1 SINTESIS HIDRAZON (E)-2-((E)-3-(4-METOKSIFENIL)-1-(NAFTALEN-
1-IL)ALLILIDEN)-N-FENILHIDRAZINKARBOTIOAMIDA
Vivi Meina1*, Jasril2
1Mahasiswa Program S1 Kimia
2Dosen Bidang Kimia Organik Jurusan Kimia
Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam, Universitas Riau Kampus Binawidya, Pekanbaru, 28293, Indonesia
* vivi.meina4583@student.unri.ac.id
ABSTRACT
Hydrazone is an imine derivative compound that has an azomethin group (-NHN=CH) has various bioactivity such as anticancer agent. The hydrazone compound (E)-2-((E)- 3-(4-methoxyphenyl)-1-(naphthalene-1-yl)alliliden)-N-phenylhydrazinecarbotioamide has been successfully synthesized in a two step reaction. The reaction begins with the formation of chalcone (E)-3-(4-methoxyphenyl)-1-(naphtalene-1-yl)-prop-2-en-1-one by reacting 1-acetylnaphthalene and 4-methoxybenzaldehyde using the microwave method with a power of 180 watt. Then the chalcone is reacted with 4- phenylthiosemicarbazide to produce the target compound using a hydrochloric acid catalyst. The target compound synthesis method used is reflux at a temperature of 70- 80°C. The purity of the compound was determined using the TLC test, melting point, and HPLC analysis. The structure of the synthesized compound was confirmed by UV, FTIR, NMR, and HRMS spectroscopic studies. The result obtained from the synthesis of HDZ-1NFT-4FTS was 23.42%.
Keywords: pyrazoline, synthesis, toxicity
ABSTRAK
Hidrazon merupakan senyawa turunan imin yang memiliki gugus azometin(-NHN=CH) yang bioaktivitasnya beragam salah satunya sebagai agen antikanker. senyawa hidrazon (E)-2-((E)-3-(4-metoksifenil)-1-(naftalen-1-il)alliliden)-N-fenilhidrazinkarbotioamida telah berhasil disintesis dengan dua tahap reaksi. Reaksi diawali pembentukan kalkon (E)-3-(4-metoksifenil)-1-(naftalen-1-il)-prop-2-en-1-on dengan mereaksikan 1- asetilnaftalen dan 4-metoksibenzaldehid menggunakan metode microwave dengan daya 180 watt. Kalkon selanjutnya direaksikan dengan 4-feniltiosemikarbazida untuk menghasilkan senyawa target menggunakan katalis asam klorida. Metode sintesis senyawa target yang digunakan yaitu refluks pada suhu 70-80oC. Kemurnian senyawa ditentukan dengan menggunakan uji KLT, titik leleh, dan analisis HPLC. Struktur
2 senyawa hasil sintesis dikonfirmasi melalui studi spektroskopi UV, FTIR, NMR, dan HRMS. Rendemen yang didapatkan dari hasil sintesis senyawa HDZ-2-NFT-4-FTS sebesar 23,42%.
Kata kunci: pirazolin, sintesis, toksisitas
PENDAHULUAN
Perkembangan sintesis senyawa organik terus dilakukan untuk menghasilkan suatu senyawa baru terutama senyawa dengan aktivitas biologis tertentu yang bermanfaat dalam bidang kesehatan. Penemuan dan pengembangan obat baru dapat dilakukan dengan modifikasi molekul untuk meningkatkan potensi obat (Siswandono & Soekardjo, 2000).
Kanker merupakan penyakit yang disebakan karena adanya pembelahan sel abnormal yang tidak terkendali, cepat dan menyerang dekat dengan jaringan (Hussain & Akbar, 2017). Terdapat beberapa faktor penyebab penyakit kanker, yaitu faktor eksternal yang dapat menyebabkan kanker seperti radiasi, radikal bebas, sinar ultra violet, virus, infeksi, rokok dan bahan kimia dari makanan. Sementara faktor internal yang menyebabkan kanker yaitu faktor genetik atau bawaan, faktor hormonal, faktor kejiwaan dan kekebalan tubuh (Utari et al., 2013). Untuk mengatasi ini, agen antikanker terapeutik baru diperlukan dengan kemanjuran maksimum dan toksisitas yang lebih rendah (Henley et al., 2020).
Senyawa imin dan turunannya merupakan senyawa yang keberadaanya penting dalam bidang farmasi karena senyawa imin mengandung unsur
nitrogen yang penting dalam kehidupan dan metabolisme semua sel hidup, sehingga senyawa imin memiliki aktivitas biologis yang cukup bervariasi (Dai et al., 1999). Senyawa turunan imin yaitu hidrazon. Hidrazon adalah termasuk kelas senyawa organik dengan struktur R1R2C=NNH2. Senyawa hidrazon memiliki gugus azometin (- NHN=CH-) yang merupakan hasil dari reaksi kondensasi antara senyawa aldehid atau keton dengan senyawa hidrazin (Moldoveanu, 2019). Ikatan rangkap C=N pada hidrazon berperan penting atas aktivitas biologisnya untuk desain dan pengembangan obat-obatan (Nusantoro & Fadlan, 2020).
Beberapa metode sintesis telah digunakan untuk mensintesis hidrazon seperti refluks, pengadukan dan iradiasi gelombang mikro (Venkata et al, 2010), tetapi umumnya sintesis hidrazon dilakukan menggunakan metode konvensional yaitu refluks (Bekdemir &
kursat, 2014). Sintesis hidrazon umumnya menggunakan pelarut yang sesuai seperti butanol, tetrahidrofuran, metanol, asam asetat glasial, etanol, etanol-asam asetat glasial (Kamboj, 2014).
Berdasarkan uraian di atas, penulis tertarik untuk melakukan penelitian sintesis turunan senyawa hidrazon yang tersubtitusi gugus naftalen, metoksi dan
3 4-feniltiosemikarbazid dengan metode
refluks.
METODE PENELITIAN a. Alat dan Bahan
Alat-alat yang digunakan dalam penelitian ini adalah neraca analitik (NEWTECH), satu set alat destilasi, satu set alat microwave (samsung ME1109F), satu set alat refluks, pompa vakum (GAST), oven, corong buchner, bejana KLT, chamber, pipet mikro, hotplate, alat penentu titik leleh Fisher John (SMP 11-Stuart®), lampu UV (Camag®
254 dan 366 nm), spektrofotometer UV- Visible (Genesys 10S UV-VIS v4.0022L9N175013), HPLC (UFLC Prominance-Shimadzu LC Solution, Detektor UV SPD 20AD), spektrofotometer FTIR (FTIR Shimadzu, IR Prestige-21), spektrofotometer NMR (Agilent 500 MHz dengan system konsol DD2), spektrometer Massa (Water LCT premier XE mode positif), serta alat gelas yang umum digunakan di laboratorium Kimia FMIPA Universitas Riau.
Bahan-bahan yang digunakan dalam penelitian ini adalah 1- asetilnaftalen (Sigma Aldrich), 4- metoksibenzaldehid (Merck), kalium hidroksida (Merck), asam klorida (SmartLab), etanol absolut (Merck), 4- feniltiosemikarbazid (Sigma Aldrich), pelat Kromatografi Lapis Tipis (KLT) GF254 (Merck), aluminium foil, n- heksana, methanol, etil asetat , diklorometana dan akua DM.
b. Sintesis senyawa kalkon (E)-3-(4- metoksifenil)-1-(naftalen-1-il)- prop-2-en-1-on
Senyawa 1-asetilnaftalen 1,21 g (7 mmol) dan 4-metoksibenzaldehid 0,62 g (5 mmol) dilarutkan dalam etanol absolut (14 mL) dan ditambahkan KOH 3N (12 mL) kedalam erlenmeyer.
Campuran kemudian diiradiasi gelombang mikro dengan daya 180 W selama 4 menit (sampai selesai bereaksi). Kontrol reaksi setiap 1 menit menggunakan Kromatografi Lapis Tipis (KLT). Campuran reaksi yang diperoleh kemudian didiamkan selama 24 jam didalam lemari pendingin. Hasil reaksi kemudian didekantasi. Senyawa kalkon yang belum murni kemudian dimurnikan menggunakan kromatografi kolom.
Selanjutnya, senyawa diperoleh dilakukan uji kemurnian dengan Kromatografi Lapis Tipis (KLT) dan analisis HPLC.
c. Sintesis senyawa hidrazon HDZ-1- NFT-4-FTS
Kalkon (E)-3-(4-metoksifenil)-1- (naftalen-1-il)prop-2-en-1-on 0,288 g (1 mmol) dan 4-feniltiosemikarbarid 0,5 g (3 mmol) dilarutkan dengan etanol absolut (7 mL) dan ditambahkan HCl pekat (5 tetes) sebagai katalis. Campuran kemudian direaksikan menggunakan refluks selama 4 jam. Kontrol reaksi setiap 1 jam dengan menggunakan Kromatografi Lapis Tipis (KLT). Hasil reaksi yang diperoleh kemudian didiamkan selama 24 jam didalam lemari pendingin untuk memaksimalkan terbentuknya endapan. Endapan yang
4 terbentuk disaring menggunakan corong
buchner dan dicuci dengan akua DM, n- heksana dingin dan metanol. Lalu dikeringkan pada suhu ruang. Senyawa hidrazon yang diperoleh dilakukan uji kemurnian dengan Kromatografi Lapis Tipis (KLT), pengukuran titik leleh dan analisis HPLC.
d. Karakterisasi senyawa
Senyawa murni yang diperoleh kemudian dikarakterisasi menggunakan spektroskopi UV dan FTIR yang dilakukan di Jurusan Kimia FMIPA Universitas Riau.
Gambar 1. Skema sintesis senyawa hidrazon (E)-2-((E)-3-(4-metoksifenil)-1-(naftalen- 1-il)alliliden)-N-fenilhidrazinkarbotioamida
HASIL DAN PEMBAHASAN
a. Sintesis senyawa kalkon (E)-3-(4- metoksifenil)-1-(naftalen-1-il)-prop- 2-en-1-on
Sintesis senyawa kalkon (E)-3-(4- metoksifenil)-1-(naftalen-1-il)-prop-2- en-1-on diperoleh melalui reaksi kondensasi aldol atau yang dikenal reaksi kondensasi Claisen-Schmidt dengan mereaksikan 1-asetilnaftalen dan 4-metoksibenzaldehid menggunakan katalis basa kalium hidroksida. Pelarut yang digunakan untuk mereaksikan kedua senyawa yaitu etanol dan diiridasi dengan menggunakan gelombang mikro dengan daya 180 watt pada microwave.
Analisis kemurnian kalkon dilakukan dengan uji kemurnian menggunakan KLT dengan 3 eluen yang berbeda didapat nilai Rf 0,2 dengan eluen n-heksana : diklorometana = 6 : 4, nilai Rf 0,5 dengan eluen n-heksana : kloroform = 4 : 6, nilai Rf 0,8 dengan eluen n-heksana: etil asetat = 8 : 2.
Senyawa murni yang didapatkan berupa karamel kuning dengan rendemen 29,70
%. Kemudian kemurnian senyawa yang disintesis ditentukan dengan analisis HPLC. Hasil HPLC yang berupa kromatogram menunjukkan adanya satu puncak dominan pada panjang gelombang 254 dan 365 nm dengan waktu retensi 10,817 dan 10,825 menit
5 sehingga dapat disimpulkan kalkon yang
disintesis telah murni.
Analisis spektroskopi FTIR senyawa kalkon hasil sintesis menunjukkan beberapa puncak pada bilangan gelombang yang sesuai dan vibrasi ikatan yang khas untuk gugus fungsi pada senyawa kalkon target.
Spektrum IR kalkon memperlihatkan adanya serapan bilangan gelombang 1261 cm-1 yang menunjukan adanya ikatan C-O eter, pada bilangan gelombang 1564 cm-1 yang menunjukan adanya ikatan C=C aromatik, pada bilangan gelombang 1573 cm-1 yang menunjukan adanya ikatan C=C alkena, pada bilangan gelombang 1684 cm-1 yang menunjukan adanya ikatan C=O, dan pada bilangan gelombang 2976 cm-1 yang menunjukan adanya ikatan C-H aromatik.
b. Sintesis senyawa hidrazon HDZ-1- NFT-4-FTS
sintesis hidrazon diperoleh melalui reaksi kondensasi yang diikuti dengan dehidrasi (pelepasan molekul H2O).
Senyawa kalkon akan mengalami protonasi oleh HCl kemudian atom N pada senyawa hidrazin yang bertindak sebagai nukleofil menyerang karbonil pada senyawa intermediet kalkon.
Sintesis hidrazon dilakukan menggunakan metode refluks. Refluks merupakan metode konvensional yang biasanya digunakan untuk mensintesis suatu senyawa dengan bantuan pemanasan dan pengadukan sehingga reaksi berjalan lebih cepat. Pemanasan dan pengadukan ini menyebabkan partikel yang ada akan saling
bertumbukan dalam labu refluks sehingga reaksi semakin cepat selesai.
Sintesis senyawa hidrazon dikontrol menggunakan kromatografi lapis tipis (KLT). Kontrol reaksi dilakukan setiap 1 jam sekali untuk menentukan kapan sintesis selesai bereaksi. Sintesis pembentukan hidrazon berlangsung selama 4 jam yang ditandai dengan hasil KLT yang dapat dilihat bahwa Rf starting tidak sama dengan Rf
produk. Setelah reaksi selesai, senyawa hidrazon ditambahkan akua DM dingin dan dimasukkan ke dalam lemari pendingin untuk memaksimalkan pembentukan padatan.
Hidrazon yang diperoleh berupa kristal berwarna orange dengan berat 0,1024 gram dan rendemen sebesar 23,42%. Uji kemurnian menggunakan KLT dengan 3 eluen yang berbeda didapat nilai Rf 0,35 dengan eluen n- heksana : diklorometana = 4 : 6, nilai Rf
0,5 dengan eluen n-heksana : etil asetat = 8,5 : 1,5, nilai Rf 0,75 dengan eluen n- heksana : kloroform = 3 : 7. Selanjutnya pengujian titik leleh menggunakan alat Fisher John diperoleh rentang 186- 187oC dengan range titik leleh ≤2oC yang menandakan senyawa tersebut murni. Kemudian kemurnian senyawa yang disintesis ditentukan dengan analisis HPLC. Hasil HPLC yang berupa kromatogram menunjukkan adanya satu puncak dominan pada panjang gelombang 254 dan 365 nm dengan waktu retensi 12,331 dan 12,334 menit sehingga dapat disimpulkan hidrazon yang disintesis telah murni.
Hasil analisis spektroskopi UV senyawa hidrazon menunjukkan adanya
6 serapan maksimum pada panjang
gelombang (λ) 273 nm dan 343 nm.
Serapan maksimum pada λ 273 nm menunjukkan adanya transisi elektron dari orbital ikatan π→ π* pada sistem terkonjugasi cincin fenil yang tersubsitusi metoksi dan fenil pada tiosemikarbazid, sedangkan serapan pada panjang gelombang 343 nm menunjukkan transisi elektronik π→ π*
pada cincin naftalenil. Panjang gelombang serapan maksimum cincin naftalenil lebih besar dibandingkan dengan cincin fenil tersubtitusi metoksi disebabkan oleh sistem terkonjugasi cincin naftalenil yang lebih panjang dan membesarnya stabilitas resonansi dari keadaan tereksitasi.
Analisis spektrum FTIR senyawa hidrazon HDZ-1-NFT-4-FTS hasil sintesis menunjukkan serapan yang sesuai dengan gugus fungsi pada senyawa pirazolin target. Vibrasi ikatan N-H jelas terlihat pada bilangan gelombang 3343 cm-1. Puncak pada bilangan gelombang 3003 cm-1 mengindikasikan adanya vibrasi ikatan dari gugus C-H aromatik. Bilangan gelombang 2835 cm-1 menunjukkan adanya vibrasi ikatan dari C-H alifatik.
Selanjutnya, pada bilangan gelombang 1605 cm-1 merupakan vibrasi khas ikatan C=N, sedangkan munculnya puncak pada bilangan gelombang 1445 cm-1, 1307 cm-1, 1248 cm-1, 1172 cm-1 masing-masing mengindikasikan vibrasi ikatan C=C aromatik, C-N, C=S dan C- O eter. Hasil analisis FTIR senyawa hidrazon hasil sintesis menunjukkan serapan yang sesuai dengan gugus fungsi dan ikatan pada senyawa target
KESIMPULAN
Senyawa hidrazon (E)-2-((E)-3- (4-metoksifenil)-1-(naftalen-1-
il)alliliden)-N-
fenilhidrazinkarbotioamida telah berhasil disintesis mengunakan metode refluks dengan rendemen sebesar 23,42%. Hasil karakterisasi spektroskopi UV-Vis dan FTIR menunjukkan bahwa struktur senyawa hidrazon yang disintesis telah sesuai dengan senyawa yang diharapkan.
DAFTAR PUSTAKA
Berdekmir, Y & Kursat, E. 2014.
Microwave assisted solvent- free synthesis of some imine derivatives. Organic Chemistry International.
2014: 1-6.
Dai, L et al. 1999. Stereoselective reactions with imines. Pure and Applied Chemistry.
71:1033-1040.
Henley, S. J., Thomas, D. R., Lewis, E., Ward, M., Islami, F., Wu, M., Weir, H., Scott, S., Sherman, R.
L., Ma, J., & Kohler, B. A.
2020. Annual report to the nation on the status of cancer, part II: progress toward healthy People 2020 objectives for 4 common cancers. American Cancer Society. 126.
Hussain, I., & Akbar, A. 2017.
Exploring the pharmacological activities of hydrazone derivatives: a review. Journal of Phytochemistry and Biochemistry. 1: 1–5.
Kamboj, S. 2014. Therapeutic review exploring antimicrobial potential of hydrazones as promising Lead. Der Pharma Chemica. 3 (9) : 250–268.
Moldoveanu, S.C. 2019. Pyrolysis of other nitrogen-containing
7 compounds. 2: 349-390.
doi:10.1016/B978-0-444- 64000-0.00009-3.
Siswandono & Soekardjo. 2000. Kimia Medisinal edisi 2. Surabaya:
Airlangga University Press.
Utari, K. Nursafitri, E., Sari, I., Sari, R., Winda, A.K., Harti, A. 2013.
Kegunaan daun sirsak (Annona muricata L) untuk membunuh sel kanker dan pengganti kemoterapi.
KesMaDaSka. 2(3): 1–6.
Venkata, L.R., Alishetty, S., Syed, S.B., Lakshmi, N.M., & Khagga, M.
2010. Design and synthesis of 1-aroyl-2-ylidene hydrazines under conventional and microwave irradiation conditions and their cytotoxic activities. Journal of the Brazilian Chemical Society.
21(1).
