Sintesis 2-(4`-hidroksibenzilidena)-sikloheksana-1,3-dion dari sikloheksana-1,3-dion dan 4-hidroksibenzaldehida dengan katalis asam klorida - USD Repository

(1)

i

SINTESIS 2-(4ꞌ-HIDROKSIBENZILIDENA)-SIKLOHEKSANA-1,3-DION DARI SIKLOHEKSANA-1,3-DION DAN 4-HIDROKSIBENZALDEHIDA

DENGAN KATALIS ASAM KLORIDA

SKRIPSI

Diajukan untuk Memenuhi Salah Satu Syarat Memperoleh Gelar Sarjana Farmasi (S.Farm.)

Program Studi Farmasi

Oleh:

Cynthia Listiyani Santoso NIM : 088114045

FAKULTAS FARMASI

UNIVERSITAS SANATA DHARMA YOGYAKARTA

(2)

(3)

(4)

iv

HALAMAN PERSEMBAHAN

Special thanks kepada Tuhan Yesus, atas kesempatan,

pengalaman, pembelajaran, manfaat positif yang boleh saya

terima selama menjalani skripsi.

Special thanks untuk papa, mama tercinta, yang selalu

mendukung, mendoakan.

Special thanks untuk adikku yang aku sayang.

Special thanks untuk opa, omaku tersayang, yang selalu

mendukung, mendoakan.

Dan untuk diriku sendiri atas semua perjuanganku dan kerja

kerasku.

Selalu teringat pesan opa : Jangan pernah takut

melakukan sesuatu sebelum kita mencobanya.

Percayalah selalu bahwa rencana-Nya selalu indah

(5)

(6)

vi PRAKATA

Puji syukur kepada Tuhan YME atas berkat dan rahmat-Nya serta

kasih-Nya yang memberikan kekuatan, semangat bagi penulis sehingga penulis dapat

menyelesaikan skripsi yang berjudul “Sintesis 2-(4ꞌ

-hidroksibenzilidena)-sikloheksana-1,3-dion dari Sikloheksana-1,3-dion dan 4-hidroksibenzaldehida

dengan Katalis Asam Klorida”dengan baik. Skripsi ini disusun untuk memenuhi

salah satu syarat dalam memperoleh gelar Sarjana Strata Satu (S1) Program Studi

Farmasi (S.Farm.) di Fakultas Farmasi Universitas Sanata Dharma Yogyakarta.

Dengan tersusunnya skripsi ini, penulis ingin mengucapkan terima kasih

kepada:

1. Ipang Djunarko, M.Sc., Apt., selaku Dekan Fakultas Farmasi, Universitas

Sanata Dharma Yogyakarta.

2. C.M. Ratna Rini Nastiti, M.Pharm., Apt., selaku Ketua Program Studi

Fakultas Farmasi.

3. Jeffry Julianus, M.Si., selaku dosen pembimbing yang telah memberikan

bimbingan, pengarahan, dan ilmu kepada penulis sekaligus sebagai dosen

penguji atas segala masukan (pendapat), kritik dan sarannya.

4. Dra. M. M. Yetty Tjandrawati, M. Si. selaku dosen penguji atas segala

masukan, kritik dan sarannya.

5. Dr. Pudjono, SU., Apt. selaku dosen penguji atas segala pengarahan, masukan,

(7)

vii

6. Rini Dwi Astuti, M. Sc., Apt., selaku kepala laboratorium Fakultas Farmasi,

atas ijin yang diberikan kepada penulis untuk melakukan penelitian di

laboratorium Fakultas Farmasi.

7. Staf Laboratorium Kimia Organik (Suparlan), Kimia Analisis (Kunto), Kimia

Analisis Instrumental (Bimo) dan Farmakognosi-Fitokimia (Wagiran)

Fakultas Farmasi Universitas Sanata Dharma yang telah menemani dan

membantu penulis selama melakukan penelitian.

8. Christian Halim yang selalu bersedia menemani penulis dalam suka maupun

duka, menemani dan membantu penulis selama melakukan penelitian, tanpa

lelah selalu memberikan dukungan dan semangat kepada penulis, masukan

(pendapat), kritik, saran yang membangun kepada penulis dalam menghadapi

setiap persoalan yang dialami penulis dan dalam bertindak menyikapi

beberapa hal.

9. Laurensius Widi Andikha Putra, Margareth Henrika Silow, Elya Findawati

yang menemani selama praktikum, atas diskusi dan masukannya.

10. Semua pihak yang tidak dapat disebutkan satu per satu oleh penulis.

Penulis menyadari bahwa banyak kesalahan dan kekurangan dalam

penulisan skripsi ini, mengingat keterbatasan kemampuan dan ilmu pengetahuan

penulis. Untuk itu penulis mengharapkan saran dan kritik yang membangun dari

semua pihak agar penulisan skripsi ini menjadi lebih baik lagi. Akhir kata, semoga

skripsi ini dapat berguna bagi pembaca.

Penulis

(8)

(9)

ix DAFTAR ISI

Halaman

HALAMAN JUDUL ... i

HALAMAN PERSETUJUAN PEMBIMBING ... ii

HALAMAN PENGESAHAN ... iii

HALAMAN PERSEMBAHAN ... iv

LEMBAR PERNYATAAN PERSETUJUAN PUBLIKASI KARYA ILMIAH UNTUK KEPENTINGAN AKADEMIS ... v

PRAKATA ... vi

PERNYATAAN KEASLIAN KARYA ... viii

DAFTAR ISI ... ix

DAFTAR TABEL ... xii

DAFTAR GAMBAR ... xiii

DAFTAR LAMPIRAN ... xvi

INTISARI ... xvii

ABSTRACT ... xviii

BAB I. PENGANTAR ... 1

A.LATAR BELAKANG ... 1

1. Permasalahan ... 6

2. Keaslian Penelitian ... 6

3. Manfaat Penelitian ... 7

(10)

x

BAB II. PENELAHAAN PUSTAKA ... 8

A.Senyawa Kurkumin sebagai Senyawa Penuntun ... 8

B.Sintesis 2-(4ꞌ-hidroksibenzilidena)-sikloheksana-1,3-dion ... 10

C.Analisis Pendahuluan ... 12

1. Pemeriksaan Organoleptis ... 12

2. Pemeriksaan Kelarutan ... 13

D.Pemurnian dan Pemeriksaan Kemurnian Senyawa Hasil Sintesis ... 14

1. Rekristalisasi ... 14

2. Pemeriksaan Titik Lebur ... 15

3. Kromatografi Lapis Tipis (KLT) ... 16

4. Gas Chromatography (GC) ... 17

E. Elusidasi Struktur ... 18

1. Spektrofotometri Inframerah (IR) ... 18

2. Spektrometri Massa ... 19

F. Landasan Teori ... 21

G.Hipotesis ... 22

BAB III. METODE PENELITIAN ... 23

A.Jenis dan Rancangan Penelitian ... 23

B.Definisi Operasional ... 23

C.Bahan Penelitian ... 24

D.Alat Penelitian ... 24

(11)

xi

1. Sintesis 2-(4ꞌ-hidroksibenzilidena)-sikloheksana-

1,3-dion ... 24

2. Analisis Senyawa Hasil Sintesis ... 25

3. Elusidasi Struktur Senyawa Hasil Sintesis ... 27

F. Analisis Hasil ... 28

1. Perhitungan Rendemen ... 28

2. Analisis Pendahuluan ... 28

3. Pemeriksaan Kemurnian Senyawa Hasil Sintesis ... 28

4. Elusidasi Struktur ... 28

BAB IV. HASIL DAN PEMBAHASAN ... 29

BAB V. KESIMPULAN DAN SARAN ... 54

A. Kesimpulan ... 54

B. Saran ... 54

DAFTAR PUSTAKA ... 55

LAMPIRAN ... 59

(12)

xii

DAFTAR TABEL

Tabel I. Istilah Kelarutan menurut Farmakope Indonesia IV ... 14

Tabel II. Data organoleptis senyawa hasil sintesis dan dengan starting material ... 34

Tabel III. Data kelarutan senyawa hasil sintesis dan starting material ... 35

Tabel IV. Nilai Rfhasil kromatogram senyawa hasil sintesis ... 37

Tabel V. Nilai Rfhasil kromatogram senyawa hasil sintesis ... 38

Tabel VI. Nilai Rfhasil kromatogram senyawa hasil sintesis ... 39

Tabel VII. Data jarak lebur senyawa hasil sintesis dan starting material ... 40

Tabel VIII. Interpretasi spektra inframerah senyawa hasil sintesis ... 42

(13)

xiii

DAFTAR GAMBAR

Gambar 1. Struktur senyawa 2-benzilidena-sikloheksana-1,3-dion ... 2

Gambar 2. Struktur senyawa 2-(4ꞌ-hidroksibenzilidena)- sikloheksana-1,3-dion ... 3

Gambar 3. Tidak adanya interaksi dengan Lys-287 pada senyawa 2-benzilidena-sikloheksana-1,3-dion ... 4

Gambar 4. Adanya interaksi dengan Lys-287 pada senyawa 2-(4ꞌ-hidroksibenzilidena)-sikloheksana-1,3-dion ... 4

Gambar 5. Tiga gugus farmakofor pada kurkumin ... 8

Gambar 6. Struktur senyawa 2-benzilidena- sikloheksana-1,3-dion ... 9

Gambar 7. Struktur senyawa 2-(4ꞌ-hidroksibenzilidena)- 1,3- sikloheksanadion ... 9

Gambar 8. Mekanisme penangkapan radikal bebas ... 10

Gambar 9. Resonansi radikal bebas fenol ... 10

Gambar 10. Struktur senyawa sikloheksana-1,3-dion ... 11

Gambar 11. Struktur senyawa 4-hidroksibenzaldehid ... 11

Gambar 12. Spektra Massa ... 20

Gambar 13. Reaksi umum sintesis 2-(4ꞌ-hidroksibenzilidena)- sikloheksana-1,3-dion dengan katalis HCl ... 21

Gambar 14. Mekanisme penangkapan radikal bebas ... 30

Gambar 15. Resonansi radikal bebas fenol ... 30

(14)

xiv

Gambar 17. Gugus keton dan hidrogen alfa (α) pada senyawa

sikloheksana-1,3-dion ... 31

Gambar 18. Mekanisme reaksi sintesis senyawa 2-(4ꞌ-hidroksibenzilidena)- sikloheksana-1,3-dion ... 33

Gambar 19. Kromatogram senyawa hasil sintesis pada fase gerak etil asetat : heksana (2:3) ... 37

Gambar 22. Spektra Infra merah senyawa hasil sintesis ... 41

Gambar 23. Spektra Infra merah senyawa sikloheksana-1,3-dion ... 43

Gambar 24. Spektra Infra merah senyawa 4-hidroksibenzaldehid ... 43

Gambar 25. Kromatogram Gas Chromatography senyawa hasil sintesis ... 45

Gambar 26. Spektra massa senyawa hasil sintesis pada waktu retensi 3,694 menit ... 45

Gambar 27. Spektra massasenyawa hasil sintesis pada waktu retensi 7,397 menit ... 45

Gambar 28. Usulan mekanisme fragmentasi ion molekul ... 48

Gambar 29. Usulan mekanisme fragmentasi ion molekul ... 49

(15)

xv

Gambar 31. Struktur senyawa hasil sintesis (senyawa 4-(4ꞌ-

hidroksibenzilidena)-2-(3-oksosikloheks-1-enil)-

sikloheksana-1,3-dion) ... 52

Gambar 32. Mekanisme reaksi hasil sintesis (senyawa 4-(4ꞌ-

hidroksibenzilidena)-2-(3-oksosikloheks-1-enil)-

sikloheksana-1,3-dion) ... 53

(16)

xvi

DAFTAR LAMPIRAN

Lampiran 1. Perhitungan senyawa sintesisdan rendemen ... 59

Lampiran 2 . Kromatogram KLT senyawa hasil sintesis dan

perhitungan Rf ... 61

Lampiran 3. Perhitungan kepolaran fase gerak KLT dan

Log P senyawa hasil sintesis ... 67

Lampiran 4 . Spektra IR senyawa hasil sintesis ... 68

Lampiran 5. Spektra IR senyawa sikloheksana-1,3-dion dan

interpretasi gugusnya ... 69

Lampiran 6. Spektra IR senyawa 4-hidroksibenzaldehid dan

interpretasi gugusnya ... 70

Lampiran 7. Kromatogram GC senyawa hasil sintesis ... 71

Lampiran 8. Spektra massa senyawa hasil sintesis ... 72

Lampiran 9. Perhitungan muatan C karbonil pada 4-hidroksibenzaldehida

(17)

xvii INTISARI

Senyawa 2-(4ꞌ-hidroksibenzilidena)-sikloheksana-1,3-dion diharapkan dapat disintesis dari starting material sikloheksana-1,3-dion 0,336 gram (3 mmol) dan 4-hidroksibenzaldehida 0,366 gram (3 mmol) dengan katalis asam klorida berdasarkan reaksi kondensasi aldol silang. Analisis yang dilakukan terhadap senyawa hasil sintesis meliputi: pemeriksaan organoleptis, pemeriksaan kelarutan, pemeriksaaan titik lebur, uji Kromatografi Lapis Tipis (KLT), uji Gas Chromatography (GC), elusidasi struktur dengan spektrofotometri inframerah (IR), spektrometri massa, dan perhitungan rendemen.

Senyawa hasil sintesis berupa serbuk kristal, berwarna kuning muda, tidak berbau, larut dalam kloroform, agak larut dalam etanol, etil asetat, heksana, dan tidak larut dalam aquadest dan eter, memiliki jarak lebur 299,3-299,60C dan rendemen 24,5%. Hasil uji KLT dengan fase diam silika gel GF254 dan fase gerak

etil asetat : heksana (1:4) diperoleh bercak tunggal dengan Rf 0,24. Kromatogram

GC menunjukkan senyawa memiliki kemurnian 97,9%. Hasil spektra IR dan MS menunjukkan senyawa hasil sintesis adalah 4-(4ꞌ -hidroksibenzilidena)-2-(3-oksosikloheks-1-enil)-sikloheksana-1,3-dion.

(18)

xviii ABSTRACT

The compound 2-(4ꞌ-hydroxybenzylidene)-cyclohexane-1,3-dione is hopely could be synthesized from the starting material cyclohexane-1,3-dione 0.336 g (3 mmol) and 4-hydroxybenzaldehyde 0.366 g (3 mmol) with hydrochloric acid catalyst based on cross-aldol condensation reaction. The analysis conducted on the compounds synthesized include: examination organoleptis, examination solubility, melting point checks, Thin Layer Chromatography tests (TLC), Gas Chromatography test (GC), structure elucidation by infrared spectrophotometry (IR), mass spectrometry, and calculation of yield.

Compounds synthesized in the form of crystalline powder, pale yellow, odorless, soluble in chloroform, slightly soluble in ethanol, ethyl acetate, hexane, and insoluble in distilled water and ether, has a melting point range from 299.3 to 299.60C and the yield obtained 24.516%. Test results of TLC with silica gel GF254

stationary phase and mobile phase ethyl acetate: hexane (1:4) obtained single spots at Rf 0.24. The GC chromatogram showed the compound has a purity of

97.9%. The results of IR and MS spectra showed compounds synthesized is 4-(4ꞌ -hydroxybenzylidene)-2-(3-oxocyclohex-1-enyl)-cyclohexane-1,3-dione.

(19)

1 BAB I PENGANTAR

A. Latar Belakang

Angiogenesis adalah suatu peristiwa pembentukan pembuluh darah baru

di dalam jaringan yang sedang tumbuh. Pembentukan pembuluh darah baru yang

tidak terkontrol ini akibat adanya penyediaan darah terhadap jaringan yang sedang

tumbuh tersebut sehingga dapat menyebabkan tumor. Salah satu faktor yang dapat

meningkatkan pertumbuhan pembuluh darah baru adalah Vascular Endothelial

Growth Factor (VEGF).

Pembentukan pembuluh darah baru ini dapat diinhibisi dengan senyawa

kurkumin. Namun, dari penelitian yang telah ada sebelumnya menunjukkan

bahwa modifikasi struktur kurkumin menjadi analog kurkumin menghasilkan efek

farmakologis yang lebih baik dibandingkan dengan kurkumin. Oleh karena itu,

senyawa analog kurkumin lebih banyak digunakan sebagai inhibitor angiogenesis

(Mosley, Dennis, James, 2007).

Senyawa analog kurkumin yang memiliki aktivitas sebagai inhibitor

angiogenesis yaitu senyawa 2-benzilidena-sikloheksana-1,3-dion telah berhasil

disintesis dan diketahui memiliki aktivitas sebagai inhibitor angiogenesis

(Istyastono, 2006).

Senyawa analog kurkumin lain yang dapat dikembangkan yang juga

memiliki aktivitas sebagai inhibitor angiogenesis yaitu senyawa 2-(4ꞌ

(20)

struktur dari analog kurkumin yaitu 2-benzilidena-sikloheksana-1,3-dion dengan

penambahan gugus hidroksi pada cincin benzennya. Gugus hidroksi memiliki

aktivitas menghambat pertumbuhan sel kanker (Husniati, 2008). Pertumbuhan sel

kanker disebabkan adanya mutasi pada gen-gen (Putsztai, Lewis, Yap, 1996).

Mutasi pada gen-gen diakibatkan oleh adanya radikal bebas di dalam tubuh

sehingga proliferasi sel menjadi tidak normal (berlebihan). Modifikasi dengan

penambahan gugus hidroksi pada senyawa 2-(4ꞌ

-hidroksibenzilidena)-sikloheksana-1,3-dion diharapkan dapat menghambat pertumbuhan sel kanker

dengan cara menangkap radikal bebas di dalam tubuh, sebab jika radikal bebas

dapat ditangkap oleh gugus hidroksi dari senyawa 2-(4ꞌ

-hidroksibenzilidena)-sikloheksana-1,3-dion, proses mutasi pada gen-gen dapat dihentikan sehingga

proliferasi sel yang tidak normal (berlebihan) tidak terjadi, maka pertumbuhan sel

kanker dapat dihambat.

Mekanisme penangkapan radikal bebas oleh gugus hidroksi dari senyawa

2-(4ꞌ-hidroksibenzilidena)-sikloheksana-1,3-dion yaitu menangkap radikal bebas

hidroksi dengan cara melepaskan radikal hidrogen, dimana akan terjadi

kondensasi antara radikal hidrogen dengan radikal hidroksi sehingga membentuk

molekul air, sedangkan radikal fenol sendiri akan terstabilkan oleh resonansi pada

cincin benzennya (Hart, 1987).

O

(21)

HO

O

Gambar 2. Struktur senyawa 2-(4ꞌ-hidroksibenzilidena)- sikloheksana-1,3-dion

Untuk dapat menghambat pertumbuhan sel kanker, senyawa obat harus

memiliki interaksi penting dengan asam amino pada Vascular Endothelial Growth

Factor Receptor-2 (VEGFR2). Interaksi penting tersebut adalah interaksi dengan

asam amino Lys-287 (Apweiler, Cathy, Ioannis, 2002). Selain itu, juga perlu

dilihat harga ΔG, dimana ΔG merupakan energi bebas Gibbs (kkal/mol) yang

menunjukkan kestabilan interaksi (ikatan) ligan dengan reseptor pada binding site.

Semakin besar harga ΔG maka semakin stabil ikatan ligan dengan reseptor. Harga

ΔG ligan fisetin (sebagai ligan pembanding) sebesar -10,3504 kkal/mol.

Senyawa 2-benzilidena-sikloheksana-1,3-dion yang telah diketahui

memiliki aktivitas sebagai inhibitor angiogenesis pada VEGFR2 memiliki ΔG

sebesar -10,2916 kkal/mol, tetapi tidak memiliki interaksi dengan asam amino

Lys-287, sedangkan senyawa 2-(4ꞌ-hidroksibenzilidena)-sikloheksana-1,3-dion

memiliki ΔG sebesar -10,6139 kkal/mol dan memiliki interaksi dengan asam

amino Lys-287 pada gugus hidroksi. Hal ini berarti senyawa 2-(4ꞌ

-hidroksibenzilidena)-sikloheksana-1,3-dion lebih stabil dibandingkan dengan

senyawa 2-benzilidena-sikloheksana-1,3-dion dan dengan adanya penambahan

gugus hidroksi dapat meningkatkan aktivitasnya sebagai inhibitor angiogenesis

(22)

interaksi tersebut merupakan interaksi penting pada Vascular Endothelial Growth

Factor Receptor-2 (VEGFR2).

Gambar 3. Tidak adanya interaksi dengan Lys-287 pada senyawa 2-benzilidena-sikloheksana-1,3-dion

(23)

Senyawa modifikasi merupakan senyawa karbonil α,β-tak jenuh.

Senyawa karbonil α,β-tak jenuh dapat diperoleh melalui reaksi kondensasi aldol

silang yang melibatkan adisi nukleofilik suatu enol keton ke suatu aldehid yang

melepaskan sebuah molekul air. Berdasarkan analisis tersebut, senyawa 2-(4ꞌ

-hidroksibenzilidena)-sikloheksana-1,3-dion dapat disintesis melalui reaksi

kondensasi aldol silang dengan mereaksikan sikloheksana-1,3-dion dan

4-hidroksibenzaldehida dengan menggunakan katalis asam klorida, dimana senyawa

sikloheksana-1,3-dion yang memiliki hidrogen alfa (α) dapat membentuk enol

keton yang berfungsi sebagai nukleofilik yang akan menyerang atom C karbonil

pada senyawa 4-hidroksibenzaldehida sehingga menghasilkan senyawa 2-(4ꞌ

-hidroksibenzilidena)-sikloheksana-1,3-dion dan melepaskan molekul air.

Katalis dalam suatu sintesis diperlukan untuk mempercepat suatu reaksi

dengan menurunkan energi aktivasinya. Katalis yang digunakan pada sintesis

2-(4ꞌ-hidroksibenzilidena)-sikloheksana-1,3-dion yaitu katalis asam klorida yang

merupakan asam kuat. Katalis ini akan membuat atom oksigen pada gugus

karbonil sikloheksana-1,3-dion terprotonasi dan melepaskan hidrogen alfa (α)

sehingga membentuk enol netral, maka kondensasi aldol silang antara aldehid

dengan senyawa yang memiliki hidrogen alfa (α) dapat terjadi.

Pada penelitian ini tidak digunakan katalis basa kuat seperti NaOH untuk

menghindari hidroksi fenolik pada senyawa 4-hidroksibenzaldehida yang bersifat

asam menjadi O- (ion fenoksida). Hidroksi fenolik bersifat lebih asam daripada H

alfa (α) pada senyawa sikloheksana-1,3-dion, sehingga katalis basa kuat (NaOH)

(24)

membentuk ion fenoksida daripada bereaksi dengan H alfa (α) pada senyawa

sikloheksana-1,3-dion dalam pembentukan ion enolat. Hal ini mengakibatkan O

-(ion fenoksida) bersifat lebih nukleofil daripada ion enolat. Oleh karena itu, ion

fenoksida yang terbentuk akan bereaksi dengan C karbonil sikloheksana-1,3-dion

yang bersifat elektrofil. Maka pada penelitian ini digunakan katalis HCl dimana

H+ dari HCl ini diharapkan akan memprotonasi atom oksigen pada

sikloheksana-1,3-dion sehingga dapat terbentuk enol yang kemudian akan bereaksi dengan

4-hidroksibenzaldehida membentuk senyawa target 2-(4ꞌ

-hidroksibenzilidena)-sikloheksana-1,3-dion.

1. Permasalahan

Apakah senyawa 2-(4ꞌ-hidroksibenzilidena)-sikloheksana-1,3-dion dapat

disintesis dari sikloheksana-1,3-dion dan 4-hidroksibenzaldehida dengan katalis

asam klorida?

2. Keaslian Penelitian

Penelitian sejenis yang pernah dilakukan yaitu sintesis senyawa

berpotensi sebagai inhibitor angiogenesis : 2-benzilidena-sikloheksana-1,3-dion

(Istyastono, 2006), sintesis senyawa 2-(4ꞌ-klorobenzilidena)-sikloheksanadion dari

sikloheksana-1,3-dion dan 4-klorobenzaldehid dengan katalis kalium hidroksida

(Christy, 2011), sintesis senyawa 2-(4ꞌ

-hidroksibenzilidena)-sikloheksana-1,3-dion dari sikloheksana-1,3--hidroksibenzilidena)-sikloheksana-1,3-dion dan 4-hidroksibenzaldehid dengan katalis kalium

(25)

3. Manfaat Penelitian

a. Manfaat teoritis yang dapat diperoleh yaitu mendapat informasi mengenai

sintesis senyawa 2-(4ꞌ-hidroksibenzilidena)-sikloheksana-1,3-dion dari

sikloheksana-1,3-dion dan 4-hidroksibenzaldehida dengan katalis asam

klorida.

b. Manfaat metodologis yang dapat diperoleh yaitu mendapat pengetahuan

mengenai cara sintesis senyawa 2-(4ꞌ

-hidroksibenzilidena)-sikloheksana-1,3-dion dari sikloheksana--hidroksibenzilidena)-sikloheksana-1,3-dion dan 4-hidroksibenzaldehida dengan

katalis asam klorida dengan reaksi kondensasi aldol silang.

c. Manfaat praktis yang dapat diperoleh yaitu mendapat informasi mengenai

adanya modifikasi dan pengembangan senyawa analog dari kurkumin yang

dapat meningkatkan efek farmakologisnya.

B. Tujuan Penelitian

Penelitian ini bertujuan untuk mensintesis senyawa 2-(4ꞌ

-hidroksibenzilidena)-sikloheksana-1,3-dion dari sikloheksana-1,3-dion dan

(26)

8 BAB II

PENELAAHAN PUSTAKA

A. Senyawa Kurkumin sebagai Senyawa Penuntun

Senyawa kurkumin sebagai senyawa penuntun memiliki tiga gugus

farmakofor yang dibagi menjadi farmakofor A, B dan C. Farmakofor bagian A

dan C merupakan gugus aromatik dan farmakofor B adalah ikatan dien-dion. Dua

gugus aromatik baik secara simetris maupun tidak simetris menentukan posisi

ikatan antara senyawa obat dengan reseptor. Oleh karena itu, modifikasi dilakukan

pada farmakofor A, B dan C. Modifikasi pada farmakofor A dan C adalah dengan

mensubstitusi cincin aromatis pada farmakofor tersebut dengan gugus lain.

Beberapa hasil pengujian membuktikan bahwa analog kurkumin dengan

modifikasi pada farmakofor A dan C dengan substituen yang 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 (Robinson et al., 2003).

(27)

Robinson et al. (2003) telah membuktikan bahwa perubahan gugus β

-diketon pada struktur kurkumin menjadi ikatan α,β-tak jenuh monoketon

membuat senyawa analog kurkumin memiliki aktivitas sebagai penghambat sel

kanker yang aktivitasnya lebih baik daripada senyawa kurkumin itu sendiri.

Analog kurkumin merupakan hasil modifikasi struktur kurkumin pada

bagian farmakofor A, B, dan C. Senyawa analog tersebut adalah

2-benzilidena-sikloheksana-1,3-dion yang dimodifikasi dengan penambahan gugus hidroksi

pada cincin benzennya menjadi senyawa 2-(4ꞌ

O

Gambar 6. Struktur senyawa 2-benzilidena-sikloheksana-1,3-dion

HO

O

Gambar 7. Struktur senyawa 2-(4ꞌ-hidroksibenzilidena)- sikloheksana-1,3-dion

Senyawa α,β-tak jenuh berperan penting memberikan efek sebagai

antikanker dan dengan gugus hidroksi pada posisi para di cincin fenil sebagai

penangkap radikal bebas yang juga berperan penting untuk antikanker. Dengan

adanya 2 gugus tersebut diharapkan senyawa 2-(4ꞌ

(28)

Gugus hidroksi memiliki aktivitas menghambat pertumbuhan sel kanker

maupun mikroba (Husniati, 2008). Pertumbuhan sel kanker dapat dihambat

dengan adanya penangkapan radikal bebas oleh gugus hidroksi. Gugus hidroksi

ini dapat menangkap radikal bebas hidroksi dengan cara melepaskan radikal

hidrogen, dimana akan terjadi kondensasi antara radikal hidrogen dengan radikal

hidroksi sehingga membentuk molekul air. Sedangkan radikal fenol sendiri akan

terstabilkan oleh resonansi pada cincin benzennya (Hart, 1987).

O _H RO O _ROH

Gambar 8. Mekanisme penangkapan radikal bebas (Fessenden and Fessenden, 1986)

O O O O

Gambar 9. Resonansi radikal bebas fenol (Fessenden and Fessenden, 1986)

B. Sintesis 2-(4ꞌ-hidroksibenzilidena)-sikloheksana-1,3-dion

Senyawa 2-(4ꞌ-hidroksibenzilidena)-sikloheksana-1,3-dion dapat

disintesis dari starting material sikloheksana-1,3-dion dan 4-hidroksibenzaldehida

dengan katalis HCl berdasarkan reaksi kondensasi aldol silang. Senyawa

sikloheksana-1,3-dion merupakan senyawa karbonil golongan keton yang

memiliki hidrogen alfa (α). Sedangkan senyawa 4-hidroksibenzaldehida

merupakan suatu aldehid aromatis dengan substituen gugus hidroksi. Senyawa

karbonil dengan hidrogen alfa (α) dapat membentuk enol, maka kondensasi aldol

(29)

terjadi. Reaksi kondensasi aldol silang melibatkan adisi nukleofilik suatu enol

keton ke suatu aldehid sehingga produk yang dihasilkan yaitu melepaskan sebuah

molekul air dan membentuk karbonil α,β-tak jenuh (Fessenden and Fessenden,

1994).

O

O H

H

Gambar 10. Struktur senyawa sikloheksana-1,3-dion

HO

O

Gambar 11. Struktur senyawa 4-hidroksibenzaldehid

Katalis yang digunakan dalam sintesis 2-(4ꞌ

-hidroksibenzilidena)-sikloheksana-1,3-dion adalah katalis asam klorida. Dalam suasana asam, atom

oksigen pada gugus karbonil pada sikloheksana-1,3-dion akan terprotonasi dan

membentuk intermediet kation dimana dapat melepaskan H alfa (α) untuk

menghasilkan sebuah enol netral (McMurry, 2004). Enol keton ini yang berfungsi

sebagai nukleofilik. Pembentukan enol akan meningkatkan nukleofilisitas pada C

alfa (α) sikloheksana-1,3-dion dan akan menyerang atom C karbonil pada

senyawa 4-hidroksibenzaldehida sehingga menghasilkan senyawa 2-(4ꞌ

(30)

akan lebih bereaksi dengan hidroksi fenolik pada senyawa 4-hidroksibenzaldehida

sikloheksana-1,3-dion dalam pembentukan ion enolat. Hal ini mengakibatkan O-

(ion fenoksida) bersifat lebih nukleofil daripada ion enolat. Oleh karena itu, ion

siklo-heksana-1,3-dion sehingga dapat terbentuk enol yang kemudian akan bereaksi dengan

C. Analisis Pendahuluan

Analisis pendahuluan merupakan analisis untuk mengetahui karakteristik

dari senyawa hasil reaksi. Analisis pendahuluan yang dilakukan antara lain yaitu:

1. Pemeriksaan Organoleptis

Uji organoleptis merupakan uji yang paling sederhana dan memuat

informasi mengenai suatu zat yang secara umum meliputi bentuk, warna, dan bau.

(31)

kuat sebagai syarat baku. Akan tetapi, pemeriksaan ini dapat membantu dalam

penilaian pendahuluan suatu zat yang bersangkutan (Dirjen POM RI, 1995).

Pemeriksaan organoleptis ini berguna sebagai acuan awal untuk

menyatakan bahwa senyawa hasil sintesis sudah terbentuk. Dari pemeriksaan

organoleptis dapat diketahui perbedaan senyawa hasil sintesis dengan starting

material berdasarkan karakteristik fisikanya (bentuk, warna, bau).

2. Pemeriksaan Kelarutan

Kelarutan bukanlah merupakan suatu standar atau uji kemurnian dari

suatu zat yang bersangkutan, melainkan sebagai suatu informasi dari zat

bersangkutan itu sendiri (Dirjen POM RI, 1995).

Tujuan dari pemeriksaan kelarutan adalah untuk mengetahui sifat fisika

dari suatu zat (padat). Pemeriksaan kelarutan zat padat dalam cairan dilakukan

dengan cara melarutkan zat hingga larutan tepat jenuh pada suhu terkontrol.

Dalam setiap pemeriksaan kelarutan, kemurnian zat yang diperiksa dan pelarutnya

harus terjamin dengan baik, karena adanya sedikit pengotor saja akan

mempengaruhi hasil (Jenkins, Knevel, and Diganggi, 1965).

Menurut Farmakope Indonesia IV, karakteristik kelarutan dibagi menjadi

(32)

Tabel I. Istilah kelarutan menurut Farmakope Indonesia IV

Istilah Kelarutan Jumlah bagian pelarut yang digunakan untuk melarutkan 1 bagian zat (gram)

Sangat mudah larut Kurang dari 1 Mudah larut 1 sampai 10 Larut 10 sampai 30 Agak sukar larut 30 sampai 100 Sukar larut 100 sampai 1000 Sangat sukar larut 1000 sampai 10.000 Praktis tidak larut Lebih dari 10.000

(Dirjen POM RI, 1995).

D. Pemurnian dan Pemeriksaan Kemurnian Senyawa Hasil Sintesis 1. Rekristalisasi

Maksud dari rekristalisasi adalah proses memurnikan zat padat dengan

cara mengkristalkan kembali dengan pelarut yang sesuai dari cairan pelarut atau

campuran cairan pelarut. Tujuan yang paling utama dari rekristalisasi adalah

mengkristalkan kembali dalam bentuk kristal yang baik, bukan dalam bentuk

endapan halus yang dapat menarik kotoran, karena luas permukaannya yang besar

(Samhoedi, 1975).

Proses rekristalisasi melibatkan pemurnian suatu zat padat dengan cara

melarutkan zat padat tersebut, mengurangi volume larutannya dengan pemanasan

maka pelarut akan menguap sehingga larutan mencapai titik lewat jenuh,

pendinginan larutan maka kelarutan berkurang secara cepat dan senyawa mulai

mengendap menjadi bentuk kristal (Bresnick, 1996).

Agar proses rekristalisasi dapat berjalan dengan baik, setidaknya kotoran

harus dapat larut dalam pelarut untuk rekristalisasi agar kotoran tidak ikut

(33)

Solvent (pelarut) yang baik untuk rekristalisasi yaitu :

a. Dapat melarutkan senyawa dalam jumlah yang banyak pada suhu tinggi dan

dalam jumlah sedikit pada suhu rendah.

b. Harus dapat melarutkan kotoran dengan segera pada suhu rendah atau sama

sekali tidak dapat melarutkan atau hanya dapat sedikit melarutkan.

c. Dapat menghasilkan bentuk kristal yang baik dari senyawa yang dimurnikan

serta dapat mudah dipisahkan dari bahan utama (mempunyai titik didih yang

relatif rendah).

d. Pelarut dengan cara bagaimanapun tidak boleh bereaksi dengan senyawa yang

akan direkristalisasi (Samhoedi, 1975).

2. Pemeriksaaan Titik Lebur

Titik lebur suatu zat dalam bentuk kristal adalah temperatur, dimana zat

padat mulai berubah menjadi cairan di bawah tekanan satu atmosfer (Samhoedi,

1975). Jika suhu dinaikkan, molekul senyawa akan menyerap energi, sehingga

bila energi yang diserap cukup besar maka akan terjadi vibrasi dan rotasi dari

molekul tersebut. Bila suhu tetap dinaikkan terus, molekul akan rusak dan

berubah bentuk menjadi cairan (Bradstatter, 1971).

Pemeriksaan titik lebur memberikan informasi mengenai kemurnian dari

suatu produk sintesis. Suatu senyawa hasil sintesis dikatakan murni apabila jarak

leburnya tidak lebih dari 20C. Rentangan lebih besar dari 20C dapat dikatakan

(34)

3. Kromatografi Lapis Tipis (KLT)

Kromatografi lapis tipis terdiri dari 2 fase yaitu fase diam dan fase gerak

yang memiliki polaritas yang berbeda. Fase diam yang sering digunakan yaitu

silika gel GF254, sedangkan fase geraknya berupa campuran pelarut dengan

perbandingan tertentu. Fase gerak akan bergerak naik bersama senyawa yang akan

di analisis karena gaya kapiler. Selama proses elusi diperoleh jarak rambat

senyawa pada fase diam (Rf) yang merupakan cerminan polaritas senyawa

(Bresnick, 1996). Sistem yang paling sederhana adalah menggunakan 2 pelarut

organik, karena dapat dengan mudah mengatur daya elusi campuran kedua pelarut

ini agar diperoleh pemisahan yang optimal (Rohman, 2009).

Metode ini merupakan teknik analisis secara kualitatif yang bertujuan

untuk mengetahui apakah senyawa hasil sintesis telah terbentuk atau belum

(Gasparic and Churacek, 1978). Senyawa hasil sintesis ditotolkan pada plat KLT

silika gel GF254 dan dielusi bersama starting material (sebagai pembanding) yaitu

sikloheksana-1,3-dion dan 4-hidroksibenzaldehida. Jika hasil elusi menunjukkan

adanya perbedaan nilai Rf antara senyawa hasil sintesis dengan starting

materialnya, maka dapat dikatakan senyawa hasil sintesis telah terbentuk.

Untuk mengidentifikasi bercak lebih lanjut dapat dilakukan dengan

menempatkan plat KLT di bawah sinar UV pada panjang gelombang 254 nm

(35)

4. Gas Chromatography (GC)

Kromatografi gas merupakan metode yang dinamis untuk pemisahan dan

deteksi senyawa-senyawa organik yang mudah menguap dan senyawa-senyawa

gas anorganik dalam suatu campuran. Prinsip dasar kromatografi gas melibatkan

volatilisasi atau penguapan sampel dengan inlet injektor, pemisahan

komponen-komponen dalam campuran, dan deteksi tiap komponen-komponen dengan detektor (Rohman,

2009).

Kromatografi menggunakan gas sebagai gas pembawa/fase geraknya.

Fase gerak disebut juga dengan gas pembawa karena tujuan awalnya membawa

solut ke kolom, karenanya gas pembawa tidak berpengaruh pada selektifitas

(Gandjar, 2007). Syarat gas pembawa yaitu: tidak reaktif; murni karena jika tidak

murni akan berpengaruh pada detektor; dan dapat disimpan dalam tangki tekanan

tinggi. Beberapa gas pembawa yang digunakan yaitu hidrogen, helium, nitrogen,

argon, argon + metana 5%, dan karbon dioksida. Stationery state atau fase

diamnya biasanya liquid nonvolatil yang dilapisi di bagian dalam kolom (Gritter,

1991).

Di dalam kromatografi gas terdapat kolom, dimana kolom merupakan

tempat terjadinya proses pemisahan karena di dalamnya terdapat fase diam. Ada

tiga jenis kolom dalam kromatografi gas yaitu: kolom kemas (packing column),

kolom kapiler (capillary column), dan kolom preparatif (preparative column).

Dari ketiga jenis kolom yang ada, kolom kapiler yang paling banyak digunakan

karena kolom kapiler dapat memberikan efisiensi yang tinggi (harga jumlah pelat

(36)

dapat bersifat nonpolar, polar. Fase diam nonpolar yang paling banyak digunakan

adalah metil polisiloksan dan fenil 5%-metilpolisiloksan 95%. Fase diam polar

yang paling banyak digunakan adalah polietilen glikol (Rohman, 2009).

Pemisahan tercapai dengan partisi sampel antara fase gerak berupa gas

dan fase diam berupa cairan dengan titik didih tinggi (tidak mudah menguap).

Keuntungan dari kromatografi gas, yaitu memiliki kolom yang panjang sehingga

dapat dihasilkan efisiensi pemisahan yang lebih tinggi; gas dan uap memiliki

viskositas yang rendah, demikian juga kesetimbangan partisi antara gas dan cairan

berlangsung cepat, sehingga analisis relatif cepat dan sensivitasnya tinggi; fase

gerak dibandingkan sebagian besar fase cair tidak bersifat reaktif terhadap fase

diam dan zat-zat terlarut (Khopkar, 1990).

E. Elusidasi Struktur

Dalam pengidentifikasian suatu senyawa hasil sintesis diperlukan

elusidasi struktur yang berguna untuk mengetahui dengan lebih benar mengenai

struktur senyawanya. Elusidasi struktur dilakukan dengan menggunakan data dari:

1. Spektrofotometri Inframerah (IR)

Spektrofotometri inframerah sangat berguna untuk mendapatkan

informasi kualitatif dari molekul. Tetapi molekul harus memiliki sifat tertentu

agar dapat diabsorpsi. Tidak semua molekul dapat diabsorpsi pada daerah IR.

Molekul harus melalui perubahan dalam momen dipolnya agar dapat diabsorpsi

(37)

Metode ini digunakan untuk mengetahui gugus-gugus fungsional yang

terdapat dalam senyawa. Semua ikatan memiliki frekuensi khas yang membuat

ikatan mengulur (stretch) atau menekuk (bend). Bila frekuensi energi

elektromagnetik inframerah yang dilewatkan pada suatu molekul sama dengan

frekuensi mengulur (stretch) atau menekuknya (bend) ikatan maka energi itu akan

diserap. Serapan inilah yang akan direkam oleh suatu spektrometer IR (Bresnick,

1996).

Daerah radiasi spektrofotometri inframerah berkisar pada bilangan

gelombang 12800 – 10 cm-1 atau panjang gelombang 0,78 – 1000 µm. Radiasi IR

terbagi dalam tiga daerah, yaitu daerah IR dekat (12800 – 4000 cm-1 atau 0,78 –

2,5 µm), daerah IR tengah (4000 – 200 cm-1 atau 2,5 – 50 µm), daerah IR jauh

(200 – 10 cm-1 atau 50 – 1000 µm). Daerah yang sering digunakan untuk berbagai

keperluan praktis adalah 4000 – 690 cm-1 atau 2,5 – 1,5 µm (Khopkar, 1990).

2. Spektrometri Massa

Spektrometri massa merupakan suatu instrumen yang dapat menyeleksi

molekul-molekul gas bermuatan berdasarkan massa atau beratnya. Spektra massa

dapat diperoleh dengan mengubah senyawa suatu sampel menjadi ion-ion yang

bergerak cepat yang dipisahkan berdasarkan perbandingan massa terhadap muatan

(m/e) (Khopkar, 1990).

Metode ini merupakan teknik analisis yang menyediakan informasi

(38)

senyawa organik dan anorganik dan struktur kimianya, sehingga dapat diperoleh

bobot molekulnya (Pradyot, 1995).

Prinsip dasarnya yaitu senyawa dalam keadaan gas atau uap jika berada

dalam arus listrik tegangan tinggi dapat melepaskan elektron (e-) menjadi kation.

Kation ini dapat dipercepat dan dibiaskan oleh medan magnet dan/atau medan

listrik, dan pembiasan ini akan tergantung pada massa, muatan, dan kecepatan

kation tersebut (Panji, 2012).

Spektra massa digambarkan dengan grafik batangan. Setiap peak dalam

spektra menyatakan suatu fragmen molekul. Fragmen-fragmen disusun

sedemikian rupa sehingga peak-peak ditata menurut kenaikan m/e dari kiri ke

kanan dalam spektra. Intensitas peak sebanding dengan kelimpahan relatif

fragmen-fragmen, yang tergantung pada stabilitas relatifnya. Peak tertinggi dalam

suatu spektra disebut peak dasar dengan nilai intensitas sebesar 100%; peak-peak

yang lebih kecil memiliki nilai intensitas sebesar 20%, 30% (relatif terhadap peak

dasar). Kadang-kadang peak dasar ini disebabkan oleh ion molekul, tetapi sering

berasal dari suatu fragmen yang lebih kecil (Fessenden and Fessenden, 1994).

(39)

F. Landasan Teori

Reaksi kondensasi aldol silang adalah reaksi antara suatu aldehid dengan

suatu senyawa karbonil yang memiliki hidrogen alfa (α). Senyawa karbonil

dengan hidrogen alfa (α) dapat membentuk enol, maka kondensasi aldol silang

antara aldehid dengan senyawa yang memiliki hidrogen alfa (α) dapat terjadi.

Dalam bentuk umum, reaksi kondensasi aldol silang melibatkan adisi nukleofilik

suatu enol keton ke suatu aldehid sehingga produk yang dihasilkan akan

melepaskan sebuah molekul air dan membentuk karbonil α,β-tak jenuh.

Senyawa sikloheksana-1,3-dion merupakan senyawa karbonil golongan

keton yang memiliki hidrogen alfa (α), sedangkan senyawa 4

-hidroksibenzaldehida merupakan suatu aldehid aromatis dengan substituen gugus

hidroksi. Sikloheksana-1,3-dion yang mempunyai hidrogen alfa (α) tersebut dapat

membentuk enol keton yang berfungsi sebagai nukleofilik yang akan menyerang

atom C karbonil yang bersifat elektrofil pada senyawa 4-hidroksibenzaldehida

sehingga menghasilkan senyawa 2-(4ꞌ-hidroksibenzilidena)-sikloheksana-1,3-dion

dan melepaskan molekul air. Gambar 13. Reaksi umum sintesis 2-(4ꞌ-hidroksibenzilidena)-

(40)

Pada penelitian ini digunakan katalis HCl dimana H+ dari HCl ini

diharapkan akan memprotonasi atom oksigen pada sikloheksana-1,3-dion

sehingga dapat terbentuk enol yang kemudian akan bereaksi dengan

G. Hipotesis

2-(4ꞌ-hidroksibenzilidena)-sikloheksana-1,3-dion dapat disintesis dari

sikloheksana-1,3-dion dan 4-hidroksibenzaldehida dengan katalis asam klorida

(41)

23 BAB III

METODE PENELITIAN

A. Jenis dan Rancangan Penelitian

Jenis dan rancangan penelitian ini termasuk dalam noneksperimental

deskriptif. Pada penelitian ini tidak ada perlakuan terhadap subjek uji dan hanya

pemaparan fenomena yang terjadi tanpa adanya suatu hubungan sebab akibat.

B. Definisi Operasional

1. Starting Material adalah bahan kimia (zat) yang digunakan untuk penelitian

yang berfungsi sebagai reaktan dalam suatu reaksi kimia. Starting material

yang digunakan dalam penelitian ini adalah sikloheksana-1,3-dion dan

4-hidroksibenzaldehida.

2. Katalis adalah suatu senyawa yang digunakan dalam reaksi kimia yang

berfungsi mempercepat suatu reaksi kimia dengan menurunkan energi

aktivasinya. Katalis yang digunakan dalam penelitian ini adalah asam klorida.

3. Molekul target adalah molekul yang menjadi target dan diharapkan terbentuk

dari suatu sintesis. Senyawa yang diharapkan terbentuk adalah senyawa 2-(4ꞌ

(42)

C. Bahan Penelitian

Sikloheksana-1,3-dion (p.a., Nacalai), 4-hidroksibenzaldehida (p.a.,

Aldrich), asam klorida 32% b/v (teknis), etanol (p.a., Merck), aquadest

(Laboratorium Kimia Organik Farmasi Universitas Sanata Dharma), etil asetat

(p.a., Merck), heksana (p.a., Merck), kloroform (p.a., Merck), eter (p.a., Merck).

D. Alat Penelitian

Neraca analitik (Denver Instrument), mortir dan stamper, seperangkat

alat gelas, kertas saring, cawan porselen, pengering (Memmert Oven Model 400),

dropple plate, mikropipet, plat KLT (plat silika GF254), lampu UV 254 nm,

Melting Point System (Mettler Tuledo MP70), kromatografi gas-spektrometer

massa (Shimadzu QP 2010S), spektrometer IR (IR Shimadzu Prestige-21).

E. Prosedur Penelitian

1. Sintesis 2-(4ꞌ-hidroksibenzilidena)-sikloheksana-1,3-dion

a. Pembuatan larutan HCl 3,2 %

Asam klorida 32% sebanyak 1 mL dilarutkan dalam etanol. Larutan

dimasukkan ke dalam labu ukur 10 mL, kemudian ditambahkan etanol

(43)

b. Sintesis 2-(4ꞌ-hidroksibenzilidena)-sikloheksana-1,3-dion

Etanol sebanyak 6 mL dimasukkan ke dalam motir, kemudian tambah

serbuk 4-hidroksibenzaldehida sebanyak 0,366 gram (3 mmol). Campuran

tersebut diaduk dengan stamper sampai homogen. Kemudian tambah katalis

HCl 3,2% sebanyak 6 mL secara tetes per tetes sambil diaduk-aduk dengan

stamper sampai homogen. Serbuk sikloheksana-1,3-dion sebanyak 0,336

gram (3 mmol) ditambahkan sedikit demi sedikit sambil diaduk hingga

homogen. Senyawa hasil sintesis dimasukkan ke dalam Bekker glass.

Larutan senyawa hasil sintesis didiamkan selama 2 malam agar proses

pembentukan kristal optimal. Padatan yang telah terbentuk disaring

menggunakan kertas saring. Serbuk senyawa hasil sintesis dikeringkan di

dalam oven pada suhu 600C selama 1 jam dan dihitung rendemennya.

2. Analisis Senyawa Hasil Sintesis

a. Pemeriksaan organoleptis

Senyawa hasil sintesis diamati dari sifat fisikanya yaitu bentuk, warna, dan

bau dan dibandingkan dengan starting material yang digunakan.

b. Pemeriksaan kelarutan

Senyawa hasil sintesis sebanyak 10 mg dimasukkan ke dalam tabung reaksi,

kemudian ditambahkan aquadest tetes demi tetes, amati kelarutannya.

Lakukan prosedur dengan cara yang sama menggunakan pelarut yang

berbeda yaitu etil asetat, etanol, kloroform, heksana, dan eter. Bandingkan

(44)

c. Pemeriksaan titik lebur

Kristal hasil sintesis (sedikit saja) dimasukkan ke dalam capillary tubes,

kemudian dimasukkan ke dalam Mettler Tuledo MP70 (alat pengukur titik

lebur). Amati peleburan kristalnya dengan membaca grafik titik lebur dan

catat suhunya sewaktu pertama kali melebur hingga seluruh kristalnya

melebur.

d. Kromatografi Lapis Tipis

Starting material dan senyawa hasil sintesis dilarutkan dengan etanol.

Masing-masing senyawa diambil 0,5 µL dengan menggunakan mikropipet,

kemudian ditotolkan pada plat KLT silika gel GF254 (packing) yang sudah

diaktifkan pada suhu 1050C selama 30 menit. Elusi dilakukan dengan

menggunakan fase gerak etil asetat : heksana (2:3), etil asetat : heksana (3:2)

dan etil asetat : heksana (1:4) dengan jarak rambat 15 cm.

e. Gas Chromatography

Pemeriksaan kemurnian senyawa hasil sintesis digunakan kromatografi gas

dengan kondisi alat: suhu injektor 1000C, jenis kolom Rastek Rxi--5MS,

panjang kolom 30 meter, suhu kolom diprogram 1000C, gas pembawa

helium, tekanan 22,0 kPa, kecepatan alir fase gerak 0,3 mL/menit, dan

detektor ionisasi nyala. Cuplikan senyawa hasil sintesis dilarutkan dalam

kloroform kemudian diinjeksikan ke dalam injektor kromatografi gas.

Aliran gas dari gas pengangkut helium akan membawa cuplikan yang sudah

(45)

dimethylpolysiloxane. Selanjutnya cuplikan diukur oleh detektor, hasil akhir

diperoleh kromatogram.

3. Elusidasi Struktur Senyawa Hasil Sintesis

a. Spektofotometri inframerah

Senyawa hasil sintesis sebanyak kurang lebih 0,5-1 mg dicampur dengan

KBr kurang lebih 10 mg secara homogen, dikempa dan dibuat tablet.

Cahaya inframerah dari sumber dilewatkan melalui cuplikan, kemudian

dipecah menjadi frekuensi-frekuensi individu dalam monokromator.

Intensitas relatif dari frekuensi individu diukur oleh detektor hingga

diperoleh spektra inframerah dari senyawa yang bersangkutan. Bilangan

gelombang yang digunakan yaitu 300-4000nm.

b. Spektrometri massa

Uap cuplikan senyawa hasil sintesis yang keluar dari kolom kromatografi

gas dialirkan ke dalam ruang pengion pada spektrometer massa untuk

ditembak dengan seberkas elektron hingga terfragmentasi. Jenis pengionan

yang digunakan yaitu EI (Electron Impact) sebesar 70 Ev.

Fragmen-fragmen akan melewati plat yang akan mempercepat ion sehingga ion dapat

terdorong masuk ke dalam tabung analisator. Di dalam tabung analisator,

partikel-partikel akan dibelokkan dalam medan magnet sehingga

menimbulkan arus pada kolektor yang sebanding kelimpahan relatif setiap

fragmennya. Kelimpahan relatif setiap fragmen akan dicatat dan

(46)

F. Analisis Hasil 1. Perhitungan Rendemen

Perhitungan rendemen dilakukan dengan menimbang senyawa hasil

sintesis, kemudian membandingkan berat senyawa hasil sintesis dengan berat

senyawa hasil sintesis secara teoritis lalu dikalikan 100%. Perhitungan rendemen

ini dilakukan setelah diperoleh kristal murni hasil sintesis.

2. Analisis Pendahuluan

Analisis pendahuluan senyawa hasil sintesis berdasarkan pada data

pemeriksaan organoleptis dan pemeriksaan kelarutan.

3. Pemeriksaan Kemurnian Senyawa Hasil Sintesis

Pemeriksaan kemurnian senyawa hasil sintesis berdasarkan pada data

kromatografi lapis tipis, pemeriksaan titik lebur, dan gas chromatography.

4. Elusidasi Struktur

Elusidasi struktur senyawa hasil sintesis berdasarkan data

(47)

29 BAB IV

HASIL DAN PEMBAHASAN

A. Sintesis 2-(4ꞌ-hidroksibenzilidena)-sikloheksana-1,3-dion

Sintesis 2-(4ꞌ-hidroksibenzilidena)-sikloheksana-1,3-dion dilakukan

dengan cara mereaksikan sikloheksana-1,3-dion dan 4-hidroksibenzaldehida

dengan katalis asam klorida berdasarkan reaksi kondensasi aldol silang. Sintesis

dilakukan dengan mereaksikan 4-hidroksibenzaldehida dengan katalis asam

klorida terlebih dahulu, kemudian ditambah dengan sikloheksana-1,3-dion.

Senyawa sikloheksana-1,3-dion merupakan suatu senyawa karbonil

golongan keton yang memiliki hidrogen alfa (α) yang dapat membentuk enol dan

senyawa 4-hidroksibenzaldehida merupakan senyawa aldehid aromatis dengan

substituen gugus hidroksi, dimana kedua senyawa tersebut dapat bereaksi melalui

reaksi kondensasi aldol silang membentuk senyawa 2-(4ꞌ

Adanya substituen gugus hidroksi pada cincin benzen dari senyawa 2-(4ꞌ

-hidroksibenzilidena)-sikloheksana-1,3-dion dapat menghambat pertumbuhan sel

kanker dengan cara menangkap radikal bebas di dalam tubuh. Mekanisme

penangkapan radikal bebas oleh gugus hidroksi dari senyawa 2-(4ꞌ

-hidroksibenzilidena)-sikloheksana-1,3-dion yaitu menangkap radikal bebas

hidroksi dengan cara melepaskan radikal hidrogen, dimana akan terjadi

(48)

molekul air, sedangkan radikal fenol sendiri akan terstabilkan oleh resonansi pada

cincin benzennya (Hart, 1987).

O _H RO O _ROH

Gambar 14. Mekanisme penangkapan radikal bebas

O O O O

Gambar 15. Resonansi radikal bebas fenol

Radikal fenol yang telah terstabilkan tetap dalam bentuk radikal bebas,

dimana radikal bebas tetap dapat memiliki risiko jika berada di dalam tubuh,

sehingga ada kemungkinan elektron yang tidak berpasangan dalam senyawa

radikal memiliki kecenderungan untuk mencari pasangan dengan cara menarik

atau menyerang elektron dari senyawa lain, hal ini mengakibatkan terbentuknya

senyawa radikal baru yang berbahaya. Untuk dapat membuat radikal fenol

menjadi tidak reaktif dengan cara ditambahkan halangan sterik pada cincin

benzena dan planar, sehingga radikal fenol ini dapat terperangkap.

O O O O

(49)

Pada senyawa sikloheksana-1,3-dion hidrogen alfa (α) yang lebih reaktif

adalah hidrogen alfa (α) yang berada di antara 2 gugus keton, karena adanya

induksi elektron oleh oksigen menyebabkan C karbonil kekurangan elektron,

sehingga H alfa (α) akan mudah lepas sehingga enol akan mudah terbentuk.

O

H H

Gambar 17. Gugus keton dan hidrogen alfa (α) pada senyawa sikloheksana-1,3-dion

Hidrogen alfa (α) yang bersifat asam pada senyawa

sikloheksana-1,3-dion dengan adanya katalis HCl akan membuat atom oksigen pada gugus karbonil

sikloheksana-1,3-dion terprotonasi dan membentuk C karbonil bermuatan positif,

maka H alfa (α) dapat terlepas untuk menghasilkan sebuah enol. Dengan

terbentuknya enol tersebut, nukleofilisitas C alfa (α) dari senyawa sikloheksana

-1,3-dion akan meningkat sehingga akan menyerang atom C karbonil pada

senyawa 4-hidroksibenzaldehida yang bermuatan positif. Penyerangan gugus

karbonil pada senyawa 4-hidroksibenzaldehida oleh enolsikloheksana-1,3-dion ini

akan menghasilkan suatu senyawa β-hidroksi-karbonil yang merupakan senyawa

antara dan kemudian mengalami pelepasan molekul air (dehidrasi) sehingga

terbentuk senyawa 2-(4ꞌ-hidroksibenzilidena)-sikloheksana-1,3-dion.

H α H α

(50)

Katalis yang digunakan dalam sintesis 2-(4ꞌ

-hidroksibenzilidena)-sikloheksana-1,3-dion adalah katalis asam klorida. Dalam suasana asam, oksigen

pada gugus karbonil pada sikloheksana-1,3-dion akan terprotonasi sehingga dapat

membentuk enol keton yang berfungsi sebagai nukleofilik. Dalam penelitian ini

tidak digunakan asam lain seperti H2SO4 karena untuk menghindari terjadinya

reaksi oksidasi dari 4-hidroksibenzaldehid.

akan lebih bereaksi dengan hidroksi fenolik pada senyawa 4-hidroksibenzaldehida

sikloheksana-1,3-dion dalam pembentukan ion enolat. Hal ini mengakibatkan O

-(ion fenoksida) bersifat lebih nukleofil daripada ion enolat. Oleh karena itu, ion

siklo-heksana-1,3-dion sehingga dapat terbentuk enol yang kemudian akan bereaksi dengan

(51)

O

Gambar 18. Mekanisme reaksi sintesis senyawa 2-(4ꞌ-hidroksibenzilidena- sikloheksana-1,3-dion

Dalam pelaksanaan sintesis dilakukan dengan melarutkan

4-hidroksibenzaldehid terlebih dahulu dengan etanol di dalam mortir dan stamper,

aduk dan gerus agar homogen, kemudian ditambahkan katalis HCl secara tetes

(52)

bentuk serbuk ditambahkan sedikit demi sedikit sambil tetap diaduk. Tujuan

urutan pencampuran tersebut adalah untuk mencegah terjadinya self condensation

senyawa sikloheksana-1,3-dion yang mendorong terbentuknya produk samping

yang tidak diharapkan.

Setelah itu, campuran hasil sintesis didiamkan selama 2 malam, agar

proses pembentukan kristal optimal. Selama pendiaman 2 malam, terbentuk

kristal berwarna kuning muda. Selanjutnya kristal yang telah diperoleh disaring,

dikeringkan, ditimbang.

B. Analisis Pendahuluan 1. Pemeriksaan organoleptis

Hasil pemeriksaan organoleptis meliputi bentuk, warna dan bau senyawa

hasil sintesis dibandingkan dengan starting material, yaitu sikloheksana-1,3-dion

dan 4-hidroksibenzaldehid ditunjukkan pada tabel II.

Tabel II. Data organoleptis senyawa hasil sintesis dan dengan starting material

Pemeriksaan Senyawa hasil sintesis

Sikloheksana-1,3-dion 4-hidroksibenzaldehid

Bentuk

Warna Kuning muda Putih Putih

Bau Tidak berbau Berbau khas Berbau khas

(53)

Dari hasil pemeriksaan organoleptis di atas, dapat disimpulkan bahwa

senyawa hasil sintesis sudah memiliki profil organoleptis yang berbeda dengan

starting materialnya.

Pada penelitian dengan menggunakan katalis kalium hidroksida diperoleh

hasil uji organoleptis senyawa 2-(4ꞌ-hidroksi-benzilidena)-sikloheksana-1,3-dion

memiliki bentuk berupa serbuk, warna kuning kecoklatan dan berbau khas

(menyengat) (Setiawati, 2012).

2. Pemeriksaan kelarutan

Tujuan dilakukannya pemeriksaan kelarutan senyawa hasil sintesis

adalah untuk mengetahui kelarutan senyawa hasil sintesis dalam pelarut polar dan

nonpolar dan juga berfungsi sebagai acuan dalam pemilihan pelarut dalam

pemeriksaan dengan metode Kromatografi Lapis Tipis dan dengan instrument

Gas Chromatography-Mass Spectroscopy (GC-MS).

Hasil pemeriksaan kelarutan senyawa hasil sintesis dan starting material

ditunjukkan pada tabel III.

Tabel III. Data kelarutan senyawa hasil sintesis dan starting material Pelarut Senyawa hasil

sintesis

Sikloheksana-1,3-dion 4-hidroksibenzaldehid

Aquadest Praktis tidak larut

Larut Agak larut

Etil asetat Agak larut Larut Larut Etanol Agak larut Larut Larut Kloroform Mudah larut Larut Larut Heksana Agak larut Tidak larut Tidak larut Eter Tidak larut Agak larut Larut

Dari hasil pemeriksaan kelarutan tersebut, dapat disimpulkan bahwa

(54)

hasil tersebut, terlihat bahwa senyawa hasil sintesis lebih mudah larut dalam

pelarut yang bersifat nonpolar seperti kloroform, karena senyawa hasil sintesis

memiliki banyak atom karbon, dimana semakin banyak atom karbon pada suatu

senyawa maka senyawa tersebut akan semakin bersifat nonpolar.

hasil uji kelarutan senyawa 2-(4ꞌ-hidroksi-benzilidena)-sikloheksana-1,3-dion

yaitu praktis tidak larut dalam pelarut aquadest dan heksana, sangat sukar larut

dalam pelarut kloroform, mudah larut dalam pelarut metanol, etanol dan etil asetat

(Setiawati, 2012).

3. Pemeriksaan senyawa hasil sintesis dengan kromatografi lapis tipis (KLT)

Uji dengan kromatografi lapis tipis (KLT) bertujuan untuk mengetahui

apakah senyawa hasil sintesis telah terbentuk atau belum. Senyawa hasil sintesis

ditotolkan pada plat KLT silika gel GF254 dan dielusi bersama starting material

(sebagai pembanding) yaitu sikloheksana-1,3-dion dan 4-hidroksibenzaldehida

dengan menggunakan fase gerak etil asetat : heksana (2:3), etil asetat : heksana

(3:2), dan etil asetat : heksana (1:4). Parameter yang digunakan dalam pengujian

dengan menggunakan KLT adalah nilai Rf untuk masing-masing senyawa pada

pelarut yang sama dan bercak yang dihasilkan dari elusi sistem KLT. Jika hasil

elusi menunjukkan adanya perbedaan nilai Rf antara senyawa hasil sintesis dengan

starting materialnya, maka dapat dikatakan senyawa hasil sintesis telah terbentuk.

Pada penelitian dengan menggunakan katalis kalium hidroksida dengan

(55)

senyawa 2-(4ꞌ-hidroksi-benzilidena)-sikloheksana-1,3-dion. Replikasi I diperoleh

nilai Rf sebesar 0,033; 0,073; 0,113; 0,153. Replikasi II diperoleh nilai Rf sebesar

0,027; 0,067; 0,113; 0,153. Replikasi III diperoleh nilai Rf sebesar 0,027; 0,067;

0,113; 0,153 (Setiawati, 2012).

Dari penelitian diperoleh data sebagai berikut:

Gambar 19. Kromatogram senyawa hasil sintesis pada fase gerak etil asetat : heksana (2:3)

Keterangan:

Fase diam : silika gel GF254 Jarak elusi : 15 cm

Fase gerak : etil asetat : heksana (2:3) Deteksi UV 254 nm

Tabel IV. Nilai Rf kromatogram senyawa hasil sintesis

Bercak Senyawa Rf

A Sikloheksana-1,3-dion 0,19 B 4-hidroksibenzaldehid 0,37 C Replikasi I hasil sintesis (2-(4ꞌ

-hidroksibenzilidena)-sikloheksana-1,3-dion)

0,09

D Replikasi II hasil sintesis (2-(4ꞌ -hidroksibenzilidena)-sikloheksana-1,3-dion)

0,09

E Replikasi III hasil sintesis (2-(4ꞌ -hidroksibenzilidena)-sikloheksana-1,3-dion)

(56)

Keterangan:

Tabel V. Nilai Rf kromatogram senyawa hasil sintesis

0,02

(57)

Keterangan:

Tabel VI. Nilai Rf kromatogram senyawa hasil sintesis

0,24

0,25

Berdasarkan kromatogram-kromatogram tersebut dapat dilihat bahwa

masing-masing totolan senyawa menghasilkan bercak tunggal setelah dielusi

dengan sistem KLT. Pada cahaya visual, bercak senyawa hasil sintesis dan

starting material tidak tampak, tetapi setelah diamati di bawah sinar UV 254 nm,

(58)

hasil elusi menunjukkan adanya perbedaan nilai Rf antara senyawa hasil sintesis

dengan starting materialnya, maka dapat disimpulkan bahwa senyawa hasil

sintesis berbeda dengan starting materialnya, untuk memperkuat kesimpulan ini

maka perlu dibuktikan lebih lanjut dengan uji selanjutnya.

4. Uji jarak lebur senyawa hasil sintesis

Pengujian jarak lebur dilakukan terhadap senyawa hasil sintesis. Hasil

pengujian jarak lebur diperoleh jarak lebur senyawa hasil sintesis dan starting

material ditunjukkan pada tabel VII.

Tabel VII. Data jarak lebur senyawa hasil sintesis dan starting material

Senyawa Jarak Lebur

Sikloheksana-1,3-dion 1050C 4-hidroksibenzaldehid 1160C Replikasi I hasil sintesis 301,1-301,40C Replikasi II hasil sintesis 299,3-299,60C Replikasi III hasil sintesis 300,2-300,40C

Dari hasil uji jarak lebur tersebut menunjukkan bahwa senyawa hasil

sintesis merupakan senyawa murni, karena jarak lebur kurang dari 20C. Pengujian

jarak lebur ini dapat digunakan untuk menarik kesimpulan sementara bahwa

senyawa hasil sintesis sudah bukan merupakan starting materialnya yaitu

sikloheksana-1,3-dion dan 4-hidroksibenzaldehid. Hal ini terlihat dari jarak lebur

sikloheksana-1,3-dion yaitu 1050C dan 4-hidroksibenzaldehid yaitu 1160C. Jarak

lebur senyawa hasil sintesis lebih besar dari starting materialnya karena adanya

penambahan ukuran molekul senyawa hasil sintesis menjadi lebih besar

(59)

jarak lebur senyawa 2-(4ꞌ-hidroksi-benzilidena)-sikloheksana-1,3-dion sebesar

158–170˚C. Jarak lebur sebesar 12˚C menunjukkan bahwa senyawa tersebut

belum murni (Setiawati, 2012).

C. Elusidasi Struktur Senyawa Hasil Sintesis

1. Pengujian Senyawa Hasil Sintesis dengan Spektrofotometri Infra Merah

Spektrofotometri inframerah digunakan untuk mengetahui gugus-gugus

fungsional yang terdapat dalam senyawa. Spektra IR senyawa hasil sintesis

ditunjukkan pada gambar dibawah ini (Gambar 22).

Gambar 22. Spektra Infra merah senyawa hasil sintesis (Pelet KBr)

Spektra IR yang diperoleh pada gambar diatas menunjukkan adanya pita

representatif yang menunjukkan gugus-gugus fungsi yang terdapat pada struktur

senyawa hasil sintesis. Gugus aromatik yang terdapat pada senyawa hasil sintesis

ditunjukkan dengan adanya serapan dari ikatan C-C pada bilangan gelombang

(60)

3024,38 cm-1. Gugus aromatik yang tersubstitusi para ditunjukkan dengan adanya

serapan pada bilangan gelombang 833,25 cm-1. Gugus karbonil yang terdapat

pada senyawa hasil sintesis ditunjukkan dengan adanya serapan dari ikatan C═O

yang terkonjugasi dengan alkena atau gugus fenil pada bilangan gelombang

1651,07 cm-1 (serapan bertumpuk dengan serapan dari ikatan alkena). Gugus

sikloheksana ditunjukkan pada bilangan gelombang 1450,47 cm-1. Gugus OH

(alkohol atau fenol) pada senyawa hasil sintesis yang ditunjukkan dengan adanya

serapan pada bilangan gelombang 3379,29 cm-1. Interpretasi yang terakhir yaitu

adanya ikatan C═C alkena pada bilangan gelombang 1651,07 cm-1 (Sitorus, 2009).

Tabel VIII. Interpretasi spektra inframerah senyawa hasil sintesis Gugus fungsional Bilangan gelombang

(cm-1)

Intensitas

Ikatan C-C aromatik 1512,19 Kuat, tajam Ikatan C-H aromatik 3024,38 Medium, tajam Gugus aromatik tersubstitusi para 833,25 Kuat, tajam Gugus karbonil(C═O) 1651,07 Kuat, tajam Gugus sikloheksana 1450,47 Kuat, tajam Gugus OH (alkohol atau fenol) 3379,29 Kuat dan melebar

Ikatan C═C (alkena) 1651,07 Kuat, tajam

Berikut adalah gambar spektra IR starting material dan tabel interpretasi

yang dapat menunjukkan adanya perbedaan antara senyawa hasil sintesis dengan

starting material.

senyawa 2-(4ꞌ-hidroksi-benzilidena)-sikloheksana-1,3-dion memiliki spektra IR

yaitu gugus karbonil (C=O) dengan intensitas medium, tajam pada bilangan

gelombang 1611,17 cm-1, ikatan alkena (C=C) dengan intensitas medium pada

(61)

intensitas medium pada bilangan gelombang 2950,50 cm-1, gugus OH (fenol)

dengan intensitas kuat, melebar pada bilangan gelombang 3424,16 cm-1, dan

ikatan pada alkohol (C–O) dengan intensitas medium, tajam pada bilangan

gelombang 1173,90 cm-1 (Setiawati, 2012).