1
SINTESIS DAN UJI TOKSISITAS BEBERAPA SENYAWA ANALOG PARA METOKSI KALKON
F. Perdana1, Y. Eryanti2, A. Zamri2 E-mail: fitraperdana.91@gmail.com
1
Mahasiswa Program S1 Kimia FMIPA-Universitas Riau
2
Dosen Jurusan Kimia FMIPA-Universitas Riau
Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam Universitas Riau Kampus Binawidya, Pekanbaru, 28293, Indonesia
ABSTRACT
Chalcone is a very interesting compound because it is known to have various of biological activities such as antimicroba, antifungi, anesthetics, anticancer, antimalaria, antioxidance, antitumor and anti-inflammatory. Moreover, natural and synthetic compounds of chalcone have roles as precursors for other compounds. Therefore, many chalcones become model structures of target compounds by researcher. In this research, chalcone methoxy analogue compounds have been synthesized using stirer method and using base catalyst NaOH. The synthesized results obtained are (E)-3-(4-isopropylphenyl)-1-(4'-methoxyphenyl)prop-2-en-1-one (1), (E)-1-(4'-methoxyphenyl)-3-p-tolylprop-2-en-1-one (2) and (E)-3-(3-bromophenyl)-1-(4'-methoxyphenyl)prop-2-en-1-one (3). The purity of all compounds have been tested using TLC, melting point test, analytical HPLC. Then they are characterized using UV, FTIR, 1H-NMR and MS spectroscopy. The toxicity test of the novel compounds was done by Brine Shrimp
Lethality Test (BSLT) method. The all compounds showed very good activity with
LC50 value < 200 µg/mL.
Keywords: chalcone, toxicity test, Brine Shrimp Lethality Test (BSLT) PENDAHULUAN
Senyawa kalkon merupakan salah satu metabolit sekunder yang sangat menarik karena memiliki beragam aktivitas biologis seperti antimikroba, antijamur, anestesi, antikanker, antimalaria, antioksidan, antitumor, dan anti-inflamasi (Prasad et al, 2006). Disamping itu, kalkon merupakan senyawa antara untuk biosintesis flavonoid dan isoflavonoid (Ahmad and Bano, 2011) dan pembentuk beberapa senyawa heterosiklik penting, antara lain benzodiazepin, pirazolin, 1,4-diketon dan flavon (Jayapal and Sreedhar, 2011). Senyawa kalkon memiliki dua cincin aromatik yang dihubungkan oleh tiga karbon α, β tak jenuh dalam struktur senyawa karbonil tak jenuh (Choudhary and Juyal, 2011).
Secara umum, senyawa kalkon dapat dibuat melalui kondensasi suatu aldehid aromatik dengan suatu keton aromatik baik dalam suasana asam maupun basa. Metode ini lebih dikenal dengan reaksi kondensasi aldol dan yang paling banyak digunakan adalah kondensasi Claisen-Schmidt (Jayapal et al, 2010). Reaksi kondensasi aldol dapat
2
dilakukan dengan menggunakan katalis. Katalis yang digunakan bisa berupa asam maupun basa. Katalis asam yang biasa digunakan dalam reaksi kondensasi aldol antara lain HCl (Jayapal et al, 2010), SOCl2 (Jayapal and Sreedhar, 2011), H2SO4 dan zeolit
(Kakati and Sarma, 2011). Sedangkan katalis basa yang biasa digunakan adalah NaOH (Choudhary and Juyal, 2011) dan KOH (Tiwari et al, 2010).
Diantara beberapa aktivitas biologis kalkon, aktivitas sitotoksik banyak mendapat perhatian peneliti karena dapat dikembangkan menjadi senyawa antikanker. Senyawa kalkon yang diketahui memiliki aktivitas sitotoksik adalah senyawa kalkon turunan metoksi (Echeverria et al, 2009). Oleh karena itu, pada penelitian ini dilakukan sintesis tiga turunan para metoksi kalkon dari bahan awal 4-metoksi asetofenon dan tiga aldehid aromatik yaitu 4-isopropil benzaldehid, 4-metil benzaldehid dan 3-bromo benzaldehid. Ketiga senyawa analog kalkon yang dihasilkan dikarakterisasi dengan spektroskopi UV, IR, 1H-NMR dan MS. Selanjutnya senyawa murni yang didapat diuji toksisitasnya.
METODE PENELITIAN a. Alat yang Digunakan
Alat yang digunakan dalam penelitian ini adalah alat penentu titik leleh Fisher Johns, HPLC (Shimadzu LCsolution), spektrofotometer UV-Vis (Genesys 10S UV-Vis v4.002 2L9N175013), spektrofotometer FTIR (Shimadzu, IR Prestige-21), spektrofotometer NMR (JEOL Tipe ECA 500 MHz) dan spektrofotometer massa (water LCT Premier XE Mode Positif).
b. Bahan yang Digunakan
Bahan yang digunakan dalam penelitian ini adalah metoksi asetofenon (Merck), 4-isopropil benzaldehid (Merck), 4-metil benzaldehid, 3-bromobenzaldehid (Merck), natrium hidroksida (Merck), asam klorida (Merck) dan larva A. salina.
c. Sintesis Kalkon
4-metoksi asetofenon (5 mmol) dan etanol absolut (10 mL) dimasukkan ke dalam labu bulat yang telah dilengkapi dengan pengaduk magnet, lalu diaduk dan ditambahkan natrium hidroksida 5% (5 mL), campuran diaduk selama beberapa menit. Kemudian ditambahkan turunan benzaldehid (5 mmol) dan campuran diaduk selama 4 jam pada suhu kamar sambil diuji KLT untuk melihat tahapan reaksi. Campuran yang terbentuk dibiarkan selama 18-24 jam. Setelah itu ditambahkan aquades dingin (10 mL) dan pH campuran dinetralkan dengan HCl. Endapan yang terbentuk kemudian disaring dengan menggunakan corong buchner sambil dicuci dengan n-heksan dingin. Produk yang diperoleh diuji kemurniannya dengan KLT, uji titik leleh dan analisis HPLC.
d. Uji Toksisitas dengan Metode Brine Shrimp Lethality Test (BSLT)
Masing-masing senyawa dibuat dalam konsentrasi 10, 100 dan 1.000 µg/mL yang dibuat dengan cara melarutkan senyawa analog kalkon dalam metanol. Larutan induk dibuat dalam konsentrasi 10.000 µg/mL dan pembuatan konsentrasi 10, 100 dan 1.000 µg/mL dilakukan dengan cara pengenceran dari larutan induk (Meyer et al, 1989). Masing-masing vial uji dibiarkan menguap metanolnya. Kemudian senyawa uji dilarutkan kembali dengan 50 µL DMSO. Selanjutnya ditambahkan larva udang
3
(1) R1 = C3H7 R2 = H
(2) R1 = CH3 R2 = H
(3) R1 = H R2 = Br A. salina sebanyak 10 ekor lalu ditambahkan air laut hingga batas kalibrasi. Kematian
larva udang diamati setelah 24 jam. Berdasarkan data yang dihasilkan dihitung nilai LC50 dengan metode kurva menggunakan tabel analisis probit (Mayer et al, 1982 dan
Harefa, 1987).
HASIL DAN PEMBAHASAN a. Hasil Sintesis
Senyawa analog para metoksi kalkon diperoleh dengan mereaksikan 4-metoksi asetofenon dan tiga aldehid aromatik yaitu 4-isopropil benzaldehid, 4-metil benzaldehid dan 3-bromo benzaldehid menggunakan katalis NaOH dengan metode pengadukan. Pelarut yang digunakan adalah etanol absolut karena lebih mudah didapatkan dan tingkat keracunannya lebih rendah dibandingkan pelarut organik lainnya. Selain itu, etanol absolut dapat membantu menyerap air hasil samping dari reaksi kimia yang terjadi. Skema reaksi yang terjadi adalah:
Gambar 1. Skema reaksi sintesis analog kalkon Tabel 1. Hasil sintesis senyawa kalkon
Senyawa Rumus Molekul
Berat
Molekul Rendemen Bentuk Warna Titik Leleh 1 C19H20O2 280,15 57 % Kristal jarum Putih keruh (75-77) 0 C 2 C17H16O2 252,15 99 % Serbuk Putih (129-131)0C 3 C16H13O2Br 316,01 99 % Serbuk Putih (126-128)0C
Senyawa analog kalkon yang diperoleh dari hasil reaksi metoksi asetofenon dan 4-isopropil benzaldehid yaitu (E)-3-(4-4-isopropilfenil)-1-(4’-metoksifenil)prop-2-en-1-on (1), 4-metoksi asetofenon dan 4-metil benzaldehid yaitu 1-(4’-metoksifenil)-3-p-tolilprop-2-en-1-on (2) serta 4-metoksi asetofenon dan 3-bromo benzaldehid yaitu (E)-3-(3-bromofenil)-1-(4’-metoksifenil)prop-2-en-1on (3).
Secara umum, rendemen yang dihasilkan pada reaksi ini cukup bagus (57-99 %). Namun, pada senyawa (1) rendemen yang dihasilkan paling kecil dibandingkan senyawa (2) dan (3). Hal ini kemungkinan disebabkan oleh adanya gugus isopropil yang merupakan gugus pendorong elektron yang kuat sehingga aldehid yang digunakan menjadi kurang reaktif dan ion enolat yang berasal dari keton aromatik semakin sulit untuk menyerang atom C karbonil. Semua senyawa yang dihasilkan telah diuji kemurniannya dengan KLT, uji titik leleh dan HPLC. Dari hasil KLT menggunakan
CH3 O H3CO + H O NaOH -H2O O H3CO R1 R2 R1 R2 1 2 3 4 5 6 1' 2' 3' 4' 5' 6'
4
eluen etil asetat dan n-heksan (1:7) semua senyawa menghasilkan satu noda. Uji titik leleh menghasilkan range suhu 20C dan uji kemurnian menggunakan HPLC semua senyawa menghasilkan satu puncak pada tR = 16,2 menit (1), tR = 14,5 menit dan tR =
15,2 menit (3) pada λ 210 nm. Hal ini menunjukkan semua senyawa telah benar-benar murni.
Spektrum UV dari semua senyawa analog kalkon menghasilkan serapan maksimum yang khas pada panjang gelombang 201-203 nm yang menunjukkan adanya gugus benzena dan pada 280-290 nm yang menunjukkan adanya kromofor yaitu gugus karbonil.
Spektrum IR dari senyawa analog kalkon hasil sintesis memperlihatkan adanya serapan yang khas pada bilangan gelombang 3013 cm-1-3022 cm-1 yang menunjukkan adanya gugus C-H aromatik, pada bilangan gelombang 1509 cm-1-1511 cm-1 yang menunjukkan adanya gugus C=C terkonjugasi dan pada bilangan gelombang 1652 cm-1 -1659 cm-1 menunjukkan adanya gugus karbonil (C=O).
Spektrum 1H-NMR senyawa analog kalkon hasil sintesis menunjukkan adanya pergeseran kimia yang khas pada δ = 7,51-7,53 ppm (d, 1H, Hα, J=15,6 Hz) dan δ = 7,71-7,79 ppm (d, 1H, Hβ, J= 15,6 Hz) berturut-turut memperlihatkan adanya proton H
pada Cα dan Cβ. Berdasarkan harga tetapan kopling tersebut dapat diperkirakan bahwa
proton pada ikatan rangkap ini mempunyai konfigurasi trans (E). Pergeseran kimia pada δ = 3,89 (s, 3H) yang memperlihatkan adanya gugus metoksi (OCH3) dan pergeseran
kimia δ ≤ 3 ppm memperlihatkan adanya gugus metil dan pergeseran kimia δ = 7-8 ppm memperlihatkan adanya proton pada gugus aromatik.
Tabel 2. Interpretasi data 1H-NMR (CDCl3)
Nomor atom
Senyawa (1) Senyawa (2) Senyawa (3)
H (ppm) H (ppm) H (ppm) 1 - - - 2 7,58 7,54 7,79 3 7,28 7,22 - 4 - 2,39 (CH3) 7,52 5 7,28 7,22 7,29 6 7,58 7,54 7,52 7 2,94 - - 8 1,27 - - 9 1,27 - - Cα 7,51 (Hα, J= 15,6 Hz) 7,51(Hα, J= 15,6 Hz) 7,53 (Hα, J= 15,6 Hz) Cβ 7,79 (Hβ, J= 15,6 Hz) 7,79 (Hβ, J= 15,6 Hz) 7,71 (Hβ, J= 15,6 Hz) 1’ - - - 2’ 8,04 8,04 8,04 3’ 6,98 6,98 6,99
4’ 3,89 (OCH3) 3,89 (OCH3) 3,89 (OCH3)
5’ 6,98 6,98 6,99
5
Spektrum MS senyawa analog kalkon (1), (2) dan (3) menunjukkan puncak ion molekul yang sesuai dengan perhitungan dan yang ditemukan. Spektrum MS senyawa (1) menunjukkan adanya puncak ion molekul yang dihitung sebagai C19H21O2 (M+H)+ pada
281,1542, sedangkan yang ditemukan adalah 281,1535. Senyawa (2) menunjukkan adanya puncak ion molekul yang dihitung sebagai C17H17O2 (M+H)+ 253,1229,
sedangkan yang ditemukan adalah 253,1226. Senyawa (3) menunjukkan adanya puncak ion molekul yang dihitung sebagai C16H14O2Br (M+H)+ pada 317,0117, sedangkan yang
ditemukan adalah 317,0185. Pada spektrum senyawa (3) juga terdapat puncak yang tingginya sama dengan puncak ion molekul. Puncak ini menunjukkan bahwa senyawa (3) mengandung gugus Br yang mempunyai dua isotop yaitu 79Br dan 81Br.
Berdasarkan puncak ion molekul yang dihasilkan spektrum MS dan yang dihitung secara teoritis terlihat selisih nilai yang dihasilkan sangat kecil. Hal ini menunjukkan senyawa hasil sintesis telah murni dan mempunyai struktur sesuai dengan yang diharapkan.
b. Uji Toksisitas
Hasil uji toksisitas senyawa analog para metoksi kalkon yang diperoleh menunjukkan efek positif. Senyawa (1) yang mengandung gugus metoksi-isopropil mempunyai nilai LC50 = 12,68 µg/mL, senyawa (2) yang mengandung gugus metoksi-metil mempunyai
nilai LC50 = 79,62 µg/mL dan senyawa (3) yang mengandung gugus metoksi-bromo
mempunyai nilai LC50 = 13,06 µg/mL. Berdasarkan hasil ini dapat terlihat tingkat
ketoksikan senyawa analog kalkon yaitu 1 > 3 > 2. Hasil yang diperoleh dari ketiga senyawa analog kalkon ini menunjukkan senyawa diperkirakan berpotensi sebagai antikanker bila dilihat dari sifat toksisitasnya yang mempunyai nilai LC50 < 200 µg/mL
(Anderson and Mclaugnlin, 1991). Namun, untuk membuktikan hal tersebut perlu dilakukan uji sitotoksik terhadap sel kanker.
KESIMPULAN DAN SARAN
Senyawa yang berhasil disintesis pada penelitian ini adalah (E)-3-(4-isopropilfenil)-1-(4’-metoksifenil)prop-2-en-1-on (1), (E)-1-(4’-metoksifenil)-3-p-tolilprop-2-en-1-on (2) dan (E)-3-(3-bromofenil)-1-(4’-metoksifenil)prop-2-en-1on (3) dengan metode pengadukan menggunakan katalis basa NaOH dan menghasilkan rendemen yang cukup bagus yaitu 57 % – 99 %.
Dari hasil uji toksisitas yang didapat terlihat semua senyawa berpotensi aktif sebagai antikanker karena mempunyai nilai LC50 < 200 µg/mL.
UCAPAN TERIMA KASIH
Penulis mengucapkan terima kasih kepada Universitas Riau melalui Lembaga Penelitian yang telah membantu biaya penelitian ini melalui Dana Hibah Guru Besar atas nama
Prof. Dr. Adel Zamri, MS, DEA tahun 2011. Terima kasih juga kepada Prof. Dr. Yana Maolana Syah, M.Si yang telah membantu analisis dengan Spektroskopi
Massa dan kepada Lembaga Ilmu Pengetahuan Indonesia (LIPI) yang telah membantu analisis dengan Spektroskopi 1H-NMR.
6
DAFTAR PUSTAKA
Ahmad, M.R. and Bano, N. 2011. Conventional and Microwave assisted Synthesis of 1,3-Diphenyl-2-Propenone derivatives and Cytotoxic, Antibacterial Activities.
International Journal of ChemTech Research. 3(3): 1470-1478.
Anderson, J.E. and Mclaugnlin J.L. 1991. A Blind Comparison of Simple Bench Top Bioassay and Human Tumor Cell Cytotoxicity as Antitumor Prescreens,
Pytochem An. (2): 107-111.
Choudhary, A.N. and Juyal, V. 2011. Synthesis of Chalcone and their Derivates as Antimicrobial Agents. International Journal of Pharmacy and Pharmaceutical
Sciences. 3(3): 125-128.
Echeverria, C., Santibanez, J.F., Tauda, O.D, Escobar, C.A., and Tagle, R.R. 2009. Structural Antitumoral Activity Relationships of Synthetic Chalcones.
International Journal of Molecular Sciences. 10: 221-231.
Harefa, F. 1997. Pembudidayaan Artemia salina untuk Pakan Udang dan Ikan. Penebit Swadaya, Jakarta.
Jayapal, M.R. and Sreedhar, N.Y. 2011. Synthesis and Characterization of 2,5-Dihydroxy Substituted Chalcones Using SOCl2/EtOH. International Journal of Pharmacy and Pharmaceutical Sciences. 3(1): 127-129.
Jayapal, M.R., Prasad, K.S., and Sreedhar, N.Y. 2010. Synthesis and Characterization of 2,6-Dihydroxy Substituted Chalcones Using PEG-400 as a Recyclable Solvent.
Journal of Pharmaceutical Science and Research. 2(8): 450-458.
Kakati, D., and Sarma ,J.C. 2011. Microwave Assisted Solvent Free Synthesis of 1,3-Diphenylpropenones. Chemistry Central Journal. 5(8): 1-5.
Meyer, B.N.R., Ferrigni, J.E., Putnam L.B., Jacosen, D.E., Nicholas, J.L., and Laughin, M.C. 1982. Brine Shrimp: A Convenient General Bioassay for Active Plant Constituens. Journal of Medical Plant Medica, 45, 31-34.
Prasad, Y.R., Kumar, P.R., Deepti, C.A., and Ramana, M.V. 2006. Synthesis and Antimicrobial Activity of Some Novel Chalcones of
2-Hydroxy-1-Acetonapthone and 3-Acetyl Coumarin. E-Journal of Chemistry.
3(13): 236-241.
Tiwari, B., Pratapwar, A.S., Tapas, A.R., Butle, S.R., and Vatkar, B.S. 2010. Synthesis and Antimicrobial Activity of Some Chalcone Derivatives. International
