HASIL DAN PEMBAHASAN
Senyawa 3-hidroksipikolinil serin metil ester
Rendemen sintesis senyawa 3-hidroksi pikolinil serin metil ester dari asam 3-hidroksi pikolinat dan L-serin metil ester sebagai material awal adalah 42,4%. Rendemen produk reaksi senyawa 3-hidroksi pikolinil serin metil ester yang dilakukan pada penelitian sebelumnya sebesar 68,4% (Hanafi et al. 1997b) dan 61,2% (Arifin 2007). Reaksi ini berlangsung pada kondisi optimum, yaitu pada suhu 55°C selama 24 jam menggunakan aktivator disikloheksilkarbodiimida (DCC), katalis dimetil amino piridin (DMAP), dan pelarut piridin (Hanafi et al. 1997d). Reaksi sintesis senyawa 3-hidroksi pikolinil serin metil ester dalam penelitian ini menghasilkan rendemen yang masih rendah karena reaksi belum sempurna. Hal ini dibuktikan dengan hasil analisis kromatografi lapis tipis (KLT) menggunakan eluen n-heksana:etil asetat (1:1) yang memperlihatkan adanya 4 spot yang menunjukkan masih ada hasil samping reaksi dan sisa reaktan yang belum bereaksi. Nilai Rf dari keempat spot dapat dilihat pada Tabel 3.
Tabel 3. Nilai Rf hasil KLT produk reaksi tahap 1
Spot Rf Keterangan 1 0 3-hidroksipikolinat
2 0,176 3-hidroksi pikolinil serin metil ester 3 0,544 produk samping
4 0,882 produk samping
Spot produk senyawa 3-hidroksi pikolinil serin metil ester merupakan spot paling dominan dengan Rf 0,176. Spot produk ini berupa spot berwarna ungu, mirip dengan spot standar 3-hidroksi pikolinat, tetapi spot senyawa 3-hidroksi pikolinil serin metil ester ini memiliki nilai Rf yang lebih tinggi dibanding spot standar 3-hidroksipikolinat karena bersifat lebih nonpolar. Spot dengan Rf 0 merupakan bahan baku 3-hidriksipikolinat yang tersisa karena tidak bereaksi. Spot
dengan Rf 0,544 dan Rf 0,882 merupakan produk samping reaksi. Produk samping reaksi dapat terbentuk karena adanya reaksi yang tidak spesifik, sehingga terjadi reaksi pada gugus aktif lain yang tidak diinginkan (Arifin 2007). Reaksi sintesis tahap 1 merupakan reaksi amidasi yang diajukan mengikuti mekanisme seperti pada Gambar 7.
N OH O O H C N N C6H11 C6H11 .. N OH O O C N N H C6H11 C6H11 N N+ .. 3-hidroksipikolinat DCC DM AP N OH O N N+ + C6H11 HN C HN C6H11 O DCU N OH O N N + O O C H3 OH C lH:N H H
L-serin metil ester hidroklorida
N OH N O_ H N O O C H3 OH N + DM AP N OH O H N O OH O C H3
3-hidroksipikolinil serin metil ester
H+ N N + .. (-)
Gambar 7 Usulan mekanisme reaksi sintesis tahap 1
Hasil reaksi sintesis senyawa 3-hidroksipikolinil serin metil ester sebelum pemurnian berupa larutan berwarna coklat bercampur dengan padatan putih disikloheksil urea (DCU) yang merupakan hasil samping dari penggunaan aktivator DCC (March 1992). Hasil reaksi dipisahkan dari DCU dengan penyaringan. Flitrat yang dihasilkan kemudian dibebaskan dari pelarut menggunakan evaporator. Hasil reaksi dilarutkan dalam diklorometana, kemudian ditambahkan 1% NaOH untuk menetralka n HCl yang dilepaskan dari L-setin metil ester hidroklorida. NaOH juga berfungsi mengikat asam pikolinat yang
tersisa sehingga membentuk garam. Larutan diekstraksi menggunakan diklorometana dan air agar sisa pelarut piridin, DMAP, garam NaCl, dan garam pikolinat yang bersifat polar akan larut dalam air dan produk reaksi larut dalam diklorometana (Hanafi et al. 1997d).
Senyawa hasil samping dipisahkan dari produk senyawa 3-hidroksipikolinil serin metil ester dengan kolom kromatografi yang menggunakan fase diam silika gel dan fase gerak n-heksana:etil asetat secara bergradien. Fraksi-fraksi dengan spot yang memiliki nilai Rf 0,176 digabungkan, kemudian pelarut diuapkan. Senyawa yang dihasilkan berupa kristal jarum berwarna putih dengan titik leleh 90-91°C. Kristal tersebut dapat dikatakan murni karena dalam analisis menggunakan KLT menunjukkan 1 spot. Senyawa 3-hidroksipikolinil serin metil ester memiliki jarak leleh yang sempit, yaitu sebesar 1°C yang menunjukkan senyawa 3-hidroksipikolinil serin metil ester hasil sintesis ini merupakan senyawa yang telah murni karena senyawa organik dikatakan murni jika jarak lelehnya sempit, yaitu antara 0,5-2°C (Cheronis 1963 diacu dalam Arsianti 1998). Senyawa 3-hidroksipikolinil serin metil ester hasil sintesis penelitian terdahulu memiliki titik leleh 90-91°C (Arifin 2007).
Analisis menggunakan LC-MS terhadap senyawa 3-hidroksipikolinil serin metil ester menghasilkan 1 puncak pada kromatogram dengan area 10635 (Lampiran 1). Kemurnian senyawa 3-hidroksipikolinil serin metil ester mendekati 100% karena tidak terdapat puncak lain yang memiliki area yang cukup berarti pada kromatogram. Puncak dominan ini muncul pada waktu retensi 4,02 menit (T4.0). Spektrum massa menghasilkan nilai bobot molekul (m/z) sebesar 240,887 g/mol yang merupakan bobot molekul senyawa 3-hidroksipikolinil serin metil ester. Nilai bobot molekul hasil pengukuran senyawa 3-hidroksipikolinil serin metil ester pada penelitian sebelumnya adalah 240,270 g/mol dengan kemurnian senyawa mendekati 100 % (Arifin 2007).
Spektrum FT-IR senyawa L-serin metil ester hidroklorida sebagai material awal (Lampiran 2) menunjukkan pita-pita serapan antara lain pada bilangan gelombang 3350 cm-1 yang merupakan serapan lebar dari vibrasi ulur OH, bilangan gelombang 1743 cm-1 yang merupakan vibrasi ulur gugus karbonil (C=O) ester, dan 1448 cm-1 merupakan vibrasi tekuk C-O (Silverstein et al. 1986).
Spektrum FT-IR untuk senyawa hasil sintesis 3-hidroksipikolinil serin metil ester menunjukkan pita serapan baru pada 1634 cm-1 yang merupakan vibrasi ulur karbonil (C=O) dari ami da dan serapan ganda pada 3360-3414 cm-1 yang merupakan vibrasi ulur NH dari amida (Silverstein et al.1986). Hasil analisis juga menunjukkan masih adanya vibrasi ulur karbonil (C=O) ester pada 1735 cm
-1
dan serapan pada 3186 cm-1 yang menunjukkan vibrasi ulur OH (Lampiran 2). Hasil analisis FT-IR ini menunjukkan senyawa 3-hidroksipikolinil serin metil ester telah terbentuk karena adanya serapan-serapan baru yang menunjukkan ada gugus amida yang tidak terdapat pada spektrum FT-IR senyawa L-serin metil ester hidroklorida sebagai material awal. Hasil analisis FT-IR ini juga sesuai dengan spektrum FT-IR senyawa 3-hidroksipikolinil serin metil ester yang pernah dilakukan sebelumnya (Hanafi et al. 1997b).
Spektrum hasil analisis senyawa 3-hidroksipikolinil serin metil ester menggunakan spektrometer 1H-NMR (Lampiran 3) dan 13C-NMR (Lampiran 4) dapat ditunjukkan dalam Tabel 4 dan menggunakan panduan Gambar 8.
N OH O H N O O OH 1"' 1' 2' 3' 2 3 4 6 5
Tabel 4 Geseran kimia (δ, ppm) spektrum 1H-NMR dan 13C-NMR untuk senyawa 3-hidroksipikolinil serin metil ester (CDCl3, 500 MHz)
C/H Pergeseran Kimia (δ, ppm) 1H-NMR (J dalam Hz) 13C-NMR 1’’’ 3,83 (s, 3H, OCH3) 53,16 1’ - 170,48 2’ 4,83 (dt, 1H, CH, J = 3,7; 7,3) 54,37 3’ 4,06 (dd, 1H, CH2, J = 3,7; 11,6) 63,36 4,13 (dd, 1H, CH2, J = 3,7; 11,6) 3’-OH 2,55 (t,1H, 3’-OH, J = 6,1) - CONH 8,72 (d, 1H, CONH, J = 7,3) 169,14 2 - 131,08 3 - 157,99 4 7,31 (dd, 1H, CH, J = 8,6; 4,3) 126,39 5 7,36 (dd, 1H, CH, J = 4,3; 1,3) 129,21 6 8,10 (dd, 1H, CH, J = 8,6; 1,3) 140,09 3-OH 11,69 (s, 1H, 3-OH) -
Pembentukan amida pada hasil reaksi sintesis senyawa 3-hidroksipikolinil serin metil ester didukung oleh data spektrum 1H-NMR (500 MHz, CDCl3), yaitu dengan munculnya sinyal pada geseran kimia 8,72 (d, CONH, J 7,3) yang menunjukkan proton pada gugus amida. Proton aromatik pada cincin pikolinat ditunjukkan oleh sinyal pada 7,31 (dd, 1H, H-4, J 8,6; 4,3), 7,36 (dd, 1H, H-5, J 4,3; 1,3), dan 8,10 (dd, 1H, H-6, J 8,6; 1,3). Tetapan kopling untuk H-6 terhadap H-5, yaitu 1,3 Hz merupakan tetapan kopling untuk proton aromatik heteroatom pada posisi orto dan meta yang kisaran tetapan koplingnya adalah 1-5 Hz. Tetapan kopling untuk H-6 terhadap H-4 adalah 8,6 Hz yang ada dalam kisaran 1 sampai 9 Hz yang merupakan tetapan kopling untuk proton aromatik heteroatom pada posisi orto dan para. Tetapan kopling untuk H-5 terhadap H-4 sebesar 4,3 Hz yang kisaran koplingnya masuk pada tetapan kopling untuk posisi meta dan para, yaitu 1-6 Hz (Jenie et al. 2006). Sinyal pada 4,83 (dt, 1H, CH, J 3,7; 7,3), 4,06 (dd, 1H, CH2, J 3,7; 11,6 ), 4,13 (dd, 1H, CH2, J 3,7; 11,6), 3,83 (s, 3H, OCH3), dan 2,55 (t,1H, 3’-OH, J 6,1) menunjukkan adanya serin metil ester.
Spektrum 13C-NMR yang mendukung data terbentuknya gugus amida pada produk senyawa 3-hidroksipikolinil serin metil ester antara lain sinyal pada 169,14 ppm yang merupakan geseran kimia untuk karbon CONH. Cincin pikolinat C2-C5 ditunjukkan oleh geseran kimia karbon pada 129,21-157,99 ppm.
Karbon-karbon pada serin metil ester memiliki nilai geseran kimia C1’-C3’ berturut-turut pada 170,48; 54,37; dan 63,36 ppm, serta C1”’ pada 53,16 ppm yang merupakan geseran kimia gugus metoksi. Nilai geseran kimia 1H-NMR dan
13
C-NMR senyawa 3-hidroksipikolinil serin metil ester ini sesuai dengan geseran kimia senyawa 3-hidroksipikolinil serin metil ester penelitian sebelumnya (Arifin 2007). Geseran kimia senyawa 3-hidroksipikolinil serin metil ester ini telah dikonfirmasi strukturnya dan diestimasi 1H-NMR dan 13C-NMR menggunakan program ChemDraw Ultra 5.0.
Senyawa 3-hidroksipikolinil serin metil pentil ester (a), 3-hidroksipikolinil