SINTESIS SENYAWA BARU ANTARA P-AMINOFENOL DENGAN
VANILIN (4-HIDROKSI-3-METOKSIBENZALDEHID) MELALUI REAKSI
ADISI-ELIMINASI
M. Kuswandi1*, Rifka Pratiwi2, dan Broto Santoso2
1Fakultas Farmasi, Universitas Gadjah Mada, Sekip Utara Yogyakarta 2Fakultas Farmasi, Universitas Muhammadiyah Surakarta, Jawa Tengah Indonesia
*E-mail: kuswanditirtodiharjo@yahoo.com
ABSTRAK
Kecepatan reaksi dipengaruhi oleh beberapa aspek salah satunya adalah waktu reaksi. Senyawa 4-[(Z)-N-(4-hidroksifenil)karboksimidoil]-2-metoksifenol merupakan turunan p-aminofenol (PAF) yang diharapkan dapat menjadi alternatif obat analgetik karena hasil docking terdahulu didapati aktifitas turunan paf ini lebih baik dari parasetamol. Penelitian ini diharapkan dapat memperoleh senyawa target dengan rendemen tinggi pada waktu reaksi yang optimal.Turunan paf ini diperoleh melalui sintesis dengan variasi waktu pemanasan 5, 30, 60, 90, 120 menit melalui tahapan mereaksikan vanilin dalam benzen dengan paf dalam benzen:etanol (1:1) pada pH 2, dipanaskan, didinginkan, disaring, dikeringkan dan dilanjutkan analisis KLT, uji jarak lebur, serta pengukuran FTIR. Produk yang diperoleh A (t=5’), B (t=30’), C (t=60’), D (t=90’) serta E (t=120’) dengan nilai rendemen, Rf dan jarak lebur berturut-turut adalah [71,43%, 0,41, 216,0–217,1˚C]; [41,73%, 0,42, 218,3–219,8˚C] ; [56,77%, 0,41, 213,3-216,0˚C]; [68,86%, 0,41, 215,3–216,4˚C]; [60,23%, 0,40, 226,6–216,4˚C]. Jarak lebur semua produk berbeda dari senyawa awalnya yaitu vanilin (81–83˚C) dan p-aminofenol (187-189˚C). Profil spektra FTIR menunjukkan puncak gugus imina (-C=N-) pada 1651,07cm-1. Sintesis berhasil memperoleh 4-[(Z)-N-(4-hidroksifenil) karboksimidoil]-2-metoksifenol dengan rendemen tertinggi 71,43% pada waktu reaksi 5 menit. Produk yang diperoleh disarankan dapat dilakukan elusidasi struktur dengan spektroskopi NMR.
Kata kunci: imina, sintesis, 4-[(Z)-N-4(hidroksifenil)karboksimidoil]-2-metoksifenol.
PENDAHULUAN
Adanya efek samping obat yang berbahaya dan tidak bisa dikurangi atau dikendalikan (Aminoshariae and Khan, 2015) menjadi salah satu alasan untuk mensintesis senyawa baru yang lebih poten. Langkah yang diupayakan melalui penemuan senyawa baru melalui kombinasi molekul, salah satunya dengan mereaksikan p-aminofenol dengan vanilin. Senyawa p-aminofenol merupakan senyawa awal pembentuk parasetamol yang memiliki potensi toksik apabila digunakan secara tunggal (Siswandono and Soekardjo, 1995). Kombinasinya dengan vanilin, yang memiliki potensi antioksidan dan antimikroba, diharapkan akan memberi peningkatan aktifitas serta menurunkan resiko efek sampingnya. Hasil docking terdahulu (Kuswandi, 2015) terhadap produk sintesis ini memperlihatkan bahwa aktifitasnya lebih baik daripada parasetamol. Rasa nyeri merupakan salah satu respon tubuh terhadap adanya infeksi (Murtaza et al., 2014) sehingga diharapkan produk sintesis yang dimaksud memiliki aktifitas analgetik antimikroba serta dapat meningkatkan kepatuhan pasien untuk minum
obat.
Kecepatan reaksi dalam sintesis salah satunya dipengaruhi oleh waktu reaksi. Sintesis yang sudah dilakukan untuk memperoleh senyawa imina diantaranya yaitu selama 5 menit (Westland and Tarafder, 1981), 45 menit (Nirmal et al., 2010) 90 menit (Ummathur et al., 2009) dan 120 menit (Panneerselvam et al., 2005). Waktu reaksi dapat divariasi untuk mengetahui rendemen tertinggi sudah terbentuk pada waktu ke berapa. Proses sintesis akan lebih efisien apabila waktu terpendek untuk memperoleh rendemen tertinggi diketahui.
Jalur sintesis yang dipilih melalui reaksi adisi eliminasi untuk memproleh imina karena gugus karbonil pada vanilin dapat menjadi target penyerangan amin dari p-aminofenol. Reaksi adisi eliminasi juga telah dilakukan oleh Anindita (2016) Ummathur et al. (2009), dan Jiao et al. (2011). Dalam reaksi adisi eliminasi, pH harus diperhatikan karena apabila terlalu asam maka proses adisi tidak berjalan optimal namun bila terlalu basa maka tahap eliminasi tidak akan terjadi (Fessenden and Fessenden, 1982).
METODE PENELITIAN
Penelitian ini bersifat eksperimental untuk menghasilkan senyawa 4-[(Z)-N-(4-hidroksifenil)karboksimidoil]-2-metoksi-fenol serta mengetahui waktu reaksi yang dapat memperoleh rendemen tertinggi.
Alat dan Bahan
Peralatan yang digunakan dalam rangkaian proses sintesis meliputi neraca analitik (OHAUS), vortex (Barnstead Thermolyne), magnetic stirrer (Thermo Scientific Cimarec), mikropipet (Scoorex), bejana kromatografi (pyrex), pinset, sinar uv 254 (viber laurmat), alat uji titik lebur (Electro Thermal IA 9100), corong Buchner, vakum penyaring (Pall), eksikator, FTIR (PRESTIGE-21 Shimadzu),
Bahan yang digunakan dalam penelitian ini adalah p-aminofenol (Sigma Aldrich), vanillin (Merck), benzene p.a (Merck), etanol p.a (Merck), kloroform p.a (Merck), metanol p.a (Merck), HCl 2N (Merck), silika gel 60 F254.
Prosedur Penelitian
Sintesis senyawa p-aminofenol dan vanillin pada variasi waktu
Sejumlah 0,0608 g (0,4 mmol) vanilin dilarutkan ke dalam benzen (0,600 mL), p-aminofenol 0,0436 g (0,4 mmol) dilarutkan ke dalam campuran pelarut benzen:etanol perbandingan (1:1) kemudian kedua larutan dicampur homogen dan ditambahkan HCl 2N sampai pH=2. Campuran homogen dipanaskan di atas waterbath selama 5, 30, 60, 90, dan 120 menit, diangkat dan dinginkan selama 30 menit di dalam es batu yang diberi garam. Endapan yang terbentuk di saring dengan bantuan corong Buchner. Endapan dipindahkan ke dalam cawan petri, dan disimpan pada eksikator selama satu hari sebelum senyawa hasil sintesis ditimbang berat kering dan dihitung persen rendemennya.
Uji KLT terhadap senyawa hasil sintesis p-aminofenol dengan vanilin
Fase gerak yang digunakan yaitu campuran metanol:kloroform (1:9 v/v), sedangkan fase diamnya berupa silika gel F254. Sejumlah produk sintesis, senyawa p-aminofenol, dan vanilin yang ditimbang seksama dilarutkan dalam etanol 96%, ditotolkan di atas plat KLT, dan dielusi. Bercak yang muncul di amati pada lampu UV 254 nm dan diukur Rf yang terlihat.
Uji jarak lebur senyawa hasil sintesis p-aminofenol dengan vanilin
Pengujian terhadap jarak lebur dilakukan dengan mengambil sejumlah produk hasil sintesis dengan pipa kapiler khusus setinggi 2-3 mm. Pipa kapiler berisi produk selanjutnya dimasukkan ke dalam alat uji jarak lebur. Perubahan yang terjadi diamati dan dicatat pada suhu berapa saja perubahan tersebut terjadi.
Uji FTIR senyawa hasil sintesis
Teknik preparasinya yaitu sedikit sampel padat (kira-kira 1-2 mg), kemudian ditambahkan serbuk KBr murni (kira-kira 200 mg) dan diaduk hingga homogen. Campuran ini kemudian ditempatkan dalam cetakan dan ditekan dengan 7-8 ton beban menggunakan alat tekanan mekanik. Tekanan ini dipertahankan beberapa menit, kemudian sampel (pelet KBr yang terbentuk) diambil dan ditempatkan dalam tempat sampel pada alat spektroskopi inframerah untuk dianalisis (Sari, 2011). HASIL DAN PEMBAHASAN
Hasil sintesis terhadap variasi waktu yang diperoleh menunjukkan beberapa sifat yang berbeda dari segi jumlah rendemen, warna, maupun jarak lebur seperti dalam Tabel 1. Warna produk sintesis secara umum adalah kuning namun memiliki intensitas yang berbeda (Gambar 1). Produk terlihat berwarna padahal senyawa mula pembentuknya tidak karena, pada senyawa hasil sintesis memiliki gugus kromofor dan auksokrom dengan ikatan rangkap terkonju gasi yang lebih panjang. Senyawa A (t=5’) memiliki rendemen paling tinggi dengan 71,43% serta jarak lebur 216,0–217,1˚C. Produk B (t=30’) diperoleh rendemen sebesar 41,73% dengan jarak lebur 218,3-219,8 ˚C serta produk D (t=90’) yang memiliki nilai rendemen 68,86% dan jarak lebur pada 215,3–216,4˚C. Senyawa C (t=60’) dan E (t=120’) yang mempunyai nilai rendemen secara berurutan 56,77% dan 60, 23% diduga belum murni. Hal tersebut dikarenakan jarak lebur untuk senyawa C (t=60’) 213,3-216,0˚C memiliki selisih 2,7˚C sedangkan untuk senyawa E (t=120’) jarak leburnya 226,6–216,4˚C. Secara keseluruhan, jarak lebur keli ma senyawa hasil sintesis sudah berbeda dari senyawa penuntunnya yaitu p-aminofenol (187-189˚C) dan vanilin (81-83˚C) sehingga dapat dikatakan bahwa sintesis yang dilakukan telah menghasilkan senyawa baru.
Gambar 1. Produk sintesis pada berbagai variasi waktu
Hasil KLT vanilin dan p-aminofenol sama-sama berpendar ungu sedangkan kelima senyawa produk berpendar kuning dengan in tensitas kuat seperti terlihat pada Gambar 2. Bercak dengan warna ungu untuk kelima senyawa hasil sintesis yang mendekati bercak senyawa awalnya namun lebih
memudar menunjukkan bahwa senyawa yang terbentuk diduga masih mengandung pengotor. Noda baru berwarna kuning yang tampak pada plat yang diduga senyawa hasil sintesis untuk senyawa A (t=5’), B (t=30’), C (t=60’), dan D (t=90’), serta E (t=120’) secara berurutan memberikan nilai Rf 0,41; 0,42; 0,41; 0,41; 0,40. Harga Rf yang diperoleh untuk senyawa pembanding vanilin yaitu 0,72 sedangkan p-aminofenol yang berwarna ungu berada pada Rf 0,31.
Gambar 2. Hasil kromatogram produk sintesis, p-aminofenol (P) dan vanilin (V). Produk E (t=5’); D (t=30’); C (t=60’); D (t=90’) dan E (t=120’).
Tabel 1. Pemeriksaan organoleptis, rendemen, dan jarak lebur produk sintesis Senyawa Warna Rendemen (%) Jarak lebur (˚C)
A (t=5’) Kuning kehijauan 71,43 216,0–217,1 B (t=30’) Kuning ++ 41,73 218,3–219,8
C (t=60’) Kuning 56,77 213,3–216,0
D (t=90’) Kuning + 68,86 215,3–216,4 E (t=120’) Kuning jingga 60,23 226,6–229,4
Pengujian senyawa menggunakan spektroskopi FTIR dimaksudkan salah satunya untuk membuktikan kebenaran struktur kimia senyawa hasil sintesis denan mengonfirmasi gugus-gugus fungsional yang terkandung di dalamnya. Spektra p-aminofenol dengan gugus fungsional amina primer (-NH2-) yang muncul pada bilangan gelombang () 3278,99 dan 3178,69 cm-1 sudah tidak tampak pada spektra untuk kelima senyawa produk sintesis (lihat gambar 2). Vibrasi C=O (aldehid) untuk vanilin yang muncul pada 1672 cm-1 dan ikatan C-H untuk senyawa aldehid pada 2864, 2848 dan 2742 cm-1 juga sudah tidak tampak pada kelima senyawa (Gambar 3). Frekuensi vibrasi senyawa produk yang menunjukkan telah terbentuknya senyawa imina (-N=H-) berada pada nilai yang sama yaitu 1651,07 cm-1 kecuali B (t=30’) yang tampak pada 1658,78 cm-1. Kelima senyawa yang terbentuk merupakan senyawa imina karena muncul puncak pada rentang 1690-1640 cm-1 (Pavia et al., 2009) Senyawa A (t=5’), B (t=30’), C (t=60’), D (t=90’) dan E (t=120’) menunjukkan penyerapan pada daerah panjang gelombang untuk vibrasi C-H aromatik dan C=C aromatik yang mengalami penurunan frekuensi panjang gelombang karena adanya ikatan rangkap yang terkonjugasi. Informasi tersebut menunjukkan bahwa terdapat gugus benzen pada struktur yang dihasilkan. Gugus -C=C-
tampak pada 3078,39 cm-1 [A (t=5’), D (t=120’), E (t=120’)], 3147,83 cm-1 [B (t=30’), C (t=60’)], dan 833,25 cm-1 (terlihat pada semua produk). Kelima senyawa menunjukkan adanya substitusi pada posisi para terhadap vibrasi C-H (Gandjar and Rohman, 2012) yang ditunjukkan munculnya puncak pada 833,25 cm-1.
Gambar 3. Spektra FT IR senyawa hasil sintesis, A (t=5’), B (t=30’), C (t=60’), D (t=90’) dan E (t=120’).
Vibrasi ikatan C-O untuk penunjuk adanya suatu alkohol dan atau eter (v1300-1000cm-1), serta O-H pada alkohol yang terikat (v3400-3200cm-1) tampak pada kelima spektra senyawa. Puncak penyerapan gugus C-O muncul pada v1180,44cm-1[A(t=5’), C(t=60’), D(t=90’), E(t=120’)], v1134,14 cm-1 [A(t=5’), C(t=60’), D(t=90’), E(t=120’)], v1033,85cm-1 [A(t=5’) dan D(t=90’)] dan v1026,13cm -1 [B(t=30’), C(t=60’), dan E(t=120’)] sedangkan O-H muncul pada v3078,39cm-1 [A(t=5’) dan D(t=90’)] , v3394,72cm-1 [B(t=30’)], v3232,70 cm-1 [B(t=30’) dan E(t=120’)], serta v3147,39 cm-1 [C(t=90’). Vibrasi untuk O-H yang menunjukkan adanya suatu gugus alkohol terikat pada senyawa A(t=5’), C(t=60’), dan D(t=90’) mengalami penurunan frekuensi serapan dibandingkan dengan produk yang lainnya. Hal ini, dapat saja terjadi karena adanya ikatan rangkap terkonjugasi dari benzen yang mengikatnya. Energi O-H terkalahkan oleh kuatnya energi C=C terkonjugasi sehingga frekuensi absorpsinya melemah.
KESIMPULAN
Sintesis yang dilakukan antara p-aminofenol dan vanilin telah berhasil memperoleh senyawa imina 4-[(Z)-N-(4-hidroksifenil)karboksimidol]-2-metoksife-nol dengan waktu reaksi yang memberikan rendemen tertinggi (71,43%) adalah 5 menit.
DAFTAR PUSTAKA
Aminoshariae A., Khan A., 2015. Acetaminophen Old Drug , New Issues. J. Endod.
Anindita J., 2016. Sintesis Senyawa 4-[N-4’-Hidroksifenil)Karboksimidoil]-2-metok sifenol dan Uji Aktivitas Analgesiknya Secara In Vivo pada mencit Jantan Galur BAlB/C. Skripsi. Universitas Gajah Mada.
Fessenden R.J., & Fessenden J.S., 1982. Organic Chemistry, 2nd ed. PWS, California.
Gandjar I.G. & Rohman A., 2012. Analisis Obat Secara Spektrofotometri dan Kromatografi, 1st ed. Pustaka Pelajar, Yogyakarta.
Jiao T.F., Zhou J., Zhou J., Gao L., Xing Y., & Li X., 2011. Synthesis and Characterization of Chitosan-Based Schiff Base Compounds with Aromatic Substituent Groups. Iran. Polym. J. 20, 123–136.
Kuswandi M., 2015. Enhacing Pharmacist Competence in Sustainable Health. Dipublikasikan pada: Rapat Kerja Nasional Dan Pertemuan Ilmiah Tahunan Ikatan Apoteker Indonesia. Bukittinggi. Murtaza S., Akhtar, M.S., Kanwal F., Abbas A., Ashiq S., & Shamim S., 2014. Synthesis and
biological evaluation of schiff bases of 4-aminophenazone as anti-inflammatory, analgesic and antipyretic agent. J. Saudi Chem. Soc. 5,6.
Nirmal R., Prakash C.R., Meenakshi K. & Shanmugapandiyan P., 2010. Synthesis and Pharmacological Evaluation of Novel Schiff Base Analogues of 3-(4-amino)Phenylimino)5-fluoroindolin-2-one. J. Young Pharm. 2, 162–168.
Panneerselvam P., Nair R.R., Vijayalakshmi G., Subramanian E.H., & Sridhar S.K., 2005. Synthesis of Schiff bases of 4-(4-aminophenyl)-mor pholine as potential antimicrobial agents. Eur. J. Med. Chem. 40, 225–229.
Pavia D.L., Gary L.L., Kriz G.S., Vyvyan J.R., 2009. Introduction to Spectroscopy: A Guide for Students of Organik Chemistry, 4th ed. Brooks/Cole, Cengage Learning, Bellingham, Washington.
Sari M., 2011. Identifikasi Protein Menggunakan Forier Transform Infrared (FTIR). Skripsi. Universitas Indonesia.
Siswandono & Soekardjo B., 1995. Kimia Medisinal. Airlangga University Press, Surabaya.
Ummathur, M.B., Sayudevi, P., Krishnankutty, K., 2009. Schiff Bases of 3-[2-(1,3-Benzothiazole-2-yl) Hydra zinilidene]Pentane-2,4-Dione with Aliphatic Diamines and Their Metal. J. Argentine Chem. Soc. 97, 31–39.
Westland, A.D., Tarafder, M.T.., 1981. Novel Peroxo Complexes of Uranium Containing Organic Ligands. Inorg. Chem. 20, 3992–3995.
