonil sikloheksana-1,3-dion yang bersifat elektrofil. Maka pada penelitian ini digunakan katalis HCl dimana
• H dari HCl ini diharapkan akan memprotonasi atom oksigen pada sikloheksana- 1,3-dion sehingga dapat terbentuk enol yang kemudian akan bereaksi dengan 4- hidroksibenzaldehida membentuk senyawa target 2-

  (4ꞌ-hidroksibenzilidena)- sikloheksana-1,3-dion.

1. Permasalahan

  Apakah senyawa 2- (4ꞌ-hidroksibenzilidena)-sikloheksana-1,3-dion dapat disintesis dari sikloheksana-1,3-dion dan 4-hidroksibenzaldehida dengan katalis asam klorida? 2.

   Keaslian Penelitian

  Penelitian sejenis yang pernah dilakukan yaitu sintesis senyawa berpotensi sebagai inhibitor angiogenesis : 2-benzilidena-sikloheksana-1,3-dion (Istyastono, 2006), sintesis senyawa 2-

  (4ꞌ-klorobenzilidena)-sikloheksanadion dari sikloheksana-1,3-dion dan 4-klorobenzaldehid dengan katalis kalium hidroksida (Christy, 2011), sintesis senyawa 2-

  (4ꞌ-hidroksibenzilidena)-sikloheksana-1,3- dion dari sikloheksana-1,3-dion dan 4-hidroksibenzaldehid dengan katalis kalium hidroksida (Setiawati, 2012).

  7

3. Manfaat Penelitian

  a. Manfaat teoritis yang dapat diperoleh yaitu mendapat informasi mengenai sintesis senyawa 2- (4ꞌ-hidroksibenzilidena)-sikloheksana-1,3-dion dari sikloheksana-1,3-dion dan 4-hidroksibenzaldehida dengan katalis asam klorida.

  b. Manfaat metodologis yang dapat diperoleh yaitu mendapat pengetahuan mengenai cara sintesis senyawa 2- (4ꞌ-hidroksibenzilidena)-sikloheksana-

  1,3-dion dari sikloheksana-1,3-dion dan 4-hidroksibenzaldehida dengan katalis asam klorida dengan reaksi kondensasi aldol silang.

  c. Manfaat praktis yang dapat diperoleh yaitu mendapat informasi mengenai adanya modifikasi dan pengembangan senyawa analog dari kurkumin yang dapat meningkatkan efek farmakologisnya.

B. Tujuan Penelitian

  Penelitian ini bertujuan untuk mensintesis senyawa 2-(4 ꞌ- hidroksibenzilidena)-sikloheksana-1,3-dion dari sikloheksana-1,3-dion dan 4- hidroksibenzaldehida dengan katalis asam klorida.

BAB II PENELAAHAN PUSTAKA A. Senyawa Kurkumin sebagai Senyawa Penuntun Senyawa kurkumin sebagai senyawa penuntun memiliki tiga gugus

  farmakofor yang dibagi menjadi farmakofor A, B dan C. Farmakofor bagian A dan C merupakan gugus aromatik dan farmakofor B adalah ikatan dien-dion. Dua gugus aromatik baik secara simetris maupun tidak simetris menentukan posisi ikatan antara senyawa obat dengan reseptor. Oleh karena itu, modifikasi dilakukan pada farmakofor A, B dan C. Modifikasi pada farmakofor A dan C adalah dengan mensubstitusi cincin aromatis pada farmakofor tersebut dengan gugus lain.

  Beberapa hasil pengujian membuktikan bahwa analog kurkumin dengan modifikasi pada farmakofor A dan C dengan substituen yang berbeda maupun modifikasi pada farmakofor B menjadi monoketon, menunjukkan hasil modifikasi memiliki potensi penghambatan pertumbuhan sel kanker yang lebih baik/poten dari kurkumin itu sendiri (Robinson et al., 2003).

  

Gambar 5. Tiga gugus farmakofor pada kurkumin (Heinrich, Joanne, Simon,

Elizabeth, 2012)

  9

  Robinson et al . (2003) telah membuktikan bahwa perubahan gugus β- diketon pada struktur kurkumin menjadi ikatan

  α,β-tak jenuh monoketon

  membuat senyawa analog kurkumin memiliki aktivitas sebagai penghambat sel kanker yang aktivitasnya lebih baik daripada senyawa kurkumin itu sendiri.

  Analog kurkumin merupakan hasil modifikasi struktur kurkumin pada bagian farmakofor A, B, dan C. Senyawa analog tersebut adalah 2-benzilidena- sikloheksana-1,3-dion yang dimodifikasi dengan penambahan gugus hidroksi pada cincin benzennya menjadi senyawa 2-

  (4ꞌ-hidroksibenzilidena)-sikloheksana- 1,3-dion. _O

  

O

Gambar 6. Struktur senyawa 2-benzilidena-sikloheksana-1,3-dion

_O

  HO _O Gambar 7. Struktur senyawa 2- (4ꞌ-hidroksibenzilidena)- sikloheksana-1,3-dion

  Senyawa α,β-tak jenuh berperan penting memberikan efek sebagai antikanker dan dengan gugus hidroksi pada posisi para di cincin fenil sebagai penangkap radikal bebas yang juga berperan penting untuk antikanker. Dengan adanya 2 gugus tersebut diharapkan senyawa 2-

  (4ꞌ-hidroksibenzilidena)- sikloheksana-1,3-dion mempunyai aktivitas antikanker yang baik.

  10

  Gugus hidroksi memiliki aktivitas menghambat pertumbuhan sel kanker maupun mikroba (Husniati, 2008). Pertumbuhan sel kanker dapat dihambat dengan adanya penangkapan radikal bebas oleh gugus hidroksi. Gugus hidroksi ini dapat menangkap radikal bebas hidroksi dengan cara melepaskan radikal hidrogen, dimana akan terjadi kondensasi antara radikal hidrogen dengan radikal hidroksi sehingga membentuk molekul air. Sedangkan radikal fenol sendiri akan terstabilkan oleh resonansi pada cincin benzennya (Hart, 1987). _{O RO O}

  H ROH

Gambar 8. Mekanisme penangkapan radikal bebas (Fessenden and

Fessenden, 1986)

  O _{O O} ^O

Gambar 9. Resonansi radikal bebas fenol (Fessenden and Fessenden, 1986)

B. Sintesis 2- (4ꞌ-hidroksibenzilidena)-sikloheksana-1,3-dion

  Senyawa 2- dapat

  (4ꞌ-hidroksibenzilidena)-sikloheksana-1,3-dion disintesis dari starting material sikloheksana-1,3-dion dan 4-hidroksibenzaldehida dengan katalis HCl berdasarkan reaksi kondensasi aldol silang. Senyawa sikloheksana-1,3-dion merupakan senyawa karbonil golongan keton yang memiliki hidrogen alfa

  (α). Sedangkan senyawa 4-hidroksibenzaldehida merupakan suatu aldehid aromatis dengan substituen gugus hidroksi. Senyawa karbonil dengan hidrogen alfa

  (α) dapat membentuk enol, maka kondensasi aldol silang antara aldehid dengan senyawa yang memiliki hidrogen alfa (α) dapat

  11

  terjadi. Reaksi kondensasi aldol silang melibatkan adisi nukleofilik suatu enol keton ke suatu aldehid sehingga produk yang dihasilkan yaitu melepaskan sebuah molekul air dan membentuk karbonil

  α,β-tak jenuh (Fessenden and Fessenden, 1994).

  O H H O

Gambar 10. Struktur senyawa sikloheksana-1,3-dion

_O

  HO _O

Gambar 11. Struktur senyawa 4-hidroksibenzaldehid

  Katalis yang digunakan dalam sintesis 2- (4ꞌ-hidroksibenzilidena)- sikloheksana-1,3-dion adalah katalis asam klorida. Dalam suasana asam, atom oksigen pada gugus karbonil pada sikloheksana-1,3-dion akan terprotonasi dan membentuk intermediet kation dimana dapat melepaskan H alfa (

  α) untuk menghasilkan sebuah enol netral (McMurry, 2004). Enol keton ini yang berfungsi sebagai nukleofilik. Pembentukan enol akan meningkatkan nukleofilisitas pada C

  alfa

  (α) sikloheksana-1,3-dion dan akan menyerang atom C karbonil pada senyawa 4-hidroksibenzaldehida sehingga menghasilkan senyawa 2- (4ꞌ- hidroksibenzilidena)-sikloheksana-1,3-dion dan melepaskan molekul air.

  12

  Pada penelitian ini tidak digunakan katalis basa kuat seperti NaOH untuk menghindari hidroksi fenolik pada senyawa 4-hidroksibenzaldehida yang bersifat

• asam menjadi O (ion fenoksida). Hidroksi fenolik bersifat lebih asam daripada H

  alfa

  (α) pada senyawa sikloheksana-1,3-dion, sehingga katalis basa kuat (NaOH) akan lebih bereaksi dengan hidroksi fenolik pada senyawa 4-hidroksibenzaldehida membentuk ion fenoksida daripada bereaksi dengan H alfa

  (α) pada senyawa

• sikloheksana-1,3-dion dalam pembentukan ion enolat. Hal ini mengakibatkan O (ion fenoksida) bersifat lebih nukleofil daripada ion enolat. Oleh karena itu, ion fenoksida yang terbentuk akan bereaksi dengan C karbonil sikloheksana-1,3-dion yang bersifat elektrofil. Maka pada penelitian ini digunakan katalis HCl dimana
• H dari HCl ini diharapkan akan memprotonasi atom oksigen pada siklo-heksana- 1,3-dion sehingga dapat terbentuk enol yang kemudian akan bereaksi dengan 4- hidroksibenzaldehida membentuk senyawa target 2-

  (4ꞌ-hidroksibenzilidena)- sikloheksana-1,3-dion.

C. Analisis Pendahuluan

  Analisis pendahuluan merupakan analisis untuk mengetahui karakteristik dari senyawa hasil reaksi. Analisis pendahuluan yang dilakukan antara lain yaitu:

1. Pemeriksaan Organoleptis

  Uji organoleptis merupakan uji yang paling sederhana dan memuat informasi mengenai suatu zat yang secara umum meliputi bentuk, warna, dan bau.

  Pemeriksaan secara organoleptis tidak dapat dijadikan suatu bukti yang cukup

  13

  kuat sebagai syarat baku. Akan tetapi, pemeriksaan ini dapat membantu dalam penilaian pendahuluan suatu zat yang bersangkutan (Dirjen POM RI, 1995).

  Pemeriksaan organoleptis ini berguna sebagai acuan awal untuk menyatakan bahwa senyawa hasil sintesis sudah terbentuk. Dari pemeriksaan organoleptis dapat diketahui perbedaan senyawa hasil sintesis dengan starting material berdasarkan karakteristik fisikanya (bentuk, warna, bau).

2. Pemeriksaan Kelarutan

  Kelarutan bukanlah merupakan suatu standar atau uji kemurnian dari suatu zat yang bersangkutan, melainkan sebagai suatu informasi dari zat bersangkutan itu sendiri (Dirjen POM RI, 1995).

  Tujuan dari pemeriksaan kelarutan adalah untuk mengetahui sifat fisika dari suatu zat (padat). Pemeriksaan kelarutan zat padat dalam cairan dilakukan dengan cara melarutkan zat hingga larutan tepat jenuh pada suhu terkontrol. Dalam setiap pemeriksaan kelarutan, kemurnian zat yang diperiksa dan pelarutnya harus terjamin dengan baik, karena adanya sedikit pengotor saja akan mempengaruhi hasil (Jenkins, Knevel, and Diganggi, 1965).

  Menurut Farmakope Indonesia IV, karakteristik kelarutan dibagi menjadi beberapa istilah kelarutan yaitu:

  14 Tabel I. Istilah kelarutan menurut Farmakope Indonesia IV Jumlah bagian pelarut yang digunakan Istilah Kelarutan untuk melarutkan 1 bagian zat (gram)

  Sangat mudah larut Kurang dari 1 Mudah larut 1 sampai 10 Larut 10 sampai 30 Agak sukar larut 30 sampai 100 Sukar larut 100 sampai 1000 Sangat sukar larut 1000 sampai 10.000 Praktis tidak larut Lebih dari 10.000 (Dirjen POM RI, 1995).

D. Pemurnian dan Pemeriksaan Kemurnian Senyawa Hasil Sintesis

1. Rekristalisasi

  Maksud dari rekristalisasi adalah proses memurnikan zat padat dengan cara mengkristalkan kembali dengan pelarut yang sesuai dari cairan pelarut atau campuran cairan pelarut. Tujuan yang paling utama dari rekristalisasi adalah mengkristalkan kembali dalam bentuk kristal yang baik, bukan dalam bentuk endapan halus yang dapat menarik kotoran, karena luas permukaannya yang besar (Samhoedi, 1975).

  Proses rekristalisasi melibatkan pemurnian suatu zat padat dengan cara melarutkan zat padat tersebut, mengurangi volume larutannya dengan pemanasan maka pelarut akan menguap sehingga larutan mencapai titik lewat jenuh, pendinginan larutan maka kelarutan berkurang secara cepat dan senyawa mulai mengendap menjadi bentuk kristal (Bresnick, 1996).

  Agar proses rekristalisasi dapat berjalan dengan baik, setidaknya kotoran harus dapat larut dalam pelarut untuk rekristalisasi agar kotoran tidak ikut mengkristal bersama dengan senyawa yang diinginkan (Bresnick, 1996).

  15 Solvent (pelarut) yang baik untuk rekristalisasi yaitu :

  a. Dapat melarutkan senyawa dalam jumlah yang banyak pada suhu tinggi dan dalam jumlah sedikit pada suhu rendah.

  b. Harus dapat melarutkan kotoran dengan segera pada suhu rendah atau sama sekali tidak dapat melarutkan atau hanya dapat sedikit melarutkan.

  c. Dapat menghasilkan bentuk kristal yang baik dari senyawa yang dimurnikan serta dapat mudah dipisahkan dari bahan utama (mempunyai titik didih yang relatif rendah).

  d. Pelarut dengan cara bagaimanapun tidak boleh bereaksi dengan senyawa yang akan direkristalisasi (Samhoedi, 1975).

2. Pemeriksaaan Titik Lebur

  Titik lebur suatu zat dalam bentuk kristal adalah temperatur, dimana zat padat mulai berubah menjadi cairan di bawah tekanan satu atmosfer (Samhoedi, 1975). Jika suhu dinaikkan, molekul senyawa akan menyerap energi, sehingga bila energi yang diserap cukup besar maka akan terjadi vibrasi dan rotasi dari molekul tersebut. Bila suhu tetap dinaikkan terus, molekul akan rusak dan berubah bentuk menjadi cairan (Bradstatter, 1971).

  Pemeriksaan titik lebur memberikan informasi mengenai kemurnian dari suatu produk sintesis. Suatu senyawa hasil sintesis dikatakan murni apabila jarak leburnya tidak lebih dari 2

  C. Rentangan lebih besar dari 2 C dapat dikatakan senyawa hasil sintesis kurang murni (MacKenzie, 1967).

  16

3. Kromatografi Lapis Tipis (KLT)

  Kromatografi lapis tipis terdiri dari 2 fase yaitu fase diam dan fase gerak yang memiliki polaritas yang berbeda. Fase diam yang sering digunakan yaitu silika gel GF 254 , sedangkan fase geraknya berupa campuran pelarut dengan perbandingan tertentu. Fase gerak akan bergerak naik bersama senyawa yang akan di analisis karena gaya kapiler. Selama proses elusi diperoleh jarak rambat senyawa pada fase diam (R f ) yang merupakan cerminan polaritas senyawa (Bresnick, 1996). Sistem yang paling sederhana adalah menggunakan 2 pelarut organik, karena dapat dengan mudah mengatur daya elusi campuran kedua pelarut ini agar diperoleh pemisahan yang optimal (Rohman, 2009).

  Metode ini merupakan teknik analisis secara kualitatif yang bertujuan untuk mengetahui apakah senyawa hasil sintesis telah terbentuk atau belum (Gasparic and Churacek, 1978). Senyawa hasil sintesis ditotolkan pada plat KLT silika gel GF 254 dan dielusi bersama starting material (sebagai pembanding) yaitu sikloheksana-1,3-dion dan 4-hidroksibenzaldehida. Jika hasil elusi menunjukkan adanya perbedaan nilai R f antara senyawa hasil sintesis dengan starting

  material nya, maka dapat dikatakan senyawa hasil sintesis telah terbentuk.

  Untuk mengidentifikasi bercak lebih lanjut dapat dilakukan dengan menempatkan plat KLT di bawah sinar UV pada panjang gelombang 254 nm untuk menampakkan totolan agar terlihat sebagai bercak (Gandjar, 2007).

  17

4. Gas Chromatography (GC)

  Kromatografi gas merupakan metode yang dinamis untuk pemisahan dan deteksi senyawa-senyawa organik yang mudah menguap dan senyawa-senyawa gas anorganik dalam suatu campuran. Prinsip dasar kromatografi gas melibatkan volatilisasi atau penguapan sampel dengan inlet injektor, pemisahan komponen- komponen dalam campuran, dan deteksi tiap komponen dengan detektor (Rohman, 2009).

  Kromatografi menggunakan gas sebagai gas pembawa/fase geraknya. Fase gerak disebut juga dengan gas pembawa karena tujuan awalnya membawa solut ke kolom, karenanya gas pembawa tidak berpengaruh pada selektifitas (Gandjar, 2007). Syarat gas pembawa yaitu: tidak reaktif; murni karena jika tidak murni akan berpengaruh pada detektor; dan dapat disimpan dalam tangki tekanan tinggi. Beberapa gas pembawa yang digunakan yaitu hidrogen, helium, nitrogen, argon, argon + metana 5%, dan karbon dioksida. Stationery state atau fase diamnya biasanya liquid nonvolatil yang dilapisi di bagian dalam kolom (Gritter, 1991).

  Di dalam kromatografi gas terdapat kolom, dimana kolom merupakan tempat terjadinya proses pemisahan karena di dalamnya terdapat fase diam. Ada tiga jenis kolom dalam kromatografi gas yaitu: kolom kemas (packing column), kolom kapiler (capillary column), dan kolom preparatif (preparative column).

  Dari ketiga jenis kolom yang ada, kolom kapiler yang paling banyak digunakan karena kolom kapiler dapat memberikan efisiensi yang tinggi (harga jumlah pelat teori yang sangat besar yaitu > 300.000 pelat). Fase diam pada kolom kapiler

  18

  dapat bersifat nonpolar, polar. Fase diam nonpolar yang paling banyak digunakan adalah metil polisiloksan dan fenil 5%-metilpolisiloksan 95%. Fase diam polar yang paling banyak digunakan adalah polietilen glikol (Rohman, 2009).

  Pemisahan tercapai dengan partisi sampel antara fase gerak berupa gas dan fase diam berupa cairan dengan titik didih tinggi (tidak mudah menguap).

  Keuntungan dari kromatografi gas, yaitu memiliki kolom yang panjang sehingga dapat dihasilkan efisiensi pemisahan yang lebih tinggi; gas dan uap memiliki viskositas yang rendah, demikian juga kesetimbangan partisi antara gas dan cairan berlangsung cepat, sehingga analisis relatif cepat dan sensivitasnya tinggi; fase gerak dibandingkan sebagian besar fase cair tidak bersifat reaktif terhadap fase diam dan zat-zat terlarut (Khopkar, 1990).

E. Elusidasi Struktur

  Dalam pengidentifikasian suatu senyawa hasil sintesis diperlukan elusidasi struktur yang berguna untuk mengetahui dengan lebih benar mengenai struktur senyawanya. Elusidasi struktur dilakukan dengan menggunakan data dari:

1. Spektrofotometri Inframerah (IR)

  Spektrofotometri inframerah sangat berguna untuk mendapatkan informasi kualitatif dari molekul. Tetapi molekul harus memiliki sifat tertentu agar dapat diabsorpsi. Tidak semua molekul dapat diabsorpsi pada daerah IR. Molekul harus melalui perubahan dalam momen dipolnya agar dapat diabsorpsi secara radiasi IR (Christian, 2003).

  19

  Metode ini digunakan untuk mengetahui gugus-gugus fungsional yang terdapat dalam senyawa. Semua ikatan memiliki frekuensi khas yang membuat ikatan mengulur (stretch) atau menekuk (bend). Bila frekuensi energi elektromagnetik inframerah yang dilewatkan pada suatu molekul sama dengan frekuensi mengulur (stretch) atau menekuknya (bend) ikatan maka energi itu akan diserap. Serapan inilah yang akan direkam oleh suatu spektrometer IR (Bresnick, 1996).

  Daerah radiasi spektrofotometri inframerah berkisar pada bilangan

• 1

  gelombang 12800 atau panjang gelombang 0,78

• – 10 cm – 1000 µm. Radiasi IR