SINTESIS TIGA HEMITERPEN BARU

IRA MUFIDA

1409 100 080

Dosen Pembimbing : Prof. Mardi Santoso, Ph.D.

SINTESIS

TIGA HEMITERPEN

BARU

SENYAWA

PEWANGI

Alami

Buatan Identik dengan

senyawa alami (natural identical)

CUKUP

X

AROMA BAHAN PRODUKSI (dalam ton/tahun) Ambergis Amberlyn^TM, Ambrox^TM, Ambroxan^TM 6

Spearmint Karvon 600

Rose Sitronelol dan esternya 6000

Citrus, floral Dihidromirsenol 2000

Rose Geraniol, nerol dan esternya 6000

Muguet Hidroksisitronellal 1000

Pine Borneol, isoborneol dan asetatnya, α-terpineol dan asetatnya

5000

Floral, wood Linalool 4000

Fruit, floral Linalil asetat 3000

Mint, coolant Mentol 5000

Violet (Metil)ionon 2000

TERPENA

Hemiterpena Monoterpena Sesquiterpena

Berpotensi namun jarang

ditemukan di alam.

APLIKASI PRENIL ALKOHOL

Bahan utama pembuatan sitral

Bahan antara pembuatan vitamin

A dan E

Obat anti jerawat Bahan karotenoid, khususnya β-

karoten

Babler, 1999

Babler, J.H., 1999, US Patent 5,872,277

Babler, 1999

Kelemahan Penelitian Rendemen yang

rendah (25%-51%)

Kesulitan produksi dalam

skala besar

Babler, J.H., 1999, US Patent 5,872,277

Reaksi ini menghasilkan rendemen yang lebih besar

namun hanya dapat terjadi dengan katalis asam dengan nilai Ka 10^-3 - 10^-2 Babler, 2001

Babler, J.H., 2001, US Patent 6,278,016 B1

Reaksi berlangsung dalam waktu yang lama

dan di bawah tekanan gas inert (nitrogen) Matsumoto dan

Itagaki, 2009

Matsumoto, K., Itagaki, M., US Patent 7.612,227 B2

Apakah tiga hemiterpen baru 3-metilbut-2-en-1-il-2- metilpropanoat (14), 3-metilbut-2-en-1-il-pentanoat (15) dan 3-metilbut-2-en-1-il-3-metilbutanoat (16) dapat dibuat

dari reaksi prenil alkohol (4) dengan turunan asam karboksilat?

(14) R = CH(CH3)2

(15) R = (CH₂) ₃CH₃ (16) R = CH2CH(CH3)2

Turunan asam karboksilat (11,12,13)

Untuk mendapatkan hemiterpen baru 3-metilbut-2-en-1-il-2-metilpropanoat (14),

3-metilbut-2-en-1-il-pentanoat (15) dan 3-metilbut-2-en-1-il-3-metilbutanoat (16)

+

(14)

(15)

(16)

Prenil Alkohol (0.25 ml; 2,55 mmol)

- Dilarutkan dalam piridin (0.3 ml; 3,7 mmol)

- Ditambahkan tetes demi tetes isobutiril klorida (0.36 ml;

3,36 mmol)

- Diaduk pada suhu kamar dan dimonitoring dengan KLT - Setelah reaksi tuntas, hasil reaksi ditambahkan 20 ml

diklorometana

- Dicuci dengan aquades (2 x 10 ml) - Dipisahkan fase organik dan fase air

Fase air Fase organik

X

- Dicuci dengan NaHCO₃ (2 x 10 ml) - Dicuci dengan aquades (2 x 10 ml) - Dikeringkan dengan MgSO₄ anhidrat - Disaring

X

Filtrat MgSO₄ hidrat

- Diuapkan pada suhu kamar - Diuji kemurnian dengan GC/MS

- Dianalisa dengan spektrometer NMR Ester (14)

5” 10”

Prenil alkohol

Hasil sintesis

Waktu retensi (menit)

Kromatogram 3-metilbut-2-en-1-il-2-metilpropanoat hasil sintesis

5.00 6.00 7.00 8.00 9.00 10.00 11.00 12.00 13.00 14.00 15.00 16.00 17.00 1000000

2000000 3000000 4000000 5000000 6000000

Time-->

Abundance

TIC: 12121202.D 6.28

6.93

Kemurnian : 97%

m/z

Spektrum massa 3-metilbut-2-en-1-il-2-metilpropanoat hasil sintesis

4 0 5 0 6 0 7 0 8 0 9 0 1 0 0 1 1 0 1 2 0 1 3 0 1 4 0 1 5 0 1 6 0 1 7 0 1 8 0 1 9 0 2 0 0 2 1 0 0

1 0 0 0 2 0 0 0 3 0 0 0 4 0 0 0 5 0 0 0 6 0 0 0 7 0 0 0 8 0 0 0 9 0 0 0

m /z-->

A b u n d a n ce

S ca n 3 8 5 (6 .2 8 0 m in ): 1 2 1 2 1 2 0 2 .D 6 9

5 3

8 5 1 5 6

1 1 3 1 2 8

6 1 7 7 9 5 1 4 1 2 0 7

4 0 5 0 6 0 7 0 8 0 9 0 1 0 0 1 1 0 1 2 0 1 3 0 1 4 0 1 5 0 1 6 0 1 7 0 1 8 0 1 9 0 2 0 0 2 1 0 0

1 0 0 0 2 0 0 0 3 0 0 0 4 0 0 0 5 0 0 0 6 0 0 0 7 0 0 0 8 0 0 0 9 0 0 0

m /z-->

A b u n d a n ce

# 2 7 7 7 0 : P ro p a n o ic a cid , 2 -m e th yl-, 3 -m e th yl-2 -b u te n yl e ste r

4 3 6 9

5 3 8 3

1 5 6

1 1 5 1 4 1

9 7 1 2 6

6 1

Kelimpahan relatif (%)

100

50

0

Mr = 156,22

Pergeseran kimia (ppm)

Spektrum

¹

H NMR 3-metilbut-2-en-1-il-2-metilpropanoat hasil sintesis

A A’

B

C

D

E F

A

A’

B

C D

E

F

1.1411 2.5394 1.1541 2.5537 1.6937 2.5645 1.7456 4.5434 2.4789 4.5577 2.4979 5.3191 2.5122 5.3217 2.5251 5.3243

Pergeseran kimia (ppm)

Spektrum

¹³

C NMR 3-metilbut-2-en-1-il-2-metilpropanoat hasil sintesis

A H

C B D

E

F

G A

B

D

E G

H

I

C F I

18.9942 61.4302 19.1754 118.9272 25.9190 138.9100 34.1887 177.4544

Prenil Alkohol (0.25 ml; 2,55 mmol)

- Dilarutkan dalam piridin (0.3 ml; 3,7 mmol)

- Ditambahkan tetes demi tetes pentanoil klorida (0.45 ml;

3,36 mmol)

- Diaduk pada suhu kamar dan dimonitoring dengan KLT - Setelah reaksi tuntas, hasil reaksi ditambahkan 20 ml

diklorometana

- Dicuci dengan aquades (2 x 10 ml) - Dipisahkan fase organik dan fase air

Fase air Fase organik

X

- Dicuci dengan NaHCO₃ (2 x 10 ml) - Dicuci dengan aquades (2 x 10 ml) - Dikeringkan dengan MgSO₄ anhidrat - Disaring

X

Filtrat MgSO₄ hidrat

- Diuapkan pada suhu kamar - Diuji kemurnian dengan GC/MS

- Dianalisa dengan spektrometer NMR Ester (15)

5” 10”

Prenil alkohol

Hasil sintesis

Kromatogram 3-metilbut-2-en-1-il-pentanoat hasil sintesis

Waktu retensi (menit)

5.00 6.00 7.00 8.00 9.00 10.00 11.00 12.00 13.00 14.00 15.00 16.00 17.00 1000000

2000000 3000000 4000000 5000000 6000000 7000000 8000000 9000000 1e+07

Time-->

Abundance

TIC: 26021303.D

4.30

8.45

20 30 40 50 60 70 80 90 100 110 120 130 140 150 160 170 0

2000 4000 6000 8000

m/z-->

Abundance

Scan 764 (8.446 min): 26021303.D 85

69 57

103 128 170

50 77 95 114 121 141 155

20 30 40 50 60 70 80 90 100 110 120 130 140 150 160 170 0

2000 4000 6000 8000

m/z-->

Abundance

#35926: Valeric acid, 3-methylbut-2-enyl ester

68 85

57 41

29

170

103 128

50 75 93 114 141

100-

50-

0-

m/z

Spektrum massa 3-metilbut-2-en-1-il-pentanoat hasil sintesis

Kelimpahan relatif (%)

Mr = 170,25

Pergeseran kimia (ppm )

Spektrum

¹

H NMR 3-metilbut-2-en-1-il-pentanoat hasil sintesis

0.8817 1.6094 0.8960 1.6249 0.9115 1.6950 1.3072 1.7456 1.3214 2.2748 1.3370 2.2904 1.3526 2.3046 1.3694 4.5473 1.3837 4.5616 1.5640 5.3243 1.5795 5.3269 1.5951 5.3295

A A’

B

C

D

E F

G

A

A’

B C

D E

F

G

Pergeseran kimia (ppm)

Spektrum

¹³

C NMR 3-metilbut-2-en-1-il-pentanoat hasil sintesis

H

A B

D

C

E

F A G

B

D E

G H

I

J

C F I

J 13.8761 34.2595

18.1492 61.3769 25.9230 118.8454 22.4319 139.0952 27.2297 174.1676

Prenil Alkohol (0.25 ml; 2,55 mmol)

- Dilarutkan dalam piridin (0.3 ml; 3,7 mmol)

- Ditambahkan tetes demi tetes isopentanoil klorida (0.45 ml; 3,36 mmol)

- Diaduk pada suhu kamar dan dimonitoring dengan KLT - Setelah reaksi tuntas, hasil reaksi ditambahkan 20 ml

diklorometana

- Dicuci dengan aquades (2 x 10 ml) - Dipisahkan fase organik dan fase air

Fase air Fase organik

X

- Dicuci dengan NaHCO₃ (2 x 10 ml) - Dicuci dengan aquades (2 x 10 ml) - Dikeringkan dengan MgSO₄ anhidrat - Disaring

X

Filtrat MgSO₄ hidrat

- Diuapkan pada suhu kamar - Diuji kemurnian dengan GC/MS

- Dianalisa dengan spektrometer NMR Ester (16)

5” 10”

Prenil alkohol

Hasil sintesis

Waktu retensi (menit)

Kromatogram 3-metilbut-2-en-1-il-3-metilbutanoat hasil sintesis

5.00 6.00 7.00 8.00 9.00 10.0011.0012.0013.0014.0015.0016.0017.00 1000000

2000000 3000000 4000000 5000000 6000000 7000000 8000000 9000000 1e+07

Time-->

Abundance

TIC: 13021301.D 7.76

9.97 15.02 16.15 17.48 17.66

0

20 30 40 50 60 70 80 90 100 110 120 130 140 150 160 170 0

2000 4000 6000 8000

m/z-->

Abundance

Scan 644 (7.760 min): 13021301.D

69 85

57

103110 128 170

50 77 95 119 142 155

20 30 40 50 60 70 80 90 100 110 120 130 140 150 160 170 0

2000 4000 6000 8000

m/z-->

Abundance

#35926: Valeric acid, 3-methylbut-2-enyl ester 68 85

57 41

29

170

103 128

50 75 93 114 141

100-

50-

0-

m/z

Spektrum massa 3-metilbut-2-en-1-il-3-metilbutanoat hasil sintesis

Kelimpahan relatif (%)

Mr = 170,25

Pergeseran kimia (ppm)

Spektrum

¹

H NMR 3-metilbut-2-en-1-il-3-metilbutanoat hasil sintesis

A A’

B

C

D

E

F F’

A

A’

B C

D E F’

F 0.9245 2.1075

0.9375 2.1204 1.6885 2.1568 1.7378 2.1710 2.0530 4.5434 2.0660 4.5577 2.0686 5.3100 2.0815 5.3243 2.0945 5.3398

CDCl3

Pergeseran kimia (ppm)

Spektrum

¹³

C NMR 3-metilbut-2-en-1-il-3-metilbutanoat hasil sintesis

A B

C H

D

E

F

G A

B

D

E

G H I

C F J

J I

18.1362 61.2304 22.5334 118.8514 25.8909 139.0631 43.6227 173.3725

Proton

Pergeseran Kimia (ppm)

Ester (14) Ester (15) Ester (16) (CH₃)₂C=CH-CH₂O-CO- 1,69 (s, 3H)

1,75 (s, 3H)

1,69 (s, 3H) 1,75 (s, 3H)

1,69 (s, 3H) 1,74 (s, 3H) (CH₃)₂C=CH-CH₂O-CO- 5,32 (t, 1H) 5,32 (t, 1H) 5,32 (t, 1H) (CH₃)₂C=CH-CH₂O-CO- 4,55 (d, 2H) 4,56 (d, 2H) 4,55 (d, 2H)

(CH₃)₂CH-CO- 2,48-2,56 (m, 1H) - -

(CH₃)₂CH-CO- 1,15 (d, 3H) - -

CH₃-CH₂- CH₂-CH₂-CO- - 2,29, (t, 2H) -

CH₃-CH₂- CH₂-CH₂-CO- - 1,56-1,63 (m, 3H) -

CH₃-CH₂- CH₂-CH₂-CO- - 1,31-1,38 (m, 3H) -

CH₃-CH₂- CH₂-CH₂-CO- - 0,89 (t, 3H) -

(CH₃)₂CH-CH₂-CO- - - 2,17 (d, 2H)

(CH₃)₂CH-CH₂-CO- - - 2,05,-2,12 (m, 1H)

(CH₃)₂CH-CH₂-CO- - - 0,93 (d, 6H)

Tabel 1. Perbandingan data pergeseran kimia

¹

H NMR

Tabel 2. Perbandingan data pergeseran kimia

¹³

C NMR

Proton

Pergeseran Kimia (ppm)

Ester (14) Ester (15) Ester (16) (CH₃)₂C=CH-CH₂O-CO- 18,17

25,92

18,15

25,92 25,89

(CH₃)₂C=CH-CH₂O-CO- 138,91 139,09 139,06

(CH₃)₂C=CH-CH₂O-CO- 118,93 118,85 118,85

(CH₃)₂C=CH-CH₂O-CO- 61,43 61,38 61,23

(CH₃)₂C=CH-CH₂O-CO- 177,45 174,17 173,37

(CH₃)₂CH-CO- 34,19 - -

(CH₃)₂CH-CO- 19,18 - -

CH₃-CH₂- CH₂-CH₂-CO- - 34,26 -

CH₃-CH₂- CH₂-CH₂-CO- - 22,43 -

CH₃-CH₂- CH₂-CH₂-CO- - 27,23 -

CH₃-CH₂- CH₂-CH₂-CO- - 13,88 -

(CH₃)₂CH-CH₂-CO- - - 43,62

(CH₃)₂CH-CH₂-CO- - - 18,14

(CH₃)₂CH-CH₂-CO- - - 22,53

Tabel 3. Perbandingan data spektra massa

Ester m/z (Kelimpahan Relatif)

3-metilbut-2-en-1-il-2- metilpropanoat

53 (11%), 67 (32%), 68 (44%), 69 (100%), 85 (4%), 156 (5%)

3-metilbut-2-en-1-il- pentanoat

53 (13%), 67 (50%), 68 (67%), 69 (80%), 85 (100%), 170 (3%),

3-metilbut-2-en-1-il-3- metilbutanoat

53 (14%), 67 (48%), 68 (74%), 69 (100%), 85 (92%), 170 (5%),

+ 25°C, 5 menit 72%

60%

+ 25°C, 5 menit

+ 25°C, 5 menit

79%