SINTESIS SENYAWA TURUNAN PIRIMIDINON DARI ANALOG CALKON 3,5-BIS-(2,4-DIMETOKSIBENZILIDIN)-N-METILPIPERIDIN- 4-ON SEBAGAI SENYAWA ANTIKANKER SKRIPSI

Sebagai Salah Satu Syarat untuk Memperoleh Gelar Sarjana Sains Bidang Kimia pada Fakultas Sains dan Teknologi Universitas Airlangga Disetujui Oleh :

Pembimbing I, Pembimbing II, Drs. Hery Suwito, M. Si Dr. Alfinda Novi Kristanti, DEA NIP. 1963 0308 198701 1 001 NIP. 1967 1115 199102 2 001 ii

LEMBAR PENGESAHAN SKRIPSI

Judul : Sintesis Senyawa Turunan Pirimidinon dari Analog Calkon 3,5-

Bis-(2,4-dimetoksibenzilidin)-N-metilpiperidin-4-on

sebagai Senyawa Antikanker Penyusun : Nera Endah Nuraini NIM : 080810081 Pembimbing I : Drs. Hery Suwito, M.Si Pembimbing II : Dr. Alfinda Novi Kristanti, DEA Tanggal ujian : 02 Agustus 2012

Disetujui Oleh : Pembimbing I, Pembimbing II,

Drs. Hery Suwito, M. Si Dr. Alfinda Novi Kristanti, DEA NIP. 1963 0308 198701 1 001 NIP. 1967 1115 199102 2 001

Mengetahui, Ketua Departemen Kimia

Universitas Airlangga Dr. Alfinda Novi Kristanti, DEA

NIP. 1967 1115 199102 2 001 iii

PEDOMAN PENGGUNAAN SKRIPSI

Skripsi ini tidak dipublikasikan, namun tersedia di perpustakaan dalam lingkungan Universitas Airlangga. Diperkenankan untuk dipakai sebagai referensi kepustakaan, tetapi pengutipan seijin penulis dan harus menyebutkan sumbernya sesuai kebiasaan ilmiah.

Dokumen skripsi ini merupakan hak milik Universitas Airlangga

KATA PENGANTAR

Puji syukur kehadirat Allah S.W.T yang telah melimpahkan rahmat dan hidayah-Nya sehingga penulis dapat menyelesaikan penulisan skripsi yang berjudul

“Sintesis Senyawa Turunan Pirimidinon dari analog calkon 3,5-bis-

(2,4-dimetoksibenzilidin)-N-metilpiperidin-4-on sebagai Senyawa Anti- Skripsi ini dibuat untuk memenuhi persyaratan akademis pendidikan kanker ”. sarjana sains dalam bidang kimia Fakultas Sains dan Teknologi Universitas Airlangga.

Pada kesempatan ini, penulis ingin mengucapkan terima kasih yang sebesar-besarnya kepada :

1. Bapak Drs. Hery Suwito, M.Si dan Ibu Dr. Alfinda Novi Kristanti, DEA selaku dosen pembimbing I dan II atas bimbingan, nasehat dan kesabarannya selama penyusunan dan penyelesaian skripsi ini.

2. Bapak Handoko Darmokusumo, DEA selaku dosen wali atas kesabaran, saran, dukungan serta bimbingannya kepada penulis.

3. Ibu Dr. Alfinda Novi Kristanti, DEA selaku Ketua Departemen Program Studi S-1 Kimia atas bantuan dan kesabaran dalam memberikan bimbingan kepada penulis.

4. Ayah, ibu, adik, teman-teman angkatan 2008 dan orang yang saya cintai atas segala kasih sayang, perhatian, dukungan dan doanya.

Penulis menyadari bahwa masih terdapat banyak kekurangan dalam penyusunan skripsi ini, oleh karena itu kritik dan saran yang membangun sangat diperlukan untuk kesempurnaan penulisan skripsi. Semoga skripsi ini dapat bermanfaat bagi semua pihak.

Surabaya, Agustus 2012 Penulis, Nera Endah Nuraini v

Nuraini, Nera Endah, 2012, SINTESIS SENYAWA TURUNAN PIRIMIDINON DARI ANALOG CALKON 3,5-BIS-(2,4-DIMETOKSI BENZILIDIN)-N-METILPIPERIDIN-4-ON SEBAGAI SENYAWA ANTIKANKER skripsi ini dibawah bimbingan Drs. Hery Suwito, M.Si dan Dr. Alfinda Novi Kristanti, DEA, Departemen Kimia Fakultas Sains dan Teknologi Universitas Airlangga ABSTRAK

Kanker merupakan salah satu penyakit yang ditandai dengan pertumbuhan sel-sel jaringan tubuh yang tidak normal, cepat, dan tidak terkendali. Penelitian ini bertujuan untuk mensintesis senyawa turunan pirimidinon dari analog calkon 3,5-

bis-(2,4-dimetoksibenzilidin)-N-metilpiperidin-4-on serta untuk mengetahui bio-

aktivitasnya sebagai antikanker. Sintesis ini dilakukan melalui dua tahap reaksi yaitu kondensasi aldol silang dan dilanjutkan dengan reaksi siklo kondensasi. Identifikasi senyawa hasil sintesis dilakukan dengan metode spektroskopi, meliputi UV-VIS dan IR. Senyawa hasil sintesis diduga 3-(4-kloro-fenil)-1-(3,4- dikloro-fenil)-8-(2,4dimetoksibenzilidin)-4-(2,4-dimetoksifenil)-6-metil-3,4,5,6,7, 8-heksahidro-1

H-pirido[4.3d]pirimidin-2-on. Berdasarkan uji aktivitas antikanker

senyawa hasil sintesis diperoleh nilai IC sebesar 58,78

μg/mL. Dari hasil IC tersebut diketahui bahwa senyawa tersebut memiliki aktivitas antikanker yang lebih besar daripada senyawa metotrexat (kontrol positif).

Kata kunci : pirimidin-2-on, antikanker, siklo kondensasi vi

Nuraini, Nera Endah, 2012, SYNTHESIS PYRIMIDINONE DERIVATIVE FROM ANALOG CHALCONE 3,5-BIS-(2,4-DIMETHOXY BENZYLIDINE)-N-METHYLPIPERIDINE-4-ONE AS AN ANTICANCER COMPOUND, final project was under guidance Drs. Hery Suwito, M.Si and Dr. Alfinda Novi Kristanti, DEA, Chemistry Departement, Faculty of Science and Techno logy, Airlangga University ABSTRACT

Cancer was disease which markered with the abnormal growth cell, fast, and uncontrol. In the world, the number of cancer patients increase about 6.25 million people each year. The objective of this research was to synthesis pyrimidinone derivatives from analogue chalcone 3,5-bis-(2,4dimethoxy benzilidene)-N-methylpiperidine-4-one as well as to determine it’s bioactivity as anticancer. The product of the synthesis was obtained by condensation cross- aldol reaction and cyclocondensation reaction. Identification of the synthesized compound was carried out by spectroscopic methods, such as UV-VIS and IR. The synthesized compound was guessed as 3-(4-chloro-phenyl)-1-(3,4-dichloro- phenyl)-8-(2,4dimethoxybenzylidine)-4-(2,4-dimethoxy-phenyl)-6-methyl-3,4,5,6, 7,8-hexahy- dro-1H-pyrido[4.3d]pyrimidine-2-one. The anticancer activity of the target molecule was examined and showed that the value of IC

50 of synthesized compound was of 58,78 ug / mL. From this data, it was known that the target compound was more active as anticancer than methotrexate (positive control).

Keywords : pyrimidine-2-one, anticancer, cyclo condensation vii

viii

2.9 Agen Kemoterapi .......................................................................... 22

2.6.3.1 Spektroskopi resonansi magnetik inti proton (

1 H-NMR) 20

2.6.3.2 Spektroskopi resonansi magnetik inti karbon (

13 C-NMR) 20

2.7 Kanker ......................................................................................... 21

2.8 Senyawa Antikanker ..................................................................... 21

BAB III METODE PENELITIAN

2.6.2 Spektroskopi inframerah (IR) .............................................. 17

3.1 Tempat dan Waktu Penelitian ....................................................... 25

3.2 Alat dan Bahan Penelitian ............................................................. 25

3.2.1 Alat-alat penelitian .............................................................. 25

3.2.2 Bahan-bahan penelitian ....................................................... 26

3.3 Prosedur Kerja .............................................................................. 26

3.3.1 Sintesis senyawa 3,5-

2.6.3 Spektroskopi resonansi magnetik inti (NMR) ...................... 18

2.6.1 Spektroskopi Ultraviolet Visibel (UV-Vis).......................... 16

DAFTAR ISI Halaman HALAMAN JUDUL ..................................................................................... i LEMBAR PERNYATAAN .......................................................................... ii LEMBAR PENGESAHAN........................................................................... iii PEDOMAN PENGGUNAAN ....................................................................... iv KATA PENGANTAR ................................................................................... v ABSTRAK .................................................................................................... vi DAFTAR ISI ................................................................................................. viii DAFTAR TABEL ......................................................................................... x DAFTAR GAMBAR..................................................................................... xi DAFTAR LAMPIRAN ................................................................................. xii

2.1 Calkon ........................................................................................... 8

BAB I PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang Masalah ............................................................... 1

1.2 Rumusan Masalah......................................................................... 7

1.3 Tujuan Penelitian .......................................................................... 7

1.4 Manfaat Penelitian ........................................................................ 7

BAB II TINJAUAN PUSTAKA

2.2 Reaksi Kondensasi ........................................................................ 8

2.6 Spektroskopi ................................................................................. 15

2.2.1 Reaksi kondensasi Aldol silang ............................................ 10

2.3 Pirimidinon ................................................................................... 10

2.4 Reaksi Siklo Kondensasi ................................................................. 12

2.5 Kromatografi ................................................................................... 13

2.5.1 Kromatografi lapis tipis ......................................................... 14

2.5.2 Kromatografi lapis tipis preparatif.......................................... 15

bis-(2,4-dimetoksi-benzilidin)-

1-metil-piperidin-4-on............................................................ 26

3.3.2 Sintesis senyawa molekul target (2) .................................... . 27

3.3.3 Pemisahan senyawa hasil sintesis.......................................... 27

3.4 Uji Kemurnian Senyawa Hasil Sintesis ......................................... 28

3.4.1 Penentuan titik leleh............................................................... 28

3.4.2 Uji Kromatografi Lapis Tipis (KLT) ................................... 28

3.5 Analisis Spektroskopi ................................................................... 29

3.5.1 Uji spektroskopi Ultraviolet Visibel (UV-Vis) ..................... 29

3.6.2 Uji spektroskopi inframerah (IR) ......................................... 29

3.6.3 Uji spektroskopi

nuclear magnetic resonance (NMR) ......... 29

3.6 Uji Aktivitas Antikanker ............................................................... 29

3.6.1 Ekstraksi enzim DHFR........................................................... 29

3.6.2 Aktifitas ekstrak enzim DHFR ............................................. 30

3.6.3 Inhibisi ekstrak enzim DHFR................................................. 30

3.7 Diagram Alir ................................................................................ 32

4.1 Sintesis 3,5-

bis-(2,4-dimetoksibenzilidin)-N-metilpiperidin-4-on... 33

4.2 Sintesis senyawa molekul target (2)................................................ 39

4.3 Uji aktivitas antikanker.................................................................... 42

BAB V KESIMPULAN DAN SARAN

5.1 Kesimpulan..................................................................................... 47

5.2 Saran................................................................................................ 47

DAFTAR PUSTAKA ................................................................................... 48

DAFTAR TABEL

Nomor Judul Tabel Halaman 1.1 Bioaktivitas 2-sianoimino-4-pirimidinon .............................

3 4.1 Data hasil KLT tiga eluen......................................................

36 Data hasil KLT molekul target..............................................

4.2

….................... Struktur Molekul Target (2).................................................... Analisis Retrosintesis Molekul Target.................................... Struktur Pirimidinon................................................................ Struktur Turunan Pirimidinon................................................. Instrumen UV-Vis................................................................... Instrumen IR............................................................................ Instrument NMR..................................................................... Foto hasil KLT tiga eluen............................................. Mekanisme pembentukan senyawa biscalkon....................... Foto hasil KLT sebelum dipisahkan................................. Foto hasil KLT molekul target (2) tiga eluen....................... Mekanisme senyawa hasil sintesis................................. Grafik % inhibisi senyawa molekul target dan metotrexat.....

4.6 Struktur 2-sianoimino-4-pirimidinon (1)........

DAFTAR GAMBAR

4.5

4.4

4.3

4.2

4.1

2.5

2.4

2.3

2.2

2.1

1.3

1.2

1.1

Nomor Judul Gambar Halaman

DAFTAR LAMPIRAN

Nomor Judul

1 KLT senyawa 3,5-bis-(2,4-dimetoksibenzilidin)-N-metilpiperidin-4-on

2 Data UV-Vis 3,5-bis-(2,4-dimetoksibenzilidin)-N-metilpiperidin-4-on

3 Data IR 3,5-bis-(2,4-dimetoksibenzilidin)-N-metilpiperidin-4-on

4 Data H -NMR 3,5-bis-(2,4-dimetoksibenzilidin)-N-metilpiperidin-4-on

5 Data C-NMR 3,5-bis-(2,4-dimetoksibenzilidin)-N-metilpiperidin-4-on

7 Data UV-Vis senyawa molekul target (2)

8 Data IR senyawa molekul target (2)

9 Data uji aktivitas antikanker xii

BAB I PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang

Kanker adalah salah satu penyakit dimana terjadi pertumbuhan sel-sel jaringan tubuh yang tidak normal, cepat, dan tidak terkendali. Sel kanker berbahaya karena dapat menyebabkan kematian baik secara langsung maupun tidak langsung (Dalimarta, 2003). Di dunia, diperkirakan 7,6 juta orang meninggal akibat kanker pada tahun 2005 (WHO, 2005). Jumlah penderita kanker di dunia bertambah 6,25 juta orang tiap tahunnya. Dua per tiga dari penderita kanker di dunia, berada di negara berkembang termasuk Indonesia. Berdasarkan survey yang dilakukan WHO terhadap jumlah penderita kanker di negara berkembang pada tahun 2002, kanker serviks merupakan penyebab kematian paling besar yang dialami oleh perempuan, sedangkan pada pria disebabkan oleh kanker paru-paru .

Pengobatan kanker secara medis yang selama ini dilakukan adalah pembedahan (operasi), penyinaran (radiasi) dan terapi kimia (kemoterapi). Salah satu pengobatan kanker yang menjadi perhatian adalah kemoterapi. Kemoterapi merupakan pengobatan yang menggunakan bahan-bahan bioaktif dari hasil sintesis atau isolasi bahan alam (Nasca, 2008). Tujuan dari kemoterapi adalah untuk membunuh atau meminimumkan proliferasi sel kanker. Kemoterapi dengan antikanker yang ideal seharusnya dapat membunuh sel kanker dan tidak membahayakan jaringan sehat. Namun, sampai sekarang belum ditemukan obat

2 yang memenuhi kriteria tersebut. Oleh karena itu penelitian tentang penemuan senyawa antikanker terus dilakukan (Katzung, 2002).

Pirimidinon merupakan senyawa aktif biologis yang dapat diperoleh baik dari alam maupun dari hasil sintesis. Pirimidinon dan turunannya banyak digunakan dalam bidang farmasi dan biokimia, dikarenakan bioaktivitasnya sebagai antihipertensi, antiviral, antibakteri, antiinflamasi, dan agen antitumor (Jenner, 2004). Senyawa pirimidinon sangat menarik untuk dikembangkan karena pirimidinon dengan rantai samping tertentu diduga mempunyai aktivitas biologis yang spesifik. Edress

et al. (2010) mengemukakan bahwa hampir beberapa

senyawa pirimidinon yang mengikat gugus arilidin mempunyai potensi sebagai agen antitumor. Chern

et al. (2003) melaporkan bahwa 2-sianoimino-4-

pirimidinon (1), suatu turunan pirimidinon, menunjukkan aktivitas sitotoksik terhadap sel kanker kolon (DLD1), sel kanker hati (HA22T), dan sel kanker payudara (MCF-7) (Tabel 1.1). Data tersebut menunjukkan bahwa jumlah panjang rantai berpengaruh penting terhadap aktivitas senyawa. Panjang rantai C

6 ( n=6)

menunjukkan aktivitas sitotoksik yang optimal dalam membunuh sel kanker,

5 7 (

sedangkan pada panjang rantai C ( menunjukkan aktivitas yang

n=5) dan C n=7)

kurang maksimal. Struktur dari 2-sianoimino-4-pirimidinon (1) adalah:

N CN N N N (CH )n O Cl

2 O CH

3 Gambar 1.1 Struktur 2-sianoimino-4-pirimidinon (1)

3 Tabel 1.1 Bioaktivitas 2-sianoimino-4-pirimidinon terhadap sel kanker Senyawa Sitotoksisitas (IC

50 dalam nM)

DLD1 HA22T MCF-7

1 5 1780 4109 9261

2 6 214 333 270

3 7 1245 370 460 Berdasarkan

structure activity relationships (SAR), senyawa yang

mempunyai struktur molekul yang sama menunjukkan bioaktivitas yang hampir sama. Bioaktivitas terhadap sel kanker yang ditunjukkan turunan pirimidinon (1), memberikan inspirasi untuk mensintesis suatu molekul target yang mempunyai bioaktivitas sebagai antikanker. Sintesis molekul target ini merupakan perkembangan dari sintesis senyawa biscalkon pada penelitian Handika (2011) yang telah dilakukan sebelumnya.

Calkon merupakan salah satu turunan flavonoid yang memiliki gugus karbonil α, β, tak jenuh. Calkon yang telah disintesis pada penelitian Handika (2011) selain memiliki gugus karbonil α, β, tak jenuh, juga mengandung gugus N dalam cincin heterosiklik yang dapat digunakan sebagai antikanker. Handika (2011) melaporkan bahwa turunan analog calkon, 3,5-

bis-(2,3-dimetoksi

benzilidin)-1-metil-piperidin4-on, mempunyai harga IC 50 sebesar 1,77 µgr/ml. Harga bioaktivitas analog calkon ini masih belum maksimal, sehingga diperlukan penelitian lanjutan dengan mengubah struktur senyawa analog calkon menjadi struktur senyawa pirimidinon yang diharapkan memiliki bioaktifitas lebih tinggi. Oleh karena itu akan disintesis senyawa turunan pirimidinon dengan menggunakan senyawa antara analog calkon. Senyawa molekul target tersebut

4 diharapkan memiliki aktivitas sitotoksik yang tinggi, bersifat selektif, dan berpotensi dikembangkan sebagai senyawa antikanker. Senyawa molekul target yang akan disintesis tersebut adalah 3-(4-klorofenil)-1-(3,4-diklorofenil)-8- (2,4dimethoksibenzilidin)-4-(2,4-dimetoksi fenill)-6-metil-3,4,5,6,7,8-heksahidro-

1 H-pirido[4.3-d]pirimidin-2-on (2), suatu turunan pirimidinon dengan struktur sebagai berikut:

Cl O

OCH N N OCH

3 H CO N OCH

3 CH

3 Gambar 1.2 Struktur Molekul Target (2)

Senyawa turunan pirimidinon pada umumnya dapat disintesis dengan metode reaksi Biginelli. Reaksi Biginelli merupakan salah satu contoh dari

multi component reactions (MCRs), yaitu reaksi antara tiga senyawa atau lebih yang

starting material ini mempunyai beberapa kelemahan, diantaranya rendahnya prosentase

dari produk yang diinginkan karena terjadi berbagai macam reaksi (Ritmaleni

et al., 2006) dan sulitnya menemukan kondisi reaksi yang tepat, karena setiap reaksi

5 memerlukan kondisi pelarut, konsentrasi, suhu, dan waktu reaksi yang berbeda- beda (Weber

et al., 2000). Kelemahan Biginelli yang lainnya adalah pada saat

reaksi dihasilkan hasil samping berupa air, sedangkan katalis yang biasa digunakan adalah katalis logam organik yang bekerja maksimal dalam keadaan bebas air, sehingga katalis tidak dapat bekerja dengan maksimal (Rameshar, 2008). Oleh karena itu, pada sintesis senyawa molekul target (2) ini, tidak menggunakan reaksi Biginelli, namun menggunakan reaksi siklo kondensasi dengan senyawa antara analog calkon.

Dalam sintesis senyawa organik, perencanaan sintesis dapat dilakukan melalui analisis retrosintesis. Retrosintesis dimulai dari molekul yang diinginkan (molekul target) yang kemudian dipecah menggunakan diskoneksi sehingga terbentuk senyawa sebagai pereaksi yang tersedia (Sastrohamidjojo dan Pranowo, 2009). Analisis retrosintesis dari molekul target

(2) adalah sebagai berikut: Cl Cl

Cl O OCH ^{3 N N OCH} ³ H

^{3 CO N OCH}

³ CH ₃

(2)

OCH O OCH

3 Cl O H CO N OCH

3 Cl N N Cl

3 (3)

+
H H CH

(4)

6 O

OMe O

N MeO Me (5) (6)

Gambar 1.3 Analisis retrosintesis molekul target

Berdasarkan analisis retrosintesis diatas, dapat diketahui tiga buah molekul dasar (

starting material) untuk mensintesis molekul target (2) yaitu keton (N-

metilpiperidin-4-on

(5)), aldehid (2,4-dimetoksibenzaldehid (6)), dan turunan urea

(1-(4-klorofenil)-3-(3,4-diklorofenil)-urea

(3)). Dari analisis retrosintesis tersebut

juga dapat diketahui bahwa untuk mensintesis molekul target

(2) digunakan dua

tahap reaksi (multi step) yaitu reaksi siklo kondensasi dan reaksi kondensasi aldol silang dengan katalis basa (Parsons, 2003). Dikarenakan reaksi yang terjadi adalah reaksi multi step, maka dalam reaksi tersebut dihasilkan senyawa antara calkon (3,5-

bis-(2,4-dimetoksibenzilidin)-N-metilpiperidin-4-on (4)). Analisis struktur

dari senyawa molekul target

(2) dilakukan dengan metode spektroskopi meliputi: UV-Vis, IR, NMR, MS sekaligus uji bioaktivitas senyawa antikanker.

1.2 Rumusan Masalah

Berdasarkan latar belakang tersebut, maka dapat dirumuskan permasalahan sebagai berikut:

1. Apakah senyawa molekul target

(2) dapat disintesis dari 3,5-bis-(2,4-

dimetoksibenzilidin)-N-metilpiperidin-4-on dan 1-(4-klorofenil)-3-(3,4-di klorofenil)-urea

(3)?

2. Apakah senyawa molekul target

(2) memiliki bioaktivitas sebagai antikanker?

Adapun penelitian ini bertujuan untuk :

1. Mensintesis senyawa molekul target

(2) dari 3,5-bis-(2,4-dimetoksi

benzilidin)-N-metilpiperidin-4-on, dan 1-(4-klorofenil)-3-(3,4-diklorofenil)- urea

(3).

2. Mengetahui bioaktivitas senyawa molekul target (2) sebagai antikanker.

1.4 Manfaat Penelitian

Penelitian ini diharapkan dapat memberikan wawasan tentang sintesis senyawa molekul target

(2), yang merupakan turunan pirimidinon, dan

manfaatnya sebagai obat antikanker yang efektif bagi masyarakat. Dengan demikian penelitian ini diharapkan dapat turut menyumbangkan peranan dalam dunia kesehatan.

BAB II TINJAUAN PUSTAKA

2.1 Calkon

Calkon merupakan keton aromatis yang mempunyai peranan yang sangat penting dalam aktivitas biologi. Calkon termasuk dalam kelompok senyawa turunan flavanoid yang memiliki gugus karbonil

α,β tak jenuh. Adanya gugus karbonil α,β tak jenuh menyebabkan calkon memiliki aktivitas biologis sebagai antibakteri, antiinflamasi, antifungal, dan anti kanker (Szliszka, 2009). Jayapal

(2010) melaporkan bahwa sintesis 2,6-dihidroksi calkon tersubstitusi, suatu turunan calkon, dapat dilakukan dengan menggunakan reaksi kondensasi aldol pada kondisi basa dan dengan katalis SOCl 2.

Hardian Handika (2011) melaporkan bahwa suatu analog calkon dapat di peroleh dengan menggunakan kondensasi aldol dengan katalis basa. Senyawa yang berhasil disintesis tersebut adalah 3,5-

bis-(2,3-dimetoksibenzilidin)-1-

metilpiperidin4-on. Senyawa analog calkon yang telah disintesis tersebut memiliki aktivitas antikanker yang tinggi dengan nilai IC

50 sebesar 1.77 µgr/ml

dan mengalahkan senyawa kontrol positinya, doxorubisin yang mempunyai aktivitas sebesar 3.080 µgr/ml

2.2 Reaksi Kondensasi

Reaksi kondensasi adalah reaksi yang terjadi antara dua molekul atau lebih yang bergabung menjadi suatu molekul yang lebih besar, dengan atau tanpa

9 hilangnya suatu molekul kecil seperti air (Hoffman, 2004). Kondensasi aldol merupakan suatu reaksi antara dua buah molekul aldehid atau keton dalam basa yang menghasilkan β-hidroksi aldehid atau β-hidroksi keton (Parsons, 2003).

Mekanisme reaksinya adalah sebagai berikut:

O O O OH C H C C H C

H H H CH C H

3 H H O OH H O ₂ O O (protonisasi) H C C H C C H C CH

H C CH

3 H

2 H

2 Berdasarkan mekanisme reaksi di atas, terdapat dua buah aldehid. Dengan

katalis basa ion enolat dari aldehid bereaksi dengan aldehid yang lain. Gugus karbonil diadisi untuk membentuk ion alkoksida. Kemudian ion alkoksida ini mengambil proton dari air dan dihasilkan produk aldol.

Reaksi aldol, jika diteruskan pada suhu yang relatif tinggi, akan berlanjut menjadi reaksi dehidrasi. Selanjutnya akan terbentuk produk akhir berupa senyawa aldehid atau keton-

α,β tak jenuh. Senyawa β-hidroksi aldehid atau β- hidroksi keton yang didapat dari kondensasi aldol sangat mudah didehidrasi, menghasilkan produk utama yang mempunyai ikatan rangkap dua antara atom karbon α dan atom karbon β (Siswoyo, 2009). Jenis-jenis kondensasi aldol yaitu kondensasi aldol silang, dan Kondensasi Knoevenagel (Mc. Murry, 2000).

10 O OH O

H encer
H O CH

CH CHCH

3 CH CH CH CH

hangat

2.2.1 Reaksi kondensasi Aldol silang

Reaksi kondensasi aldol silang melibatkan dua jenis karbonil yang berbeda. Reaksi kondensasi aldol silang terjadi apabila hanya ada satu karbonil yang mempunyai hidrogen-

α, dengan kata lain hanya ada satu karbonil yang dapat dideprotonisasi membentuk nukleofil enolat. Karbonil yang tidak memiliki hidrogen

α harus lebih elektrofilik daripada karbonil yang memiliki hidrogen α (Parsons, 2003). Mekanisme reaksi kondensasi aldol silang adalah sebagai berikut:

O O O O

OH C C C C Ph H

H C t-Bu H C t-Bu

3 enolat

Ph H

3 O O

H OH O H O H H C C H t-Bu

H C C C C C t-Bu

Ph t-Bu C

2 H

C Ph H

Ph H H H

2.3 Pirimidinon

Pirimidinon merupakan senyawa aktif biologis, yang dapat diperoleh baik dari alam maupun dari hasil sintesis. Pirimidinon dan turunannya banyak digunakan dalam bidang farmasi dan biokimia, dikarenakan bioaktivitasnya sebagai antihipertensi, antiviral, antibakteri, antiinflamasi, dan agen antitumor (Jenner, 2004). Senyawa pirimidinon sangat menarik untuk dikembangkan karena

11 pirimidinon dengan rantai samping tertentu diduga mempunyai aktivitas biologis yang spesifik. Edress

et al. (2007) melaporkan bahwa hampir beberapa senyawa

pirimidinon yang mengikat gugus arilidin mempunyai potensi sebagai agen antitumor. Struktur senyawa pirimidinon adalah sebagai berikut:

Gambar 2.1 Struktur Pirimidinon

Senyawa turunan pirimidinon pada umumnya dapat disintesis dengan metode reaksi Biginelli. Reaksi Biginelli merupakan salah satu bagian dari

Multi Component Reactions (MCRs), yaitu reaksi antara tiga senyawa atau lebih yang

bereaksi dalam satu wadah sekaligus. Dalam sintesis pirimidinon dengan menggunakan reaksi Biginelli, material dasar yang dibutuhkan adalah keton, aldehid, dan urea, yang dicampurkan dalam satu wadah dengan menambahkan katalis asam. Namun, kelemahan dari reaksi Biginelli adalah pada saat reaksi dihasilkan hasil samping berupa air, sedangkan katalis yang biasa digunakan adalah katalis logam organik yang bekerja maksimal dalam keadaan bebas air, sehingga katalis tidak dapat bekerja dengan maksimal (Rameshar, 2008). Kelemahan reaksi Biginelli yang lainnya adalah sulitnya menemukan kondisi reaksi yang tepat, karena setiap tahapan reaksi memerlukan kondisi pelarut, konsentrasi, suhu, dan waktu reaksi yang berbeda-beda (Weber et al., 2000).

12 Contoh beberapa senyawa turunan pirimidinon beserta informasi bioaktivitasnya adalah sebagai berikut:

OMe OH O OMe O

EtO NH

EtO NH EtO NH

Me N O Me N O H H

Me N O H b c

Gambar 2.2 Struktur turunan pirimidinon

Struktur turunan pirimidinon gambar 2.2.a merupakan struktur dari oxo- Monoastrol dengan harga IC terhadap sel kanker ovarium OVCAR03 sebesar

33,5 µg/ml. Struktur 2.2.b dan 2.2.c merupakan analog dari oxo-Monoastrol masing-masing mempunyai harga IC

50 terhadap OVCAR03 sebesar >100 µg/ml dan 67,2 µg/ml (Russowsky, 2006).

2.4 Reaksi Siklo Kondensasi

Reaksi siklo kondensasi merupakan salah satu bagian dari reaksi penutupan cincin (

ring closure methathesis). Siklo kondensasi merupakan reaksi

penutupan cincin akibat adanya kondensasi antara heteroatom dan atom karbon dengan tingkat oksidasi yang berbeda. Ogini (2008) melaporkan bahwa 1,3,5- heterosubtitusi cincin benzena dapat disintesis menggunakan reaksi siklo kondensasi. Mekanisme sintesis senyawa 1,3,5-heterosubstitusi cincin benzena adalah sebagai berikut:

13 OH

OH O ₊

H OH

R R OH R R R R OH R H OH O R R R R R R R OH R R OH R R R R

Pada senyawa heterosiklik yang mengandung atom N, seperti piridin, pirimidin dan pirimidinon, siklo kondensasi terjadi pada gugus karbonil dengan atom N membentuk suatu imina ataupun enamina dan melepaskan air. Senyawa pirimidinon dapat disintesis dengan reaksi siklokondensasi berbahan dasar aldehid, keton, dan urea. Reaksi siklo kondensasi pirimidinon pada reaksi Biginelli (Raj, 2011) adalah sebagai berikut:

O O H N NH ₂

₂

O O HO N NH N NH ₂ ₂ H H ₂ _{2 CO} _{2 Et} Me OH

_{-H O}

₂

2.5 Kromatografi

Kromatografi merupakan pemisahan komponen dari campuran senyawa kimia berdasarkan distribusinya pada fasa gerak dan fasa diam. Fase gerak merupakan zat cair atau gas yang dapat membawa senyawa sepanjang kolom

14 sedangkan fase diam merupakan lapisan tipis cairan yang melekat pada penyangga atau permukaan zat padat yang berfungsi sebagai penyerap (Shriner, 2004). Pemilihan teknik kromatografi didasarkan pada kelarutan maupun sifat volatil zat yang dianalisis. Terdapat berbagai macam kromatografi yang dapat digunakan untuk memisahkan campuran senyawa kimia diantaranya, kromatografi kertas, kromatografi lapis tipis (KLT), kromatografi kolom, kromatografi gas, dan kromatografi cair kinerja tinggi.

2.5.1 Kromatografi lapis tipis (KLT)

Kromatografi lapis tipis merupakan teknik pemisahan senyawa kimia yang didasarkan pada perbedaan adsorpsi atau partisi oleh fasa diam di bawah gerakan fasa gerak (eluen). KLT mempunyai dua tujuan. Pertama, digunakan untuk analisis kulitatif dan analisis kuantitatif. Kedua, digunakan untuk memperoleh pelarut yang akan digunakan dalam kromatografi kolom. Fasa gerak yang digunakan pada KLT dapat berupa pelarut tunggal atau pelarut campuran dengan berbagai komposisisi, tergantung pada macam dan polaritas senyawa kimia yang dipisahkan. Fasa diam yang digunakan berupa lapisan tipis (tebal 0,1-0,2 mm) yang terdiri atas bahan padat yang dilapiskan pada permukaan dengan bantuan penyangga datar. Contoh absorben yang digunakan antara lain silika gel, alumunium oksida, magnesium fosfat, poliamida, sepadhex, damar penukar ion dan selulosa (Shriner, 2004).

Pada penggunaan teknik kromatografi lapis tipis, senyawa hasil sintesis dilarutkan dengan pelarut yang sesuai, kemudian ditotolkan pada satu titik di atas fasa diam dengan bantuan pipa kapiler dan dielusi dalam fasa gerak. Jika senyawa

15 yang dipisahkan berwarna, maka dapat segera diamati pemisahannya. Namun, jika senyawa yang dipisahkan tidak berwarna, maka diperlukan penampak noda. Beberapa metode yang digunakan adalah sinar UV, flouresensi, iod, dan atomisasi (Shriner, 2004). Data yang diperoleh pada KLT yaitu nilai Rf, yang didefinisikan sebagai :

ℎ Rf =

ℎ

2.5.2 Kromatografi lapis tipis preparatif (KLTP)

KLTP merupakan metode pemisahan yang hampir sama dengan KLT namun dapat memisahkan sampel dalam jumlah gram dengan adsorben yang paling umum yaitu silika gel. Ukuran pelat yamg digunakan biasanya 20 x 20 cm atau 20 x 40 cm. Sebelum ditotolkan pada pelat KLTP, sampel dilarutkan terlebih dahulu dengan sedikit pelarut. Kemudian ditotolkan dengan pipa kapiler membentuk pita. Pemilihan pelarut ditentukan berdasarkan pemisahan terbaik pada KLT kemudian plat KLTP dielusi sampai tanda batas. Pita yang diinginkan dikerok dari pelat dan diekstraksi dengan pelarut yang sesuai.

2.6 Analisis Spektroskopi

Spektroskopi adalah analisis kimia berdasarkan hasil interaksi antara materi dengan sinar. Apabila seberkas sinar mengenai materi maka akan terjadi interaksi antara sinar dengan materi tersebut. Hasil interaksi antara materi dan sinyal dapat berupa penyerapan sinar, pemantulan, penerusan dan penghamburan (Pearsons, 2003).

16 Berdasarkan pengukurannya, spektroskopi dapat dibedakan menjadi spektroskopi emisi, adsorpsi, pemendaran, dan penghamburan (Shriner, 2004).

Pada umumnya, instrumen yang digunakan untuk analisis struktur molekul organik adalah spektrofotometer UV-Vis, IR, NMR, dan spektroskopi massa (MS).

2.6.1 Spektroskopi ultraviolet-visibel (UV-Vis)

Spektroskopi UV-Vis merupakan metode analisis analit berdasarkan fenomena hasil interaksi antara materi dengan sinar (radiasi elektromagnetik).

Daerah pengukuran panjang gelombang spektrofotometri UV-Vis adalah 200-380 nm untuk UV dan 380-800 nm untuk visibel (Lambert, 2001). Molekul organik yang disinari dengan panjang gelombang tertentu akan menyerap energi, yang setara untuk mengeksitasi elektron ke tingkat yang lebih tinggi (Pearson, 2003).

Pelarut yang banyak digunakan dalam analisis spektoskopi UV-Vis diantaranya, etanol, air, metanol, eter, dan heksana. Hasil analisis kualitatif metode ini kurang mencukupi dalam penentuan struktur suatu molekul organik, sehingga hanya digunakan sebagai data penunjang dari hasil analisis metode spektroskopi yang lain.

17 Gambar 2.3 Instrumen UV-VIS

Sumber:

2.6.2 Spektroskopi inframerah (IR)

Spektroskopi Inframerah adalah teknik analisis suatu senyawa dengan mengukur serapan radiasi inframerah pada berbagai panjang gelombang. Apabila radiasi inframerah dikenakan pada molekul, maka akan terjadi absorbsi radiasi inframerah oleh molekul tersebut, sehingga terjadi perubahan tingkat energi rotasi dan energi vibrasi. Dalam spektroskopi inframerah terdapat dua vibrasi molekul, yaitu vibrasi ulur dan vibrasi tekuk. Pada vibrasi ulur terjadi perubahan jarak terus-menerus antara dua atom dalam molekul sedangkan pada vibrasi tekuk terjadi perubahan sudut antara dua ikatan atom dalam molekul (Hoffman, 2004).

Spektrum inframerah suatu senyawa merupakan sifat fisik yang khas bagi senyawa tersebut, kecuali senyawa berisomer optik. Daerah spektrum inframerah yang biasa digunakan dalam analisis adalah pada bilangan gelombang 4000-667

1 -1

cm . Daerah di sebelah kanan 1400 cm seringkali sangat rumit, karena pada daerah ini korelasi antara suatu pita dan gugus fungsional tidak dapat disimpulkan dengan cermat, tetapi pada daerah ini serapan tiap senyawa organik sangat unik. Oleh karena itu, daerah bagian spektrum ini dinamakan daerah sidik jari

( merupakan daerah gugus

fingerprint region). Pada daerah 4000-1300 cm

fungsi, sedangkan pada daerah 900-650cm dinamakan daerah aromatis (Wade, 2006).

18 Spektra inframerah dapat digunakan untuk menginterpretasikan ada tidaknya gugus fungsional. Pada senyawa pirimidin dan purin absorbsi kuat

terjadi pada bilangan gelombang 1630 cm karena adanya C=N dan pada

bilangan gelombang 1580-1520 cm dari C=C pada cincin, serta dihasilkan pula

1 puncak C-H aromatis pada bilangan gelombang 685 -660 cm (Lambert, 2001).

Sumber:

2.6.3 Spektroskopi resonansi magnet inti (NMR)

Spektroskopi NMR (

nuclear magnegtic resonance) didasarkan atas

penyerapan gelombang radio oleh inti-inti tertentu dalam molekul organik apabila molekul diletakkan dalam medan magnet yang kuat. Spektroskopi RMI dapat memberikan gambaran mengenai atom H dan C dalam sebuah molekul organik (Lambert, 2001). Semua inti atom bermuatan karena mengandung proton dan juga mempunyai spin inti sehingga menyebabkan beberapa inti bersifat magnet.

Perputaran elektron pada porosnya (spin) menghasilkan momen dipol magnet. Perilaku dipol magnet ini dicirikan oleh bilangan kuantum spin inti magnet yang diberi simbol I. Jika harga I=0, inti tersebut tidak berinteraksi dengan medan

magnet sehingga disebut tidak kromofor NMR. Harga inti dengan I= /

2 , memiliki nomor massa ganjil, sehingga memiliki momen magnet tidak sama dengan nol.

Hal inilah yang menyebabkan inti dapat berinteraksi dengan medan magnet eksternal, sehingga disebut kromofor NMR. Pada inti dengan proton dan netron ganjil, inti memiliki I=1, 2, atau lebih tinggi sehingga isotop ini lebih sukar diamati dan pola spektranya melebar (Pearson, 2003).

Dalam spektroskopi NMR, setiap jenis inti memiliki nilai geseran kimia dan kopling spin-spin yang khas, bergantung pada lingkungan kimia spin inti yang diamati. Sampel yang digunakan dapat berbentuk padat atau cair dan untuk pengukurannya diperlukan suatu standar yaitu TMS (Tetra Metil Silan).

1 Spektroskopi NMR dibedakan menjadi dua yaitu spektroskopi H-NMR dan

spektroskopi C-NMR. Pada H-NMR hampir sebagian proton di alam aktif

12 NMR dan kelimpahannya tinggi sebesar 99,985%, sedangkan pada atom C yang

kelimpahan di alam besar, tidak aktif NMR, namun isotopnya C yang kelimpahannya sebesar 1,1% aktif NMR (Hoffman, 2004).

Sumber:

2.6.3.1 Spektroskopi resonansi magnet inti proton ( H-NMR)

1 Spektroskopi H-NMR memberikan informasi mengenai banyaknya jenis

lingkungan hidrogen yang berbeda dalam suatu molekul, banyaknya atom hidrogen yang ada pada masing-masing lingkungan tersebut, dan banyaknya atom hidrogen pada atom karbon (Lambert, 2001). Penentuan struktur molekul organik dengan metode ini harus menggunakan pelarut yang tidak mengandung proton, misalnya CDCl

3 . Larutan yang dianalisis diletakkan dalam medan magnet yang

kuat sehingga proton akan mengalami pergeseran kimia yang berlainan sesuai dengan lingkungan molekulnya (Pearson, 2003).

2.6.3.2 Spektroskopi resonansi magnet inti carbon ( C-NMR)

13 Spektroskopi C-NMR berguna untuk menentukan jumlah dan sifat atom

karbon dari suatu molekul organik. Pada spektroskopi ini terjadi proses antaraksi atom karbon dengan proton yang berdekatan, sehingga letak atom karbon dapat diketahui dari sifatnya yang terdeskripsi pada sinyal. Daerah pergeseran kimia

untuk C-NMR terletak pada 0-200 ppm. Pergeseran kimia atom karbon berbeda- beda tergantung pada kondisi lingkungannya (Shriner, 2004).

2.7 Kanker

Kanker adalah salah suatu penyakit dimana terjadi pertumbuhan sel-sel jaringan tubuh yang tidak normal, cepat, dan tak terkendali. Sel kanker berbahaya karena dapat menyebabkan kematian baik secara langsung maupun tidak langsung (Dalimarta, 2003). Kanker atau karsinoma ditandai dengan terbentuknya jaringan baru oleh sel-sel yang abnormal dan bersifat ganas (

malign). Sel-sel tersebut

21 mampu memperbanyak diri secara cepat dan terus-menerus (

proliferasi) sehingga menimbulkan pembengkakan atau benjolan yang disebut tumor atau neoplasma.

Sel-sel kanker tidak hanya mampu menginfiltrasi jaringan sehat disekitarnya, tetapi juga mampu menyebarkan sel-selnya melalui saluran darah dan limfe ke bagian tubuh yang lain (

metastase) (Katzung, 2002). Pengobatan kanker secara

medis yang selama ini dilakukan adalah pembedahan (operasi), penyinaran (radiasi) dan terapi kimia (kemoterapi). Pembedahan dan penyinaran hanya efektif jika sel kanker belum bermetastase. Jika sudah bermetastase, dapat dilakukan pengobatan secara sistemik dengan kemoterapi (Adib, 2011).

SINTESIS SENYAWA TURUNAN PIRIMIDINON DARI ANALOG CALKON 3,5-BIS-(2,4-DIMETOKSIBENZILIDIN)-N-METILPIPERIDIN- 4-ON SEBAGAI SENYAWA ANTIKANKER SKRIPSI