1 SINTESIS 5-(2-METOKSIFENIL)-3-(2-HIDROKSINAFTALEN-1-IL)-
1-FENIL-4,5 DIHIDRO-1H-PIRAZOL
Nuraini Ramadani1*, Jasril2
1Mahasiswa Program S1 Kimia
2Dosen Bidang Kimia Organik Jurusan Kimia
Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam, Universitas Riau Kampus Binawidya, Pekanbaru, 28293, Indonesia
ABSTRACT
Pyrazoline is five-ring heterocyclic compounds composed of three carbon atoms and two nitrogen atoms that are close together. The aim of this study was to synthesize naphthalene core pyrazoline compounds with hydroxy and methoxyphenyl groups on the pyrazoline ring. The compound 5-(2-methoxyphenyl)-3-(2-hydroxynaphthalen-1-yl)-1- phenyl-4,5-dihydro-1H-pyrazole (PRZ-2OCH3) was synthesized through two reaction steps. The first step is the reaction of 2-hydroxy-1-acetylnaphthalene and 2-methoxy benzaldehyde with NaOH 3N catalyst to give the compound 3-(2-methoxyphenyl)-1-(2- hydroxynaphthalen-1-yl)-2-propen-1-on. Produces a yield of 90.8%. Further, this chalcone was reacted with phenylhydrazine over a KOH 3N catalyst to give a yield of 72%. The target pyrazoline compounds were tested by TLC, melting point and HPLC analyses. Compounds were analyzed by UV-Vis spectrophotometer and FTIR.
Keywords: chalcone, pyrazoline, synthesis
ABSTRAK
Pirazolin merupakan senyawa heterosiklik cincin lima yang terdiri dari tiga atom karbon dan dua atom nitrogen dengan posisi saling berdekatan. Penelitian ini bertujuan untuk mensintesis senyawa pirazolin berinti naftalen dengan gugus hidroksi dan metoksifenil pada cincin pirazolin. Senyawa 5-(2-metoksifenil)-3-(2-hidroksinaftalen-1-il)-1-fenil-4,5 dihidro-1H-pirazol (PRZ-2OCH3) berhasil disintesis melalui dua tahapan reaksi. Tahapan pertama yaitu pembentukan senyawa 3-(2-metoksifenil)-1-(2hidroksinaftalen-1-il)-2 propen-1-on dengan mereaksikan 2-hidroksi-1-asetilnaftalen dan 2-metoksibenzaldehid dengan katalis NaOH 3N menghasilkan rendemen sebesar 90,8%. kalkon direaksikan dengan fenilhidrazin dengan katalis KOH 3N menghasilkan rendemen sebesar 72%.
Senyawa pirazolin target dilakukan uji Kromatografi Lapis Tipis (KLT), titik leleh dan analisis HPLC. Senyawa telah dianalisis dengan spektrofotometer UV-Vis dan FTIR.
Kata kunci: kalkon, pirazolin, sintesis
2 PENDAHULUAN
Sintesis senyawa organik telah berkembang pesat dari beberapa dekade belakangan ini. Proses sintesis dilakukan dengan berbagai metode reaksi untuk mendapatkan senyawa kimia yang bermanfaat bagi kehidupan manusia (Rudyanto, 2018). Metode sintesis yang menarik perhatian dalam pengembangan molekul aktif adalah sintesis cincin heterosiklik. Salah satu senyawa heteroksiklik adalah pirazolin. Pirazolin memiliki tiga atom karbon dan dua atom nitrogen yang posisinya saling berdekatan (Rahman & Siddiqui, 2010)
Pirazolin adalah senyawa heterosiklik cincin lima yang terdiri dari tiga atom karbon dan dua atom nitrogen dengan posisi saling berdekatan serta memiliki satu ikatan rangkap endosiklik yang bersifat basa (Rahman & Siddiqui, 2010). Senyawa-senyawa yang memiliki efek farmakologis pada manusia tergolong senyawa alkaloid yang jarang ditemukan dialam. Salah satu metode yang umum digunakan untuk sintesis senyawa pirazolin adalah reaksi siklisasi antara keton a, ß tak jenuh atau keton a, ß epoksi dengan hidrazin dan turunannya (Sakthinathan et al., 2012).
Senyawa pirazolin menarik perhatian yang cukup besar karena aktivitas biologisnya yang beragam yaitu antijamur, antibakteri, antikonvulsan, antiinflamasi, antivirus (Jadhav et al., 2009), antitumor, antikanker (Sethi et al., 2015), antimikroba, antituberkular (Ahmad et al., 2016), antioksidan (Jasril et al., 2019), sunscreen dan antibakteri (Ikhtiarudin et al., 2020).
Sintesis senyawa pirazolin dapat dilakukan dengan menggunakan katalis asam ataupun basa, iradiasi menggunakan gelombang mikro (microwave) pemanasan dan pengadukan (Azarifar & Shaebanzadeh, 2002).
Penggunaan iradiasi gelombang mikro yang dikenal dengan energi microwave dalam reaksi organik sangat populer karena lebih ramah lingkungan (green chemistry), aman, cepat, menghasilkan produk dengan rendemen yang besar dibandingkan metode konvensional (Nurlaili et al., 2018).
Senyawa pirazolin telah banyak dilaporkan dengan bioaktivitas yang beragam. Kumara et al., (2021) telah berhasil mensintesis senyawa 3-(3,4- dimetoksifenil)-5-(3-metiltiofen-2-il)-1- fenil-4,5-dihidro-1H-pirazol memiliki aktivitas sebagai antioksidan dengan nilai IC50 0,892 μM yang menunjukkan ROS (Reactive oxygen species) yang lebih kuat dibandingkan standar BHA 1,739 μM.
Rana et al., (2021) telah berhasil mensintesis senyawa 3-(4-klorofenil)-5- [4-(dimetilamino)fenil]-4,5 dihidro-1H- pirazol-1-karbaldehid yang memiliki aktivitas antikanker dengan menghambat aktivitas sitotoksik terhadap sel A549 dengan nilai IC50 12,47 µM dan sel HT1080 dengan IC50 11,40 µM.
Berdasarkan uraian diatas, penulis telah berhasil melakukan sintesis 5-(2- metoksifenil)-3-(2-hidroksinaftalen-1-il) -1-fenil-4,5 dihidro-1H-pirazol dengan melalui dua tahapan reaksi yaitu pembentukan kalkon dan pirazolin.
3 METODE PENELITIAN
a. Alat dan Bahan
Adapun alat-alat yang digunakan dalam penelitian ini adalah oven microwave (Samsung ME109F), monowave 50 (Anton Paar), satu set alat destilasi, alat penentu titik leleh Fisher John (SMP 11-Stuart®), neraca analitik (NEWTECH), pompa vakum (GAST), erlenmeyer (Pyrex), chamber, corong buchner, pipa kapiler, pipet mikro, lampu UV 254 nm dan 366 nm (Cole-Palmer), HPLC (UFLC Prominase-Shimadzu IR Prestige-21), spektrometer UV-Visible (Genesys 10S UV-VIS v4.002 2l9N175013), serta alat-alat gelas yang umum digunakan di Laboratorium Kimia Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam Universitas Riau.
Bahan-bahan yang digunakan dalam penelitian ini adalah 2-hidroksi-1-asetil naftalen (Merck), 2-metoksibenzaldehid (SigmaAldrich), natrium hidroksida (Merck), fenilhidrazin (Merck), kalium hidroksida (Merck), asam klorida (SmartLab), etanol absolut (Merck), metanol absolut (Merck), kertas saring, etil asetat, metanol, n-heksana, akua DM diklorometana, kloroform, indikator universal dan pelat Kromatografi Lapis Tipis (KLT) GF254 (Merck).
b. Sintesis senyawa 3-(2-metoksi fenil)-1-(2hidroksinaftalen-1-il)-2 propen-1-on
Senyawa 2-hidroksi-1-asetilnaftalen (2mmol) ditimbang dan dimasukkan kedalam erlenmeyer 100 mL, kemudian ditambahkan pelarut etanol absolut (6 mL) sambil diaduk hingga larut.
Setelah itu ditambahkan 2-metoksi benzaldehid (2 mmol) dan larutan NaOH 3N (4 mL) sebagai katalis lalu diaduk hingga homogen. Campuran kemudian diiradiasi gelombang mikro dengan daya 180 W selama 16 menit (sampai selesai bereaksi). Kontrol reaksi dilakukan setiap 2 menit menggunakan KLT. Campuran reaksi yang diperoleh kemudian dinetralkan dengan akua DM dan asam klorida 3N dan didiamkan selama 24 jam didalam lemari pendingin untuk memaksimalkan terbentuknya endapan.
Endapan yang terbentuk disaring menggunakan corong buchner kemudian dicuci dengan akua DM dingin dan n- heksana dingin lalu dikeringkan pada suhu ruang. Padatan kalkon yang tidak murni direkristalisasi dengan pelarut yang sesuai. Selanjutnya, padatan yang diperoleh diuji kemurniannya melalui uji KLT dan pengukuran titik leleh.
c. Sintesis senyawa pirazolin PRZ-2- OCH3
Senyawa kalkon 3-(2-metoksifenil)- 1-(2-hidroksinaftalen-1-il)-2-propen-1- on (1 mmol) dimasukkan kedalam tabung monowave, kemudian ditambahkan pelarut etanol absolut (6 mL). Setelah itu ditambahkan fenilhidrazin (2 mmol) dan katalis KOH 3N dalam metanol sebanyak (3 mL) kemudian dimonowave selama 3 jam pada suhu 80oC. Reaksi dikontrol setiap 1 jam menggunakan KLT. Produk pirazolin yang terbentuk ditandai dengan adanya pendar biru pada KLT dibawah sinar UV pada panjang gelombang 254 nm dan pendar hijau pada panjang gelombang 366 nm. Campuran reaksi
4 yang diperoleh kemudian dinetralkan
dengan asam klorida 3N dan didiamkan selama 48 jam di dalam lemari pendingin untuk memaksimalkan terbentuknya endapan. Padatan yang diperoleh disaring menggunakan corong buchner dan dicuci dengan n-heksana dingin lalu dikeringkan pada suhu ruang. Padatan pirazolin yang tidak murni direkristalisasi dengan pelarut yang sesuai. Selanjutnya senyawa
yang diperoleh diuji kemurniannya dengan KLT dan pengukuran titik leleh.
d. Karakterisasi senyawa
Senyawa murni yang diperoleh kemudian dikarakterisasi menggunakan spektroskopi UV-Vis dan FTIR yang dilakukan di Jurusan Kimia FMIPA Universitas Riau.
Gambar 1. Skema sintesis senyawa kalkon dan pirazolin HASIL DAN PEMBAHASAN
Sintesis senyawa pirazolin 5-(2- metoksifenil)-3-(2-hiroksinaftalen-1-il)- 1-fenil-4,5 dihidro-1H-pirazol melalui dua tahapan reaksi. Reaksi diawali dengan mensintesis senyawa kalkon menggunakan metode iradiasi gelombang mikro (microwave) dengan daya 180 W.
Microwave dapat mempercepat reaksi pembentukan kalkon karena adanya iradiasi gelombang mikro yang dapat meningkatkan temperatur reaksi. Adapun penggunaan daya 180 W bertujuan agar energi yang dipancarkan tidak terlalu besar sehingga reaksi dehidrasi terjadi secara cepat (Zamri et al., 2016).
Senyawa kalkon terbentuk melalui reaksi kondensasi aldol atau reaksi
Claisen-Schmidt dengan mereaksikan 2- hidroksi asetilnaftalen dan 2-metoksi benzaldehid menggunakan katalis natrium hidroksida 3N dalam pelarut etanol absolut. Kontrol reaksi pada sintesis senyawa kalkon dilakukan menggunakan KLT setiap 2 menit sekali.
Uji kemurnian dilakukan menggunakan uji KLT dengan sistem 3 eluen berbeda dan uji titik leleh. Hasil uji KLT diperoleh satu noda dengan nilai Rf berbeda yang membuktikan bahwa senyawa telah murni. uji titik leleh diperoleh titik leleh sebesar 103-104oC dengan selisih mulai dari meleleh hingga meleleh seluruhnya tidak lebih dari 2oC yang membuktikan bahwa senyawa telah murni. Produk murni yang diperoleh yang memiliki
5 rendemen yang memuaskan yaitu sebesar
90,8%.
Penentuan struktur senyawa kalkon dilakukan dengan analisis spektroskopi FTIR. Serapan pada bilangan gelombang 3116 cm-1 menunjukkan vibrasi ikatan O-H, 3066 cm-1 menujukkan vibrasi ikatan C-H aromatik, 2894 cm-1 menunjukkan vibrasi ikatan C-H alifatik, 1669 cm-1 menunjukkan vibrasi ikatan C=O, 1491 cm-1 menunjukkan vibrasi ikatan C=C alkena dan 1255 cm-1 menunjukkan vibrasi ikatan C-O.
Sintesis senyawa pirazolin PRZ- 2OCH3 menggunakan metode monowave dengan tabung tertutup yang dilengkapi stirrer. Sintesis terbentuk melalui reaksi siklokondensasi dengan mereaksikan α, β keton tak jenuh (kalkon) dengan fenilhidrazin menggunakan katalis KOH 3N dalam metanol. Kontrol reaksi pada sintesis senyawa pirazolin dilakukan menggunakan KLT setiap 1 jam sekali.
Reaksi pembentukan produk berlangsung selama 2 jam yang ditandai dengan hasil noda KLT yang tidak sejajar dengan noda starting material. Selain itu, untuk mengetahui pembentukan produk juga ditandai dengan warna noda yang dihasilkan saat kontrol reaksiakan terlihat warna yang spesifik pada lampu UV 254 nm (pendar biru) dan 365 nm (pendar hijau).
Padatan murni yang diperoleh dilakukan uji kemurnian dengan menggunakan uji KLT dengan sistem 3 eluen berbeda, uji titik leleh dan HPLC.
Hasil uji KLT diperoleh satu noda dengan nilai Rf berbeda yang membuktikan bahwa senyawa telah murni. Hasil uji titik leleh diperoleh titik leleh sebesar 112-114oC dengan selisih mulai dari
meleleh hingga meleleh seluruhnya tidak lebih dari 2oC yang membuktikan bahwa senyawa telah murni. Kemurnian senyawa dipertegas pada kromatogram HPLC dengan adanya satu puncak dominan pada panjang gelombang 254 nm dan 365 nm dengan masing-masing waktu retensi adalah 15,640 dan 15,643 menit. Senyawa murni yang diperoleh memiliki rendemen yang memuaskan yaitu sebesar 72%.
Penentuan struktur senyawa pirazolin dilakukan dengan analisis spektroskopi UV-Vis dan FTIR.
Spektrum UV menunjukkan puncak serapan maksimum pada panjang gelombang 291 nm. Nilai panjang gelombang maksimum diperoleh lebih besar dari 200 nm yang menujukkan adanya ikatan rangkap terkonjugasi. Pada panjang gelombang 291 nm adanya transisi elektron π→ π* pada sistem terkonjugasi cincin fenil tersubstitusi orto metoksi.
Analisis spektroskopi FTIR menunjukkan jenis ikatan yang mengindikasikan senyawa pirazolin RRZ-2-OCH3 telah terbentuk. Serapan bilangan gelombang 3180 cm-1 adanya vibrasi ikatan O-H, 3062 cm-1 adanya vibrasi ulur ikatan C-H aromatik, 2836 cm-1 menunjukkan vibrasi ulur ikatan C- H alifatik, 1501 cm-1 menunjukkan vibrasi ikatan C=N, 1361 cm-1 adanya vibrasi ulur ikatan C-N dan 1240 cm-1 menunjukkan vibrasi ikatan C-O dari subtituen metoksi. Terdapat vibrasi ikatan C=N (1501 cm-1), C-N (1361 cm-1) dan hilangnya vibrasi ikatan C=O (1616 cm-1) dari kalkon yang mengindikasikan senyawa target telah terbentuk.
6 KESIMPULAN
Sintesis senyawa kalkon telah berhasil disintesis dengan rendemen 90,8% dan senyawa pirazolin PRZ- 2OCH3 juga telah berhasil disintesis dengan rendemen 72%. Identifikasi struktur berhasil dikonfirmasi melalui spektroskopi UV-Vis dan FTIR. Hasil analisis telah sesuai dengan senyawa target yang diinginkan
DAFTAR PUSTAKA
Ahmad, A., Husain, A., Khan, S. A., Mujeeb, M., dan Bhandari, A. 2016.
Synthesis, antimicrobial and antitubercular activities of some novel pyrazoline derivatives Antimicrobial and antitubercular activities of novel pyrazoline derivatives. Journal of Saudi Chemical Society, 20(5), 577–584.
Ikhtiarudin, I., Agistiaa, N., Frimayantia, N., dan Harlianti, T., Applied Chemistry Microwave-assisted synthesis of i-(4-hydroxyphenyl)-3- (4-methoxyphenyl) prop-2-en-i-one and its activities as an antioxidant, sunscreen, and antibacterial. Jurnal Kimia Sains Dan Aplikasi, 23(2), 51–60.
Jadhav, S. B., Shastri, R. A., Gaikwad, K.
V., dan Gaikwad, S. V. 2009.
Synthesis and antimicrobial studies of some novel pyrazoline and isoxazoline derivatives. E-Journal of Chemistry, 6(1).
Kumara, K., Prabhudeva, M. G., Vagish, C. B., Vivek, H. K., Lokanatha Rai, K. M., Lokanath, N. K., dan Ajay Kumar, K. 2021. Design, synthesis, characterization, and antioxidant activity studies of novel thienyl- pyrazoles. Heliyon. 7 (7).
Nurlaili, Jasril, Teruna, H. Y. 2018. Uji aktivitas antioksidan senyawa pirazolin 3-(2- metoksi-fenil)-5- naftalen-1-il-4,5-dihidro-1h-pirazol.
Photon: Jurnal Sains Dan Kesehatan. 8 (2): 53–58.
Rahman, A., & Siddiqui, A. A. 2010.
Review article pyrazoline derivatives : a worthy insight into the recent advances and potential pharmacological activities.
International Journal of Pharmaceutical Sciences and Drug Research. 2(3): 165-175.
Rana, M., Arif, R., Khan, F. I., Maurya, V., Singh, R., Faizan, M. I., Yasmeen, S., Dar, S. H., Alam, R., Sahu, A., Ahmad, T., dan Rahisuddin. 2021. Pyrazoline analogs as potential anticancer agents and their apoptosis, molecular docking, MD simulation, DNA binding and antioxidant studies. Bioorganic Chemistry.
Sakthinathan, S. P., Vanangamudi, G., dan Thirunarayanan, G. 2012.
Synthesis, spectral studies and antimicrobial activities of some 2- naphthyl pyrazoline derivatives.
Spectrochimica Acta - Part A:
Molecular and Biomolecular Spectroscopy. 95: 693–700.
Sethi, R., Ahuja, M., dan Jatolia, S. N.
2015. Pharmacological activities of pyrazoline derivatives. International Journal of Pharmaceutical Sciences Review and Research, 34(1), 228–
233.
Zamri, A., Teruna, H. Y., dan Ikhtiarudin, I. 2016. the Influences of Power Variations on Selectivity of Synthesis Reaction of 2’- Hydroxychalcone Analogue Under Microwave Irradiation. Molekul, 11(2), 299.
