1
SINTESIS ANALOG KALKON TURUNAN
3’-HIDROKSIASETOFENON DAN METOKSIBENZALDEHID MENGGUNAKAN METODE IRADIASI MICROWAVE
Mukhsin Nurhalis1, Jasril2, Adel Zamri2
1Mahasiswa Program S1 Kimia FMIPA-Universitas Riau
2Dosen Jurusan Kimia FMIPA-Universitas Riau
Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam Universitas Riau Kampus Binawidya, Pekanbaru, 28293, Indonesia
mukhsinnurhalis@gmail.com
ABSTRACT
Chalcone (E)-1-(3’-hidroxyphenyl)-3-(3-methoxysiphenyl)prop-2-en-1-one (MN) have been synthesized by Claisen–Schmidt condensation using potassium hydroxide as a catalyst under microwave irradiation. The reactions took placed in a short time (4 minutes) with a satisfying yield (55-96%). The chalcone structure was characterized based on the interpretation of spectroscopic data included UV, FTIR, 1H NMR and HRMS.
Keywords : chalcon, Claisen–Schmidt condensation, microwave irradiation ABSTRAK
Senyawa kalkon (E)-1-(3’-hidroksifenil)-3-(3-metoksifenil) prop-2-en-1-on (MN) telah disintesis melalui reaksi kondensasi Claisen-Schmidt dengan katalis kalium hidroksida menggunakan iradiasi microwave. Reaksi berlangsung dalam waktu yang cepat (4 menit) dengan rendemen yang memuaskan (55%). Struktur kalkon tersebut dikarakterisasi berdasarkan interpretasi data spektoskopi UV, FTIR, 1H NMR dan HRMS.
Kata kunci : kalkon, condentation Claisen–Schmidt, iradiasi microwave
PENDAHULUAN
Kalkon merupakan salah satu senyawa metabolit sekunder golongan flavonoid yang secara alami dapat ditemukan dalam tumbuhan. Kalkon memiliki banyak aktivitas biologis, beberapa diantaranya seperti antimikrob (Cushnie & Lamb, 2005; Tiwari et al., 2010), antioksidan (Amic et al,2007),
antitumor (Prasad et al., 2006), anti- inflamasi (Xin et al., 2012; Yadav et al., 2011), sitotoksik (Ahmed et al., 2011), antikanker (Syam et al., 2012), antimalaria, antiangiogenik (Ngaini et al., 2009), antipoliperatif (Xin et al., 2012) dan lain sebagainya. Selain itu, kalkon juga merupakan prekursor dalam banyak sintesis senyawa heterosiklik seperti benzodiazepin dan pirazolin
2 (Dawane et al., 2012). Banyaknya
potensi yang dihasilkan kalkon membuat senyawa ini banyak dijadikan sebagai molekul target oleh para peneliti.
Aktivitas biologi senyawa kalkon, selain disebabkan oleh gugus karbonil α, β tak jenuh, juga dipengaruhi oleh substituen yang terikat pada kedua cincin aromatiknya (Kamble et al., 2011). Variasi jenis dan posisi substituen pada kedua cincin aromatik senyawa tersebut akan menghasilkan senyawa kalkon dengan variasi struktur yang luas dan aktivitas yang beragam. Variasi struktur yang luas tersebut sulit diperoleh jika melalui isolasi bahan alam. Karena senyawa kalkon tergolong kedalam minor flavonoid. Oleh karena itu, sintesis secara kombinatorial merupakan jalan keluar yang paling tepat bagi pemecahan masalah tersebut untuk menghasilkan senyawa kalkon dengan variasi struktur yang luas dan dalam jumlah yang banyak. Untuk maksud tersebut, grup riset sintesis organik beberapa tahun terakhir ini telah mencanangkan program sintesis 200 molekul kalkon untuk menghasilkan kalkon dengan struktur beragam tersebut.
Senyawa kalkon dapat disintesis melalui reaksi kondensasi kondensasi Claisen-Schmidt menggunakan bahan baku berbagai turunan asetofenon dan turunan benzaldehid yang tersedia di pasaran. Reaksi ini juga telah dikenal sebagai reaksi yang ramah lingkungan.
Beberapa metode konvensional yang sering digunakan untuk mensintesis senyawa analog kalkon dan turunannya adalah metode gerus, pengadukan dan refluk. Namun, dengan semakin berkembangnya metode sintesis saat ini, metode iradiasi microwave telah menjadi metode alternatif bagi para peneliti saat ini karena waktu reaksi yang lebih cepat
dibandingkan dengan metode-metode lainnya. Selain itu, sintesis dengan menggunakan microwave juga dapat mengurangi reaksi antar situs yang tidak diinginkan sehingga dapat mengurangi terbentuknya produk samping dan menghasilkan produk akhir yang lebih murni, meningkatkan reproduksibilitas, menghindari hilangnya panas ke lingkungan dan juga dapat menekan biaya pengoperasian alat ataupun biaya produksi (Ravichandran dan Karthikeyan, 2011). Sintesis menggunakan pendekatan metode ramah lingkungan yang dibantu dengan iradiasi microwave ini dilakukan untuk meningkatkan efisiensi dan mempercepat reaksi sintesis kalkon, mengurangi dampak negatif terhadap lingkungan dan manusia serta mendukung program green chemistry.
METODE PENELITIAN a. Alat dan Bahan
Alat-alat yang digunakan dalam penelitian ini yaitu microwave (Samsung ME 109F 500 MHz), pengukur titik leleh Fisher Johns, lampu UV (Camag®
254 nm dan 366 nm), spektrofotometer UV-Vis (Genesys 10S UV-Vis v4.002 2L9N175013), HPLC (Shimadzu Lcsolution 20AD, kolom Shim-pack VP- ODS dengan panjang dan diameter 150 x 4,6 mm), spektrofotometer FTIR (Shimadzu, IR Prestige-21), spektrometer NMR (Agilent 500 MHz), dan spektrometer massa (Water LCT Premier XE mode positif).
Bahan-bahan yang digunakan pada
penelitian ini yaitu
3’-hidroksiasetofenon (Sigma Aldrich), 3-metoksibenzaldehid (Merck), kalium hidroksida (Merck), asam klorida (Merck), indikator universal, n-heksana
3 (Merck), etanol absolut (Merck), plat
KLT GF254 (Merck) dan akuades.
b. Sintesis Senyawa Kalkon
Sebanyak 5 mmol; 0,6811 g 3’- hidroksiasetofenon dan 3- metoksibenzaldehid 5 mmol; 0,681 g dilarutkan dengan 7,5 mL etanol absolut dalam erlenmeyer, kemudian ditambahkan katalis KOH 6N (12,5 mL).
Campuran di-iradiasi gelombang mikro dengan daya 180 watt selama 4 menit.
Tahapan reaksi diamati dengan uji KLT.
Setelah reaksi selesai, campuran ditambahkan akuades dingin (15 mL) dan pH campuran dinetralkan dengan HCl. Campuran dibiarkan selama 24 jam di dalam lemari pendingin untuk memaksimalkan endapan yang diperoleh. Endapan yang terbentuk kemudian disaring dengan menggunakan corong buchner sambil dicuci dengan akuades dan n-heksana dingin kemudian dibiarkan kering pada suhu ruang untuk mendapatkan senyawa kalkon murni tanpa rekristalisasi. Kemurnian senyawa tersebut ditentukan melalui uji KLT, pengukuran titik leleh dan analisis HPLC.
HASIL DAN PEMBAHASAN
Senyawa kalkon disintesis melalui reaksi kondensasi aldol dari senyawa awal 3’-hidroksiasetofenon dan 3-dimetoksibenzaldehid. Reaksi dilakukan menggunakan iradiasi gelombang mikro dan penambahan NaOH sebagai katalis. Senyawa kurkumin yang diperoleh dimurnikan dengan rekristalisasi.
Sintesis yang telah dilakukan menghasilkan senyawa murni berupa serbuk berwarna kecoklatan dengan berat 0,3513 g, rendemen sebesar
55,30% dan titik leleh 83-85°C.
Analisis kemurnian senyawa urkumin dilakukan menggunakan KLT, titik leleh, dan HPLC. Analisis kemurnian dengan KLT dilakukan menggunakan eluen yang bervariasi dan perbandingan yang berbeda. Senyawa kurkumin menunjukkan satu noda pada plat KLT.
Analisis kemurnian senyawa MN Senyawa MN mememiliki titik leleh sebesar 2ºC yang menandakan bahwa senyawa tersebut telah murni. Uji kemurnian dengan KLT menggunakan variasi eluen dengan perbandingan yang berbeda terhadap ketiga senyawa tersebut juga telah menunjukkan 1 noda pada plat KLT. Selain itu, uji kemurnian dengan HPLC juga menunjukkan satu puncak dominan pada waktu retensi 11,914, 12,046 dan 11,728 menit.
Berdasarkan data-data hasil uji kemurnian tersebut dapat disimpulkan bahwa senyawa MN yang diperoleh telah murni.
Karakterisasi senyawa MN
Spektrum UV senyawa MN memperlihatkan adanya serapan maksimum pada 207 nm (ɛ= 24.075 L mol-1cm-1) dan 250 nm (ɛ= 9.075 L mol-
1cm-1). Serapan ini menunjukkan adanya ikatan rangkap pada cincin benzena.
Sedangkan serapan pada panjang gelombang 304 nm (ɛ= 16.189 L mol-
1cm-1) dan 341 nm
(ɛ= 9.547 L mol-1cm-1) menunjukkan serapan dari ikatan rangkap pada cincin aromatik A dan B yang terkonjugasi dengan sistem karbonil.
Spektrum FTIR senyawa MN memperlihatkan adanya serapan pada
4 3346 cm-1 yang menunjukkan adanya
gugus OH yang ditandai dengan pita melebar. 3053 cm-1 menunjukkan vibrasi dari ikatan C-H aromatik pada kedua cincin aromatik, sedangkan serapan pada bilangan gelombang 2974 cm-1 menunjukkan vibrasi ikatan C-H alifatik pada gugus metoksi. Serapan pada bilangan gelombang 1661 cm-1 menunjukkan adanya gugus C=O terkonjugasi, sedangkan serapan pada bilangan gelombang 1584 cm-1 menunjukkan vibrasi ikatan C=C aromatik. Selain itu, serapan pada bilangan gelombang 1049 cm-1 menunjukkan vibrasi ikatan C-O alkohol.
Analisis spektroskopi 1H NMR dilakukan menggunakan pelarut CDCl3.
Sinyal dari pelarut akan muncul pada pergeseran kimia 7,26 ppm dengan puncak singlet. Berdasarkan spektrum
1H-NMR, senyawa MN memiliki jumlah proton yang sama. Sinyal proton metoksi dari senyawa MN muncul pada pergeseran kimia 3,85 ppm dengan puncak singlet. Sinyal pada pergeseran kimia 7,39-7,59 ppm dan 7,77-8,13 ppm, menunjukkan proton Hα dan Hβ pada senyawa MN. Nilai konstanta kopling Jαβ sebesar 15,5-17 Hz menunjukkan bahwa senyawa tersebut mempunyai konfigurasi trans (E). Interpretasi data spektrum 1H-NMR senyawa MN dapat dilihat pada table berikut:
Tabel. Interpretasi data 1H-NMR senyawa MN
Nomo
r Senyawa MN
Atom H (ppm)
1 -
2 7,14 (d, 1H, J= 2 Hz)
3 -
4 6,97 (dd, 1H, J1= 8,5 Hz, J2= 2,5
Hz)
5 7,32 (t, 1H, J= 8 Hz) 6 7,22 (d, 1H, J= 7,5 Hz ) α 7,48 (d, 1Hα, J= 16 Hz) β 7,77 (d, 1Hβ, J= 15,5 Hz)
1’ -
2’ 7,62 (t, 1H, J= 2,5 Hz)
3’ -
4’ 7,13 (dd, 1H, J1= 8 Hz, J2= 2,5 Hz)
5’ 7,37 (t, 1H, J= 8 Hz) 6’ 7,56 (d, 1H, J= 7,5 Hz)
OH -
OCH3 3,85 (s, 3H)
Molekul MN adalah 255,1021 g/mol. Berdasarkan karakterisasi menggunakan spektroskopi massa, massa terukur molekul MN 255,1022 g/mol. Dengan demikian dapat disimpulkan bahwa senyawa yang diperoleh pada penelitian ini telah sesuai dengan yang diharapkan.
KESIMPULAN
Berdasarkan hasil penelitian yang telah dilakukan, maka dapat diambil kesimpulan bahwa hasil karakterisasi mengunakan spektrometer UV, FTIR,
1H-NMR dan MS menunjukkan bahwa senyawa kalkon yang diperoleh pada penelitian ini memiliki struktur yang sesuai dengan harapan. Senyawa kalkon MN yang disintesis memiliki rendemen 55,30 %.
DAFTAR PUSTAKA
Ahmed, M.R., Sastry, V.G., Bano, N., Ravichandra, S. dan Raghavendra, M. 2011. Synthesis and Cytotoxic, Antioxidant
5 Activities of New Chalcone
Derivatives. Rasayan J. Chem.
4(2): 289-294.
Amic, D., Dovidovic-Amic, D., Beslo, D., Rastija, V., Lucic, B. dan Trinajstic, N. 2007. SAR and QSAR of the Antioxidant Activity of Flavonoids. Current Medicinal Chemistry. 14: 827- 845.
Cushnie, T.P.T., dan Lamb, A.J. 2005.
Antimicrobial Activity of Flavonoids. Int. J. Antimicrob Agents. 26: 343-356.
Dawane, B.S., Chobe, S.S., Mandawad, G.G., dan Shaikh, B.M. 2012.
An Efficient and Rapid Synthesis of Some Novel 1,3- Diaryl, Diazenyl, 2-Propen-1- One Using PEG-400 As Recyclable Solvent and Their In Vitro Antimicrobial Evaluation.
Electron. J. Chem. 4(1): 7-15.
Kamble, V.M., Hatnapure, G.D., Keche, A.P., Birajdar, S., Patil, S.G., Tale, R.H., Rodge, A.H., Turkar, S.S. dan Gour, K. 2011. Sintesis and Biological Evaluation of a Novel Series of Methoxylated Chalcones as Antioxidant and Anti-microbial agents. J. Chem.
Pharm. Res. 3(6):639-648.
Ngaini, Z., Haris-Fadzillah, S.M., Hussain, H., dan Kamaruddin, K.
2009. Synthesis and Antimicrobial Studies of (E)-3- (4-alkylloxyphenyl)-1-(2-
hydroxyphenyl)prop-2-en-1-one, (E)-3-(4-alkylloxyphenyl)-1-(4- hydroxy phenyl)prop-2-en-1-one and Their Analogues. World. J.
Chem.4(1): 09-14.
Ravichandran, S., dan Karthikeyan, E.
2011. Microwave Synthesis - A Potential Tool for Green Chemistry. Int. J. ChemTech.
Res. 3(1): 466-470.
Syam, S., Abdelwahab, S.I., Al-Mamary, M.A., dan Mohan, S. 2012.
Synthesis of Chalcone with Anticancer Activities. Molecules.
17: 6179-6195.
Tiwari, B., Pratapwar, A.S., Tapas, A.R., Butle, S.R. dan Vatkar, B.S.
2010. Synthesis and Antimicrobial Activity of some chalcone derivatives. Int. J.
ChemTech. Res. 2(1): 499-503.
Xin, W., Huang, H., Yu, L., Shi, H., Sheng, Y., Wang, T.T.Y. dan Yu, L. 2012. Three New Flavanonol Glycosides from Leaves of Engelhardtia Roxburghiana, and Their Anti-Inflammation, Antipoliferative and Antioxidant Properties. Food Chemistry. 132:
788-798.
Yadav, H.L., Gupta, P., Pawar, R.S., Singour, P.K. dan Patil, U.K.
2011. Synthesis and Biological Evaluation of Anti-Inflammatory Activity of 1,3 Diphenyl Propenone Derivatives. Med.
Chem. Res. 20: 461-465.
