Sintesis Flavon dari Fenol dan Benzoil Klorida
1
SINTESIS FLAVON DARI FENOL DAN BENZOIL KLORIDA
LIA ANGGRAINI
DEPARTEMEN KIMIA
FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM
INSTITUT PERTANIAN BOGOR
BOGOR
2012
2
SINTESIS FLAVON DARI FENOL DAN BENZOIL KLORIDA
LIA ANGGRAINI
Skripsi
sebagai salah satu syarat memperoleh gelar
Sarjana Sains pada
Departemen Kimia
DEPARTEMEN KIMIA
FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM
INSTITUT PERTANIAN BOGOR
BOGOR
2012
i
ABSTRAK
LIA ANGGRAINI. Sintesis Flavon dari Fenol dan Benzoil Klorida. Dibimbing
oleh BUDI ARIFIN dan SUMINAR S ACHMADI.
Flavon merupakan golongan flavonoid yang banyak ditemukan dalam
tumbuhan serta memiliki banyak aktivitas farmakologi. Salah satu rute sintesis
flavon yang digunakan secara luas ialah siklisasi oksidatif berkataliskan-asam βdiketon yang diperoleh dengan penataan ulang Baker-Venkataraman (BV). Dalam
penelitian ini, flavon taktersubstitusi telah disintesis melalui 5-tahap dari fenol
dengan rendemen 22% dan berhasil meningkatkan rendemen dari penelitian
sebelumnya pada tahap penataan-ulang Fries fenil asetat dan benzoilasi o-HAP.
Fenol diasetilasi menghasilkan 93% fenil asetat. Penataan-ulang Fries
berkataliskan-AlCl3 dengan waktu reaksi 1.5 jam dan suhu 120 °C mengubah fenil
asetat menjadi o-hidroksiasetofenon (o-HAP) dengan rendemen 40%. Katalis
AlCl3 memberikan produk o-HAP dengan rendemen lebih tinggi dan dapat-ulang
daripada katalis BF3·Et2O dan ZnCl2. Benzoilasi o-HAP diikuti dengan penataanulang BV produk ester dengan KOH dalam piridina kering menghasilkan βdiketon 1-(2-hidroksifenil)-3-fenilpropana-1,3-dion. Rendemen ester dan βdiketon berturut-turut 71% dan 85%. Akhirnya, siklisasi oksidatif β-diketon
dengan katalis asam sulfat menghasilkan 99% flavon. Produk flavon ini telah
dicirikan secara spektroskopi dan juga dari titik lelehnya.
ABSTRACT
LIA ANGGRAINI. Flavone Synthesis from Phenol and Benzoyl Chloride.
Supervised by BUDI ARIFIN and SUMINAR S ACHMADI.
Flavone is a class of flavonoid, commonly found in plants with wide
bioactivity spectrum. A widely used flavone synthesis route is through acidcatalyzed oxidative cyclization of β-diketone. In this study, unsubstituted flavone
had been synthesized via 5-step from phenol, with 22% yield and successfully
increased the yield of previous study on Fries rearrangement of phenyl acetate and
benzoylation of o-HAP steps. Phenol was acetylated resulting 93% phenyl acetate.
AlCl3-catalyzed Fries rearrangement in 1.5 hour and at 120 °C converted phenyl
acetate into o-hydroxyacetophenone (o-HAP) with 40% yield. AlCl3 as catalyst
produced o-HAP with higher and reproducible yield compared with BF3·Et2O and
ZnCl2. Benzoylation of o-HAP followed by Baker-Venkataraman rearrangement
of the ester product using KOH in dried pyridine produced β-diketone 1-(2hydroxyphenyl)-3-phenylpropane-1,3-dione. The yield of ester and β-diketone
were 71% and 85%, respectively. Finally, oxidative cyclization of β-diketone with
sulphuric acid as catalyst produced 99% of flavone. The flavone product had been
characterized spectroscopically and its melting point as well.
ii
SINTESIS FLAVON DARI FENOL DAN BENZOIL KLORIDA
LIA ANGGRAINI
Skripsi
sebagai salah satu syarat memperoleh gelar
Sarjana Sains pada
Departemen Kimia
DEPARTEMEN KIMIA
FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM
INSTITUT PERTANIAN BOGOR
BOGOR
2012
iii
Judul Skripsi
Nama
NIM
: Sintesis Flavon dari Fenol dan Benzoil Klorida
: Lia Anggraini
: G44096031
Disetujui,
Pembimbing I
Pembimbing II
Budi Arifin, SSi, MSi
NIP 19830109 200604 1 004
Prof Dr Ir Suminar S Achmadi
NIP 19480427 197412 2 001
Diketahui,
Ketua Departemen Kimia
Prof Dr Ir Tun Tedja Irawadi, MS
NIP 19501227 197603 2 002
Tanggal Lulus:
iv
PRAKATA
Segala puji dan syukur ke hadirat Allah SWT atas rahmat dan hidayah-Nya,
penulis dapat menyusun dan menyelesaikan karya tulis ini. Karya tulis ini disusun
berdasarkan kegiatan penelitian dengan judul Sintesis Flavon dari Fenol dan
Benzoil Klorida yang dilaksanakan pada bulan Mei 2011 sampai dengan Mei
2012 di Laboratorium Kimia Organik, Departemen FMIPA IPB, Bogor.
Karya tulis ini merupakan wujud penghargaan untuk orang tua dan keluarga
yang telah memberikan motivasi, doa, serta kasih sayang selama menempuh studi,
penelitian, dan penulisan karya tulis ini. Penulis juga memberikan apresiasi
kepada Budi Arifin, SSi, MSi dan Prof Dr Ir Suminar S Achmadi selaku
pembimbing yang telah banyak memberikan arahan serta masukan atas segala
permasalahan dalam melaksanakan penelitian ini.
Penulis berterima kasih kepada teman-teman dan para staf di laboratorium
penelitian kimia organik (Dwi Artha Solovky, Indra Sugiarto, Wahyu Hendana,
Livia Elsa, Bapak Sabur, dan Ibu Yenni) atas kerja sama, kebersamaan, masukan,
dan semangatnya. Tidak lupa pula, kepada teman-teman Program S1
Penyelenggaraan Khusus Departemen Kimia angkatan 3, atas kebersamaan
selama menempuh studi dan menyelesaikan karya tulis ini memberikan banyak
pengaruh positif. Semoga karya tulis ini dapat bermanfaat bagi ilmu pengetahuan.
Bogor, Juli 2012
Lia Anggraini
v
RIWAYAT HIDUP
Penulis dilahirkan di Bogor pada tanggal 17 Desember 1988, merupakan
anak ketiga dari empat bersaudara dari pasangan Tatang Kaswara dan Ida Sri
Sulastri.
Penulis menyelesaikan pendidikan di SMA Negeri 7 Bekasi pada tahun
2006 dan kemudian diterima di Institut Pertanian Bogor (IPB) pada Program
Diploma Program Keahlian Analisis Kimia melalui jalur ujian mandiri. Pada
bulan Maret–Mei 2009, penulis berkesempatan melaksanakan praktik kerja
lapangan (PKL) di Balai Besar Penelitian dan Pengembangan Pascapanen
Pertanian dengan judul Laju Respirasi dan Sifat Fisiko-kimia Buah Manggis
(Garcinia mangostana) dengan Pelapisan Lilin Lebah dan Asam Giberelat. Tahun
2009 penulis diterima di IPB pada Program S1 Penyelenggaraan Khusus
Departemen Kimia.
vi
DAFTAR ISI
Halaman
DAFTAR TABEL ................................................................................................. vii
DAFTAR GAMBAR ............................................................................................ vii
DAFTAR LAMPIRAN ......................................................................................... vii
PENDAHULUAN ...................................................................................................1
BAHAN DAN METODE
Bahan dan Alat ...............................................................................................2
Langkah Kerja ................................................................................................2
Sintesis Fenil Asetat .......................................................................................2
Sintesis o-Hidroksiasetofenon ........................................................................2
Sintesis o-Benzoiloksiasetofenon ...................................................................4
Sintesis β-Diketon...........................................................................................4
Sintesis Flavon ................................................................................................4
HASIL
Senyawa o-HAP .............................................................................................4
Senyawa o-BAP ..............................................................................................5
Senyawa β-Diketon.........................................................................................5
Senyawa Flavon ..............................................................................................6
PEMBAHASAN
Sintesis o-HAP ...............................................................................................6
Sintesis o-BAP ................................................................................................8
Sintesis β-Diketon dan Flavon ........................................................................9
SIMPULAN ...........................................................................................................11
DAFTAR PUSTAKA ............................................................................................11
LAMPIRAN ...........................................................................................................13
vi
vii
DAFTAR TABEL
1
Halaman
Hasil sintesis o-HAP dan p-HAP dengan ragam kondisi reaksi ........................5
2
Hasil sintesis o-BAP dari o-HAP .......................................................................5
3
Hasil sintesis β-diketon dari o-BAP ...................................................................6
4
Hasil sintesis flavon dari β-diketon....................................................................6
5
Posisi sinyal-sinyal NMR flavon .......................................................................6
DAFTAR GAMBAR
1
Halaman
Retrosintesis flavon sederhana ...........................................................................1
2
Kromatogram lapis tipis fenil asetat, standar o-HAP, dan sampel o-HAP ........4
3
Penambahan FeCl3 1% ke o-HAP dan fenil asetat dengan kontrol negatif .......5
4
Kristal o-BAP dan kromatogram lapis tipis o-BAP ...........................................5
5
Padatan β-diketon dan kromatogram lapis tipis β-diketon. ...............................6
6
Padatan flavon dan kromatogram lapis tipis flavon ...........................................6
7
Reaksi penataan-ulang Fries fenil asetat ............................................................7
8
Kromatogram hasil reaksi dengan metode Perucchon (2004) ...........................8
9
Reaksi benzoilasi o-HAP ...................................................................................8
10 Reaksi penataan-ulang BV o-BAP menjadi β-diketon ......................................9
11 Siklisasi intramolekul -diketon membentuk flavon .........................................9
12 Struktur resonans flavon. .................................................................................10
DAFTAR LAMPIRAN
1
Halaman
Bagan alir penelitian ........................................................................................14
2
Rendemen o- dan p-HAP .................................................................................15
3
Elusidasi struktur flavon ..................................................................................16
4
Spektrum UV-Vis hasil penataan-ulang Fries dengan MW.............................19
vii
1
PENDAHULUAN
Flavonoid merupakan senyawa metabolit
sekunder yang terbentuk secara alami dalam
tumbuhan, dengan kerangka karbon berupa 2
cincin fenil yang dihubungkan oleh rantai
alifatik 3 karbon (C6−C3−C6). Flavonoid
mempunyai banyak aktivitas farmakologi
antara lain sebagai antioksidan (Zuhra et al.
2008),
antibakteri
(Sukadana
2009),
antiradang (Kim et al. 2004), antiobesitas
(Lee et al. 2010), antihipertensi, diuretik,
analgesik, antialergi, dan antikarsinogenik
(Aslam & Intekhab 2009). Terkait khasiatnya,
flavonoid banyak dipelajari oleh para
ilmuwan dan digunakan dalam industri obat
dan makanan.
Isolasi flavonoid secara langsung dari
alam biasanya menghasilkan rendemen yang
relatif rendah. Wang et al. (2008) dan
Sukadana (2009) melaporkan rendemen
flavonoid berturut-turut sebesar 2.78−4.10%
dan 0.14%. Selain kandungan flavonoid yang
terbatas dalam tumbuhan, proses isolasi
umumnya cukup panjang sehingga rendemen
flavonoid yang dapat diisolasi relatif rendah.
Oleh sebab itu, perlu dikembangkan sintesis
senyawa
golongan
flavonoid
untuk
mendapatkan rendemen yang lebih tinggi.
Senyawa flavon merupakan salah satu
golongan flavonoid yang terdapat dalam
semua jenis tumbuhan dan tersebar luas dalam
daun (Harborne 1987). Flavon dapat diperoleh
dari hasil isolasi bahan alam atau hasil
sintesis. Flavon lazim disintesis melalui
beberapa tahap reaksi dari turunan asetofenon.
Reaksi penataan-ulang Fries digunakan untuk
menyintesis turunan asetofenon dari esternya,
yang selanjutnya dibenzoilasi dan dilakukan
penataan-ulang Baker-Venkataraman (BV)
untuk menghasilkan β-diketon. Reaksi
siklisasi intramolekul -diketon yang didapat
dalam suasana asam akan menghasilkan
senyawa flavon (Fougerousse et al. 2000).
1-(2-Hidroksifenil)-3-fenilpropana-1,3dion (β-diketon) sebagai prekursor flavon
taktersubstitusi telah disintesis oleh Septiani
(2011). Gambar 1 menunjukkan jalur retrosintesis yang dilakukan dalam penelitian
tersebut. Sintesis diawali dengan pembentukan senyawa o-hidroksiasetofenon (o-HAP)
(4), melalui proses penataan-ulang Fries
terhadap ester fenil asetat (6) yang diperoleh
dari asetilasi fenol (8).
Fenil asetat diperoleh dengan rendemen
74–95%. Penataan-ulang Fries dengan katalis
AlCl3 pada suhu 65 ke 170 °C menghasilkan
campuran o-HAP dan isomer p-nya berturut-
turut sebesar 34 dan 27%. Benzoilasi o-HAP
menghasilkan ester o-benzoiloksiasetofenon
(o-BAP) (3) sebesar 27–44%. Penataan-ulang
BV terhadap o-BAP menghasilkan β-diketon
(2) sebesar 82–85%. Secara keseluruhan,
Septiani (2011) memperoleh rendemen βdiketon dari bahan awal fenol sebesar 12%.
O
O
OH
O
O
O
O
O
2
1
3
OH
Cl
Ph
+
O
O
4
OH
5
O
O
+
O
8
O
7
O
6
Gambar 1 Retrosintesis flavon sederhana.
Penelitian ini bertujuan meningkatkan
rendemen penataan-ulang Fries dan benzoilasi
o-HAP dalam Septiani (2011). Katalis BF3
dan ZnCl2 diujikan untuk penataan-ulang
Fries, dibandingkan dengan AlCl3. Atom
boron memiliki jejari lebih kecil daripada
aluminium sehingga lebih sulit terpolarisasi.
Selain itu, atom fluorin lebih elektronegatif
daripada klorin. Kedua faktor ini menjadikan
BF3 asam lebih keras daripada AlCl3. Gugus
karbonil pada fenil asetat tergolong basa
keras, maka diperkirakan akan terjadi
interaksi asam keras-basa keras yang disukai.
Katalis ZnCl2 juga tergolong asam keras,
namun tidak sekeras AlCl3 dan kadangkadang dikelompokkan sebagai asam keras
borderline. Apabila BF3 dan AlCl3 merupakan
asam Lewis netral, maka ZnCl2 tergolong
asam Lewis kationik (Carey & Sundberg
2007). Kekerasan asam diharapkan berpengaruh pada kemudahan pembentukan
kation asetilium yang akan berpengaruh pada
rendemen dan regioselektivitas penataanulang Fries.
Khanna et al. (1992) dan Perucchon
(2004) melaporkan penggunaan katalis BF3
eterat untuk penataan-ulang Fries fenil asetat
dan menghasilkan o-HAP berturut-turut
sebesar 70 dan 92%. Sebelum itu, Hocking
(1980) mengujikan berbagai katalis untuk
penataan-ulang Fries dan melaporkan bahwa
secara umum persen konversi dengan katalis
BF3 dan AlCl3 lebih tinggi daripada dengan
katalis ZnCl2. Regioselektivitas-orto dari
2
katalis AlCl3 dilaporkan lebih baik dan lebih
dapat-ulang dibandingkan dengan katalis BF3.
Selain jenis katalis, penelitian ini juga
meragamkan suhu reaksi dan jumlah katalis
AlCl3. Teknik mikrogelombang (MW) juga
diujikan untuk membandingkan efektivitas
katalitiknya dengan asam Lewis. Paul dan
Gupta (2004) melaporkan penataan-ulang
Fries fenil asetat dengan katalis Zn dalam
N,N-dimetilformamida (DMF) dan secara
spesifik menghasilkan produk o-HAP
sebanyak 70%.
Penelitian ini juga memodifikasi kondisi
reaksi pada tahap benzoilasi o-HAP. Kondisi
yang diragamkan meliputi jumlah pereaksi
benzoil klorida, waktu reaksi, teknik
pengadukan, dan jenis piridina yang
digunakan. Modifikasi kedua tahapan reaksi
tersebut dalam penelitian ini diharapkan akan
menghasilkan senyawa flavon sintetik dengan
rendemen yang tinggi.
Jakarta. Spektrum NMR diperoleh melalui
spektrometer JEOL ECA 500 yang bekerja
pada frekuensi 500 MHz (1H) dan 125 MHz
(13C) di Pusat Penelitian Kimia LIPI,
Puspiptek Serpong.
Langkah Kerja
Tahapan penelitian (Lampiran 1) terdiri
atas sintesis fenil asetat dari fenol dan
anhidrida asetat, penataan-ulang Fries fenil
asetat membentuk o-HAP, benzoilasi o-HAP
dengan benzoil klorida, penataan-ulang BV
ester o-BAP yang terbentuk menghasilkan diketon, dan siklisasi intramolekul -diketon
dalam suasana asam menghasilkan flavon.
Produk flavon dicirikan titik lelehnya serta
spektrum UV-Vis, FTIR, dan NMR. Semua
zat antara dalam proses sintesis flavon
diidentifikasi dengan membandingkan nilai Rf,
titik leleh, dan kenampakannya dengan
produk sintesis Septiani (2011).
BAHAN DAN METODE
Bahan dan Alat
Pereaksi
menggunakan
bahan-bahan
khusus untuk analisis (p.a) yang diproduksi
oleh Merck, seperti AlCl3, ZnCl2, serbuk Zn,
o-HAP, fenol, anhidrida asetat, DMF, benzoil
klorida, piridina kering (
SINTESIS FLAVON DARI FENOL DAN BENZOIL KLORIDA
LIA ANGGRAINI
DEPARTEMEN KIMIA
FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM
INSTITUT PERTANIAN BOGOR
BOGOR
2012
2
SINTESIS FLAVON DARI FENOL DAN BENZOIL KLORIDA
LIA ANGGRAINI
Skripsi
sebagai salah satu syarat memperoleh gelar
Sarjana Sains pada
Departemen Kimia
DEPARTEMEN KIMIA
FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM
INSTITUT PERTANIAN BOGOR
BOGOR
2012
i
ABSTRAK
LIA ANGGRAINI. Sintesis Flavon dari Fenol dan Benzoil Klorida. Dibimbing
oleh BUDI ARIFIN dan SUMINAR S ACHMADI.
Flavon merupakan golongan flavonoid yang banyak ditemukan dalam
tumbuhan serta memiliki banyak aktivitas farmakologi. Salah satu rute sintesis
flavon yang digunakan secara luas ialah siklisasi oksidatif berkataliskan-asam βdiketon yang diperoleh dengan penataan ulang Baker-Venkataraman (BV). Dalam
penelitian ini, flavon taktersubstitusi telah disintesis melalui 5-tahap dari fenol
dengan rendemen 22% dan berhasil meningkatkan rendemen dari penelitian
sebelumnya pada tahap penataan-ulang Fries fenil asetat dan benzoilasi o-HAP.
Fenol diasetilasi menghasilkan 93% fenil asetat. Penataan-ulang Fries
berkataliskan-AlCl3 dengan waktu reaksi 1.5 jam dan suhu 120 °C mengubah fenil
asetat menjadi o-hidroksiasetofenon (o-HAP) dengan rendemen 40%. Katalis
AlCl3 memberikan produk o-HAP dengan rendemen lebih tinggi dan dapat-ulang
daripada katalis BF3·Et2O dan ZnCl2. Benzoilasi o-HAP diikuti dengan penataanulang BV produk ester dengan KOH dalam piridina kering menghasilkan βdiketon 1-(2-hidroksifenil)-3-fenilpropana-1,3-dion. Rendemen ester dan βdiketon berturut-turut 71% dan 85%. Akhirnya, siklisasi oksidatif β-diketon
dengan katalis asam sulfat menghasilkan 99% flavon. Produk flavon ini telah
dicirikan secara spektroskopi dan juga dari titik lelehnya.
ABSTRACT
LIA ANGGRAINI. Flavone Synthesis from Phenol and Benzoyl Chloride.
Supervised by BUDI ARIFIN and SUMINAR S ACHMADI.
Flavone is a class of flavonoid, commonly found in plants with wide
bioactivity spectrum. A widely used flavone synthesis route is through acidcatalyzed oxidative cyclization of β-diketone. In this study, unsubstituted flavone
had been synthesized via 5-step from phenol, with 22% yield and successfully
increased the yield of previous study on Fries rearrangement of phenyl acetate and
benzoylation of o-HAP steps. Phenol was acetylated resulting 93% phenyl acetate.
AlCl3-catalyzed Fries rearrangement in 1.5 hour and at 120 °C converted phenyl
acetate into o-hydroxyacetophenone (o-HAP) with 40% yield. AlCl3 as catalyst
produced o-HAP with higher and reproducible yield compared with BF3·Et2O and
ZnCl2. Benzoylation of o-HAP followed by Baker-Venkataraman rearrangement
of the ester product using KOH in dried pyridine produced β-diketone 1-(2hydroxyphenyl)-3-phenylpropane-1,3-dione. The yield of ester and β-diketone
were 71% and 85%, respectively. Finally, oxidative cyclization of β-diketone with
sulphuric acid as catalyst produced 99% of flavone. The flavone product had been
characterized spectroscopically and its melting point as well.
ii
SINTESIS FLAVON DARI FENOL DAN BENZOIL KLORIDA
LIA ANGGRAINI
Skripsi
sebagai salah satu syarat memperoleh gelar
Sarjana Sains pada
Departemen Kimia
DEPARTEMEN KIMIA
FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM
INSTITUT PERTANIAN BOGOR
BOGOR
2012
iii
Judul Skripsi
Nama
NIM
: Sintesis Flavon dari Fenol dan Benzoil Klorida
: Lia Anggraini
: G44096031
Disetujui,
Pembimbing I
Pembimbing II
Budi Arifin, SSi, MSi
NIP 19830109 200604 1 004
Prof Dr Ir Suminar S Achmadi
NIP 19480427 197412 2 001
Diketahui,
Ketua Departemen Kimia
Prof Dr Ir Tun Tedja Irawadi, MS
NIP 19501227 197603 2 002
Tanggal Lulus:
iv
PRAKATA
Segala puji dan syukur ke hadirat Allah SWT atas rahmat dan hidayah-Nya,
penulis dapat menyusun dan menyelesaikan karya tulis ini. Karya tulis ini disusun
berdasarkan kegiatan penelitian dengan judul Sintesis Flavon dari Fenol dan
Benzoil Klorida yang dilaksanakan pada bulan Mei 2011 sampai dengan Mei
2012 di Laboratorium Kimia Organik, Departemen FMIPA IPB, Bogor.
Karya tulis ini merupakan wujud penghargaan untuk orang tua dan keluarga
yang telah memberikan motivasi, doa, serta kasih sayang selama menempuh studi,
penelitian, dan penulisan karya tulis ini. Penulis juga memberikan apresiasi
kepada Budi Arifin, SSi, MSi dan Prof Dr Ir Suminar S Achmadi selaku
pembimbing yang telah banyak memberikan arahan serta masukan atas segala
permasalahan dalam melaksanakan penelitian ini.
Penulis berterima kasih kepada teman-teman dan para staf di laboratorium
penelitian kimia organik (Dwi Artha Solovky, Indra Sugiarto, Wahyu Hendana,
Livia Elsa, Bapak Sabur, dan Ibu Yenni) atas kerja sama, kebersamaan, masukan,
dan semangatnya. Tidak lupa pula, kepada teman-teman Program S1
Penyelenggaraan Khusus Departemen Kimia angkatan 3, atas kebersamaan
selama menempuh studi dan menyelesaikan karya tulis ini memberikan banyak
pengaruh positif. Semoga karya tulis ini dapat bermanfaat bagi ilmu pengetahuan.
Bogor, Juli 2012
Lia Anggraini
v
RIWAYAT HIDUP
Penulis dilahirkan di Bogor pada tanggal 17 Desember 1988, merupakan
anak ketiga dari empat bersaudara dari pasangan Tatang Kaswara dan Ida Sri
Sulastri.
Penulis menyelesaikan pendidikan di SMA Negeri 7 Bekasi pada tahun
2006 dan kemudian diterima di Institut Pertanian Bogor (IPB) pada Program
Diploma Program Keahlian Analisis Kimia melalui jalur ujian mandiri. Pada
bulan Maret–Mei 2009, penulis berkesempatan melaksanakan praktik kerja
lapangan (PKL) di Balai Besar Penelitian dan Pengembangan Pascapanen
Pertanian dengan judul Laju Respirasi dan Sifat Fisiko-kimia Buah Manggis
(Garcinia mangostana) dengan Pelapisan Lilin Lebah dan Asam Giberelat. Tahun
2009 penulis diterima di IPB pada Program S1 Penyelenggaraan Khusus
Departemen Kimia.
vi
DAFTAR ISI
Halaman
DAFTAR TABEL ................................................................................................. vii
DAFTAR GAMBAR ............................................................................................ vii
DAFTAR LAMPIRAN ......................................................................................... vii
PENDAHULUAN ...................................................................................................1
BAHAN DAN METODE
Bahan dan Alat ...............................................................................................2
Langkah Kerja ................................................................................................2
Sintesis Fenil Asetat .......................................................................................2
Sintesis o-Hidroksiasetofenon ........................................................................2
Sintesis o-Benzoiloksiasetofenon ...................................................................4
Sintesis β-Diketon...........................................................................................4
Sintesis Flavon ................................................................................................4
HASIL
Senyawa o-HAP .............................................................................................4
Senyawa o-BAP ..............................................................................................5
Senyawa β-Diketon.........................................................................................5
Senyawa Flavon ..............................................................................................6
PEMBAHASAN
Sintesis o-HAP ...............................................................................................6
Sintesis o-BAP ................................................................................................8
Sintesis β-Diketon dan Flavon ........................................................................9
SIMPULAN ...........................................................................................................11
DAFTAR PUSTAKA ............................................................................................11
LAMPIRAN ...........................................................................................................13
vi
vii
DAFTAR TABEL
1
Halaman
Hasil sintesis o-HAP dan p-HAP dengan ragam kondisi reaksi ........................5
2
Hasil sintesis o-BAP dari o-HAP .......................................................................5
3
Hasil sintesis β-diketon dari o-BAP ...................................................................6
4
Hasil sintesis flavon dari β-diketon....................................................................6
5
Posisi sinyal-sinyal NMR flavon .......................................................................6
DAFTAR GAMBAR
1
Halaman
Retrosintesis flavon sederhana ...........................................................................1
2
Kromatogram lapis tipis fenil asetat, standar o-HAP, dan sampel o-HAP ........4
3
Penambahan FeCl3 1% ke o-HAP dan fenil asetat dengan kontrol negatif .......5
4
Kristal o-BAP dan kromatogram lapis tipis o-BAP ...........................................5
5
Padatan β-diketon dan kromatogram lapis tipis β-diketon. ...............................6
6
Padatan flavon dan kromatogram lapis tipis flavon ...........................................6
7
Reaksi penataan-ulang Fries fenil asetat ............................................................7
8
Kromatogram hasil reaksi dengan metode Perucchon (2004) ...........................8
9
Reaksi benzoilasi o-HAP ...................................................................................8
10 Reaksi penataan-ulang BV o-BAP menjadi β-diketon ......................................9
11 Siklisasi intramolekul -diketon membentuk flavon .........................................9
12 Struktur resonans flavon. .................................................................................10
DAFTAR LAMPIRAN
1
Halaman
Bagan alir penelitian ........................................................................................14
2
Rendemen o- dan p-HAP .................................................................................15
3
Elusidasi struktur flavon ..................................................................................16
4
Spektrum UV-Vis hasil penataan-ulang Fries dengan MW.............................19
vii
1
PENDAHULUAN
Flavonoid merupakan senyawa metabolit
sekunder yang terbentuk secara alami dalam
tumbuhan, dengan kerangka karbon berupa 2
cincin fenil yang dihubungkan oleh rantai
alifatik 3 karbon (C6−C3−C6). Flavonoid
mempunyai banyak aktivitas farmakologi
antara lain sebagai antioksidan (Zuhra et al.
2008),
antibakteri
(Sukadana
2009),
antiradang (Kim et al. 2004), antiobesitas
(Lee et al. 2010), antihipertensi, diuretik,
analgesik, antialergi, dan antikarsinogenik
(Aslam & Intekhab 2009). Terkait khasiatnya,
flavonoid banyak dipelajari oleh para
ilmuwan dan digunakan dalam industri obat
dan makanan.
Isolasi flavonoid secara langsung dari
alam biasanya menghasilkan rendemen yang
relatif rendah. Wang et al. (2008) dan
Sukadana (2009) melaporkan rendemen
flavonoid berturut-turut sebesar 2.78−4.10%
dan 0.14%. Selain kandungan flavonoid yang
terbatas dalam tumbuhan, proses isolasi
umumnya cukup panjang sehingga rendemen
flavonoid yang dapat diisolasi relatif rendah.
Oleh sebab itu, perlu dikembangkan sintesis
senyawa
golongan
flavonoid
untuk
mendapatkan rendemen yang lebih tinggi.
Senyawa flavon merupakan salah satu
golongan flavonoid yang terdapat dalam
semua jenis tumbuhan dan tersebar luas dalam
daun (Harborne 1987). Flavon dapat diperoleh
dari hasil isolasi bahan alam atau hasil
sintesis. Flavon lazim disintesis melalui
beberapa tahap reaksi dari turunan asetofenon.
Reaksi penataan-ulang Fries digunakan untuk
menyintesis turunan asetofenon dari esternya,
yang selanjutnya dibenzoilasi dan dilakukan
penataan-ulang Baker-Venkataraman (BV)
untuk menghasilkan β-diketon. Reaksi
siklisasi intramolekul -diketon yang didapat
dalam suasana asam akan menghasilkan
senyawa flavon (Fougerousse et al. 2000).
1-(2-Hidroksifenil)-3-fenilpropana-1,3dion (β-diketon) sebagai prekursor flavon
taktersubstitusi telah disintesis oleh Septiani
(2011). Gambar 1 menunjukkan jalur retrosintesis yang dilakukan dalam penelitian
tersebut. Sintesis diawali dengan pembentukan senyawa o-hidroksiasetofenon (o-HAP)
(4), melalui proses penataan-ulang Fries
terhadap ester fenil asetat (6) yang diperoleh
dari asetilasi fenol (8).
Fenil asetat diperoleh dengan rendemen
74–95%. Penataan-ulang Fries dengan katalis
AlCl3 pada suhu 65 ke 170 °C menghasilkan
campuran o-HAP dan isomer p-nya berturut-
turut sebesar 34 dan 27%. Benzoilasi o-HAP
menghasilkan ester o-benzoiloksiasetofenon
(o-BAP) (3) sebesar 27–44%. Penataan-ulang
BV terhadap o-BAP menghasilkan β-diketon
(2) sebesar 82–85%. Secara keseluruhan,
Septiani (2011) memperoleh rendemen βdiketon dari bahan awal fenol sebesar 12%.
O
O
OH
O
O
O
O
O
2
1
3
OH
Cl
Ph
+
O
O
4
OH
5
O
O
+
O
8
O
7
O
6
Gambar 1 Retrosintesis flavon sederhana.
Penelitian ini bertujuan meningkatkan
rendemen penataan-ulang Fries dan benzoilasi
o-HAP dalam Septiani (2011). Katalis BF3
dan ZnCl2 diujikan untuk penataan-ulang
Fries, dibandingkan dengan AlCl3. Atom
boron memiliki jejari lebih kecil daripada
aluminium sehingga lebih sulit terpolarisasi.
Selain itu, atom fluorin lebih elektronegatif
daripada klorin. Kedua faktor ini menjadikan
BF3 asam lebih keras daripada AlCl3. Gugus
karbonil pada fenil asetat tergolong basa
keras, maka diperkirakan akan terjadi
interaksi asam keras-basa keras yang disukai.
Katalis ZnCl2 juga tergolong asam keras,
namun tidak sekeras AlCl3 dan kadangkadang dikelompokkan sebagai asam keras
borderline. Apabila BF3 dan AlCl3 merupakan
asam Lewis netral, maka ZnCl2 tergolong
asam Lewis kationik (Carey & Sundberg
2007). Kekerasan asam diharapkan berpengaruh pada kemudahan pembentukan
kation asetilium yang akan berpengaruh pada
rendemen dan regioselektivitas penataanulang Fries.
Khanna et al. (1992) dan Perucchon
(2004) melaporkan penggunaan katalis BF3
eterat untuk penataan-ulang Fries fenil asetat
dan menghasilkan o-HAP berturut-turut
sebesar 70 dan 92%. Sebelum itu, Hocking
(1980) mengujikan berbagai katalis untuk
penataan-ulang Fries dan melaporkan bahwa
secara umum persen konversi dengan katalis
BF3 dan AlCl3 lebih tinggi daripada dengan
katalis ZnCl2. Regioselektivitas-orto dari
2
katalis AlCl3 dilaporkan lebih baik dan lebih
dapat-ulang dibandingkan dengan katalis BF3.
Selain jenis katalis, penelitian ini juga
meragamkan suhu reaksi dan jumlah katalis
AlCl3. Teknik mikrogelombang (MW) juga
diujikan untuk membandingkan efektivitas
katalitiknya dengan asam Lewis. Paul dan
Gupta (2004) melaporkan penataan-ulang
Fries fenil asetat dengan katalis Zn dalam
N,N-dimetilformamida (DMF) dan secara
spesifik menghasilkan produk o-HAP
sebanyak 70%.
Penelitian ini juga memodifikasi kondisi
reaksi pada tahap benzoilasi o-HAP. Kondisi
yang diragamkan meliputi jumlah pereaksi
benzoil klorida, waktu reaksi, teknik
pengadukan, dan jenis piridina yang
digunakan. Modifikasi kedua tahapan reaksi
tersebut dalam penelitian ini diharapkan akan
menghasilkan senyawa flavon sintetik dengan
rendemen yang tinggi.
Jakarta. Spektrum NMR diperoleh melalui
spektrometer JEOL ECA 500 yang bekerja
pada frekuensi 500 MHz (1H) dan 125 MHz
(13C) di Pusat Penelitian Kimia LIPI,
Puspiptek Serpong.
Langkah Kerja
Tahapan penelitian (Lampiran 1) terdiri
atas sintesis fenil asetat dari fenol dan
anhidrida asetat, penataan-ulang Fries fenil
asetat membentuk o-HAP, benzoilasi o-HAP
dengan benzoil klorida, penataan-ulang BV
ester o-BAP yang terbentuk menghasilkan diketon, dan siklisasi intramolekul -diketon
dalam suasana asam menghasilkan flavon.
Produk flavon dicirikan titik lelehnya serta
spektrum UV-Vis, FTIR, dan NMR. Semua
zat antara dalam proses sintesis flavon
diidentifikasi dengan membandingkan nilai Rf,
titik leleh, dan kenampakannya dengan
produk sintesis Septiani (2011).
BAHAN DAN METODE
Bahan dan Alat
Pereaksi
menggunakan
bahan-bahan
khusus untuk analisis (p.a) yang diproduksi
oleh Merck, seperti AlCl3, ZnCl2, serbuk Zn,
o-HAP, fenol, anhidrida asetat, DMF, benzoil
klorida, piridina kering (