STUDI MEKANISME ANTIKANKER SENYAWA ANALOG CALKON 3,5-BIS-(2,3-DIMETOKSIBENZILIDIN)- 1-METILPIPERIDIN-4-ON TERHADAP GUANIN SKRIPSI
ADLN Perpustakaan Universitas Airlangga
STUDI MEKANISME ANTIKANKER
SENYAWA ANALOG CALKON 3,5-BIS-(2,3-DIMETOKSIBENZILIDIN)1-METILPIPERIDIN-4-ON TERHADAP GUANIN
SKRIPSI
INES KOMALA SITI HANIFA
DEPARTEMEN KIMIA
FAKULTAS SAINS DAN TEKNOLOGI
UNIVERSITAS AIRLANGGA
SURABAYA
2012
Skripsi
Studi Mekanisme Antikanker Senyawa Analog Calkon
3,5-bis-(2,3-dimetoksibenzilidin)-1-metilpiperidin-4-on terhadap Guanin
Ines Komala Siti Hanifa
ADLN Perpustakaan Universitas Airlangga
STUDI MEKANISME ANTIKANKER
SENYAWA ANALOG CALKON 3,5-BIS-(2,3-DIMETOKSIBENZILIDIN)1-METILPIPERIDIN-4-ON TERHADAP GUANIN
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
NIP. 19630308 198701 1 001
Dr. Alfinda Novi Kristanti, DEA
NIP. 19671115 199102 2 001
ii
Skripsi
Studi Mekanisme Antikanker Senyawa Analog Calkon
3,5-bis-(2,3-dimetoksibenzilidin)-1-metilpiperidin-4-on terhadap Guanin
Ines Komala Siti Hanifa
ADLN Perpustakaan Universitas Airlangga
LEMBAR PENGESAHAN NASKAH SKRIPSI
Judul
Penyusun
NIM
Pembimbing I
Pembimbing II
Tanggal Ujian
: Studi Mekanisme Antikanker Senyawa Analog Calkon 3,5bis-(2,3-dimetoksibenzilidin)-1-metilpiperidin-4-on terhadap
Guanin
: Ines Komala Siti Hanifa
: 080810512
: Drs. Hery Suwito, M.Si
: Dr. Alfinda Novi Kristanti, DEA
: 2 Agustus 2012
Disetujui oleh :
Pembimbing I
Pembimbing II
Drs. Hery Suwito, M.Si
NIP. 19630308 198701 1 001
Dr. Alfinda Novi Kristanti, DEA
NIP. 19671115 199102 2 001
Mengetahui,
Ketua Departemen Kimia
Fakultas Sains dan Teknologi
Universitas Airlangga
Dr. Alfinda Novi Kristanti, DEA
NIP. 19671115 199102 2 001
iii
Skripsi
Studi Mekanisme Antikanker Senyawa Analog Calkon
3,5-bis-(2,3-dimetoksibenzilidin)-1-metilpiperidin-4-on terhadap Guanin
Ines Komala Siti Hanifa
ADLN Perpustakaan Universitas Airlangga
PEDOMAN PENGGUNAAN SKRIPSI
Skripsi ini tidak dipublikasikan, namun tersedia di perpustakaan dalam
lingkungan Universitas Airlangga. Diperkenankan untuk digunakan sebagai
referensi kepustakaan dengan pengutipan seijin penulis serta harus menyebutkan
sumbernya.
Dokumen skripsi ini merupakan hak milik Universitas Airlangga
iv
Skripsi
Studi Mekanisme Antikanker Senyawa Analog Calkon
3,5-bis-(2,3-dimetoksibenzilidin)-1-metilpiperidin-4-on terhadap Guanin
Ines Komala Siti Hanifa
ADLN Perpustakaan Universitas Airlangga
KATA PENGANTAR
Puji syukur kehadirat Allah SWT atas segala rahmat dan hidayah-Nya,
sehingga penulis dapat menyelesaikan skripsi yang berjudul Studi Mekanisme
Antikanker Senyawa Analog Calkon 3,5-bis-(2,3-dimetoksibenzilidin)-1metilpiperidin-4-on terhadap Guanin. Penulis menyadari bahwa penulisan
skripsi ini tidak lepas dari bantuan berbagai pihak, untuk itu penulis
menyampaikan terima kasih kepada :
1. Drs. Hery Suwito, M.Si selaku pembimbing I yang telah memberikan
bimbingan selama proses pengerjaan skripsi ini.
2. Dr. Alfinda Novi Kristanti, DEA selaku pembimbing II dan Ketua Departemen
Kimia Fakultas Sains dan Teknologi, Universitas Airlangga yang telah
memberikan bimbingan selama proses pengerjaan skripsi ini.
3. Dra. Aning Purwaningsih, M.Si selaku dosen wali yang telah memberikan
bimbingan selama proses perkuliahan.
4. Dr. Afaf Baktir, MS., Drs. Hamami, M.Si dan Dr. Nanik Siti Aminah, S.Si.,
M.Si yang telah memberikan banyak saran, inspirasi, dan motivasi.
5. Seluruh staf pengajar Departemen Kimia yang telah membantu selama proses
perkuliahan dan pengerjaan skripsi ini.
6. Mama, nenek, dan kakak-kakak tercinta yang telah memberikan doa,
kepercayaan, dan motivasi secara penuh.
7. Sahabat-sahabatku tercinta (A’yunil, Rohis, Ike, Nia, Mala, Nera, Bela, Riris
dan Wahyu) yang telah memberikan banyak inspirasi.
8. Teman – teman angkatan 2008 (yang tidak bisa disebutkan satu persatu), kakak
kelas angkatan 2007 serta adik – adik angkatan 2009 dan 2010 yang terus
memberikan dukungan dan doa dalam penyelesaian skripsi ini.
9. Pihak – pihak yang tidak dapat disebutkan satu persatu yang banyak
memberikan saran, bantuan dan pengalaman.
Penulis menyadari bahwa skripsi ini masih memiliki banyak kekurangan.
Oleh karena itu, kritik dan saran yang membangun sangat diharapkan untuk
v
Skripsi
Studi Mekanisme Antikanker Senyawa Analog Calkon
3,5-bis-(2,3-dimetoksibenzilidin)-1-metilpiperidin-4-on terhadap Guanin
Ines Komala Siti Hanifa
ADLN Perpustakaan Universitas Airlangga
perbaikan dan pengembangan penulisan naskah skripsi ini. Penulis berharap skripsi
ini dapat bermanfaat bagi perkembangan ilmu pengetahuan.
Surabaya, Agustus 2012
Penulis
Ines Komala Siti H.
vi
Skripsi
Studi Mekanisme Antikanker Senyawa Analog Calkon
3,5-bis-(2,3-dimetoksibenzilidin)-1-metilpiperidin-4-on terhadap Guanin
Ines Komala Siti Hanifa
ADLN Perpustakaan Universitas Airlangga
Hanifa, I.K.S., 2012, Studi Mekanisme Antikanker Senyawa Analog Calkon
3,5-bis-(2,3-dimetoksibenzilidin)-1-metilpiperidin-4-on terhadap Guanin,
skripsi ini dibawah bimbingan Drs. Hery Suwito, M.Si dan Dr. Alfinda Novi
Kristanti, DEA, Departemen Kimia Fakultas Sains dan Teknologi,
Universitas Airlangga, Surabaya.
ABSTRAK
Telah dilakukan sintesis senyawa analog calkon 3,5-bis-(2,3dimetoksibenzilidin)-1-metilpiperidin-4-on dalam suasana basa. Hasil penelitian
menunjukkan bahwa senyawa analog calkon 3,5-bis-(2,3-dimetoksibenzilidin)-1metilpiperidin-4-on terbukti mempunyai aktivitas antikanker dengan IC50 sebesar
1.77 µg/ml. Berdasarkan struktur utamanya, senyawa analog calkon diduga
bekerja sebagai senyawa antikanker melalui mekanisme alkylating agent terhadap
basa guanin. Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui reaksi antara senyawa
analog calkon dengan basa guanin. Reaksi antara senyawa analog calkon dengan
guanin berlangsung selama 14 jam pada suhu 78°C. Hasil kromatografi lapis tipis
menunjukkan terdapatnya noda baru pada filtrat hasil reaksi. Campuran yang
diperoleh dimurnikan menggunakan kromatografi lapis tipis preparatif sehingga
diperoleh senyawa murni. Analisis menggunakan spektrofotometer UV-Vis
menunjukkan 2 puncak pada panjang gelombang 259 dan 308,5 nm, yang diduga
mengindikasikan terjadinya reaksi antara senyawa analog calkon dengan guanin.
Berdasarkan hasil tersebut, senyawa analog calkon diduga mempunyai
mekanisme antikanker sebagai alkylating agent terhadap guanin.
Kata kunci : analog calkon, alkilasi guanin, mekanisme antikanker
vii
Skripsi
Studi Mekanisme Antikanker Senyawa Analog Calkon
3,5-bis-(2,3-dimetoksibenzilidin)-1-metilpiperidin-4-on terhadap Guanin
Ines Komala Siti Hanifa
ADLN Perpustakaan Universitas Airlangga
Hanifa,
I.K.S.,
2012,
Study
Anticancer
Mechanism
of
Chalcone Analogue 3,5-bis-(2,3-dimethoxybenzylidine)-1-methylpiperidine-4on toward Guanine, final project was under guidance of Drs. Hery Suwito,
M.Si and Dr. Alfinda Novi Kristanti, DEA, Chemistry Departement, Faculty
of Science and Technology, Airlangga University, Surabaya.
ABSTRACT
Synthesis of chalcone analogue 3,5-bis-(2,3-dimethoxybenzylidine)-1methylpiperidine-4-on compound under alkaline condition had been done. The
result showed that the compound had anticancer activity with IC50 of 1.77 µg/ml.
Based on its primary structure, this compound was expected to work as anticancer
compound through alkylating agent mechanism toward guanine. This research
aimed to determine the reaction between chalcone analogue compound and
guanine. The reaction between chalcone analogue and guanine occurred at 78 ° C
for 14 hours. The result of thin layer chromatography showed the presence of a
new spot on the filtrate. The mixture obtained was purified using preparative thin
layer chromatography in order to obtain pure compounds. Analysis using UV-Vis
spectrophotometer showed two peaks at 259 and 308.5 nm. This result was
thought to indicate the occurrence of the reaction between chalcone analogue
compound with guanine. Based on these results, chalcone analogue compound
was thought to have anticancer mechanism as an alkylating agent toward guanine.
Keywords : chalcone analogue, alkylating guanine, anticancer mechanism
viii
Skripsi
Studi Mekanisme Antikanker Senyawa Analog Calkon
3,5-bis-(2,3-dimetoksibenzilidin)-1-metilpiperidin-4-on terhadap Guanin
Ines Komala Siti Hanifa
ADLN Perpustakaan Universitas Airlangga
DAFTAR ISI
LEMBAR JUDUL …………………………………………………............
LEMBAR PERNYATAAN ……………………………………………......
LEMBAR PENGESAHAN ……………………………………………......
LEMBAR PEDOMAN PENGGUNAAN SKRIPSI ……………………....
KATA PENGANTAR ………………………………………………..........
ABSTRAK ………………………………………………………………....
ABSTRACT ……………………………………………………………......
DAFTAR ISI …………………………………………………………….....
DAFTAR GAMBAR ……………………………………………………....
DAFTAR TABEL ……………………………………………………….....
DAFTAR LAMPIRAN ………………………………………………….....
BAB I PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang Masalah ...........................................................
1.2 Rumusan Masalah .....................................................................
1.3 Tujuan Penelitian ......................................................................
1.4 Manfaat Penelitian ....................................................................
BAB II TINJAUAN PUSTAKA
2.1 Calkon ........................................................................................
2.2 Guanin ........................................................................................
2.3 Reaksi Kondensasi Aldol ...........................................................
2.3.1 Reaksi kondensasi aldol silang ........................................
2.4 Reaksi Pembentukan Enamina ...................................................
2.5 Kromatografi ..............................................................................
2.5.1 Kromatografi lapis tipis ...................................................
2.5.2 Kromatografi lapis tipis preparatif ...................................
2.6 Spektroskopi ..............................................................................
2.6.1 Spektroskopi ultraviolet-visibel (UV-Vis).......................
2.6.2 Spektroskopi 1H-NMR .....................................................
2.6.3 Spektroskopi 13C-NMR ....................................................
2.7 Kanker ........................................................................................
2.8 Antikanker..................................................................................
BAB III METODE PENELITIAN
3.1 Waktu dan Tempat Penelitian ....................................................
3.2 Alat dan Bahan Penelitian ..........................................................
3.2.1 Alat-alat penelitian ...........................................................
3.2.2 Bahan-bahan penelitian....................................................
3.3 Tahapan Penelitian .....................................................................
3.3.1
Sintesis senyawa 3,5-bis-(2,3-dimetoksibenzilidin)1-metilpiperidin-4-on ..................................................
3.3.2
Reaksi
antara
senyawa
3,5-bis-(2,3dimetoksibenzilidin)-1-metilpiperidin-4-on dengan
guanin .........................................................................
3.3.3
Pemisahan senyawa hasil sintesis tahap 2
menggunakan kromatografi lapis tipis preparatif .......
i
ii
iii
iv
v
vii
viii
ix
xi
xii
xiii
1
4
4
5
6
7
8
9
9
10
10
11
11
13
13
14
14
15
19
19
19
19
20
20
20
21
ix
Skripsi
Studi Mekanisme Antikanker Senyawa Analog Calkon
3,5-bis-(2,3-dimetoksibenzilidin)-1-metilpiperidin-4-on terhadap Guanin
Ines Komala Siti Hanifa
ADLN Perpustakaan Universitas Airlangga
3.3.4 Uji sifat fisika senyawa hasil sintesis .............................
3.3.4.1 Uji titik leleh ........................................................
3.3.5 Kromatografi lapis tipis....................................................
3.3.6 Analisis spektroskopi .......................................................
3.3.6.1 Uji spektroskopi ultraviolet-visibel (UV-Vis) .....
3.3.6.2 Uji spektroskopi resonansi mangetik inti
(NMR). ................................................................
3.4 Skema Kerja ...............................................................................
BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN
4.1 Sintesis
Senyawa
3,5-bis-(2,3-dimetoksibenzilidin)-1metilpiperidin-4-on ...................................................................
4.2. Hasil Analisis Spektroskopi ......................................................
4.2.1 Hasil analisis spektroskopi UV-Vis.............................. ...
4.2.2 Hasil analisis spektroskopi resonansi magnet inti.......... .
4.3 Reaksi antara Senyawa Analog Calkon 3,5-bis-(2,3dimetoksibenzilidin)-1-metilpiperidin-4-on dengan Guanin....
4.4 Pemisahan Campuran Senyawa menggunakan Kromatografi
Lapis Tipis Preparatif................................................................
4.5. Hasil Analisis Spektroskopi ......................................................
4.5.1 Hasil analisis spektroskopi UV-Vis .................................
4.6 Senyawa
Pengalkilasi dalam Mekanisme Alkylating
Agent.......................................................................... ...............
BAB V KESIMPULAN DAN SARAN
5.1 Kesimpulan ………………………………………………….....
5.2 Saran …………………………………………………………....
DAFTAR PUSTAKA ...................................................................................
LAMPIRAN
21
21
22
22
22
22
24
25
29
29
29
32
36
38
38
39
40
40
41
x
Skripsi
Studi Mekanisme Antikanker Senyawa Analog Calkon
3,5-bis-(2,3-dimetoksibenzilidin)-1-metilpiperidin-4-on terhadap Guanin
Ines Komala Siti Hanifa
ADLN Perpustakaan Universitas Airlangga
DAFTAR GAMBAR
No.
1.1
1.2
2.1
2.2
2.3
2.4
4.1
4.2
4.3
4.4
4.5
4.6
4.7
4.8
Judul Gambar
Halaman
Struktur senyawa analog calkon 3,5-bis-(2,3dimetoksibenzilidin)-1-metilpiperidin-4-on ...................... 3
Struktur guanin .................................................................. 3
Struktur umum senyawa calkon ........................................ 6
Struktur senyawa analog calkon 3,5-bis-(2,3dimetoksibenzilidin)-1-metilpiperidin-4-on...................... 7
Struktur guanin .................................................................. 8
Spektrum elektromagnetik ................................................ 12
Kristal senyawa analog calkon .......................................... 26
Reaksi kondensasi aldol silang ......................................... 27
Mekanisme reaksi pembentukan senyawa analog
calkon.. ............................................................................... 28
Bagian sinamoil dari struktur senyawa 3,5-bis-(2,3dimetoksibenzilidin)-1-metilpiperidin-4-on ...................... 29
Penomoran atom C/H senyawa 3,5-bis-(2,3dimetoksibenzilidin)-1-metilpiperidin-4-on ...................... 30
Struktur dan pergeseran kimia 13C-NMR senyawa
hasil sintesis tahap 1 .......................................................... 31
Struktur dan pergeseran kimia 1H-NMR senyawa
hasil sintesis tahap 1 .......................................................... 32
Prediksi mekanisme reaksi adisi nukleofilik antara
senyawa analog calkon dengan guanin .............................. 34
xi
Skripsi
Studi Mekanisme Antikanker Senyawa Analog Calkon
3,5-bis-(2,3-dimetoksibenzilidin)-1-metilpiperidin-4-on terhadap Guanin
Ines Komala Siti Hanifa
ADLN Perpustakaan Universitas Airlangga
DAFTAR TABEL
No.
4.1
4.2
4.3
4.4
Judul
Nilai Rf senyawa hasil sintesis tahap 1...............
Data pergeseran kimia (δ, ppm) spektrum 1H
dan 13C-NMR (CDCl3, 400 MHz).....................
Nilai Rf hasil sintesis tahap 2.............................
Data nilai Rf senyawa hasil sintesis..................
Halaman
26
30
36
37
xii
Skripsi
Studi Mekanisme Antikanker Senyawa Analog Calkon
3,5-bis-(2,3-dimetoksibenzilidin)-1-metilpiperidin-4-on terhadap Guanin
Ines Komala Siti Hanifa
ADLN Perpustakaan Universitas Airlangga
DAFTAR LAMPIRAN
No.
1
2
3
4
5
6
7
8
Judul
Hasil kromatografi lapis tipis senyawa hasil sintesis tahap 1
Spektrum UV senyawa analog calkon
Spektrum 1H-NMR senyawa hasil sintesis tahap 1
Spektrum 13C-NMR senyawa hasil sintesis tahap 1
Spektrum 13C-NMR (BB dan DEPT 45, 90 dan 135) senyawa hasil
sintesis tahap 1
Pemisahan senyawa hasil sintesis tahap 2 menggunakan KLTP
Kromatogram senyawa hasil sintesis tahap kedua yang telah murni
Spektrum UV senyawa hasil sintesis tahap 2
xiii
Skripsi
Studi Mekanisme Antikanker Senyawa Analog Calkon
3,5-bis-(2,3-dimetoksibenzilidin)-1-metilpiperidin-4-on terhadap Guanin
Ines Komala Siti Hanifa
ADLN Perpustakaan Universitas Airlangga
BAB I
PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang Masalah
Kanker merupakan salah satu penyakit yang patut diperhitungkan sebagai
penyebab kematian terbesar di dunia. Faktanya, kanker mendapat predikat sebagai
penyakit yang paling umum terjadi di Amerika Serikat pada tahun 2005, dengan
total korban 500.000 jiwa (Katzung, 2006). Di negara berkembang seperti
Indonesia, penyakit kanker menduduki peringkat kelima sebagai penyebab
kematian utama setelah penyakit kardiovaskuler, infeksi, pernapasan, dan
pencernaan. Namun, yang paling dikhawatirkan adalah data penelitian dari
Organisasi Penanggulangan Kanker Dunia (UICC) dan Organisasi Kesehatan
Dunia (WHO) yang memperkirakan bahwa angka kejadian kanker di dunia dapat
mengalami peningkatan hingga 40 % pada tahun 2020, terutama di negara-negara
berkembang seperti Indonesia (Mortara, 2007). Berdasarkan data tersebut, tidak
menutup kemungkinan peringkat penyakit kanker sebagai penyebab kematian di
Indonesia akan mengalami kenaikan pada tahun 2020.
Penanganan penyakit kanker (terutama sebelum mencapai stadium yang
lebih berbahaya) sangat penting guna menghambat pembelahan sel-sel abnormal.
Berbagai metode telah dilakukan untuk mengatasi hal tersebut antara lain
menggunakan pembedahan (operasi), radioterapi, kemoterapi, terapi hormon dan
immunoterapi (Breiner, 2011). Salah satu metode terapi kanker yang banyak
1
Skripsi
Studi Mekanisme Antikanker Senyawa Analog Calkon
3,5-bis-(2,3-dimetoksibenzilidin)-1-metilpiperidin-4-on terhadap Guanin
Ines Komala Siti Hanifa
ADLN Perpustakaan Universitas Airlangga
2
mengalami perkembangan hingga saat ini adalah kemoterapi. Kemoterapi
merupakan proses pemberian obat-obatan antikanker dalam bentuk kapsul atau
melalui infus. Kemoterapi menggunakan bahan aktif berupa senyawa kimia yang
bersifat sitotoksik yang bertujuan untuk menghambat pertumbuhan sel kanker
(Blows, 2005). Berbagai penelitian untuk menemukan obat baru telah dilakukan
baik dengan cara mensintesis senyawa yang berpotensi sebagai antikanker
maupun mengisolasinya dari sumber-sumber alam.
Salah satu senyawa antikanker yang cukup banyak diteliti hingga saat ini
adalah calkon. Struktur kimiawi senyawa calkon (1,3-difenil-2-propen-1-on)
secara umum terdiri dari dua cincin aromatis yang dihubungkan oleh 3 atom
karbon dengan sistem karbonil-,-tak jenuh. Beberapa penelitian yang telah
dilakukan menunjukkan bahwa senyawa calkon dan turunannya memiliki aktivitas
sebagai antikanker terhadap berbagai macam sel tumor (Achanta et al., 2005).
Handika (2011) telah berhasil mensintesis senyawa antikanker analog
calkon 3,5-bis-(2,3-dimetoksibenzilidin)-1-metilpiperidin-4-on yang merupakan
hasil reaksi kondensasi aldol silang antara N-metilpiperidin-4-on dengan 2,3dimetoksibenzaldehid dalam suasana basa. Uji antikanker senyawa tersebut
terhadap sel kanker payudara T47D menunjukkan nilai IC50 sebesar 1.77 µg/ml.
Berdasarkan hasil tersebut, dapat diketahui bahwa senyawa analog calkon 3,5-bis(2,3-dimetoksibenzilidin)-1-metilpiperidin-4-on berpotensi untuk dikembangkan
sebagai bahan aktif dalam terapi.
Skripsi
Studi Mekanisme Antikanker Senyawa Analog Calkon
3,5-bis-(2,3-dimetoksibenzilidin)-1-metilpiperidin-4-on terhadap Guanin
Ines Komala Siti Hanifa
ADLN Perpustakaan Universitas Airlangga
3
Gambar 1.1 Struktur senyawa analog calkon 3,5-bis-(2,3-dimetoksibenzilidin)-1metilpiperidin-4-on
Penelitian lebih lanjut terkait mekanisme antikanker dari senyawa analog
calkon 3,5-bis-(2,3-dimetoksibenzilidin)-1-metilpiperidin-4-on sangat diperlukan
sebagai salah satu data pendukung untuk merealisasikan senyawa hasil sintesis
tersebut sebagai obat antikanker yang efektif. Dimmock (1998) menyatakan
bahwa salah satu aktivitas senyawa calkon sebagai antikanker disebabkan oleh
kemampuan alkilasi dari gugus olefin terkonjugasi yang dapat berikatan dengan
basa guanin. Guanin merupakan salah satu basa purin yang terdapat pada untaian
DNA yang memiliki beberapa sisi yang rentan diserang oleh zat pengalkil.
Kemampuan senyawa calkon sebagai agen pengalkilasi basa guanin terjadi
melalui pembentukan ikatan kovalen dengan DNA (Meric et al., 2002). Oleh
karena itu, prediksi mekanisme antikanker yang paling mendukung dari senyawa
analog calkon 3,5-bis-(2,3-dimetoksibenzilidin)-1-metilpiperidin-4-on adalah
sebagai alkylating agent.
Gambar 1.2 Struktur guanin
Skripsi
Studi Mekanisme Antikanker Senyawa Analog Calkon
3,5-bis-(2,3-dimetoksibenzilidin)-1-metilpiperidin-4-on terhadap Guanin
Ines Komala Siti Hanifa
ADLN Perpustakaan Universitas Airlangga
4
Berdasarkan uraian tersebut, pada penelitian ini akan dilakukan studi
terkait kemampuan senyawa analog calkon sebagai alkylating agent terhadap basa
guanin melalui reaksi kimia. Produk yang dihasilkan dari reaksi alkilasi guanin
tergantung dari struktur senyawa pengalkilasi yang digunakan. Keberadaan gugus
enon dalam
senyawa analog calkon 3,5-bis-(2,3-dimetoksibenzilidin)-1-
metilpiperidin-4-on dan sifat nukleofil dari guanin diduga akan mengarah pada
terbentuknya senyawa siklik sebagai produk hasil reaksi tersebut (Sturla, 2007).
1.2 Rumusan masalah
1.
Apakah
senyawa
analog
calkon
3,5-bis-(2,3-dimetoksibenzilidin)-1-
metilpiperidin-4-on dapat bereaksi dengan basa guanin?
2.
Bagaimana mekanisme reaksi antara senyawa analog calkon 3,5-bis-(2,3dimetoksibenzilidin)-1-metilpiperidin-4-on dengan basa guanin?
1.3 Tujuan Penelitian
1. Mengetahui
kemampuan
senyawa
analog
calkon
3,5-bis-(2,3-
dimetoksibenzilidin)-1-metilpiperidin-4-on untuk bereaksi dengan basa
guanin.
2. Mengetahui mekanisme reaksi antara senyawa analog calkon 3,5-bis-(2,3dimetoksibenzilidin)-1-metilpiperidin-4-on dengan basa guanin.
Skripsi
Studi Mekanisme Antikanker Senyawa Analog Calkon
3,5-bis-(2,3-dimetoksibenzilidin)-1-metilpiperidin-4-on terhadap Guanin
Ines Komala Siti Hanifa
ADLN Perpustakaan Universitas Airlangga
5
1.4 Manfaat Penelitian
Dengan melakukan penelitian terkait mekanisme senyawa analog calkon
3,5-bis-(2,3-dimetoksibenzilidin)-1-metilpiperidin-4-on
sebagai
antikanker,
diharapkan dapat menambah pengetahuan dan informasi tentang mekanisme
antikanker, khususnya senyawa calkon dan alkylating agent.
Skripsi
Studi Mekanisme Antikanker Senyawa Analog Calkon
3,5-bis-(2,3-dimetoksibenzilidin)-1-metilpiperidin-4-on terhadap Guanin
Ines Komala Siti Hanifa
ADLN Perpustakaan Universitas Airlangga
Bab II
TINJAUAN PUSTAKA
2.1 Calkon
Calkon merupakan salah satu senyawa golongan flavonoid yang memiliki
gugus enon dalam strukturnya. Senyawa yang memiliki nama IUPAC 1,3-difenil2-propen-1-on ini secara umum membentuk sol dalam eter, kloroform, karbon
bisulfida, dan benzena, agak larut dalam alkohol, dan sedikit larut dalam
petroleum eter dingin (Budavari, 2001).
Hasil penelitian Kamei et al. (1997) menunjukkan bahwa senyawa calkon
dapat menginduksi DNA secara abnormal yang berhubungan dengan aktivitas
antikanker (Meric et al., 2002). Selain sebagai antikanker, calkon juga memiliki
aktivitas biologis lainnya meliputi antimalaria, antiinflamasi, antioksidan dan
antibakteri (Chiaradia, 2008). Sifat farmakologi senyawa calkon tersebut berasal
dari keberadaan gugus karbonil-,-tak jenuh dalam strukturnya seperti yang
tampak pada gambar 2.1 (Curti et al., 2007).
O
Gambar 2.1 Struktur umum senyawa calkon
Senyawa calkon dapat disintesis melalui reaksi kondensasi Claisen
Schmidt antara suatu aldehid dan keton yang sesuai dalam suasana basa dengan
pelarut seperti metanol (Hijova, 2006).
6
Skripsi
Studi Mekanisme Antikanker Senyawa Analog Calkon
3,5-bis-(2,3-dimetoksibenzilidin)-1-metilpiperidin-4-on terhadap Guanin
Ines Komala Siti Hanifa
ADLN Perpustakaan Universitas Airlangga
7
Senyawa
analog
calkon
3,5-bis-(2,3-dimetoksibenzilidin)-1-
metilpiperidin-4-on merupakan salah satu senyawa yang telah terbukti memiliki
aktivitas antikanker terhadap sel kanker payudara T47D. Uji sitotoksisitas secara
in vitro dilakukan berdasarkan prinsip reduksi senyawa MTT oleh enzim
dehidrogenase mitokondria menjadi formazan, suatu garam yang berwarna biru
(Doyle, 1988).
Gambar 2.2 Struktur senyawa analog calkon 3,5-bis-(2,3-dimetoksibenzilidin)-1metilpiperidin-4-on
Nilai IC50 senyawa analog calkon 3,5-bis-(2,3-dimetoksibenzilidin)-1metilpiperidin-4-on lebih rendah jika dibandingkan dengan doxorubicin, kontrol
positif yang digunakan. Hal tersebut menunjukkan bahwa senyawa analog calkon
3,5-bis-(2,3-dimetoksibenzilidin)-1-metilpiperidin-4-on memiliki keaktifan yang
lebih baik sebagai antikanker (Handika, 2011).
2.2 Guanin
Guanin merupakan salah satu dari empat basa penyusun DNA dan RNA.
Secara umum, guanin berbentuk amorf, dapat larut dalam larutan kalium
hidroksida, larutan asam, agak sukar larut dalam air dan alkohol, serta hampir
tidak larut dalam eter (Sumardjo, 2008).
Skripsi
Studi Mekanisme Antikanker Senyawa Analog Calkon
3,5-bis-(2,3-dimetoksibenzilidin)-1-metilpiperidin-4-on terhadap Guanin
Ines Komala Siti Hanifa
ADLN Perpustakaan Universitas Airlangga
8
O
HN
1
2
H2N
6
5
3 4
N
7
9
N
8
N
H
Gambar 2.3 Struktur guanin
Residu guanin dalam DNA terutama terdapat dalam bentuk tautomer keto,
dan dengan mudah akan membentuk pasangan basa Watson-Crick dengan residu
sitosin melalui pembentukan ikatan hidrogen (Brunton et al., 2010). Secara
umum, guanin biasanya terlibat dalam proses alkilasi pada pengobatan antikanker.
Pembentukan alkilguanin yang disusul dengan pembentukan tautan silang (crosslink) menandakan sitotoksiksitas (Harahap, 2003).
2.3 Reaksi Kondensasi Aldol
Kondensasi aldol merupakan reaksi antara dua molekul aldehid maupun
keton dalam suasana basa. Dalam reaksi ini, sebuah proton pada posisi C dari
gugus karbonil lepas oleh serangan basa, sehingga terbentuk C yang bersifat
nukleofil. Selanjutnya C yang bersifat nukleofil menyerang atom C gugus
karbonil yang bersifat elektrofil dari molekul kedua (Bruice, 2003). Berikut
adalah reaksi antara dua molekul asetaldehid dalam suasana basa KOH .
Skripsi
Studi Mekanisme Antikanker Senyawa Analog Calkon
3,5-bis-(2,3-dimetoksibenzilidin)-1-metilpiperidin-4-on terhadap Guanin
Ines Komala Siti Hanifa
ADLN Perpustakaan Universitas Airlangga
9
Produk yang dihasilkan disebut aldol (dinamakan demikian karena
mengandung gugus alkohol dan karbonil dalam sebuah senyawa) (Hart et al.,
2010).
2.3.1 Reaksi kondensasi aldol silang
Reaksi kondensasi aldol antara dua senyawa karbonil yang berbeda
disebut kondensasi aldol silang (Pellegrini, 2011). Apabila salah satu senyawa
karbonil yang digunakan tidak memiliki hidrogen alfa, maka hasil reaksi
kondensasi aldol silang yang terjadi dapat dikontrol menjadi hanya satu produk.
Hal tersebut dapat terjadi apabila senyawa karbonil tanpa hidrogen alfa terdapat
berlebih dalam reaksi, sehingga karbanion lebih memilih untuk menyerang
senyawa karbonil tanpa hidrogen alfa karena kelimpahannya. Berikut adalah
reaksi antara benzaldehid dan butanal dalam suasana basa (Bruice, 2003).
Dalam reaksi tersebut, hanya butanal yang dapat membentuk ion enolat
sedangkan tidak pada benzaldehid (karena benzaldehid tidak memiliki H). Jika
ion enolat menyerang atom C karbonil benzaldehid, maka kondensasi aldol silang
akan terjadi (Hart et al., 2010).
2.4 Reaksi Pembentukan Enamina
Reaksi antara senyawa calkon dengan guanin melibatkan pembentukan
suatu enamina. Enamina merupakan amina tersier dengan ikatan rangkap ,-tak
jenuh ditinjau dari posisi atom nitrogen. Enamina dapat terbentuk apabila suatu
Skripsi
Studi Mekanisme Antikanker Senyawa Analog Calkon
3,5-bis-(2,3-dimetoksibenzilidin)-1-metilpiperidin-4-on terhadap Guanin
Ines Komala Siti Hanifa
ADLN Perpustakaan Universitas Airlangga
10
aldehid atau keton direaksikan dengan amina sekunder. Dalam reaksi
pembentukan enamina, dibutuhkan asam lemah maupun basa sebagai katalis.
Misalnya reaksi antara sikloheksanon dengan dimetilamin (Bruice, 2003) :
H3C
O
CH3
N
+
H+
HN
H3C
+
CH3
H2O
suatu enamina
2.5 Kromatografi
Kromatografi
merupakan
proses
pemisahan
berdasarkan
afinitas
komponen suatu campuran terhadap fasa diam dan fasa gerak. Komponen akan
terdistribusi secara tidak sama dalam dua fasa yaitu fasa diam dan fasa gerak. Fasa
diam dapat berbentuk padat atau cair yang ditunjang suatu zat padat. Fasa diam
tersebut dapat ditempatkan dalam kolom, tersebar dalam lapisan, atau terdistribusi
sebagai film. Sedangkan fasa gerak dapat berbentuk gas maupun cair. Apabila
fasa gerak berbentuk gas (disebut gas pembawa) tekniknya disebut sebagai
kromatografi gas, sedangkan apabila fasa gerak berbentuk cair tekniknya disebut
kromatografi cair (Sewell and Clark, 2008).
2.5.1 Kromatografi lapis tipis
Kromatografi lapis tipis merupakan teknik penting dalam pemisahan dan
analisis kualitatif komponen dalam suatu sampel (Pavia, 2005). Apabila
komponen-komponen dalam campuran bergerak melalui fasa diam pada laju yang
berbeda maka pemisahan dapat terjadi. Parameter yang digunakan untuk
Skripsi
Studi Mekanisme Antikanker Senyawa Analog Calkon
3,5-bis-(2,3-dimetoksibenzilidin)-1-metilpiperidin-4-on terhadap Guanin
Ines Komala Siti Hanifa
ADLN Perpustakaan Universitas Airlangga
11
mengetahui posisi solut dalam KLT adalah Retardation factor (Rf) dengan rumus
(Sewell and Clark, 2008) :
Rf = Jarak yang ditempuh komponen
Jarak yang ditempuh pelarut
Noda yang tidak menimbulkan warna pada kromatogram dapat dilihat
menggunakan bantuan sinar UV. Selain itu, deteksi dapat dilakukan menggunakan
reagen chromogenic maupun fluorogenic (Sherma and Fried, 2003).
2.5.2 Kromatografi lapis tipis preparatif
Kromatografi lapis tipis perparatif merupakan suatu metode pemisahan
senyawa dalam skala miligram-gram. Secara umum, fasa diam yang sering
digunakan adalah silika yang tersebar dalam pelat. Ukuran dari pelat kromatografi
lapis tipis preparatif tergantung pada jumlah sampel dan ukuran bejana
pengembang. Ukuran pelat 20 x 20 cm dengan tebal 1 mm dapat digunakan untuk
pemisahan 10-100 mg sampel. Fasa gerak yang digunakan dapat diketahui dari
hasil elusi terbaik yang digunakan pada kromatografi lapis tipis. Sampel ditotol
sepanjang garis bawah pelat silika secara berulang-ulang hingga membentuk pita,
kemudian dielusi dengan pelarut yang sesuai untuk mencapai pemisahan (Xu,
2011).
2.6 Spektroskopi
Spektroskopi merupakan ilmu yang mempelajari tentang interaksi materi
dengan radiasi elektromagnetik. Radiasi elektromagnetik merupakan energi
radiasi yang memiliki sifat-sifat partikel dan gelombang. Karena radiasi
elektromagnetik memiliki sifat-sifat partikel dan gelombang, maka dapat
Skripsi
Studi Mekanisme Antikanker Senyawa Analog Calkon
3,5-bis-(2,3-dimetoksibenzilidin)-1-metilpiperidin-4-on terhadap Guanin
Ines Komala Siti Hanifa
ADLN Perpustakaan Universitas Airlangga
12
dihubungkan
dengan
frekuensi
dan
panjang
gelombang.
Spektrum
elektromagnetik terbagi dalam beberapa daerah sesuai dengan kegunaannya dalam
spektroskopi, seperti yang tampak pada gambar 2.4.
Frekuensi (Hz)
Sinar
1019
Sinar
1017
Sinar
Kosmik
X
10-4
10-1
10-6
1015
UV
Sinar
1013
Radiasi
1010
105
Gelombang Gelombang
tampak Inframerah
0,4
0,8
mikro
102
Radio
106
1010
Panjang gelombang (m)
Gambar 2.4 Spektrum elektromagnetik
Hubungan antara energi (E) suatu foton dan frekuensi dapat dijelaskan
melalui persamaan (Bruice, 2003) :
E=hv
Persamaan tersebut menjelaskan bahwa frekuensi suatu radiasi berbanding lurus
dengan energinya sehingga semakin besar frekuensi maka energinya juga semakin
besar. Konstanta proporsionalitas antara energi dan frekuensi disebut konstanta
Planck’s dengan simbol h. Secara umum, frekuensi suatu radiasi berbanding
terbalik dengan panjang gelombang sehingga persamaan di atas dapat dituliskan
dalam bentuk :
E = hc
λ
dengan λ adalah panjang gelombang cahaya dan c adalah kecepatan cahaya (Hart
et al., 2010).
Skripsi
Studi Mekanisme Antikanker Senyawa Analog Calkon
3,5-bis-(2,3-dimetoksibenzilidin)-1-metilpiperidin-4-on terhadap Guanin
Ines Komala Siti Hanifa
ADLN Perpustakaan Universitas Airlangga
13
2.6.1 Spektroskopi ultraviolet-visibel (UV-Vis)
Spektroskopi UV-Vis dapat memberikan informasi tentang komponen
yang memiliki sistem elektron terkonjugasi. Bagian sinar ultraviolet terletak
pada panjang gelombang antara 180-400 nm, sedangkan sinar tampak terletak
pada panjang gelombang 400-780 nm. Apabila suatu molekul mengabsorbsi
radiasi pada daerah tersebut, maka akan terjadi transisi elektronik. Pada transisi
ini, semakin banyak jumlah ikatan rangkap terkonjugasi maka panjang gelombang
senyawa semakin besar. Pengaruh gugus auksokrom yang terikat pada ikatan
tersebut dapat menggeser panjang gelombang ke arah yang lebih besar.
Pergeseran ini disebut efek batokromik (Bruice, 2003).
2.6.2 Spektroskopi 1H-NMR
Spektroskopi 1H-NMR dapat digunakan untuk menentukan karakteristik
proton suatu senyawa. Perbedaan posisi serapan suatu proton dengan posisi
serapan standart disebut pergeseran kimia. Pada dasarnya, proton yang memiliki
kondisi lingkungan yang sama memiliki pergeseran kimia yang sama. Sebaliknya,
proton dengan kondisi lingkungan kimia yang berbeda memiliki pergeseran kimia
yang berbeda. Nilai pergeseran kimia proton bergantung pada lingkungan kimia di
sekitar atom C yang mengikat proton tersebut. Selain itu, pergeseran kimia juga
dipengaruhi oleh resonansi dan efek anisotropi. Sebagai contoh proton pada C
alkena muncul pada pergeseran kimia 4,5-7,5 ppm, proton pada C aromatis dan
heteroaromatis muncul pada 6-9 ppm, dan proton pada C aldehid muncul pada 910 ppm (Silverstein et al., 2005).
Skripsi
Studi Mekanisme Antikanker Senyawa Analog Calkon
3,5-bis-(2,3-dimetoksibenzilidin)-1-metilpiperidin-4-on terhadap Guanin
Ines Komala Siti Hanifa
ADLN Perpustakaan Universitas Airlangga
14
2.6.3 Spektroskopi 13C-NMR
Spekroskopi 13C-NMR dapat digunakan untuk menentukan kerangka suatu
senyawa (Bruice, 2003) berupa jumlah, posisi, dan jenis atom karbon (Hart et al.,
2010). Dalam spektroskopi
13
C-NMR, nilai pergeseran kimia pada umumnya
terletak antara 0-200 ppm. Nilai pergeseran kimia yang khas untuk gugus fungsi
tertentu yakni : atom karbon pada CH3 alifatis muncul pada pergeseran kimia
antara 10-30 ppm, atom karbon pada senyawa aromatis muncul pada pergeseran
kimia antara 120-150 ppm, dan atom karbon pada gugus karbonil muncul pada
pergeseran kimia sekitar 200 ppm (Silverstein et al., 2005).
2.7 Kanker
Kanker adalah segolongan penyakit yang ditandai dengan pembelahan sel
yang tidak terkendali dan kemampuan sel-sel tersebut untuk menyerang jaringan
biologis lainnya, baik dengan pertumbuhan langsung di jaringan yang
bersebelahan (invasi) maupun dengan migrasi sel ke tempat yang jauh
(metastasis). Pertumbuhan yang tidak terkendali tersebut disebabkan oleh
kerusakan DNA dan menyebabkan mutasi di gen vital yang mengontrol
pembelahan sel pada jaringan dan organ (Lodish et al., 2000).
Kejadian, distribusi, dan perilaku dari jenis tertentu kanker berkaitan
dengan beberapa faktor, antara lain jenis kelamin, usia, ras, dan paparan zat
karsinogen dari lingkungan. Faktor yang paling
berperan dalam memicu
timbulnya kanker adalah paparan zat karsinogen dari lingkungan (Katzung, 2006).
Skripsi
Studi Mekanisme Antikanker Senyawa Analog Calkon
3,5-bis-(2,3-dimetoksibenzilidin)-1-metilpiperidin-4-on terhadap Guanin
Ines Komala Siti Hanifa
ADLN Perpustakaan Universitas Airlangga
15
2.8 Antikanker
Antikanker
merupakan zat
kimia
yang
dapat
menghambat
atau
mengganggu pertumbuhan sel tumor ganas. Senyawa-senyawa antikanker juga
disebut sebagai agen-agen kemoterapeutik atau antineoplastik. Obat-obat
antikanker dapat dibagi menjadi dua golongan sederhana yaitu golongan
sitotoksik dan hormon. Obat golongan sitotoksik bertujuan untuk menghambat
pertumbuhan sel, terutama sel-sel yang membelah. Contoh dari obat golongan ini
adalah senyawa pengalkil, antibiotik, antimetabolit, serta berbagai obat lain.
Sedangkan senyawa - senyawa hormonal digunakan untuk tumor-tumor pada
jaringan yang sensitif hormon seperti payudara dan prostat (Stringer, 2008).
Berdasarkan mekanisme kerjanya, obat-obatan antikanker pada umumnya
dibagi dalam beberapa golongan sebagai berikut :
1. Agen pengalkilasi
Agen pengalkilasi merupakan senyawa reaktif yang dapat mentransfer
alkil untuk membentuk ikatan kolvalen dengan DNA (Lullmann et al., 2000). Zat
pengalkil digunakan dalam kemoterapi kanker secara luas karena efektif dalam
mematikan sel kanker melalui reaksinya yang langsung dengan DNA dalam sel
kanker. Hal ini menyebabkan DNA kehilangan kemampuannya untuk melakukan
replikasi sel (Harahap, 2003).
Di dalam tubuh, obat pengalkil dengan mudah dapat berinteraksi dengan
basa-basa yang terdapat pada DNA dan mencegah pembelahan sel dengan
membuat tautan silang (cross-link) dari untai heliks ganda (Neal, 2006). Situs
utama dari alkilasi DNA adalah guanin, namun basa lain juga dapat mengalami
Skripsi
Studi Mekanisme Antikanker Senyawa Analog Calkon
3,5-bis-(2,3-dimetoksibenzilidin)-1-metilpiperidin-4-on terhadap Guanin
Ines Komala Siti Hanifa
ADLN Perpustakaan Universitas Airlangga
16
alkilasi dengan derajat yang lebih rendah. Pembentukan tautan silang (cross-link)
DNA merupakan faktor yang sangat penting dalam mekanisme alkilasi dan sel-sel
yang sedang mengalami replikasi paling rentan terhadap agen pengalkilasi. Proses
tersebut sangat berpengaruh selama fase S dalam siklus sel (Brunton et al., 2010).
Peristiwa alkilasi dapat terjadi pada sel sehat dan pada umumnya berupa
yang dapat menimbulkan beberapa efek samping. Hal tersebut dipengaruhi oleh
dosis toksisitas senyawa golongan pengalkilasi yang dapat memberikan efek
terhadap jaringan yang sedang berkembang dengan cepat seperti sumsum tulang,
saluran pencernaan, dan sistem reproduksi (Harahap, 2003).
2. Golongan antimetabolit
Golongan antimetabolit juga disebut sebagai agen antiproliferasi. Obat
golongan ini dapat dibagi menjadi 3 kelompok yaitu antagonis asam folat,
pirimidin, dan purin. Dalam mekanismenya, senyawa antikanker golongan
antimetabolit bekerja sebagai antagonis asam folat, purin dan pirimidin. Hal
tersebut berkaitan dengan strukur obat yang mirip dengan tiga metabolit tersebut.
Selektivitas obat golongan antimetabolit berhubungan dengan fakta bahwa sel-sel
tumor dapat tumbuh lebih cepat daripada sel-sel normal (pengecualian sumsum
tulang, folikel rambut, dan bagian dari saluran gastrointestinal) (Thurston, 2007).
3. Golongan antibiotik
Hasil uji skrining dari produk mikroba telah mendorong tercetusnya
penemuan sejumlah obat antibiotik yang terbukti secara klinis dapat bermanfaat
dalam kemoterapi kanker. Secara umum, senyawa golongan antibiotik bekerja
melalui mekanisme interkalasi pada pasangan basa. Hal tersebut dapat
Skripsi
Studi Mekanisme Antikanker Senyawa Analog Calkon
3,5-bis-(2,3-dimetoksibenzilidin)-1-metilpiperidin-4-on terhadap Guanin
Ines Komala Siti Hanifa
ADLN Perpustakaan Universitas Airlangga
17
menyebabkan terpotongnya untai DNA dan mengganggu replikasi sel (Katzung,
2006).
4. Agen antitubulin
Senyawa golongan alkaloid vinca dan taxan memiliki mekanisme
antikanker sebagai antitubulin. Agen antitubulin menghambat siklus sel pada fasa
M (mitosis sel) dengan cara terikat pada protein mikrotubulus yang penting dalam
pembentukan spindel (Neal, 2006). Agen ini dapat mengganggu dinamika
mikrotubulus (pembentukan maupun peruraian spindel) tepatnya pada tahap
metafase. Mikrotubulus adalah polimer dari tubulin yang tidak dapat dipisahkan
dari fase mitosis sel. Sebuah struktur yang dihasilkan dari mikrotubulus adalah
gelendong mitosis, yang digunakan dalam pembelahan sel (Thurston, 2007).
5. Antibodi monoklonal
Antibodi monoklonal merupakan molekul antibodi yang berasal dari
produk klon tunggal sel. Obat golongan ini merupakan obat baru yang dapat
bereaksi dengan antigen yang diekspresikan secara khusus pada sel kanker (Neal,
2006). Apabila antigen di permukaan sel tumor dapat diidentifikasi, antibodi dapat
dibentuk untuk menyerang dan menghancurkan sel tumor tersebut (Brooker,
2005). Misalnya Herceptin, sejenis antibodi yang direkayasa secara genetik, dan
dapat menghambat kanker payudara dengan cara berikatan dengan reseptor faktor
pertumbuhan yang terdapat dalam sel kanker (Campbell et al., 2004).
6. Golongan hormonal
Obat golongan hormonal digunakan untuk mengobati tumor-tumor yang
sensitif hormon seperti tumor pada payudara, prostat, dan uterus. Tujuan
Skripsi
Studi Mekanisme Antikanker Senyawa Analog Calkon
3,5-bis-(2,3-dimetoksibenzilidin)-1-metilpiperidin-4-on terhadap Guanin
Ines Komala Siti Hanifa
ADLN Perpustakaan Universitas Airlangga
18
penggunaan obat ini adalah mengurangi kadar hormon yang merangsang
pertumbuhan tumor atau memblok reseptor untuk hormon. Misalnya penghambat
aromatase yang dapat memblok pembentukan estrogen dan digunakan untuk
mengobati tumor-tumor yang bergantung pada estrogen (Stringer, 2008).
Antihormon jenis ini khusus digunakan pada kanker mamma yang tersebar pada
wanita menopause (Tjay dan Raharja, 2007).
Skripsi
Studi Mekanisme Antikanker Senyawa Analog Calkon
3,5-bis-(2,3-dimetoksibenzilidin)-1-metilpiperidin-4-on terhadap Guanin
Ines Komala Siti Hanifa
ADLN Perpustakaan Universitas Airlangga
BAB III
METODE PENELITIAN
3.1 Waktu dan Tempat Penelitian
Penelitian ini dilaksanakan di Laboratorium Kimia Organik Departemen
Kimia Fakultas Sains dan Teknologi Universitas Airlangga, mulai bulan Januari
2012 sampai Juni 2012.
Analisis Spektroskopi UV-Vis dilakukan di Laboratorium Kimia Analitik
Departemen Kimia Fakultas Sains dan Teknologi Universitas Airlangga. Analisis
1
H-NMR dan
13
C-NMR dilakukan di Phytochemistry Laboratory, Faculty of
Science and Food, University Kebangsaan Malaysia, Bangi, Malaysia.
3.2 Alat dan Bahan Penelitian
3.2.1 Alat-alat penelitian
Alat-alat yang digunakan pada penelitian meliputi seperangkat alat gelas
yang biasa digunakan di laboratorium kimia organik. Sedangkan instrumen yang
digunakan untuk keperluan analisis adalah Fisher John Melting Point Apparatus,
spektrofotometer UV-Vis (Shimadzu PharmaSpec-1770) dan spektrometer
resonansi magnetik inti (NMR Bruker 400 MHz).
3.2.2 Bahan-bahan penelitian
Bahan-bahan kimia yang digunakan pada penelitian ini adalah 2,3dimetoksibenzaldehid, N-metilpiperidin-4-on, etanol, NaOH, n-heksana, etil
asetat, guanin, HCl pekat, dan Silika gel.
19
Skripsi
Studi Mekanisme Antikanker Senyawa Analog Calkon
3,5-bis-(2,3-dimetoksibenzilidin)-1-metilpiperidin-4-on terhadap Guanin
Ines Komala Siti Hanifa
ADLN Perpustakaan Universitas Airlangga
20
3.3 Tahapan Penelitian
3.3.1 Sintesis senyawa 3,5-bis-(2,3-dimetoksibenzilidin)-1-metilpiperidin 4-on
(tahap 1)
Sejumlah 1,4840 gram (9 mmol) 2,3-dimetoksibenzaldehid, 0,3690 gram
(3 mmol) N-metilpiperidin-4-on dan 10 ml etanol dimasukkan ke dalam labu alas
bulat leher tiga secara berurutan. Campuran tersebut diaduk menggunakan
pengaduk magnetik sampai larut. Selanjutnya, bagian luar labu alas bulat leher
tiga direndam dalam air es hingga tercapai suhu 7-10°C, kemudian dilakukan
penambahan 4 ml NaOH 40 % tetes demi tetes. Campuran direfluks selama 1 jam
dan suhu dipertahankan antara 7-10°C. Setelah 1 jam, proses refluks dilanjutkan
pada suhu kamar (sekitar 29-30°C) selama 4 jam. Selanjutnya, larutan dalam labu
alas bulat dituang ke dalam gelas beker yang berisi air es selama beberapa menit
sampai terbentuk endapan. Endapan yang terbentuk disaring menggunakan corong
Buchner, kemudian dilakukan reksristalisasi menggunakan pelarut etanol (Suwito
dan Puspaningsih, 2010).
3.3.2
Reaksi
antara
senyawa
3,5-bis-(2,3-dimetoksibenzilidin)-1metilpiperidin-4-on dengan guanin (tahap 2)
Sejumlah 0,2260 gram (1,5 mmol) guanin, 0,4100 gram 3,5-bis-(2,3-
dimetoksibenzilidin)-1-metilpiperidin-4-on (1 mmol), 20 ml etanol, dan 5 ml HCl
pekat dimasukkan ke dalam labu alas bulat leher tiga. Campuran tersebut direfluks
pada suhu 78°C selama 14 jam. Setelah proses refluks selesai, campuran
didiamkan pada suhu kamar. Endapan yang terbentuk disaring menggunakan
corong Buchner. Filtrat hasil penyaringan dimasukkan ke dalam botol vial dan
Skripsi
Studi Mekanisme Antikanker Senyawa Analog Calkon
3,5-bis-(2,3-dimetoksibenzilidin)-1-metilpiperidin-4-on terhadap Guanin
Ines Komala Siti Hanifa
ADLN Perpustakaan Universitas Airlangga
21
dievaporasi sampai kering. Selanjutnya dilakukan pemisahan terhadap campuran
yang diperoleh (Fathalla, 2005).
3.3.3 Pemisahan senyawa hasil sintesis tahap 2 menggunakan kromatografi
lapis tipis preparatif
Senyawa hasil sintesis tahap 2 yang masih dalam keadaan campuran
ditotol sepanjang garis bawah pelat silika secara berulang-ulang hingga
membentuk pita. Setelah kering, pelat silika tersebut dimasukkan ke dalam bejana
besar yang telah jenuh oleh uap eluen. Aliran fasa gerak yang telah mencapai
bagian atas pelat adalah tanda untuk menghentikan proses elusi. Selanjutnya,
dilakukan pembacaan noda pada pelat menggunakan bantuan sinar ultraviolet.
Noda senyawa hasil sintesis pada plat silika dikerok dan direndam dalam
kloroform selama beberapa jam, kemudian disaring. Setelah itu, dilakukan
penguapan terhadap filtrat yang diperoleh pada suhu kamar (Sherma and Fried,
2003).
3.3.4 Uji sifat fisika senyawa hasil sintesis
3.3.4.1 Uji titik leleh
Titik leleh senyawa hasil sintesis ditentukan menggunakan Fisher John
Melting Point Apparatus. Sejumlah kecil sampel ditempatkan dalam blok
pemanas dengan pengontrol suhu. Selanjutnya, suhu dinaikkan secara perlahan
dan dilakukan pengamatan terhadap senyawa saat mulai meleleh sampai tepat
meleleh secara keseluruhan. Perbedaan suhu suatu senyawa antara mulai meleleh
dengan tepat meleleh seluruhnya tidak boleh melebihi 2°C (Shah, 2007).
Skripsi
Studi Mekanisme Antikanker Senyawa Analog Calkon
3,5-bis-(2,3-dimetoksibenzilidin)-1-metilpiperidin-4-on terhadap Guanin
Ines Komala Siti Hanifa
ADLN Perpustakaan Universitas Airlangga
22
3.3.5 Kromatografi lapis tipis
Uji kemurnian suatu senyawa dapat dilakukan menggunakan kromatografi
lapis tipis. Senyawa yang berbentuk padat dilarutkan terlebih dahulu dalam
pelarut yang sesuai. Selanjutnya, sampel senyawa dalam pipa kapiler ditotolkan di
atas plat KLT yang telah diberi tanda (origin) dan didiamkan sejenak untuk
mengeringkan pelarut. Setelah kering, plat KLT tersebut dimasukkan ke dalam
chamber yang telah dijenuhkan dengan eluen atau fasa gerak. Selanjutnya, fasa
gerak akan mengalir ke bagian atas plat TLC. Plat tersebut diambil saat eluen
tepat mencapai garis batas atas (solvent front). Setelah proses pemisahan selesai,
dilakukan proses pembacaan noda pada plat KLT dengan menggunakan bantuan
lampu ultraviolet (Hamilton, 2008).
3.3.6 Analisis spektroskopi
3.3.6.1 Uji spektroskopi ultraviolet-visibel (UV-Vis)
Senyawa hasil sintesis dilarutkan dalam pelarut yang sesuai, kemudian
dimasukkan ke dalam kuvet dan diukur panjang gelombang maksimum
menggunakan spektrofotometer UV-Vis. Sebelum pengukuran terhadap sampel
dilakukan, terlebih dahulu dimasukkan larutan blanko ke dalam instrumen
tersebut.
3.3.6.2 Uji spektroskopi resonansi magnetik inti (NMR)
Senyawa hasil sintesis dilarutkan dalam pelarut aprotik yang sesuai,
misalnya CDCl3. Kemudian larutan dalam tabung gelas kecil dimasukkan ke
dalam bagian tengah dari kumparan pada frekuensi gelombang radio. Hasil plot
Skripsi
Studi Mekanisme Antikanker Senyawa Analog Calkon
3,5-bis-(2,3-dimetoksibenzilidin)-1-metilpiperidin-4-on terhadap Guanin
Ines Komala Siti Hanifa
ADLN Perpustakaan Universitas Airlangga
23
dari energi yang diadsorbsi oleh sampel dengan frekuensi dari kumparan dapat
memberikan spektrum NMR (Hart et al., 2010).
Skripsi
Studi Mekanisme Antikanker Senyawa Analog Calkon
3,5-bis-(2,3-dimetoksibenzilidin)-1-metilpiperidin-4-on terhadap Guanin
Ines Komala Siti Hanifa
ADLN Perpustakaan Universitas Airlangga
24
3.4 Skema Kerja
2,3-dimetoksibenzaldehid + N-metilpiperidin-4-on + etanol
- + NaOH 40 % (7-10°C)
-
Refluks selama 1 jam (7-10°C)
-
Refluks selama 4 jam (29-30°C)
endapan
KLT
1 noda baru
- Rekristalisasi endapan
- KLT
Senyawa analog calkon
+ guanin + etanol
+ HCl pekat
Uji titik
leleh
Uji
spektroskopi
Refluks (suhu 78°C) 14 jam
Endapan
KLT
1 noda (guanin)
Filtrat
KLT
UV-Vis
NMR
noda baru
(
PLC
Senyawa target
Uji spektroskopi
UV-Vis
Skripsi
Studi Mekanisme Antikanker Senyawa Analog Calkon
3,5-bis-(2,3-dimetoksibenzilidin)-1-metilpiperidin-4-on terhadap Guanin
Ines Komala Siti Hanifa
ADLN Perpustakaan Universitas Airlangga
BAB IV
HASIL DAN PEMBAHASAN
4.1
Sintesis Senyawa 3,5-bis-(2,3-dimetoksibenzilidin)-1-metilpiperidin-4on
Pada
proses
sintesis
senyawa
3,5-bis-(2,3-dimetoksibenzilidin)-1-
metilpiperidin-4-on digunakan dua bahan utama yakni 2,3-dimetoksibenzaldehid
dan N-metilpiperidin-4-on. Apabila ditinjau dari struktur kimia, secara teoritis
kedua senyawa tersebut dapat mengalami reaksi kondensasi aldol silang dengan
bantuan katalis basa kuat. Perbandingan mol kedua senyawa yang digunakan
dalam
STUDI MEKANISME ANTIKANKER
SENYAWA ANALOG CALKON 3,5-BIS-(2,3-DIMETOKSIBENZILIDIN)1-METILPIPERIDIN-4-ON TERHADAP GUANIN
SKRIPSI
INES KOMALA SITI HANIFA
DEPARTEMEN KIMIA
FAKULTAS SAINS DAN TEKNOLOGI
UNIVERSITAS AIRLANGGA
SURABAYA
2012
Skripsi
Studi Mekanisme Antikanker Senyawa Analog Calkon
3,5-bis-(2,3-dimetoksibenzilidin)-1-metilpiperidin-4-on terhadap Guanin
Ines Komala Siti Hanifa
ADLN Perpustakaan Universitas Airlangga
STUDI MEKANISME ANTIKANKER
SENYAWA ANALOG CALKON 3,5-BIS-(2,3-DIMETOKSIBENZILIDIN)1-METILPIPERIDIN-4-ON TERHADAP GUANIN
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
NIP. 19630308 198701 1 001
Dr. Alfinda Novi Kristanti, DEA
NIP. 19671115 199102 2 001
ii
Skripsi
Studi Mekanisme Antikanker Senyawa Analog Calkon
3,5-bis-(2,3-dimetoksibenzilidin)-1-metilpiperidin-4-on terhadap Guanin
Ines Komala Siti Hanifa
ADLN Perpustakaan Universitas Airlangga
LEMBAR PENGESAHAN NASKAH SKRIPSI
Judul
Penyusun
NIM
Pembimbing I
Pembimbing II
Tanggal Ujian
: Studi Mekanisme Antikanker Senyawa Analog Calkon 3,5bis-(2,3-dimetoksibenzilidin)-1-metilpiperidin-4-on terhadap
Guanin
: Ines Komala Siti Hanifa
: 080810512
: Drs. Hery Suwito, M.Si
: Dr. Alfinda Novi Kristanti, DEA
: 2 Agustus 2012
Disetujui oleh :
Pembimbing I
Pembimbing II
Drs. Hery Suwito, M.Si
NIP. 19630308 198701 1 001
Dr. Alfinda Novi Kristanti, DEA
NIP. 19671115 199102 2 001
Mengetahui,
Ketua Departemen Kimia
Fakultas Sains dan Teknologi
Universitas Airlangga
Dr. Alfinda Novi Kristanti, DEA
NIP. 19671115 199102 2 001
iii
Skripsi
Studi Mekanisme Antikanker Senyawa Analog Calkon
3,5-bis-(2,3-dimetoksibenzilidin)-1-metilpiperidin-4-on terhadap Guanin
Ines Komala Siti Hanifa
ADLN Perpustakaan Universitas Airlangga
PEDOMAN PENGGUNAAN SKRIPSI
Skripsi ini tidak dipublikasikan, namun tersedia di perpustakaan dalam
lingkungan Universitas Airlangga. Diperkenankan untuk digunakan sebagai
referensi kepustakaan dengan pengutipan seijin penulis serta harus menyebutkan
sumbernya.
Dokumen skripsi ini merupakan hak milik Universitas Airlangga
iv
Skripsi
Studi Mekanisme Antikanker Senyawa Analog Calkon
3,5-bis-(2,3-dimetoksibenzilidin)-1-metilpiperidin-4-on terhadap Guanin
Ines Komala Siti Hanifa
ADLN Perpustakaan Universitas Airlangga
KATA PENGANTAR
Puji syukur kehadirat Allah SWT atas segala rahmat dan hidayah-Nya,
sehingga penulis dapat menyelesaikan skripsi yang berjudul Studi Mekanisme
Antikanker Senyawa Analog Calkon 3,5-bis-(2,3-dimetoksibenzilidin)-1metilpiperidin-4-on terhadap Guanin. Penulis menyadari bahwa penulisan
skripsi ini tidak lepas dari bantuan berbagai pihak, untuk itu penulis
menyampaikan terima kasih kepada :
1. Drs. Hery Suwito, M.Si selaku pembimbing I yang telah memberikan
bimbingan selama proses pengerjaan skripsi ini.
2. Dr. Alfinda Novi Kristanti, DEA selaku pembimbing II dan Ketua Departemen
Kimia Fakultas Sains dan Teknologi, Universitas Airlangga yang telah
memberikan bimbingan selama proses pengerjaan skripsi ini.
3. Dra. Aning Purwaningsih, M.Si selaku dosen wali yang telah memberikan
bimbingan selama proses perkuliahan.
4. Dr. Afaf Baktir, MS., Drs. Hamami, M.Si dan Dr. Nanik Siti Aminah, S.Si.,
M.Si yang telah memberikan banyak saran, inspirasi, dan motivasi.
5. Seluruh staf pengajar Departemen Kimia yang telah membantu selama proses
perkuliahan dan pengerjaan skripsi ini.
6. Mama, nenek, dan kakak-kakak tercinta yang telah memberikan doa,
kepercayaan, dan motivasi secara penuh.
7. Sahabat-sahabatku tercinta (A’yunil, Rohis, Ike, Nia, Mala, Nera, Bela, Riris
dan Wahyu) yang telah memberikan banyak inspirasi.
8. Teman – teman angkatan 2008 (yang tidak bisa disebutkan satu persatu), kakak
kelas angkatan 2007 serta adik – adik angkatan 2009 dan 2010 yang terus
memberikan dukungan dan doa dalam penyelesaian skripsi ini.
9. Pihak – pihak yang tidak dapat disebutkan satu persatu yang banyak
memberikan saran, bantuan dan pengalaman.
Penulis menyadari bahwa skripsi ini masih memiliki banyak kekurangan.
Oleh karena itu, kritik dan saran yang membangun sangat diharapkan untuk
v
Skripsi
Studi Mekanisme Antikanker Senyawa Analog Calkon
3,5-bis-(2,3-dimetoksibenzilidin)-1-metilpiperidin-4-on terhadap Guanin
Ines Komala Siti Hanifa
ADLN Perpustakaan Universitas Airlangga
perbaikan dan pengembangan penulisan naskah skripsi ini. Penulis berharap skripsi
ini dapat bermanfaat bagi perkembangan ilmu pengetahuan.
Surabaya, Agustus 2012
Penulis
Ines Komala Siti H.
vi
Skripsi
Studi Mekanisme Antikanker Senyawa Analog Calkon
3,5-bis-(2,3-dimetoksibenzilidin)-1-metilpiperidin-4-on terhadap Guanin
Ines Komala Siti Hanifa
ADLN Perpustakaan Universitas Airlangga
Hanifa, I.K.S., 2012, Studi Mekanisme Antikanker Senyawa Analog Calkon
3,5-bis-(2,3-dimetoksibenzilidin)-1-metilpiperidin-4-on terhadap Guanin,
skripsi ini dibawah bimbingan Drs. Hery Suwito, M.Si dan Dr. Alfinda Novi
Kristanti, DEA, Departemen Kimia Fakultas Sains dan Teknologi,
Universitas Airlangga, Surabaya.
ABSTRAK
Telah dilakukan sintesis senyawa analog calkon 3,5-bis-(2,3dimetoksibenzilidin)-1-metilpiperidin-4-on dalam suasana basa. Hasil penelitian
menunjukkan bahwa senyawa analog calkon 3,5-bis-(2,3-dimetoksibenzilidin)-1metilpiperidin-4-on terbukti mempunyai aktivitas antikanker dengan IC50 sebesar
1.77 µg/ml. Berdasarkan struktur utamanya, senyawa analog calkon diduga
bekerja sebagai senyawa antikanker melalui mekanisme alkylating agent terhadap
basa guanin. Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui reaksi antara senyawa
analog calkon dengan basa guanin. Reaksi antara senyawa analog calkon dengan
guanin berlangsung selama 14 jam pada suhu 78°C. Hasil kromatografi lapis tipis
menunjukkan terdapatnya noda baru pada filtrat hasil reaksi. Campuran yang
diperoleh dimurnikan menggunakan kromatografi lapis tipis preparatif sehingga
diperoleh senyawa murni. Analisis menggunakan spektrofotometer UV-Vis
menunjukkan 2 puncak pada panjang gelombang 259 dan 308,5 nm, yang diduga
mengindikasikan terjadinya reaksi antara senyawa analog calkon dengan guanin.
Berdasarkan hasil tersebut, senyawa analog calkon diduga mempunyai
mekanisme antikanker sebagai alkylating agent terhadap guanin.
Kata kunci : analog calkon, alkilasi guanin, mekanisme antikanker
vii
Skripsi
Studi Mekanisme Antikanker Senyawa Analog Calkon
3,5-bis-(2,3-dimetoksibenzilidin)-1-metilpiperidin-4-on terhadap Guanin
Ines Komala Siti Hanifa
ADLN Perpustakaan Universitas Airlangga
Hanifa,
I.K.S.,
2012,
Study
Anticancer
Mechanism
of
Chalcone Analogue 3,5-bis-(2,3-dimethoxybenzylidine)-1-methylpiperidine-4on toward Guanine, final project was under guidance of Drs. Hery Suwito,
M.Si and Dr. Alfinda Novi Kristanti, DEA, Chemistry Departement, Faculty
of Science and Technology, Airlangga University, Surabaya.
ABSTRACT
Synthesis of chalcone analogue 3,5-bis-(2,3-dimethoxybenzylidine)-1methylpiperidine-4-on compound under alkaline condition had been done. The
result showed that the compound had anticancer activity with IC50 of 1.77 µg/ml.
Based on its primary structure, this compound was expected to work as anticancer
compound through alkylating agent mechanism toward guanine. This research
aimed to determine the reaction between chalcone analogue compound and
guanine. The reaction between chalcone analogue and guanine occurred at 78 ° C
for 14 hours. The result of thin layer chromatography showed the presence of a
new spot on the filtrate. The mixture obtained was purified using preparative thin
layer chromatography in order to obtain pure compounds. Analysis using UV-Vis
spectrophotometer showed two peaks at 259 and 308.5 nm. This result was
thought to indicate the occurrence of the reaction between chalcone analogue
compound with guanine. Based on these results, chalcone analogue compound
was thought to have anticancer mechanism as an alkylating agent toward guanine.
Keywords : chalcone analogue, alkylating guanine, anticancer mechanism
viii
Skripsi
Studi Mekanisme Antikanker Senyawa Analog Calkon
3,5-bis-(2,3-dimetoksibenzilidin)-1-metilpiperidin-4-on terhadap Guanin
Ines Komala Siti Hanifa
ADLN Perpustakaan Universitas Airlangga
DAFTAR ISI
LEMBAR JUDUL …………………………………………………............
LEMBAR PERNYATAAN ……………………………………………......
LEMBAR PENGESAHAN ……………………………………………......
LEMBAR PEDOMAN PENGGUNAAN SKRIPSI ……………………....
KATA PENGANTAR ………………………………………………..........
ABSTRAK ………………………………………………………………....
ABSTRACT ……………………………………………………………......
DAFTAR ISI …………………………………………………………….....
DAFTAR GAMBAR ……………………………………………………....
DAFTAR TABEL ……………………………………………………….....
DAFTAR LAMPIRAN ………………………………………………….....
BAB I PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang Masalah ...........................................................
1.2 Rumusan Masalah .....................................................................
1.3 Tujuan Penelitian ......................................................................
1.4 Manfaat Penelitian ....................................................................
BAB II TINJAUAN PUSTAKA
2.1 Calkon ........................................................................................
2.2 Guanin ........................................................................................
2.3 Reaksi Kondensasi Aldol ...........................................................
2.3.1 Reaksi kondensasi aldol silang ........................................
2.4 Reaksi Pembentukan Enamina ...................................................
2.5 Kromatografi ..............................................................................
2.5.1 Kromatografi lapis tipis ...................................................
2.5.2 Kromatografi lapis tipis preparatif ...................................
2.6 Spektroskopi ..............................................................................
2.6.1 Spektroskopi ultraviolet-visibel (UV-Vis).......................
2.6.2 Spektroskopi 1H-NMR .....................................................
2.6.3 Spektroskopi 13C-NMR ....................................................
2.7 Kanker ........................................................................................
2.8 Antikanker..................................................................................
BAB III METODE PENELITIAN
3.1 Waktu dan Tempat Penelitian ....................................................
3.2 Alat dan Bahan Penelitian ..........................................................
3.2.1 Alat-alat penelitian ...........................................................
3.2.2 Bahan-bahan penelitian....................................................
3.3 Tahapan Penelitian .....................................................................
3.3.1
Sintesis senyawa 3,5-bis-(2,3-dimetoksibenzilidin)1-metilpiperidin-4-on ..................................................
3.3.2
Reaksi
antara
senyawa
3,5-bis-(2,3dimetoksibenzilidin)-1-metilpiperidin-4-on dengan
guanin .........................................................................
3.3.3
Pemisahan senyawa hasil sintesis tahap 2
menggunakan kromatografi lapis tipis preparatif .......
i
ii
iii
iv
v
vii
viii
ix
xi
xii
xiii
1
4
4
5
6
7
8
9
9
10
10
11
11
13
13
14
14
15
19
19
19
19
20
20
20
21
ix
Skripsi
Studi Mekanisme Antikanker Senyawa Analog Calkon
3,5-bis-(2,3-dimetoksibenzilidin)-1-metilpiperidin-4-on terhadap Guanin
Ines Komala Siti Hanifa
ADLN Perpustakaan Universitas Airlangga
3.3.4 Uji sifat fisika senyawa hasil sintesis .............................
3.3.4.1 Uji titik leleh ........................................................
3.3.5 Kromatografi lapis tipis....................................................
3.3.6 Analisis spektroskopi .......................................................
3.3.6.1 Uji spektroskopi ultraviolet-visibel (UV-Vis) .....
3.3.6.2 Uji spektroskopi resonansi mangetik inti
(NMR). ................................................................
3.4 Skema Kerja ...............................................................................
BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN
4.1 Sintesis
Senyawa
3,5-bis-(2,3-dimetoksibenzilidin)-1metilpiperidin-4-on ...................................................................
4.2. Hasil Analisis Spektroskopi ......................................................
4.2.1 Hasil analisis spektroskopi UV-Vis.............................. ...
4.2.2 Hasil analisis spektroskopi resonansi magnet inti.......... .
4.3 Reaksi antara Senyawa Analog Calkon 3,5-bis-(2,3dimetoksibenzilidin)-1-metilpiperidin-4-on dengan Guanin....
4.4 Pemisahan Campuran Senyawa menggunakan Kromatografi
Lapis Tipis Preparatif................................................................
4.5. Hasil Analisis Spektroskopi ......................................................
4.5.1 Hasil analisis spektroskopi UV-Vis .................................
4.6 Senyawa
Pengalkilasi dalam Mekanisme Alkylating
Agent.......................................................................... ...............
BAB V KESIMPULAN DAN SARAN
5.1 Kesimpulan ………………………………………………….....
5.2 Saran …………………………………………………………....
DAFTAR PUSTAKA ...................................................................................
LAMPIRAN
21
21
22
22
22
22
24
25
29
29
29
32
36
38
38
39
40
40
41
x
Skripsi
Studi Mekanisme Antikanker Senyawa Analog Calkon
3,5-bis-(2,3-dimetoksibenzilidin)-1-metilpiperidin-4-on terhadap Guanin
Ines Komala Siti Hanifa
ADLN Perpustakaan Universitas Airlangga
DAFTAR GAMBAR
No.
1.1
1.2
2.1
2.2
2.3
2.4
4.1
4.2
4.3
4.4
4.5
4.6
4.7
4.8
Judul Gambar
Halaman
Struktur senyawa analog calkon 3,5-bis-(2,3dimetoksibenzilidin)-1-metilpiperidin-4-on ...................... 3
Struktur guanin .................................................................. 3
Struktur umum senyawa calkon ........................................ 6
Struktur senyawa analog calkon 3,5-bis-(2,3dimetoksibenzilidin)-1-metilpiperidin-4-on...................... 7
Struktur guanin .................................................................. 8
Spektrum elektromagnetik ................................................ 12
Kristal senyawa analog calkon .......................................... 26
Reaksi kondensasi aldol silang ......................................... 27
Mekanisme reaksi pembentukan senyawa analog
calkon.. ............................................................................... 28
Bagian sinamoil dari struktur senyawa 3,5-bis-(2,3dimetoksibenzilidin)-1-metilpiperidin-4-on ...................... 29
Penomoran atom C/H senyawa 3,5-bis-(2,3dimetoksibenzilidin)-1-metilpiperidin-4-on ...................... 30
Struktur dan pergeseran kimia 13C-NMR senyawa
hasil sintesis tahap 1 .......................................................... 31
Struktur dan pergeseran kimia 1H-NMR senyawa
hasil sintesis tahap 1 .......................................................... 32
Prediksi mekanisme reaksi adisi nukleofilik antara
senyawa analog calkon dengan guanin .............................. 34
xi
Skripsi
Studi Mekanisme Antikanker Senyawa Analog Calkon
3,5-bis-(2,3-dimetoksibenzilidin)-1-metilpiperidin-4-on terhadap Guanin
Ines Komala Siti Hanifa
ADLN Perpustakaan Universitas Airlangga
DAFTAR TABEL
No.
4.1
4.2
4.3
4.4
Judul
Nilai Rf senyawa hasil sintesis tahap 1...............
Data pergeseran kimia (δ, ppm) spektrum 1H
dan 13C-NMR (CDCl3, 400 MHz).....................
Nilai Rf hasil sintesis tahap 2.............................
Data nilai Rf senyawa hasil sintesis..................
Halaman
26
30
36
37
xii
Skripsi
Studi Mekanisme Antikanker Senyawa Analog Calkon
3,5-bis-(2,3-dimetoksibenzilidin)-1-metilpiperidin-4-on terhadap Guanin
Ines Komala Siti Hanifa
ADLN Perpustakaan Universitas Airlangga
DAFTAR LAMPIRAN
No.
1
2
3
4
5
6
7
8
Judul
Hasil kromatografi lapis tipis senyawa hasil sintesis tahap 1
Spektrum UV senyawa analog calkon
Spektrum 1H-NMR senyawa hasil sintesis tahap 1
Spektrum 13C-NMR senyawa hasil sintesis tahap 1
Spektrum 13C-NMR (BB dan DEPT 45, 90 dan 135) senyawa hasil
sintesis tahap 1
Pemisahan senyawa hasil sintesis tahap 2 menggunakan KLTP
Kromatogram senyawa hasil sintesis tahap kedua yang telah murni
Spektrum UV senyawa hasil sintesis tahap 2
xiii
Skripsi
Studi Mekanisme Antikanker Senyawa Analog Calkon
3,5-bis-(2,3-dimetoksibenzilidin)-1-metilpiperidin-4-on terhadap Guanin
Ines Komala Siti Hanifa
ADLN Perpustakaan Universitas Airlangga
BAB I
PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang Masalah
Kanker merupakan salah satu penyakit yang patut diperhitungkan sebagai
penyebab kematian terbesar di dunia. Faktanya, kanker mendapat predikat sebagai
penyakit yang paling umum terjadi di Amerika Serikat pada tahun 2005, dengan
total korban 500.000 jiwa (Katzung, 2006). Di negara berkembang seperti
Indonesia, penyakit kanker menduduki peringkat kelima sebagai penyebab
kematian utama setelah penyakit kardiovaskuler, infeksi, pernapasan, dan
pencernaan. Namun, yang paling dikhawatirkan adalah data penelitian dari
Organisasi Penanggulangan Kanker Dunia (UICC) dan Organisasi Kesehatan
Dunia (WHO) yang memperkirakan bahwa angka kejadian kanker di dunia dapat
mengalami peningkatan hingga 40 % pada tahun 2020, terutama di negara-negara
berkembang seperti Indonesia (Mortara, 2007). Berdasarkan data tersebut, tidak
menutup kemungkinan peringkat penyakit kanker sebagai penyebab kematian di
Indonesia akan mengalami kenaikan pada tahun 2020.
Penanganan penyakit kanker (terutama sebelum mencapai stadium yang
lebih berbahaya) sangat penting guna menghambat pembelahan sel-sel abnormal.
Berbagai metode telah dilakukan untuk mengatasi hal tersebut antara lain
menggunakan pembedahan (operasi), radioterapi, kemoterapi, terapi hormon dan
immunoterapi (Breiner, 2011). Salah satu metode terapi kanker yang banyak
1
Skripsi
Studi Mekanisme Antikanker Senyawa Analog Calkon
3,5-bis-(2,3-dimetoksibenzilidin)-1-metilpiperidin-4-on terhadap Guanin
Ines Komala Siti Hanifa
ADLN Perpustakaan Universitas Airlangga
2
mengalami perkembangan hingga saat ini adalah kemoterapi. Kemoterapi
merupakan proses pemberian obat-obatan antikanker dalam bentuk kapsul atau
melalui infus. Kemoterapi menggunakan bahan aktif berupa senyawa kimia yang
bersifat sitotoksik yang bertujuan untuk menghambat pertumbuhan sel kanker
(Blows, 2005). Berbagai penelitian untuk menemukan obat baru telah dilakukan
baik dengan cara mensintesis senyawa yang berpotensi sebagai antikanker
maupun mengisolasinya dari sumber-sumber alam.
Salah satu senyawa antikanker yang cukup banyak diteliti hingga saat ini
adalah calkon. Struktur kimiawi senyawa calkon (1,3-difenil-2-propen-1-on)
secara umum terdiri dari dua cincin aromatis yang dihubungkan oleh 3 atom
karbon dengan sistem karbonil-,-tak jenuh. Beberapa penelitian yang telah
dilakukan menunjukkan bahwa senyawa calkon dan turunannya memiliki aktivitas
sebagai antikanker terhadap berbagai macam sel tumor (Achanta et al., 2005).
Handika (2011) telah berhasil mensintesis senyawa antikanker analog
calkon 3,5-bis-(2,3-dimetoksibenzilidin)-1-metilpiperidin-4-on yang merupakan
hasil reaksi kondensasi aldol silang antara N-metilpiperidin-4-on dengan 2,3dimetoksibenzaldehid dalam suasana basa. Uji antikanker senyawa tersebut
terhadap sel kanker payudara T47D menunjukkan nilai IC50 sebesar 1.77 µg/ml.
Berdasarkan hasil tersebut, dapat diketahui bahwa senyawa analog calkon 3,5-bis(2,3-dimetoksibenzilidin)-1-metilpiperidin-4-on berpotensi untuk dikembangkan
sebagai bahan aktif dalam terapi.
Skripsi
Studi Mekanisme Antikanker Senyawa Analog Calkon
3,5-bis-(2,3-dimetoksibenzilidin)-1-metilpiperidin-4-on terhadap Guanin
Ines Komala Siti Hanifa
ADLN Perpustakaan Universitas Airlangga
3
Gambar 1.1 Struktur senyawa analog calkon 3,5-bis-(2,3-dimetoksibenzilidin)-1metilpiperidin-4-on
Penelitian lebih lanjut terkait mekanisme antikanker dari senyawa analog
calkon 3,5-bis-(2,3-dimetoksibenzilidin)-1-metilpiperidin-4-on sangat diperlukan
sebagai salah satu data pendukung untuk merealisasikan senyawa hasil sintesis
tersebut sebagai obat antikanker yang efektif. Dimmock (1998) menyatakan
bahwa salah satu aktivitas senyawa calkon sebagai antikanker disebabkan oleh
kemampuan alkilasi dari gugus olefin terkonjugasi yang dapat berikatan dengan
basa guanin. Guanin merupakan salah satu basa purin yang terdapat pada untaian
DNA yang memiliki beberapa sisi yang rentan diserang oleh zat pengalkil.
Kemampuan senyawa calkon sebagai agen pengalkilasi basa guanin terjadi
melalui pembentukan ikatan kovalen dengan DNA (Meric et al., 2002). Oleh
karena itu, prediksi mekanisme antikanker yang paling mendukung dari senyawa
analog calkon 3,5-bis-(2,3-dimetoksibenzilidin)-1-metilpiperidin-4-on adalah
sebagai alkylating agent.
Gambar 1.2 Struktur guanin
Skripsi
Studi Mekanisme Antikanker Senyawa Analog Calkon
3,5-bis-(2,3-dimetoksibenzilidin)-1-metilpiperidin-4-on terhadap Guanin
Ines Komala Siti Hanifa
ADLN Perpustakaan Universitas Airlangga
4
Berdasarkan uraian tersebut, pada penelitian ini akan dilakukan studi
terkait kemampuan senyawa analog calkon sebagai alkylating agent terhadap basa
guanin melalui reaksi kimia. Produk yang dihasilkan dari reaksi alkilasi guanin
tergantung dari struktur senyawa pengalkilasi yang digunakan. Keberadaan gugus
enon dalam
senyawa analog calkon 3,5-bis-(2,3-dimetoksibenzilidin)-1-
metilpiperidin-4-on dan sifat nukleofil dari guanin diduga akan mengarah pada
terbentuknya senyawa siklik sebagai produk hasil reaksi tersebut (Sturla, 2007).
1.2 Rumusan masalah
1.
Apakah
senyawa
analog
calkon
3,5-bis-(2,3-dimetoksibenzilidin)-1-
metilpiperidin-4-on dapat bereaksi dengan basa guanin?
2.
Bagaimana mekanisme reaksi antara senyawa analog calkon 3,5-bis-(2,3dimetoksibenzilidin)-1-metilpiperidin-4-on dengan basa guanin?
1.3 Tujuan Penelitian
1. Mengetahui
kemampuan
senyawa
analog
calkon
3,5-bis-(2,3-
dimetoksibenzilidin)-1-metilpiperidin-4-on untuk bereaksi dengan basa
guanin.
2. Mengetahui mekanisme reaksi antara senyawa analog calkon 3,5-bis-(2,3dimetoksibenzilidin)-1-metilpiperidin-4-on dengan basa guanin.
Skripsi
Studi Mekanisme Antikanker Senyawa Analog Calkon
3,5-bis-(2,3-dimetoksibenzilidin)-1-metilpiperidin-4-on terhadap Guanin
Ines Komala Siti Hanifa
ADLN Perpustakaan Universitas Airlangga
5
1.4 Manfaat Penelitian
Dengan melakukan penelitian terkait mekanisme senyawa analog calkon
3,5-bis-(2,3-dimetoksibenzilidin)-1-metilpiperidin-4-on
sebagai
antikanker,
diharapkan dapat menambah pengetahuan dan informasi tentang mekanisme
antikanker, khususnya senyawa calkon dan alkylating agent.
Skripsi
Studi Mekanisme Antikanker Senyawa Analog Calkon
3,5-bis-(2,3-dimetoksibenzilidin)-1-metilpiperidin-4-on terhadap Guanin
Ines Komala Siti Hanifa
ADLN Perpustakaan Universitas Airlangga
Bab II
TINJAUAN PUSTAKA
2.1 Calkon
Calkon merupakan salah satu senyawa golongan flavonoid yang memiliki
gugus enon dalam strukturnya. Senyawa yang memiliki nama IUPAC 1,3-difenil2-propen-1-on ini secara umum membentuk sol dalam eter, kloroform, karbon
bisulfida, dan benzena, agak larut dalam alkohol, dan sedikit larut dalam
petroleum eter dingin (Budavari, 2001).
Hasil penelitian Kamei et al. (1997) menunjukkan bahwa senyawa calkon
dapat menginduksi DNA secara abnormal yang berhubungan dengan aktivitas
antikanker (Meric et al., 2002). Selain sebagai antikanker, calkon juga memiliki
aktivitas biologis lainnya meliputi antimalaria, antiinflamasi, antioksidan dan
antibakteri (Chiaradia, 2008). Sifat farmakologi senyawa calkon tersebut berasal
dari keberadaan gugus karbonil-,-tak jenuh dalam strukturnya seperti yang
tampak pada gambar 2.1 (Curti et al., 2007).
O
Gambar 2.1 Struktur umum senyawa calkon
Senyawa calkon dapat disintesis melalui reaksi kondensasi Claisen
Schmidt antara suatu aldehid dan keton yang sesuai dalam suasana basa dengan
pelarut seperti metanol (Hijova, 2006).
6
Skripsi
Studi Mekanisme Antikanker Senyawa Analog Calkon
3,5-bis-(2,3-dimetoksibenzilidin)-1-metilpiperidin-4-on terhadap Guanin
Ines Komala Siti Hanifa
ADLN Perpustakaan Universitas Airlangga
7
Senyawa
analog
calkon
3,5-bis-(2,3-dimetoksibenzilidin)-1-
metilpiperidin-4-on merupakan salah satu senyawa yang telah terbukti memiliki
aktivitas antikanker terhadap sel kanker payudara T47D. Uji sitotoksisitas secara
in vitro dilakukan berdasarkan prinsip reduksi senyawa MTT oleh enzim
dehidrogenase mitokondria menjadi formazan, suatu garam yang berwarna biru
(Doyle, 1988).
Gambar 2.2 Struktur senyawa analog calkon 3,5-bis-(2,3-dimetoksibenzilidin)-1metilpiperidin-4-on
Nilai IC50 senyawa analog calkon 3,5-bis-(2,3-dimetoksibenzilidin)-1metilpiperidin-4-on lebih rendah jika dibandingkan dengan doxorubicin, kontrol
positif yang digunakan. Hal tersebut menunjukkan bahwa senyawa analog calkon
3,5-bis-(2,3-dimetoksibenzilidin)-1-metilpiperidin-4-on memiliki keaktifan yang
lebih baik sebagai antikanker (Handika, 2011).
2.2 Guanin
Guanin merupakan salah satu dari empat basa penyusun DNA dan RNA.
Secara umum, guanin berbentuk amorf, dapat larut dalam larutan kalium
hidroksida, larutan asam, agak sukar larut dalam air dan alkohol, serta hampir
tidak larut dalam eter (Sumardjo, 2008).
Skripsi
Studi Mekanisme Antikanker Senyawa Analog Calkon
3,5-bis-(2,3-dimetoksibenzilidin)-1-metilpiperidin-4-on terhadap Guanin
Ines Komala Siti Hanifa
ADLN Perpustakaan Universitas Airlangga
8
O
HN
1
2
H2N
6
5
3 4
N
7
9
N
8
N
H
Gambar 2.3 Struktur guanin
Residu guanin dalam DNA terutama terdapat dalam bentuk tautomer keto,
dan dengan mudah akan membentuk pasangan basa Watson-Crick dengan residu
sitosin melalui pembentukan ikatan hidrogen (Brunton et al., 2010). Secara
umum, guanin biasanya terlibat dalam proses alkilasi pada pengobatan antikanker.
Pembentukan alkilguanin yang disusul dengan pembentukan tautan silang (crosslink) menandakan sitotoksiksitas (Harahap, 2003).
2.3 Reaksi Kondensasi Aldol
Kondensasi aldol merupakan reaksi antara dua molekul aldehid maupun
keton dalam suasana basa. Dalam reaksi ini, sebuah proton pada posisi C dari
gugus karbonil lepas oleh serangan basa, sehingga terbentuk C yang bersifat
nukleofil. Selanjutnya C yang bersifat nukleofil menyerang atom C gugus
karbonil yang bersifat elektrofil dari molekul kedua (Bruice, 2003). Berikut
adalah reaksi antara dua molekul asetaldehid dalam suasana basa KOH .
Skripsi
Studi Mekanisme Antikanker Senyawa Analog Calkon
3,5-bis-(2,3-dimetoksibenzilidin)-1-metilpiperidin-4-on terhadap Guanin
Ines Komala Siti Hanifa
ADLN Perpustakaan Universitas Airlangga
9
Produk yang dihasilkan disebut aldol (dinamakan demikian karena
mengandung gugus alkohol dan karbonil dalam sebuah senyawa) (Hart et al.,
2010).
2.3.1 Reaksi kondensasi aldol silang
Reaksi kondensasi aldol antara dua senyawa karbonil yang berbeda
disebut kondensasi aldol silang (Pellegrini, 2011). Apabila salah satu senyawa
karbonil yang digunakan tidak memiliki hidrogen alfa, maka hasil reaksi
kondensasi aldol silang yang terjadi dapat dikontrol menjadi hanya satu produk.
Hal tersebut dapat terjadi apabila senyawa karbonil tanpa hidrogen alfa terdapat
berlebih dalam reaksi, sehingga karbanion lebih memilih untuk menyerang
senyawa karbonil tanpa hidrogen alfa karena kelimpahannya. Berikut adalah
reaksi antara benzaldehid dan butanal dalam suasana basa (Bruice, 2003).
Dalam reaksi tersebut, hanya butanal yang dapat membentuk ion enolat
sedangkan tidak pada benzaldehid (karena benzaldehid tidak memiliki H). Jika
ion enolat menyerang atom C karbonil benzaldehid, maka kondensasi aldol silang
akan terjadi (Hart et al., 2010).
2.4 Reaksi Pembentukan Enamina
Reaksi antara senyawa calkon dengan guanin melibatkan pembentukan
suatu enamina. Enamina merupakan amina tersier dengan ikatan rangkap ,-tak
jenuh ditinjau dari posisi atom nitrogen. Enamina dapat terbentuk apabila suatu
Skripsi
Studi Mekanisme Antikanker Senyawa Analog Calkon
3,5-bis-(2,3-dimetoksibenzilidin)-1-metilpiperidin-4-on terhadap Guanin
Ines Komala Siti Hanifa
ADLN Perpustakaan Universitas Airlangga
10
aldehid atau keton direaksikan dengan amina sekunder. Dalam reaksi
pembentukan enamina, dibutuhkan asam lemah maupun basa sebagai katalis.
Misalnya reaksi antara sikloheksanon dengan dimetilamin (Bruice, 2003) :
H3C
O
CH3
N
+
H+
HN
H3C
+
CH3
H2O
suatu enamina
2.5 Kromatografi
Kromatografi
merupakan
proses
pemisahan
berdasarkan
afinitas
komponen suatu campuran terhadap fasa diam dan fasa gerak. Komponen akan
terdistribusi secara tidak sama dalam dua fasa yaitu fasa diam dan fasa gerak. Fasa
diam dapat berbentuk padat atau cair yang ditunjang suatu zat padat. Fasa diam
tersebut dapat ditempatkan dalam kolom, tersebar dalam lapisan, atau terdistribusi
sebagai film. Sedangkan fasa gerak dapat berbentuk gas maupun cair. Apabila
fasa gerak berbentuk gas (disebut gas pembawa) tekniknya disebut sebagai
kromatografi gas, sedangkan apabila fasa gerak berbentuk cair tekniknya disebut
kromatografi cair (Sewell and Clark, 2008).
2.5.1 Kromatografi lapis tipis
Kromatografi lapis tipis merupakan teknik penting dalam pemisahan dan
analisis kualitatif komponen dalam suatu sampel (Pavia, 2005). Apabila
komponen-komponen dalam campuran bergerak melalui fasa diam pada laju yang
berbeda maka pemisahan dapat terjadi. Parameter yang digunakan untuk
Skripsi
Studi Mekanisme Antikanker Senyawa Analog Calkon
3,5-bis-(2,3-dimetoksibenzilidin)-1-metilpiperidin-4-on terhadap Guanin
Ines Komala Siti Hanifa
ADLN Perpustakaan Universitas Airlangga
11
mengetahui posisi solut dalam KLT adalah Retardation factor (Rf) dengan rumus
(Sewell and Clark, 2008) :
Rf = Jarak yang ditempuh komponen
Jarak yang ditempuh pelarut
Noda yang tidak menimbulkan warna pada kromatogram dapat dilihat
menggunakan bantuan sinar UV. Selain itu, deteksi dapat dilakukan menggunakan
reagen chromogenic maupun fluorogenic (Sherma and Fried, 2003).
2.5.2 Kromatografi lapis tipis preparatif
Kromatografi lapis tipis perparatif merupakan suatu metode pemisahan
senyawa dalam skala miligram-gram. Secara umum, fasa diam yang sering
digunakan adalah silika yang tersebar dalam pelat. Ukuran dari pelat kromatografi
lapis tipis preparatif tergantung pada jumlah sampel dan ukuran bejana
pengembang. Ukuran pelat 20 x 20 cm dengan tebal 1 mm dapat digunakan untuk
pemisahan 10-100 mg sampel. Fasa gerak yang digunakan dapat diketahui dari
hasil elusi terbaik yang digunakan pada kromatografi lapis tipis. Sampel ditotol
sepanjang garis bawah pelat silika secara berulang-ulang hingga membentuk pita,
kemudian dielusi dengan pelarut yang sesuai untuk mencapai pemisahan (Xu,
2011).
2.6 Spektroskopi
Spektroskopi merupakan ilmu yang mempelajari tentang interaksi materi
dengan radiasi elektromagnetik. Radiasi elektromagnetik merupakan energi
radiasi yang memiliki sifat-sifat partikel dan gelombang. Karena radiasi
elektromagnetik memiliki sifat-sifat partikel dan gelombang, maka dapat
Skripsi
Studi Mekanisme Antikanker Senyawa Analog Calkon
3,5-bis-(2,3-dimetoksibenzilidin)-1-metilpiperidin-4-on terhadap Guanin
Ines Komala Siti Hanifa
ADLN Perpustakaan Universitas Airlangga
12
dihubungkan
dengan
frekuensi
dan
panjang
gelombang.
Spektrum
elektromagnetik terbagi dalam beberapa daerah sesuai dengan kegunaannya dalam
spektroskopi, seperti yang tampak pada gambar 2.4.
Frekuensi (Hz)
Sinar
1019
Sinar
1017
Sinar
Kosmik
X
10-4
10-1
10-6
1015
UV
Sinar
1013
Radiasi
1010
105
Gelombang Gelombang
tampak Inframerah
0,4
0,8
mikro
102
Radio
106
1010
Panjang gelombang (m)
Gambar 2.4 Spektrum elektromagnetik
Hubungan antara energi (E) suatu foton dan frekuensi dapat dijelaskan
melalui persamaan (Bruice, 2003) :
E=hv
Persamaan tersebut menjelaskan bahwa frekuensi suatu radiasi berbanding lurus
dengan energinya sehingga semakin besar frekuensi maka energinya juga semakin
besar. Konstanta proporsionalitas antara energi dan frekuensi disebut konstanta
Planck’s dengan simbol h. Secara umum, frekuensi suatu radiasi berbanding
terbalik dengan panjang gelombang sehingga persamaan di atas dapat dituliskan
dalam bentuk :
E = hc
λ
dengan λ adalah panjang gelombang cahaya dan c adalah kecepatan cahaya (Hart
et al., 2010).
Skripsi
Studi Mekanisme Antikanker Senyawa Analog Calkon
3,5-bis-(2,3-dimetoksibenzilidin)-1-metilpiperidin-4-on terhadap Guanin
Ines Komala Siti Hanifa
ADLN Perpustakaan Universitas Airlangga
13
2.6.1 Spektroskopi ultraviolet-visibel (UV-Vis)
Spektroskopi UV-Vis dapat memberikan informasi tentang komponen
yang memiliki sistem elektron terkonjugasi. Bagian sinar ultraviolet terletak
pada panjang gelombang antara 180-400 nm, sedangkan sinar tampak terletak
pada panjang gelombang 400-780 nm. Apabila suatu molekul mengabsorbsi
radiasi pada daerah tersebut, maka akan terjadi transisi elektronik. Pada transisi
ini, semakin banyak jumlah ikatan rangkap terkonjugasi maka panjang gelombang
senyawa semakin besar. Pengaruh gugus auksokrom yang terikat pada ikatan
tersebut dapat menggeser panjang gelombang ke arah yang lebih besar.
Pergeseran ini disebut efek batokromik (Bruice, 2003).
2.6.2 Spektroskopi 1H-NMR
Spektroskopi 1H-NMR dapat digunakan untuk menentukan karakteristik
proton suatu senyawa. Perbedaan posisi serapan suatu proton dengan posisi
serapan standart disebut pergeseran kimia. Pada dasarnya, proton yang memiliki
kondisi lingkungan yang sama memiliki pergeseran kimia yang sama. Sebaliknya,
proton dengan kondisi lingkungan kimia yang berbeda memiliki pergeseran kimia
yang berbeda. Nilai pergeseran kimia proton bergantung pada lingkungan kimia di
sekitar atom C yang mengikat proton tersebut. Selain itu, pergeseran kimia juga
dipengaruhi oleh resonansi dan efek anisotropi. Sebagai contoh proton pada C
alkena muncul pada pergeseran kimia 4,5-7,5 ppm, proton pada C aromatis dan
heteroaromatis muncul pada 6-9 ppm, dan proton pada C aldehid muncul pada 910 ppm (Silverstein et al., 2005).
Skripsi
Studi Mekanisme Antikanker Senyawa Analog Calkon
3,5-bis-(2,3-dimetoksibenzilidin)-1-metilpiperidin-4-on terhadap Guanin
Ines Komala Siti Hanifa
ADLN Perpustakaan Universitas Airlangga
14
2.6.3 Spektroskopi 13C-NMR
Spekroskopi 13C-NMR dapat digunakan untuk menentukan kerangka suatu
senyawa (Bruice, 2003) berupa jumlah, posisi, dan jenis atom karbon (Hart et al.,
2010). Dalam spektroskopi
13
C-NMR, nilai pergeseran kimia pada umumnya
terletak antara 0-200 ppm. Nilai pergeseran kimia yang khas untuk gugus fungsi
tertentu yakni : atom karbon pada CH3 alifatis muncul pada pergeseran kimia
antara 10-30 ppm, atom karbon pada senyawa aromatis muncul pada pergeseran
kimia antara 120-150 ppm, dan atom karbon pada gugus karbonil muncul pada
pergeseran kimia sekitar 200 ppm (Silverstein et al., 2005).
2.7 Kanker
Kanker adalah segolongan penyakit yang ditandai dengan pembelahan sel
yang tidak terkendali dan kemampuan sel-sel tersebut untuk menyerang jaringan
biologis lainnya, baik dengan pertumbuhan langsung di jaringan yang
bersebelahan (invasi) maupun dengan migrasi sel ke tempat yang jauh
(metastasis). Pertumbuhan yang tidak terkendali tersebut disebabkan oleh
kerusakan DNA dan menyebabkan mutasi di gen vital yang mengontrol
pembelahan sel pada jaringan dan organ (Lodish et al., 2000).
Kejadian, distribusi, dan perilaku dari jenis tertentu kanker berkaitan
dengan beberapa faktor, antara lain jenis kelamin, usia, ras, dan paparan zat
karsinogen dari lingkungan. Faktor yang paling
berperan dalam memicu
timbulnya kanker adalah paparan zat karsinogen dari lingkungan (Katzung, 2006).
Skripsi
Studi Mekanisme Antikanker Senyawa Analog Calkon
3,5-bis-(2,3-dimetoksibenzilidin)-1-metilpiperidin-4-on terhadap Guanin
Ines Komala Siti Hanifa
ADLN Perpustakaan Universitas Airlangga
15
2.8 Antikanker
Antikanker
merupakan zat
kimia
yang
dapat
menghambat
atau
mengganggu pertumbuhan sel tumor ganas. Senyawa-senyawa antikanker juga
disebut sebagai agen-agen kemoterapeutik atau antineoplastik. Obat-obat
antikanker dapat dibagi menjadi dua golongan sederhana yaitu golongan
sitotoksik dan hormon. Obat golongan sitotoksik bertujuan untuk menghambat
pertumbuhan sel, terutama sel-sel yang membelah. Contoh dari obat golongan ini
adalah senyawa pengalkil, antibiotik, antimetabolit, serta berbagai obat lain.
Sedangkan senyawa - senyawa hormonal digunakan untuk tumor-tumor pada
jaringan yang sensitif hormon seperti payudara dan prostat (Stringer, 2008).
Berdasarkan mekanisme kerjanya, obat-obatan antikanker pada umumnya
dibagi dalam beberapa golongan sebagai berikut :
1. Agen pengalkilasi
Agen pengalkilasi merupakan senyawa reaktif yang dapat mentransfer
alkil untuk membentuk ikatan kolvalen dengan DNA (Lullmann et al., 2000). Zat
pengalkil digunakan dalam kemoterapi kanker secara luas karena efektif dalam
mematikan sel kanker melalui reaksinya yang langsung dengan DNA dalam sel
kanker. Hal ini menyebabkan DNA kehilangan kemampuannya untuk melakukan
replikasi sel (Harahap, 2003).
Di dalam tubuh, obat pengalkil dengan mudah dapat berinteraksi dengan
basa-basa yang terdapat pada DNA dan mencegah pembelahan sel dengan
membuat tautan silang (cross-link) dari untai heliks ganda (Neal, 2006). Situs
utama dari alkilasi DNA adalah guanin, namun basa lain juga dapat mengalami
Skripsi
Studi Mekanisme Antikanker Senyawa Analog Calkon
3,5-bis-(2,3-dimetoksibenzilidin)-1-metilpiperidin-4-on terhadap Guanin
Ines Komala Siti Hanifa
ADLN Perpustakaan Universitas Airlangga
16
alkilasi dengan derajat yang lebih rendah. Pembentukan tautan silang (cross-link)
DNA merupakan faktor yang sangat penting dalam mekanisme alkilasi dan sel-sel
yang sedang mengalami replikasi paling rentan terhadap agen pengalkilasi. Proses
tersebut sangat berpengaruh selama fase S dalam siklus sel (Brunton et al., 2010).
Peristiwa alkilasi dapat terjadi pada sel sehat dan pada umumnya berupa
yang dapat menimbulkan beberapa efek samping. Hal tersebut dipengaruhi oleh
dosis toksisitas senyawa golongan pengalkilasi yang dapat memberikan efek
terhadap jaringan yang sedang berkembang dengan cepat seperti sumsum tulang,
saluran pencernaan, dan sistem reproduksi (Harahap, 2003).
2. Golongan antimetabolit
Golongan antimetabolit juga disebut sebagai agen antiproliferasi. Obat
golongan ini dapat dibagi menjadi 3 kelompok yaitu antagonis asam folat,
pirimidin, dan purin. Dalam mekanismenya, senyawa antikanker golongan
antimetabolit bekerja sebagai antagonis asam folat, purin dan pirimidin. Hal
tersebut berkaitan dengan strukur obat yang mirip dengan tiga metabolit tersebut.
Selektivitas obat golongan antimetabolit berhubungan dengan fakta bahwa sel-sel
tumor dapat tumbuh lebih cepat daripada sel-sel normal (pengecualian sumsum
tulang, folikel rambut, dan bagian dari saluran gastrointestinal) (Thurston, 2007).
3. Golongan antibiotik
Hasil uji skrining dari produk mikroba telah mendorong tercetusnya
penemuan sejumlah obat antibiotik yang terbukti secara klinis dapat bermanfaat
dalam kemoterapi kanker. Secara umum, senyawa golongan antibiotik bekerja
melalui mekanisme interkalasi pada pasangan basa. Hal tersebut dapat
Skripsi
Studi Mekanisme Antikanker Senyawa Analog Calkon
3,5-bis-(2,3-dimetoksibenzilidin)-1-metilpiperidin-4-on terhadap Guanin
Ines Komala Siti Hanifa
ADLN Perpustakaan Universitas Airlangga
17
menyebabkan terpotongnya untai DNA dan mengganggu replikasi sel (Katzung,
2006).
4. Agen antitubulin
Senyawa golongan alkaloid vinca dan taxan memiliki mekanisme
antikanker sebagai antitubulin. Agen antitubulin menghambat siklus sel pada fasa
M (mitosis sel) dengan cara terikat pada protein mikrotubulus yang penting dalam
pembentukan spindel (Neal, 2006). Agen ini dapat mengganggu dinamika
mikrotubulus (pembentukan maupun peruraian spindel) tepatnya pada tahap
metafase. Mikrotubulus adalah polimer dari tubulin yang tidak dapat dipisahkan
dari fase mitosis sel. Sebuah struktur yang dihasilkan dari mikrotubulus adalah
gelendong mitosis, yang digunakan dalam pembelahan sel (Thurston, 2007).
5. Antibodi monoklonal
Antibodi monoklonal merupakan molekul antibodi yang berasal dari
produk klon tunggal sel. Obat golongan ini merupakan obat baru yang dapat
bereaksi dengan antigen yang diekspresikan secara khusus pada sel kanker (Neal,
2006). Apabila antigen di permukaan sel tumor dapat diidentifikasi, antibodi dapat
dibentuk untuk menyerang dan menghancurkan sel tumor tersebut (Brooker,
2005). Misalnya Herceptin, sejenis antibodi yang direkayasa secara genetik, dan
dapat menghambat kanker payudara dengan cara berikatan dengan reseptor faktor
pertumbuhan yang terdapat dalam sel kanker (Campbell et al., 2004).
6. Golongan hormonal
Obat golongan hormonal digunakan untuk mengobati tumor-tumor yang
sensitif hormon seperti tumor pada payudara, prostat, dan uterus. Tujuan
Skripsi
Studi Mekanisme Antikanker Senyawa Analog Calkon
3,5-bis-(2,3-dimetoksibenzilidin)-1-metilpiperidin-4-on terhadap Guanin
Ines Komala Siti Hanifa
ADLN Perpustakaan Universitas Airlangga
18
penggunaan obat ini adalah mengurangi kadar hormon yang merangsang
pertumbuhan tumor atau memblok reseptor untuk hormon. Misalnya penghambat
aromatase yang dapat memblok pembentukan estrogen dan digunakan untuk
mengobati tumor-tumor yang bergantung pada estrogen (Stringer, 2008).
Antihormon jenis ini khusus digunakan pada kanker mamma yang tersebar pada
wanita menopause (Tjay dan Raharja, 2007).
Skripsi
Studi Mekanisme Antikanker Senyawa Analog Calkon
3,5-bis-(2,3-dimetoksibenzilidin)-1-metilpiperidin-4-on terhadap Guanin
Ines Komala Siti Hanifa
ADLN Perpustakaan Universitas Airlangga
BAB III
METODE PENELITIAN
3.1 Waktu dan Tempat Penelitian
Penelitian ini dilaksanakan di Laboratorium Kimia Organik Departemen
Kimia Fakultas Sains dan Teknologi Universitas Airlangga, mulai bulan Januari
2012 sampai Juni 2012.
Analisis Spektroskopi UV-Vis dilakukan di Laboratorium Kimia Analitik
Departemen Kimia Fakultas Sains dan Teknologi Universitas Airlangga. Analisis
1
H-NMR dan
13
C-NMR dilakukan di Phytochemistry Laboratory, Faculty of
Science and Food, University Kebangsaan Malaysia, Bangi, Malaysia.
3.2 Alat dan Bahan Penelitian
3.2.1 Alat-alat penelitian
Alat-alat yang digunakan pada penelitian meliputi seperangkat alat gelas
yang biasa digunakan di laboratorium kimia organik. Sedangkan instrumen yang
digunakan untuk keperluan analisis adalah Fisher John Melting Point Apparatus,
spektrofotometer UV-Vis (Shimadzu PharmaSpec-1770) dan spektrometer
resonansi magnetik inti (NMR Bruker 400 MHz).
3.2.2 Bahan-bahan penelitian
Bahan-bahan kimia yang digunakan pada penelitian ini adalah 2,3dimetoksibenzaldehid, N-metilpiperidin-4-on, etanol, NaOH, n-heksana, etil
asetat, guanin, HCl pekat, dan Silika gel.
19
Skripsi
Studi Mekanisme Antikanker Senyawa Analog Calkon
3,5-bis-(2,3-dimetoksibenzilidin)-1-metilpiperidin-4-on terhadap Guanin
Ines Komala Siti Hanifa
ADLN Perpustakaan Universitas Airlangga
20
3.3 Tahapan Penelitian
3.3.1 Sintesis senyawa 3,5-bis-(2,3-dimetoksibenzilidin)-1-metilpiperidin 4-on
(tahap 1)
Sejumlah 1,4840 gram (9 mmol) 2,3-dimetoksibenzaldehid, 0,3690 gram
(3 mmol) N-metilpiperidin-4-on dan 10 ml etanol dimasukkan ke dalam labu alas
bulat leher tiga secara berurutan. Campuran tersebut diaduk menggunakan
pengaduk magnetik sampai larut. Selanjutnya, bagian luar labu alas bulat leher
tiga direndam dalam air es hingga tercapai suhu 7-10°C, kemudian dilakukan
penambahan 4 ml NaOH 40 % tetes demi tetes. Campuran direfluks selama 1 jam
dan suhu dipertahankan antara 7-10°C. Setelah 1 jam, proses refluks dilanjutkan
pada suhu kamar (sekitar 29-30°C) selama 4 jam. Selanjutnya, larutan dalam labu
alas bulat dituang ke dalam gelas beker yang berisi air es selama beberapa menit
sampai terbentuk endapan. Endapan yang terbentuk disaring menggunakan corong
Buchner, kemudian dilakukan reksristalisasi menggunakan pelarut etanol (Suwito
dan Puspaningsih, 2010).
3.3.2
Reaksi
antara
senyawa
3,5-bis-(2,3-dimetoksibenzilidin)-1metilpiperidin-4-on dengan guanin (tahap 2)
Sejumlah 0,2260 gram (1,5 mmol) guanin, 0,4100 gram 3,5-bis-(2,3-
dimetoksibenzilidin)-1-metilpiperidin-4-on (1 mmol), 20 ml etanol, dan 5 ml HCl
pekat dimasukkan ke dalam labu alas bulat leher tiga. Campuran tersebut direfluks
pada suhu 78°C selama 14 jam. Setelah proses refluks selesai, campuran
didiamkan pada suhu kamar. Endapan yang terbentuk disaring menggunakan
corong Buchner. Filtrat hasil penyaringan dimasukkan ke dalam botol vial dan
Skripsi
Studi Mekanisme Antikanker Senyawa Analog Calkon
3,5-bis-(2,3-dimetoksibenzilidin)-1-metilpiperidin-4-on terhadap Guanin
Ines Komala Siti Hanifa
ADLN Perpustakaan Universitas Airlangga
21
dievaporasi sampai kering. Selanjutnya dilakukan pemisahan terhadap campuran
yang diperoleh (Fathalla, 2005).
3.3.3 Pemisahan senyawa hasil sintesis tahap 2 menggunakan kromatografi
lapis tipis preparatif
Senyawa hasil sintesis tahap 2 yang masih dalam keadaan campuran
ditotol sepanjang garis bawah pelat silika secara berulang-ulang hingga
membentuk pita. Setelah kering, pelat silika tersebut dimasukkan ke dalam bejana
besar yang telah jenuh oleh uap eluen. Aliran fasa gerak yang telah mencapai
bagian atas pelat adalah tanda untuk menghentikan proses elusi. Selanjutnya,
dilakukan pembacaan noda pada pelat menggunakan bantuan sinar ultraviolet.
Noda senyawa hasil sintesis pada plat silika dikerok dan direndam dalam
kloroform selama beberapa jam, kemudian disaring. Setelah itu, dilakukan
penguapan terhadap filtrat yang diperoleh pada suhu kamar (Sherma and Fried,
2003).
3.3.4 Uji sifat fisika senyawa hasil sintesis
3.3.4.1 Uji titik leleh
Titik leleh senyawa hasil sintesis ditentukan menggunakan Fisher John
Melting Point Apparatus. Sejumlah kecil sampel ditempatkan dalam blok
pemanas dengan pengontrol suhu. Selanjutnya, suhu dinaikkan secara perlahan
dan dilakukan pengamatan terhadap senyawa saat mulai meleleh sampai tepat
meleleh secara keseluruhan. Perbedaan suhu suatu senyawa antara mulai meleleh
dengan tepat meleleh seluruhnya tidak boleh melebihi 2°C (Shah, 2007).
Skripsi
Studi Mekanisme Antikanker Senyawa Analog Calkon
3,5-bis-(2,3-dimetoksibenzilidin)-1-metilpiperidin-4-on terhadap Guanin
Ines Komala Siti Hanifa
ADLN Perpustakaan Universitas Airlangga
22
3.3.5 Kromatografi lapis tipis
Uji kemurnian suatu senyawa dapat dilakukan menggunakan kromatografi
lapis tipis. Senyawa yang berbentuk padat dilarutkan terlebih dahulu dalam
pelarut yang sesuai. Selanjutnya, sampel senyawa dalam pipa kapiler ditotolkan di
atas plat KLT yang telah diberi tanda (origin) dan didiamkan sejenak untuk
mengeringkan pelarut. Setelah kering, plat KLT tersebut dimasukkan ke dalam
chamber yang telah dijenuhkan dengan eluen atau fasa gerak. Selanjutnya, fasa
gerak akan mengalir ke bagian atas plat TLC. Plat tersebut diambil saat eluen
tepat mencapai garis batas atas (solvent front). Setelah proses pemisahan selesai,
dilakukan proses pembacaan noda pada plat KLT dengan menggunakan bantuan
lampu ultraviolet (Hamilton, 2008).
3.3.6 Analisis spektroskopi
3.3.6.1 Uji spektroskopi ultraviolet-visibel (UV-Vis)
Senyawa hasil sintesis dilarutkan dalam pelarut yang sesuai, kemudian
dimasukkan ke dalam kuvet dan diukur panjang gelombang maksimum
menggunakan spektrofotometer UV-Vis. Sebelum pengukuran terhadap sampel
dilakukan, terlebih dahulu dimasukkan larutan blanko ke dalam instrumen
tersebut.
3.3.6.2 Uji spektroskopi resonansi magnetik inti (NMR)
Senyawa hasil sintesis dilarutkan dalam pelarut aprotik yang sesuai,
misalnya CDCl3. Kemudian larutan dalam tabung gelas kecil dimasukkan ke
dalam bagian tengah dari kumparan pada frekuensi gelombang radio. Hasil plot
Skripsi
Studi Mekanisme Antikanker Senyawa Analog Calkon
3,5-bis-(2,3-dimetoksibenzilidin)-1-metilpiperidin-4-on terhadap Guanin
Ines Komala Siti Hanifa
ADLN Perpustakaan Universitas Airlangga
23
dari energi yang diadsorbsi oleh sampel dengan frekuensi dari kumparan dapat
memberikan spektrum NMR (Hart et al., 2010).
Skripsi
Studi Mekanisme Antikanker Senyawa Analog Calkon
3,5-bis-(2,3-dimetoksibenzilidin)-1-metilpiperidin-4-on terhadap Guanin
Ines Komala Siti Hanifa
ADLN Perpustakaan Universitas Airlangga
24
3.4 Skema Kerja
2,3-dimetoksibenzaldehid + N-metilpiperidin-4-on + etanol
- + NaOH 40 % (7-10°C)
-
Refluks selama 1 jam (7-10°C)
-
Refluks selama 4 jam (29-30°C)
endapan
KLT
1 noda baru
- Rekristalisasi endapan
- KLT
Senyawa analog calkon
+ guanin + etanol
+ HCl pekat
Uji titik
leleh
Uji
spektroskopi
Refluks (suhu 78°C) 14 jam
Endapan
KLT
1 noda (guanin)
Filtrat
KLT
UV-Vis
NMR
noda baru
(
PLC
Senyawa target
Uji spektroskopi
UV-Vis
Skripsi
Studi Mekanisme Antikanker Senyawa Analog Calkon
3,5-bis-(2,3-dimetoksibenzilidin)-1-metilpiperidin-4-on terhadap Guanin
Ines Komala Siti Hanifa
ADLN Perpustakaan Universitas Airlangga
BAB IV
HASIL DAN PEMBAHASAN
4.1
Sintesis Senyawa 3,5-bis-(2,3-dimetoksibenzilidin)-1-metilpiperidin-4on
Pada
proses
sintesis
senyawa
3,5-bis-(2,3-dimetoksibenzilidin)-1-
metilpiperidin-4-on digunakan dua bahan utama yakni 2,3-dimetoksibenzaldehid
dan N-metilpiperidin-4-on. Apabila ditinjau dari struktur kimia, secara teoritis
kedua senyawa tersebut dapat mengalami reaksi kondensasi aldol silang dengan
bantuan katalis basa kuat. Perbandingan mol kedua senyawa yang digunakan
dalam