SINTESIS SENYAWA 2-(4'-KLOROBENZILIDENA) SIKLOHEKSANADION DARI SIKLOHEKSANA-1,3-DION DAN 4-KLOROBENZALDEHID DENGAN KATALIS NATRIUM HIDROKSIDA SKRIPSI
SINTESIS SENYAWA 2-(4'-KLOROBENZILIDENA) SIKLOHEKSANADION
DARI SIKLOHEKSANA-1,3-DION DAN 4-KLOROBENZALDEHID
DENGAN KATALIS NATRIUM HIDROKSIDA
SKRIPSI
Diajukan untuk Memenuhi Salah Satu Syarat Memperoleh Gelar Sarjana Farmasi (S.Farm.)
Program Studi Farmasi Oleh:
Ardi Prasetyo NIM : 078114097
FAKULTAS FARMASI
UNIVERSITAS SANATA DHARMA
YOGYAKARTA
2011
SINTESIS SENYAWA 2-(4'-KLOROBENZILIDENA) SIKLOHEKSANADION
DARI SIKLOHEKSANA-1,3-DION DAN 4-KLOROBENZALDEHID
DENGAN KATALIS NATRIUM HIDROKSIDA
SKRIPSI
Diajukan untuk Memenuhi Salah Satu Syarat Memperoleh Gelar Sarjana Farmasi (S.Farm.)
Program Studi Farmasi Oleh:
Ardi Prasetyo NIM : 078114097
FAKULTAS FARMASI
UNIVERSITAS SANATA DHARMA
YOGYAKARTA
2011
HALAMAN PERSEMBAHAN
SAAT KITA BERUSAHA MERAIH SESUATU KEMUDIAN
KITA TIDAK BISA MERAIHNYA ADALAH SEBUAH
KEGAGALAN, BUKAN BERARTI KEBERHASILAN
YANG TERTUNDA, TETAPI DIBALIK KEGAGALAN
TERSEBUT ADA KEBERHASILAN LAIN, YAITU KITA
MENGETAHUI CARA MERAIH SESUATU YANG SALAH,SEHINGGA KITA TIDAK AKAN MENGULANG CARA
TERSEBUT……Karya tulis ini kupersembahkan kepada:
Orang tuaku tercinta, “ Mama dan Papa ” Kakakku yang kusayangi, “ Cik Wiwied ”
“ Almamaterku ” yang telah membesarkanku Dan….. semua orang yang telah kukenal maupun yang akan kukenal di kemudian hari…..
PRAKATA
Puji syukur kepada Tuhan yang Maha Esa atas berkat dan karunia-Nya, sehingga penulis dapat menyelesaikan penelitian dan penyusunan skripsi yang berjudul “Sintesis Senyawa 2-(4'-klorobenzilidena) sikloheksanadion dari
Sikloheksana-1,3-dion dan 4-klorobenzaldehid dengan Katalis Natrium
Hidroksida” sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar Sarjana Farmasi
(S.Farm) di Universitas Sanata Dharma Yogyakarta.
Selama proses penelitian dan penyusunan skripsi ini, penulis mendapat bantuan dari berbagai pihak, untuk itu penulis mengucapkan terimakasih kepada:
1. Ipang Djunarko, M.Sc., Apt., selaku Dekan Fakultas Farmasi Universitas Sanata Dharma.
2. Jeffry Julianus, M.Si., selaku dosen pembimbing atas kesediannya dalam memberi arahan, masukan, dan dukungan dalam penelitian dan penyusunan skripsi ini.
3. Dra. M.M. Yetty Tjandrawati, M.Si., selaku dosen penguji atas pengarahan, saran, dan kritiknya.
4. Prof. Dr. Sri Noegrohati, Apt., selaku dosen penguji atas pengarahan, saran, dan kritiknya.
5. Christine Patramurti, M.Si., Apt., atas nasihat dan bantuan yang diberikan kepada penulis untuk penyusunan proposal.
6. Rini Dwiastuti, M.Si., Apt., atas izin yang diberikan kepada penulis dalam menggunakan laboratorium untuk keperluan penelitian.
7. Pak Pudjono, atas masukan yang sudah diberikan selama berjalannya penelitian.
8. Mas Parlan, Mas Kunto, Mas Bimo, Mas Wagiran, dan segenap laboran Fakultas Farmasi yang sudah membantu penulis selama bekerja di laboratorium.
9. Staf Laboratorium Kimia Organik Fakultas MIPA Universitas Gadjah Mada Yogyakarta.
10. Mama, Papa, Cik Wiwied, dan segenap keluarga besar penulis atas doa, dukungan, dan semangat yang diberikan.
11. Anin, Fandri, dan Wiwit, terimakasih atas kerjasama, suka, dan duka selama perjuangan di laboratorium.
12. Andy dan Edhi, terimakasih atas usaha dan bantuan dalam mengurusi ujian tertutup dan ujian terbuka.
13. Teman-teman FST angkatan 2007 yang tidak dapat disebut satu per satu.
Terimakasih atas kebersamaannya selama kuliah dan praktikum. Sukses selalu bagi kita semua.
14. Teman-teman KKN Kraton angkatan XL dan seluruh warga dusun Kraton.
Sukses selalu bagi kita semua.
15. Ibu dan Bapak Suhardiyanto, serta teman-teman kos Tasura 52, terimakasih atas doa dan dukungannya.
16. Segenap pihak yang telah membantu dan memberikan dukungan yang tidak dapat disebutkan satu per satu.
Akhir kata, penulis menyadari penyusunan skripsi ini masih jauh dari sempurna mengingat keterbatasan dan pengetahuan yang dimiliki. Oleh karena itu, saran dan kritik yang bersifat membangun sangat dibutuhkan oleh penulis demi kesempurnaan skripsi ini. Semoga skripsi ini dapat memberi sumbangsih yang bermanfaat bagi perkembangan ilmu pengetahuan.
Penulis
DAFTAR ISI
Halaman HALAMAN JUDUL ................................................................................... ii HALAMAN PERSETUJUAN PEMBIMBING ......................................... iii HALAMAN PENGESAHAN ..................................................................... iv HALAMAN PERSEMBAHAN ................................................................. v PRAKATA .................................................................................................. vii PERNYATAAN KEASLIAN KARYA ..................................................... x DAFTAR ISI ............................................................................................... xi DAFTAR TABEL ....................................................................................... xv DAFTAR GAMBAR .................................................................................. xvi DAFTAR LAMPIRAN ............................................................................... xviii
INTISARI .................................................................................................... xix
ABSTRACT .................................................................................................. xx
BAB I PENGANTAR ................................................................................. 1 A. Latar Belakang ....................................................................................... 1 1. Permasalahan ......................................................................................
3 2. Keaslian Penelitian .............................................................................
4 3. Manfaat Penelitian ..............................................................................
4 B. Tujuan Penelitian .................................................................................... 4
BAB II PENELAAHAN PUSTAKA.......................................................... 5 A. Kurkumin ................................................................................................ 5
B. Sintesis 2-(4'-klorobenzilidena) sikloheksanadion ................................. 7
C. Rekristalisasi .......................................................................................... 9
D. Uji Pendahuluan ..................................................................................... 10
1. Pemeriksaan organoleptis ................................................................... 10
2. Pemeriksaan kelarutan ........................................................................ 10
3. Pemeriksaan titik lebur ....................................................................... 11
4. Uji kemurnian menggunakan kromatografi lapis tipis (KLT) ............ 12
5. Kromatografi gas-spektrometri massa ................................................ 13
E. Elusidasi Struktur Senyawa Hasil Sintesis ............................................. 13
1. Spektrofotometri inframerah .............................................................. 13 2. Spektrometri massa ............................................................................
14 F. Landasan Teori ....................................................................................... 15
G. Hipotesis ................................................................................................. 16
BAB III. METODE PENELITIAN ............................................................ 17 A. Jenis dan Rancangan Penelitian ............................................................. 17 B. Definisi Operasional ............................................................................... 17 C. Bahan Penelitian ..................................................................................... 18 D. Alat Penelitian ........................................................................................ 18 E. Tata Cara Penelitian ................................................................................ 19
1. Sintesis 2-(4'-klorobenzilidena) sikloheksanadion ............................. 19
2. Uji pendahuluan ................................................................................. 19
a. Uji organoleptis .............................................................................. 19
b. Uji kelarutan senyawa hasil sintesis .............................................. 19
c. Uji titik lebur .................................................................................. 20
1. Uji organoleptis .................................................................................. 26
37 BAB V. KESIMPULAN DAN SARAN ..................................................... 44
1. Spektra inframerah ............................................................................. 31 2. Spektra massa .....................................................................................
C. Elusidasi Struktur Senyawa Hasil SIntesis ............................................. 31
5. Kromatografi gas ................................................................................ 30
4. Uji kemurnian menggunakan kromatografi lapis tipis (KLT) ............ 28
3. Uji titik lebur ...................................................................................... 28
2. Uji kelarutan ....................................................................................... 27
B. Analisis Pendahuluan ............................................................................. 26
d. Uji kemurnian menggunakan kromatografi lapis tipis (KLT) ....... 20
A. Sintesis 2-(4'-klorobenzilidena) sikloheksanadion ................................. 23
22 BAB IV. HASIL DAN PEMBAHASAN ................................................... 23
2. Analisis pendahuluan ......................................................................... 22 3. Elusidasi struktur ................................................................................
1. Penghitungan rendemen .................................................................... 22
21 F. Analisis Hasil ......................................................................................... 22
a. Spektrofotometri inframerah .......................................................... 21 b. Spektrometri massa ........................................................................
3. Elusidasi struktur senyawa hasil sintesis ............................................ 21
e. Kromatografi gas-spektrometer massa .......................................... 20
A. Kesimpulan ............................................................................................ 44
B. Saran........ ............................................................................................... 44 DAFTAR PUSTAKA .............................................................................
45 LAMPIRAN ...........................................................................................
48 BIOGRAFI PENULIS ............................................................................
58
DAFTAR TABEL
Halaman Tabel I. Istilah kelarutan menurut Farmakope Indonesia IV ...................... 11 Tabel II. Hasil uji organoleptis senyawa hasil sintesis dibandingkan dengan starting material ....................................... 27 Tabel III. Hasil uji kelarutan senyawa hasil sintesis dibandingkan dengan starting material ........................................ 27 Tabel IV. Interpretasi spektra inframerah senyawa hasil sintesis ............... 33 Tabel V. Interpretasi spektra inframerah sikloheksana-1,3-dion ................ 34 Tabel VI. Interpretasi spektra inframerah 4-klorobenzaldehid ................... 36 Tabel VII. Hasil interpretasi spektra inframerah senyawa hasil sintesis dengan sikloheksana-1,3-dion dan 4-klorobenzaldehid sebagai pembanding ........................... 36
DAFTAR GAMBAR
Halaman Gambar 1. Struktur senyawa 2-benzilidena-sikloheksana-1,3-dion ...........
2 Gambar 2. Struktur kurkumin dibagi menjadi tiga farmakofor yaitu A, B, dan C .....................................................................
5 Gambar 3. Reaksi umum sintesis senyawa 2-(4'-klorobenzilidena) sikloheksanadion .....................................................................
15 Gambar 4. Mekanisme reaksi pembentukan ion enolat pada sikloheksana-1,3-dion ..............................................................
24 Gambar 5. Mekanisme reaksi sintesis 2-(4'-klorobenzilidena) sikloheksanadion ........................................................................
25 Gambar 6. Resonansi pada 4-klorobenzaldehid ..........................................
26 Gambar 7. Kromatogram pada KLT ...........................................................
29 Gambar 8. Kromatogram kromatografi gas senyawa hasil sintesis ............
31 Gambar 9. Spektra inframerah senyawa hasil sintesis ................................ 32 Gambar 10. Spektra inframerah sikloheksana-1,3-dion sebagai pembanding ...............................................................
34 Gambar 11. Spektra inframerah 4-klorobenzaldehid sebagai pembanding ............................................................... 35 Gambar 12. Spektra massa senyawa hasil síntesis .....................................
37 Gambar 13. Fragmentasi senyawa hasil sintesis .........................................
40 Gambar 14. Struktur molekul senyawa hasil sintesis..................................
40
Gambar 15. Mekanisme reaksi pembentukan 4-(4-klorobenzilidena)- 2-(3-oksosikloheksenil) sikloheksanadion .............................
41
DAFTAR LAMPIRAN
Halaman Lampiran 1. Data penimbangan crude product ........................................... 48 Lampiran 2. Foto senyawa hasil sintesis ..................................................... 49 Lampiran 3. Data uji titik lebur senyawa hasil sintesis ............................... 50 Lampiran 4. Penghitungan kepolaran fase gerak ........................................ 51 Lampiran 5. Penghitungan R senyawa hasil sintesis.................................. 52
f
Lampiran 6. Spektra inframerah senyawa hasil sintesis ............................. 53 Lampiran 7. Spektra inframerah sikloheksana-1,3-dion sebagai pembanding ...............................................................
54 Lampiran 8. Spektra inframerah 4-klorobenzaldehid sebagai pembanding ...............................................................
55 Lampiran 9. Kromatogram kromatografi gas senyawa hasil sintesis ......... 56 Lampiran 10. Spektra massa senyawa hasil sintesis ................................... 57
INTISARI
Senyawa enadion aromatis diketahui mempunyai aktifitas sebagai inhibitor angiogenesis. Aktifitasnya dapat ditingkatkan dengan menambahkan gugus kloro pada cincin aromatis. Salah satu hasil modifikasi struktur ini adalah senyawa 2-(4'-klorobenzilidena) sikloheksanadion, yang pada strukturnya terdapat gugus kloro sebagai gugus penarik elektron pada cincin benzena. Cincin benzena yang kekurangan elektron akan menarik elektron pada rantai karbon yang mempunyai ikatan rangkap dua dan menyebabkan pada posisi beta menjadi lebih positif.
Penelitian ini termasuk dalam penelitian non-eksperimental deskriptif non- analitik. Sintesis dilakukan menggunakan sikloheksana-1,3-dion (3 mmol) dan 4- klorobenzaldehid (3 mmol) sebagai starting material dengan natrium hidroksida sebagai katalis. Analisis senyawa hasil sintesis dilakukan dengan uji organoleptis, uji kelarutan, uji titik lebur, uji kromatografi lapis tipis, kromatografi gas dan penghitungan rendemen serta elusidasi struktur dengan spektrofotometri inframerah dan spektrometri massa.
Senyawa hasil sintesis berbentuk serbuk halus, berwarna putih, tidak berbau, larut dalam aseton; mudah larut dalam etanol dan metanol; sangat mudah larut dalam kloroform dan piridin; dan sukar larut dalam aquades, jarak lebur
o
antara 217-221
C, dan crude product 0,174 g. Berdasarkan hasil spektra inframerah dan massa, dapat disimpulkan bahwa senyawa 2-(4'-klorobenzilidena) sikloheksanadion tidak terbentuk. Senyawa hasil sintesis yang terbentuk adalah 4- (4-klorobenzilidena)-2-(3-oksosikloheksenil) sikloheksanadion dengan rumus molekul C H ClO dan berat molekul 328 g/mol.
19
17
3 Kata kunci : sikloheksana-1,3-dion, 4-klorobenzaldehid, reaksi kondesasi aldol
silang, 2-(4'-klorobenzilidena) sikloheksanadion, inhibitor angiogenesis
ABSTRACT
Enadion aromatic compounds are known to have activity as an inhibitor angiogenesis. Activities can be enhanced by adding a chloro group on the aromatic ring. The result of this structural modification is the compound 2-(4'- chlorobenzylidene) cyclohexanedione, which the chloro group as an electron withdrawing groups on benzene. Electron deficient on benzene will attract electrons in the carbon chain that have a double bond and causing the beta position became more positive.
This research was non-experimental descriptive and non-analytic research. Synthesis carried out using cyclohexane-1,3-dione (3 mmol) and 4- chlorobenzaldehyde (3 mmol) as the starting material with sodium hydroxide as a catalyst. Analysis of compounds synthesized by organoleptic test, solubility test, melting point test, thin layer chromatography, gas chromatography and calculating the yield and structure elucidation by infrared spectrophotometry and mass spectrometry.
The result of this research is a compound with fine powder form, white colors, odorless, soluble in acetone, freely soluble in ethanol and methanol; very easily soluble in chloroform and pyridine, and slightly soluble in aquades, melting
o
range between 217-221
C, and the crude product 0.174 g. Based on the results of infrared and mass spectra, it can be concluded that the 2-(4'-chlorobenzylidene) cyclohexanedione is not formed. The compound that formed is 4-(4- chlorobenzylidene)-2-(3-oxocyclohexenyl) cyclohexanedione with molecular formula C H ClO and molecular weight of 328 g/mol.
19
17
3 Key words : cyclohexane-1,3-dione, 4-chlorobenzaldehyde, cross aldol
condensation, 2-(4'-chlorobenzylidene) cyclohexanedione, inhibitor angiogenesis
BAB I PENGANTAR A. Latar Belakang Angiogenesis adalah proses pembentukan pembuluh darah baru, yang
penting untuk reproduksi sel, pengembangan dan penyembuhan luka di bawah kondisi normal. Proses ini diketahui merupakan hal yang sangat penting untuk pertumbuhan dan metastasis tumor. Tumor tidak dapat membesar lebih dari 1-2 mm kecuali tumor ini memiliki vaskularisasi yang baik. Zona 1-2 mm merupakan jarak maksimal nutrisi dan oksigen yang berasal dari pembuluh darah dapat berdifusi ke jaringan sekitarnya. Oleh karena itu, untuk dapat mencapai ukuran yang lebih besar, maka diperlukan neovaskularisasi (angiogenesis) guna mendukung nutrisi jaringan tumor baru. Jadi pada dasarnya pertumbuhan tumor dikontrol oleh keseimbangan faktor angiogenik dan faktor yang menghambat faktor angiogenik (Chrestella, 2009). Menurut National Cancer Institute, dua protein yang memainkan peran dalam pembentukan pembuluh darah (faktor angiogenik) yang tampak paling penting dalam mempertahankan pertumbuhan tumor adalah vascular endothelial growth factor (VEGF) dan basic fibroblast growth factor (bFGF) (Anonim, 2003).
Robinson et al., (2003) merancang senyawa-senyawa enon aromatik dan dienon aromatik yang merupakan analog kurkumin sebagai inhibitor
angiogenesis. Senyawa ini dapat menghambat inisiasi, promosi, dan metastasis tumor. Senyawa ini juga telah diteliti dan berpotensi sebagai inhibitor
angiogenesis (Gururaj, Belakavad, Venkatesh, Marm, Salimatha, 2002). Senyawa
tersebut dilaporkan aktif sebagai inhibitor angiogenesis dengan penghambatan antara 87,1%-98,2% pada konsentrasi 3 µg/mL dan antara 90,4%-98,1% pada konsentrasi 6 µg/mL. (Ireson et. al., 2001).
Istyastono, Yuniarti, dan Jumina (2009) melaporkan hasil sintesis tentang senyawa turunan kurkumin sebagai senyawa enadion aromatis yaitu 2- benzilidena-sikloheksana-1,3-dion. enadion O
O
Gambar 1. Struktur senyawa 2-benzilidena-sikloheksana-1,3-dion
(Istyastono, Yuniarti, dan Jumina, 2009)Senyawa enadion aromatis tersebut diketahui berpotensi sebagai inhibitor angiogenesis. Untuk meningkatkan aktifitas sebagai inhibitor
angiogenesis, maka salah satu senyawa enadion aromatis yang dapat
dikembangkan adalah senyawa 2-(4'-klorobenzilidena) sikloheksanadion. Adanya gugus kloro (-Cl) pada senyawa 2-(4'-klorobenzilidena) sikloheksanadion berfungsi sebagai gugus penarik elektron pada cincin benzena, menyebabkan cincin benzena kekurangan elektron. Cincin benzena yang kekurangan elektron akan menarik elektron pada rantai karbon tetangganya yang mempunyai ikatan rangkap dua dan menyebabkan pada posisi beta menjadi elektropositif. Senyawa ini diharapkan memiliki aktifitas sebagai inhibitor angiogenesis yang lebih poten dibandingkan 2-benzilidena-sikloheksana-1,3-dion.
Reaksi yang mendasari sintesis senyawa 2-(4'-klorobenzilidena) sikloheksanadion adalah reaksi kondensasi aldol silang, yaitu suatu reaksi antara sebuah aldehid yang tidak mempunyai hidrogen alpha (
α) dengan suatu senyawa aldehid maupun keton yang mempunyai hidrogen alpha ( α). Prinsip reaksi kondensasi aldol silang adalah suatu senyawa dengan sedikitnya satu hidrogen
alpha ( α) dapat mengalami reaksi kondensasi dengan senyawa karbonil lain yang
tidak memiliki hidrogen alpha ( α) dalam suasana basa. Produk reaksi kondensasi aldol silang adalah senyawa enon berkonjugasi alpha-beta (Fessenden and
Fessenden, 1994).
Katalis dibutuhkan dalam sintesis organik untuk menurunkan energi aktivasi sehingga dapat meningkatkan laju reaksi. Pada sintesis 2-(4’- klorobenzilidena) sikloheksanadion, digunakan katalis basa yaitu natrium hidroksida. Adanya katalis basa akan dihasilkan intermediet enolat yang lebih reaktif daripada intermediet enol yang dihasilkan dari katalis asam (Fessenden and Fessenden, 1986). Digunakan natrium hidroksida yang bersifat basa kuat, untuk mengambil satu hidrogen alpha (
α) pada sikloheksana-1,3-dion yang terintangi
oleh dua gugus karbonil (C=O), sehingga dapat membentuk ion enolat pada sikloheksana-1,3-dion yang bertindak sebagai nukleofil.
1. Permasalahan
Apakah senyawa 2-(4'-klorobenzilidena) sikloheksanadion dapat disintesis dari sikloheksana-1,3-dion dan 4-klorobenzaldehid dengan katalis natrium hidroksida?
2. Keaslian penelitian
Sejauh penelusuran penulis, penelitian sintesis senyawa 2-(4'- klorobenzilidena) sikloheksanadion dari sikloheksana-1,3-dion dan 4- klorobenzaldehid dengan katalis natrium hidroksida berdasarkan reaksi kondensasi aldol silang belum pernah dilakukan.
3. Manfaat penelitian
a. Manfaat teoritis. Penelitian ini diharapkan dapat memberikan informasi mengenai sintesis 2-(4'-klorobenzilidena) sikloheksanadion dari sikloheksana-1,3-dion dan 4-klorobenzaldehid dengan katalis natrium hidroksida.
b. Manfaat metodologi. Penelitian ini diharapkan dapat memberikan pengetahuan tentang tata cara sintesis 2-(4'-klorobenzilidena) sikloheksanadion dengan menggunakan reaksi kondensasi aldol silang.
B. Tujuan Penelitian
Penelitian ini dilakukan untuk mengetahui sintesis senyawa 2-(4'- klorobenzilidena) sikloheksanadion dari sikloheksana-1,3-dion dan 4- klorobenzaldehid dengan katalis natrium hidroksida.
BAB II PENELAAHAN PUSTAKA A. Kurkumin Kurkumin (1,7-bis(4’-hidroksi-3’-metoksifenil)-1,6-heptadiena-3,5-dion)
yang merupakan komponen aktif dari rhizoma Curcuma longa L. Senyawa ini memiliki rumus molekul C H O dengan berat molekul 368,126 g/mol. Kristal
21
20
6
kurkumin berwarna kuning atau oranye. Warna larutan kurkumin tidak konstan, tergantung pada pH. Pada pH asam, warna kurkumin menjadi kuning, namun warna berubah menjadi merah tua jika pada pH basa (Tonnesen et al., 1986). Kestabilan kurkumin tergantung pada pH. Pada suasana basa, kurkumin mengalami degradasi menjadi trans-6-(4-hidroksi-3-metoksi fenil)-2,3-diokso-5- heksanal, asam ferulat, feruloilmetana dan vanillin. Kestabilan kurkumin juga dipengaruhi cahaya atau sinar. Cahaya dapat menyebabkan terjadinya degradasi secara fotokimiawi. Hal ini disebabkan kurkumin memiliki gugus metilen aktif (- CH -) di antara dua gugus keton (Tonnesen dan Karlsen, 1985).
2 CH
3 O O CH B 3 C O A O HO OH
Gambar 2. Struktur kurkumin dibagi menjadi tiga farmakofor
yaitu A, B, dan C (Robinson et al., 2003) Robinson et al., (2003) membagi molekul kurkumin menjadi tiga bagian farmakofor yaitu bagian A, B, dan C. Bagian A dan C merupakan gugus aromatis, sedangkan bagian C adalah ikatan diena-dion. Dua gugus aromatis tersebut baik simetris atau tidak simetris menentukan potensi ikatan antara senyawa obat dengan reseptor, oleh karena itu modifikasi dilakukan pada ketiga bagian farmakofor tersebut. Modifikasi pada farmakofor A dan C dapat dilakukan dengan substitusi pada cincin aromatis tersebut dengan gugus yang lain. Beberapa hasil pengujian membuktikan bahwa analog kurkumin dengan modifikasi pada farmakofor A dan C dengan substituen berbeda maupun modifikasi pada farmakofor B menjadi monoketon, menunjukkan hasil modifikasi memiliki potensi penghambatan pertumbuhan sel kanker yang lebih baik/poten dari kurkumin itu sendiri (Da’i, 2003).
Modifikasi terhadap senyawa penuntun kurkumin dapat dilakukan melalui:
1. Modifikasi gugus pada bagian terminal atau sayap dari inti aromatik/inti benzaldehidnya dengan memasukkan substituen-substituen tertentu.
2. Modifikasi gugus pada bagian tengahnya yaitu menggunakan turunan 3- aril/alkil pentana-2,4-dion untuk modifikasi struktur pada gugus metilen aktifnya.
3. Modifikasi gugus baik pada bagian terminal inti aromatik ataupun pada bagian tengahnya yaitu dengan cara mengubah bagian tengahnya menjadi bentuk siklik dan memendekkan rantai tengah dengan menghilangkan satu gugus karbonil dan satu gugus metilen aktifnya (Nugroho, 1998).
B. Sintesis 2-(4'-klorobenzilidena) sikloheksanadion
Senyawa 2-(4'-klorobenzilidena) sikloheksanadion dapat disintesis dari
starting material sikloheksana-1,3-dion dan 4-klorobenzaldehid dengan katalis
basa seperti natrium hidroksida. Nama lain dari sikloheksana-1,3-dion adalah dihidroresorsinol. Senyawa ini berupa kristal, dengan rumus molekul C H O dan
6
8
2
berat molekul 112,12 g/mol. Titik lebur senyawa ini adalah 105°C. Sikloheksana- 1,3-dion larut dalam air, kloroform, aseton dan benzena panas. Tidak larut dalam eter, karbondioksida dan petroleum eter (Budavari, O’Neil, Smith, dan Heckelmann, 1989). Sedangkan, 4-klorobenzaldehid termasuk golongan aldehid aromatis dengan substituen golongan halogen yaitu kloro. Berat molekul 4- klorobenzaldehid adalah 140,57 g/mol dengan rumus molekul C H OCl. Pemerian
7
5 o o
senyawa ini berupa kristal berwarna putih dengan titik lebur 45 C-47 C dan titik
o o
didik sebesar 213 C-214 C dan mempunyai karakteristik bau menyengat. 4- klorobenzaldehid larut dalam etanol (Anonim, 2009). Aldehid aromatis cenderung kurang reaktif sebagai elektrofil dibandingkan dengan aldehid alifatis. Hal ini disebabkan karena adanya donor elektron dari resonansi cincin benzena pada gugus karbonil (McMurry, 2004).
Katalis adalah suatu zat atau senyawa yang mengakibatkan suatu reaksi lebih cepat mencapai keseimbangan (Cotton and Wilkinson, 1989). Katalis akan mempercepat kecepatan reaksi maju dan reaksi balik dengan kekuatan yang sama pada sistem keseimbangan (Keenan, 1995). Natrium hidroksida merupakan salah satu katalis yang digunakan dalam sintesis organik. Natrium hidroksida mempunyai rumus molekul NaOH dan bersifat basa kuat. Berat molekul natrium o o
hidroksida adalah 40 g/mol, mempunyai titik lebur 318
C, titik didih 1390 C (Anonim, 1995). Di dalam reaksi organik ada beberapa mekanisme yang dapat dilakukan oleh katalis, yaitu meningkatkan kemampuan elektrofil untuk diserang oleh nukleofil dan meningkatkan reaktifitas dari suatu nukleofil. Katalis dapat meningkatkan kemampuan gugus pergi untuk meninggalkan senyawanya (Bruice, 1998).
Reaksi yang mendasari sintesis senyawa 2-(4'-klorobenzilidena) sikloheksanadion adalah reaksi kondensasi aldol silang, yaitu suatu reaksi antara sebuah aldehid yang tidak mempunyai sebuah hidrogen alpha (
α) dan suatu
senyawa aldehid maupun keton yang mempunyai hidrogen alpha (
α) (Fessenden and Fessenden, 1994).
Mula-mula dalam suasana basa, hidrogen alpha (
α) pada sikloheksana- 1,3-dion akan membentuk ion enolat yang berperan sebagai nukleofil.
Pembentukan ion enolat akan meningkatkan nukleofilisitas dari atom karbon
alpha ( α) sikloheksana-1,3-dion dan dapat beresonansi membentuk karbanion
yang kemudian menyerang atom karbon karbonil dari 4-klorobenzaldehid. Kemudian dari reaksi tersebut akan terbentuk produk senyawa aldol yang mudah terhidrasi sehingga menghasilkan senyawa enon aromatik yaitu 2-(4'- klorobenzilidena) sikloheksanadion (Fessenden and Fessenden, 1994).
C. Rekristalisasi
Pemurnian padatan dengan rekristalisasi didasarkan pada perbedaan kelarutannya dalam pelarut atau campuran pelarut (Anwar, Pranowo, dan Wahyuni, 1994). Rekristalisasi merupakan proses pemurnian suatu zat padat dengan cara melarutkan zat tersebut dengan pelarut panas kemudian didinginkan.
Dengan pemanasan maka kelarutan akan meningkat dan ketika dingin kelarutan akan berkurang secara cepat dan senyawa mulai mengendap (Bresnick, 1996).
Beberapa metode rekristalisasi adalah: 1. Mengkristalkan kembali secara langsung dari cairan pelarut.
2. Mengkristalkan kembali dengan asam basa.
3. Mengkristalkan kembali secara presipitasi dengan solven kedua (Reksohadiprojo, 1996).
Agar rekristalisasi dapat berjalan dengan baik, pengotor harus dapat larut dengan pelarut untuk rekristalisasi atau mempunyai kelarutan lebih besar dari senyawa yang diinginkan agar pengotor tidak ikut mengkristal (Bresnick, 1996). Pelarut yang baik untuk rekristalisasi adalah: 1. Dapat melarutkan senyawa pada suhu tinggi namun sedikit pada suhu rendah.
2. Harus dapat melarutkan kotoran dengan segera pada temperatur rendah.
3. Dapat menghasilkan bentuk kristal yang baik dari senyawa yang dimurnikan serta dapat dipisahkan dari bahan utama.
4. Pelarut tidak boleh bereaksi dengan bahannya (Reksohadiprojo, 1996).
D. Uji Pendahuluan
Uji pendahuluan dilakukan untuk mengetahui karakteristik dari senyawa hasil sintesis, meliputi pemeriksaan organoleptis, pemeriksaan kelarutan, pemeriksaan titik lebur, kromatografi gas-spektrometri massa, dan uji kemurnian menggunakan kromatografi lapis tipis (KLT).
1. Pemeriksaan organoleptis
Uji ini merupakan uji yang paling sederhana dan memuat paparan mengenai suatu zat secara umum meliputi bentuk, warna, dan bau. Pernyataan dalam pemeriksaan organoleptis tidak cukup kuat dijadikan syarat baku. Namun secara tidak langsung dapat membantu dalam penilaian pendahuluan terhadap zat yang bersangkutan (Direktorat Jenderal Pengawasan Obat dan Makanan RI, 1995).
2. Pemeriksaan kelarutan
Pemeriksaan kelarutan dilakukan untuk mengidentifikasi atau mengetahui sifat fisik suatu zat. Pemeriksaan kelarutan zat padat dalam cairan dilakukan dengan melarutkan suatu zat hingga larutan tepat jenuh pada suhu yang terkontrol, kemudian hasilnya dibandingkan dengan standar. Hasil pemeriksaan kelarutan diharapkan sesuai dengan yang tercantum dalam standar. Dalam setiap pemeriksaan kelarutan, kemurnian zat dan pelarut harus terjamin karena adanya sedikit pengotor dapat menyebabkan terjadinya variasi hasil (Jenkins, 1965)
Kelarutan suatu zat sebagian besar disebabkan oleh polaritas dari pelarut yaitu oleh momen dipolnya. Pelarut polar dapat melarutkan zat terlarut ionik dan zat polar lain. Pelarut semipolar seperti alkohol dapat dapat menginduksi suatu derajat polaritas tertentu dalam molekul pelarut non polar, sehingga menjadi dapat larut dalam alkohol. Maka pelarut semipolar ini dapat bertindak sebagai pelarut perantara yang dapat menyebabkan bercampurnya cairan polar dan nonpolar. Pelarut nonpolar dapat melarutkan zat terlarut non polar melalui interaksi dipol induksi. Selain momen dipol, faktor lain yang berpengaruh terhadap kelarutan zat antara lain tetapan dielektrik, asosiasi, solvasi, tekanan dalam, dan reaksi asam- basa (Martin and Bustamante, 1993).
Istilah kelarutan tidak saja merupakan standar atau uji kemurnian dari suatu zat, tetapi lebih dimaksudkan sebagai informasi dalam penggunaan, pengolahan, dan peracikan suatu bahan, kecuali disebutkan secara khusus dalam judul tersendiri dan disertai cara ujinya secara kuantitatif (Direktorat Jenderal Pengawasan Obat dan Makanan RI, 1995).
Tabel I. Istilah kelarutan menurut Farmakope Indonesia IV
(Direktorat Jenderal Pengawasan Obat dan Makanan RI, 1995)
Istilah kelarutan Jumlah bagian pelarut yang diperlukan untuk melarutkan 1 bagian zatSangat mudah larut Kurang dari 1 Mudah larut 1 sampai 10
Larut 10 sampai 30 Agak sukar larut 30 sampai 100
Sukar larut 100 sampai 1.000 Sangat sukar larut 1.000 sampai 10.000
Praktis tidak larut Lebih dari 10.000 3.
Pemeriksaan titik lebur
Titik lebur adalah proses perubahan fisika pada suhu tertentu yang mengakibatkan padatan mulai berubah menjadi cair pada tekanan atmosfer. Jika suhu dinaikkan, terjadi penyerapan energi oleh molekul senyawa sehingga bila energi yang diserap cukup besar maka akan terjadi vibrasi dan rotasi dari molekul tersebut. Bila suhu tetap dinaikkan terus maka molekul akan rusak dan berubah menjadi cairan (Bradstatter, 1971).
Pemeriksaan titik lebur merupakan aspek yang sangat penting, yang seringkali dilakukan dalam penelitian sintesis. Penelitian titik lebur dapat memberikan informasi mengenai kemurnian dari suatu produk hasil sintesis. Pada umumnya suatu senyawa mempunyai kemurnian yang baik bila jarak leburnya tidak lebih dari 2°C. Rentangan lebih besar dari harga ini dapat dikatakan senyawa kurang murni (MacKenzie, 1967).
4. Uji kemurnian menggunakan kromatografi lapis tipis (KLT)
Kromatografi lapis tipis dapat digunakan untuk mengidentifikasi komponen tertentu. Teknik ini sering dilakukan dengan lempeng kaca atau plastik yang dilapisi dengan fase diam. Senyawa yang akan dianalisis ditotolkan pada dasar lempengan yang dilapisi fase diam dan dielusi dengan fase gerak yang akan bergerak naik oleh karena gaya kapilaritas (Bresnick, 2004).
Jika fase diam bersifat polar maka senyawa yang bersifat polar akan melekat lebih kuat pada lempeng daripada senyawa non polar akibat interaksi tarik-menarik dipol-dipol. Senyawa non polar kurang melekat pada fase diam polar sehingga terelusi lebih cepat. Berdasarkan hal tersebut dapat disimpulkan bahwa jarak rambat senyawa pada lempengan dapat digunakan sebagai cerminan polaritas suatu senyawa (Bresnick, 2004).
Untuk mengidentifikasi bercak yang ada pada lempeng KLT dapat dilakukan dengan menempatkan lempeng KLT dibawah sinar UV atau dengan menyemprotkan larutan yang dapat bereaksi dengan senyawa sehingga dapat menimbulkan warna (Bresnick, 2004).
5. Kromatografi gas-spektrometri massa
Kromatografi gas merupakan instrumen analitis yang memberikan informasi baik kualitatif maupun kuantitatif mengenai komponen suatu sampel.
Sampel akan mengalami proses pemisahan dalam kolom, kemudian dideteksi dan direkam sebagai pita elusi (Day and Underwood, 1996).
Metode kromatografi gas dan spektrometri massa memberikan keuntungan saat keduanya digunakan secara bersamaan. Proses pemisahan dilakukan oleh kromatografi gas, sedangkan proses identifikasi dan kuantitatif dilakukan oleh spektrometri massa. Keuntungan dari kromatografi gas-spektrometri massa antara lain metode ini dapat digunakan untuk hampir semua jenis analit, memiliki batas deteksi yang rendah, dan memberi informasi penting tentang spektra massa dari suatu senyawa organik (Dean, 1995).
E. Elusidasi Struktur Senyawa Hasil Sintesis 1. Spektrofotometri inframerah
Spektrofotometri inframerah biasanya digunakan untuk mengetahui gugus fungsional yang terdapat dari suatu senyawa. Namun demikian, spektrofotometri ini tidak memberikan informasi mengenai struktur sebanyak yang diberikan spektroskopi Nuclear Magnetic Resonance (Bresnick, 2004).
Semua ikatan kimia memiliki frekuensi khas yang dapat membuat ikatan mengulir (stretch) atau menekuk (blend). Bila frekuensi energi elektromagnetik inframerah yang dilewatkan pada suatu molekul sama dengan frekuensi mengulur atau menekuknya ikatan maka energi tersebut akan diserap. Serapan inilah yang dapat direkam oleh detektor pada spektrofotometri inframerah (Bresnick, 2004).
2. Spektrometri massa
Prinsip dalam spektroskopi massa adalah terjadinya tabrakan antara sebuah molekul organik dengan salah satu elektron berenergi tinggi yang menyebabkan lepasnya sebuah elektron dari molekul tersebut dan membentuk ion positif organik. Ion positif organik yang dihasilkan dari penembakan elektron berenergi tinggi ini tidak stabil dan pecah menjadi fragmen kecil, baik berbentuk radikal bebas maupun ion-ion lain. Dalam sebuah spektrometer massa, hanya fragmen bermuatan positif yang akan terdeteksi.
Spektra massa merupakan grafik antara kelimpahan relatif fragmen bermuatan positif terhadap perbandingan massa/muatan (m/z). Muatan ion dari partikel yang terdeteksi dalam spektra massa adalah +1. Nilai m/z ion semacam ini sama dengan massanya. Dari segi praktis, spektra massa adalah rekaman dari massa partikel terhadap kelimpahan relatif partikel tersebut.
Pecahnya suatu molekul atau ion menjadi fragmen-fragmen bergantung pada kerangka karbon dan gugus fungsional yang ada. Oleh karena itu, struktur dan massa fragmen memberikan petunjuk mengenai struktur molekul induknya. Selain itu, spektra massa digunakan juga untuk menentukan bobot molekul suatu senyawa (Fessenden and Fessenden, 1994).
F. Landasan Teori
Reaksi kondensasi aldol silang adalah suatu reaksi antara sebuah aldehid yang tidak mempunyai sebuah hidrogen alpha (
α) dan suatu senyawa aldehid
maupun keton yang mempunyai hidrogen alpha (
α). Dengan mereaksikan
sikloheksana-1,3-dion yang memiliki hidrogen alpha ( α) yang diapit oleh dua gugus keton dengan 4-klorobenzaldehid yang merupakan senyawa karbonil yang tidak memiliki hidrogen alpha (
α) dapat menghasilkan senyawa 2-(4'- klorobenzilidena) sikloheksanadion. O O O
H C H H NaOH O Cl Cl O
- Sikloheksana-1,3-dion 4-klorobenzaldehid 2-(4'-klorobenzilidena) sikloheksanadion
Gambar 3. Reaksi umum sintesis senyawa 2-(4'-klorobenzilidena)
sikloheksanadion
G. Hipotesis
Senyawa 2-(4'-klorobenzilidena) sikloheksanadion dapat disintesis dari sikloheksana-1,3-dion dan 4-klorobenzaldehid menggunakan katalis natrium hidroksida berdasarkan reaksi kondensasi aldol silang.
BAB III METODE PENELITIAN A. Jenis dan Rancangan Penelitian Penelitian ini termasuk dalam penelitian non-eksperimental deskriptif non-
analitik karena tidak ada perlakuan pada subjek uji dan hanya dipaparkan fenomena yang terjadi yang tidak terdapat hubungan sebab akibat.
B. Definisi Operasional 1. Starting material Starting material adalah bahan awal yang digunakan untuk penelitian.
Starting material yang digunakan dalam penelitian ini adalah sikloheksana-1,3-
dion dan 4-klorobenzaldehid.2. Katalis
Katalis adalah suatu senyawa yang digunakan dalam reaksi untuk meningkatkan laju reaksi kimia. Dalam penelitian ini, katalis yang digunakan adalah natrium hidroksida.
3. Senyawa hasil sintesis
Senyawa hasil sintesis adalah senyawa yang diharapkan terbentuk dari
starting material. Senyawa hasil sintesis dalam penelitian ini adalah 2-(4'-
klorobenzilidena) sikloheksanadion.4. Rendemen senyawa hasil sintesis
Rendemen senyawa hasil sintesis adalah jumlah senyawa hasil sintesis yang terbentuk dan dapat dihitung dari jumlah starting material yang digunakan.
Rendemen senyawa hasil sintesis dalam penelitian ini adalah rendemen 2-(4'- klorobenzilidena) sikloheksanadion.
C. Bahan Penelitian
Sikloheksana-1,3-dion (p.a., Nacalay), aquades (Laboratorium Kimia Organik Fakultas Farmasi Universitas Sanata Dharma), 4-klorobenzaldehid (p.a., Nacalay), etanol (p.a., Merck), asam asetat glasial (p.a., Merck), natrium hidroksida (p.a., Merck), metanol (p.a., Merck), kloroform (p.a., Merck), etil asetat (p.a., Merck), aseton (p.a., Merck), piridin (p.a., Merck), es batu.
D. Alat Penelitian
Pengaduk magnetik, pemanas listrik (Herdolph MR 2002), pengering (Memmert Oven Model 400), neraca analitik (Mextler PM 100), thermophan (Electrothermal 9100), seperangkat alat gelas, klem, statif, mantel heater, termometer, labu alas bulat 1000 mL, pendingin alihn, corong Buchner, spektrofotometer inframerah (IR Shimadzu Prestige-21), kromatografi gas- spektrometer massa (Shimadzu QP 2010S), lampu UV nm, mikropipet, baskom,
254 kertas saring, dropple plate.
E. Tata Cara Penelitian 1. Sintesis 2-(4'-klorobenzilidena) sikloheksanadion
Sikloheksana-1,3-dion 3,0 mmol (0,33 g) dimasukkan ke dalam labu erlenmeyer 250 mL, kemudian ditambahkan 10 mL larutan natrium hidroksida 4% b/v dan diaduk selama 15 menit pada suhu kamar menggunakan pengaduk magnetik. 4-klorobenzaldehid 3,0 mmol (0,43 g) dimasukkan dalam labu erlenmeyer 250 mL, kemudian ditambahkan 20 mL etanol. Campuran 4- klorobenzaldehid dengan etanol dimasukkan dalam labu alas bulat 1000 mL dan
o
dipanaskan pada temperatur 80
C. Campuran sikloheksana-1,3-dion dengan larutan natrium hidroksida ditambahkan tetes demi tetes ke dalam labu alas bulat 1000 mL yang berisi campuran 4-klorobenzaldehid dengan etanol. Selanjutnya, dilakukan refluks selama tiga jam. Senyawa yang diperoleh diisolasi dengan cara maserasi selama satu jam menggunakan campuran asam asetat glasial-aquades (1:1), disaring, dicuci dengan aquades, dikeringkan, dan dihitung rendemennya.
2. Uji pendahuluan
a. Uji organoleptis Uji organoleptis meliputi bentuk, warna, dan bau senyawa hasil sintesis.
Kemudian hasil pengamatan dibandingkan dengan starting material yang digunakan dalam penelitian yaitu sikloheksana-1,3-dion dan 4-klorobenzaldehid.
b. Uji kelarutan senyawa hasil sintesis Senyawa hasil sintesis sebanyak 10 mg dimasukkan ke dalam beberapa tabung reaksi, kemudian ditambahkan dengan akuades tetes demi tetes, amati kelarutannya. Pelarut lain yaitu etanol, metanol, kloroform, aseton, dan piridin dilakukan dengan prosedur yang sama. Kemudian dibandingkan dengan starting