1
SINTESIS DAN UJI TOKSISITAS SENYAWA KALKON ANALOG 2,5-DIMETOKSIBENZALDEHID
T. Hidayat1, A. Zamri 2,Yuharmen 2
1Mahasiswa Program S1 Kimia FMIPA-UR
2Bidang Kimia organik FMIPA-UR
Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam Universitas Riau Kampus Bina Widya Pekanbaru, 28293, Indonesia
toni_el.hidayat@yahoo.co.id ABSTRACT
Chalcones are a class of α,ß-unsaturated carbonyl compounds that forms the central core of various naturally occurring biologically active compounds. They exhibit tremendous potential to act as a pharmacological agent. It has been reported that they were active as antioxidant, antifungal, antibacterial, antidepressant, anticancer, anti-inflammatory and other biological activities. The chalcone analogue of 2,5-dimetoxibenzaldehyde ((E)-3- (2,5-dimetoksifenil)-1-(4-hidroksifenil)prop-2-en-1-on) was synthesized and tested for its toxicity using Brine Shrimp Lethality Test (BSLT) method. The purity of compound has been tested using TLC, melting point test, analytical HPLC. It was then characterized using UV, IR, 1H-NMR and MS spectroscopy. LC50 value of toxic compound is <200µg/mL. Our result showed that (E)-3-(2,5-dimetoksifenil)-1-(4- hidroksifenil)prop-2-en-1-on compound was not potential as an anticancer since its LC50 was 1949 µg/mL.
Keywords: chalcone, claisen schmidt condensation, toxicity test ABSTRAK
Kalkon merupakan senyawa yang memiliki sistem karbonil α,ß-tak jenuh yang menjadikan senyawa kalkon memiliki aktivitas biologi. Senyawa kalkon berpotensi didalam farmakologi sebagai senyawa antioksidan, antijamur, antibakteri, antikanker dan aktivitas biologis lainnya. Kalkon analog 2,5-dimetoksibenzaldehid ((E)-3-(2,5- dimetoksifenil)-1-(4-hidroksifenil)prop-2-en-1-on) telah disintesis dan diuji toksisitasnya dengan metode Brine Shrimp Lethality Test (BSLT). Kemurnian senyawa diuji menggunakan KLT dan analisis HPLC serta pengukuran titik leleh. Senyawa yang dihasilkan kemudian dikarakterisasi menggunakan spektroskopi UV, IR,1H-NMR dan MS. Senyawa murni dikatakan toksik jika memiliki nilai LC50<200 µg/mL, sehingga dapat disimpulkan bahwa senyawa kalkon yang dihasilkan tidak berpotensi sebagai senyawa antikanker dengan nilai LC50 sebesar 1949 µg/mL.
Kata kunci: kalkon, kondensasi claisen schmidt, uji toksisitas
2
PENDAHULUAN
Kalkon (1,3-difenil-2-propen-1-on) merupakan senyawa golongan flavonoid yang memiliki dua cincin aromatik dihubungkan oleh suatu sistem karbonil α,β-tak jenuh.
Kalkon diketahui memiliki aktivitas biologis yang bervariasi, seperti sitotoksik, antioksidan (Ahmed et al., 2011), antikanker (Syam et al., 2012), antiinflamasi, antimikroba (kashyap et al., 2011), antialergi, dan antimalaria (Doan dan Tran, 2010).
Selain itu, senyawa kalkon dapat dijadikan sebagai senyawa antara dalam sintesis senyawa flavonoid lainnya dan beberapa senyawa heterosiklik yang penting dalam biologi seperti benzotiazepin, pirazolin, dan 1,4-diketon (Tiwari et al., 2010).
Sintesis kalkon dapat dihasilkan melalui reaksi kondensasi aldol silang (Claisen- Schmidt) yang melibatkan aldehid aromatik dan alkil atau aril keton. Kondensasi aldol silang dapat dilakukan melalui dua macam cara yaitu mekanisme enol dan enolat (Handayani dan Budimarwanti, 2010). Aktivitas biologis kalkon dipengaruhi oleh gugus karbonil α,β-tak jenuh dan subtituen yang terikat pada kedua cincin aromatik (Kamble et al, 2011), oleh karena itu sintesis secara kombinatorial akan menghasilkan kalkon dengan struktur yang beragam sehingga dapat dipelajari pengaruh variasi subtituen terhadap aktivitas biologisnya. Pada penelitian ini dilakukan sintesis senyawa kalkon dengan menggunakan bahan baku senyawa 2,5-dimetoksibenzaldehid dan 4- hidroksiasetofenon.
METODE PENELITIAN
a. Alat dan bahan
Alat-alat yang digunakan dalam penelitian ini adalah alat penentu titik leleh Fisher John, HPLC (Shimadzu Lcsolution), spektrofotometer UV-Vis (Genesys 10S UV-VIS v4.002 2L9N175013), spektroskopi IR (FTIR Shimadzu, IR Prestige-21), spektroskopi
1H-NMR (JEOL tipe ECA 500 mHz), spektroskopi Massa (MS water LCT premier XE mode positif), alat-alat untuk sintesis dan uji toksisitas yang umum digunakan di laboratorium.
Bahan-bahan yang digunakan dalam penelitian ini adalah senyawa 2,5- dimetoksibenzaldehid (Merck), 4-hidroksiasetofenon (Merck), natrium hidroksida (NaOH), etanol absolut, dimetilsulfoksida (DMSO), asam klorida (HCl), telur udang (Artemia salina Leach), air laut dan pelarut-pelarut organik yang umum digunakan.
b. Rancangan penelitian
Sintesis senyawa analog kalkon ini dilakukan dalam satu tahap reaksi melalui kondensasi aldol silang dengan menggunakan senyawa awal 2,5-dimetoksibenzaldehid dan 4-hidroksiasetofenon dengan menggunakan katalis basa (NaOH) seperti terlihat pada skema reaksi berikut:
3
CH3 HO
O
+
OCH3
OCH3 HO
O
1 2
3 5 4 6
NaOH -H2O H
O
OCH3 OCH3
Gambar 1. Reaksi kondensasi aldol untuk mendapatkan kalkon c. Sintesis senyawa kalkon
Senyawa 4-hidroksiasetofenon dimasukkan kedalam labu bulat yang telah dilengkapi dengan pengaduk magnet serta ditambahkan dengan NaOH 40% sebanyak 1 mL.
Campuran tersebut diaduk selama 10 menit sebelum ditambahkan dengan 2,5- dimetoksibenzaldehid. Pengadukan dilakukan selama 4 jam dan dikontrol reaksinya denga KLT. Setelah diaduk selama 4 jam, larutan tersebut dibiarkan selama 18-24 jam.
Produk selanjutnya ditambahkan dengan akuades dingin sebanyak 15 mL dan tambahkan larutan HCl hingga pH produk mendekati 7. Produk kemudian disaring, dicuci dengan akuades dan heksan dingin, lalu dikeringkan pada suhu ruangan.
Rekristalisasi dilakukan dengan menggunakan etanol absolut.
d. Uji toksisitas dengan metode Brine Shrimp Lethality Test (BSLT)
Sampel sebanyak 20 mg dilarutkan dalam 2 mL metanol (larutan induk, konsentrasi 10000 µg/mL), kemudian dari larutan induk dibuat konsentrasi yang berbeda 1000 µg/mL, 100 µg/mL, 10 µg/mL, dengan cara pengenceran bertingkat. Sampel dipipet kedalam masing-masing vial sebanyak 0,5 mL, lalu pelarut diuapkan hingga mengering. Pelarut DMSO ditambahkan kedalam vial sebanyak 50 µL, kemudian ditambahkan dengan 10 ekor larva Artemia salina Leach serta air laut sampai batas kalibrasi 5 mL. Kematian larva dihitung dalam selang waktu 24 jam. Pengujian dilakukan sebanyak tiga kali pengulangan dengan perlakuan yang sama untuk masing- masing konsentrasi. Data yang diperoleh dianalisis untuk menentukan nilai LC50 dengan metode kurva menggunakan tabel analisis probit (Harefa, 1987).
HASIL DAN PEMBAHASAN
a. Sintesis senyawa kalkon
Sintesis yang telah dilakukan menghasilkan senyawa kalkon dengan rumus molekul C17H16O4 dan memiliki berat molekul sebesar 284,1127. Senyawa kalkon tersebut berupa kristal berwarna oranye. Sifat fisik dari senyawa kalkon yang dihasilkan dapat dilihat pada Tabel 1.
Tabel 1: Sifat fisik senyawa analog kalkon Senyawa Rumus
molekul
Berat molekul
Rendemen
(%) Warna kristal Titik leleh (0C)
Kalkon C17H17O4 285,11 72,1 Orange 168 – 169
4
Senyawa (E)-3-(2,5-dimetoksifenil)-1-(4-hidroksifenil)prop-2-en-1-on diperoleh dengan mensintesis senyawa 2,5-dimetoksibenzaldehid dan 4-hidroksiasetofenon. Senyawa analog kalkon menghasilkan rendemen yang cukup baik yaitu 72,1%. Uji kemurnian senyawa analog kalkon dilakukan dengan uji KLT menggunakan eluen heksan:etilasetat, heksan:aseton dan etilasetat:aseton yang menunjukkan satu noda, uji titik leleh dengan range ≤ 20C dan analisis HPLC yang menunjukkan satu puncak dengan tR= 11,9 menit menggunakan detektor λ 210 nm dan 350 nm. Hasil dari KLT, HPLC dan pengukuran titik leleh tersebut menunjukkan senyawa tersebut telah murni.
Spektrum UV senyawa kalkon tersebut memperlihatkan adanya serapan maksimum pada λ 264, 305 dan 364 nm yang menunjukkan adanya ikatan rangkap terkonjugasi.
Spektrum IR senyawa analog kalkon memperlihatkan adanya serapan pada bilangan gelombang 3019 cm-1 yang menunjukkan adanya gugus C-H aromatik, pada bilangan gelombang 1594 cm-1 menunjukkan adanya gugus C=O, pada bilangan gelombang 1499 cm-1 menunjukkan adanya gugus C=C aromatic, pada bilangan gelombang 3142 cm-1 terdapat puncak melebar dari gugus O-H. Spektrum 1H-NMR senyawa analog kalkon hasil sintesis menunjukkan pergeseran kimia yang khas pada 8,06 ppm (d, 1H, J=
15,6 Hz) dan 7,58 ppm (d, 1H, J= 15,6 Hz) untuk proton C-β dan C-α. Berdasarkan harga tetapan kopling (J) pada C-β dan C-α dapat diperkirakan bahwa proton pada ikatan rangkap ini mempunyai konfigurasi trans.
Tabel 2: Interpretasi data 1H NMR senyawa analog kalkon
Nomor atom Pergeseran kimia
(ppm)
1 -
2 7,98
3 6,92
4 5,92(OH)
5 6,93
6 8,00
Cα 7,58(Hα, J= 15,6)
Cβ 8,06(Hβ, J= 16,2)
1’ -
2’ 3,87(OCH3)
3’ 6,87
4’ 6,94
5’ 3,82(OCH3)
6’ 7,16
Berat molekul senyawa kalkon yang ditunjukkan oleh spektrum massa dihitung sebagai C17H16O4 dengan puncak molekul m/z 285,1118 [M+H]+ dan berat molekul yang dihitung secara teoritis adalah 284,1127, selisih massa molekul tersebut 0,0009. Selisih massa senyawa kalkon dari spektrum massa dengan perhitungan menunjukkan perbedaan yang kecil dan dapat dikatakan bahwa senyawa kalkon tersebut murni dan mempunyai struktur sesuai dengan yang diharapkan.
5 b. Uji toksisitas
Senyawa kalkon yang dihasilkan diuji toksisitasnya dengan menggunakan metode BSLT. Hasil uji toksisitas senyawa kalkon yang dihasilkan memiliki nilai LC50 sebesar 1949 µg/mL.
Tabel 3: Hasil uji toksisitas senyawa analog kalkon
Senyawa Struktur
senyawa
Nilai LC50
(µg/mL)
Kalkon
HO
O OCH3
OCH3
1949
Senyawa murni dapat dikatakan toksik jika nilai LC50<200 µg/mL. Hasil uji toksisitas senyawa kalkon yang diperoleh dengan metode Brine Shrimp Lethality Test (BSLT) terhadap larva Artemia salina Leach dapat dikatakan negatif berpotensi sebagai senyawa antikanker karena terbukti dari sifat toksisitasnya yang memiliki nilai LC50 jauh lebih besar dari nilai tersebut.
KESIMPULAN
Senyawa kalkon (E)-3-(2,5-dimetoksifenil)-1-(4-hidroksifenil)prop-2-en-1-on diperoleh melalui reaksi kondensasi Claisen-Schimdt menggunakan katalis basa (NaOH) dengan metode pengadukan pada suhu ruangan memberikan rendemen yang cukup banyak yaitu 72,1%. Berdasarkan hasil uji toksisitas, dapat dikatakan senyawa kalkon yang dihasilkan tidak berpotensi sebagai senyawa antikanker karena tidak bersifat toksik dengan nilai LC50 yang jauh diatas 200 µg/mL.
DAFTAR PUSTAKA
Ahmed, R.M., Sastry, G.V., Bano, N., Ravichandra, S., and Raghavendra, M. 2011.
Synthesis and Cytotoxic, Antioxidant Activities of New Chalcone Derivatives.
Rasayan Journal Chemistry. 4(2): 289-294.
Doan, T.N., dan Tran, D.T. 2011. Synthesis, Antioxidant and Antimicrobial Activities of a Novel Series of Chalcones, Pyrazolic Chalcones, and Allylic Chalcones.
Scientific Research. 2 : 282-288.
Handayani, S., dan Budimarwanti, C. 2010. Efektivitas Katalis Asam Basa pada Sintesis 2-hidroksikalkon, Senyawa yang Berpotensi sebagai Zat Warna. Jurdik Kimia UNY.
Harefa, F. 1997. Pembudidayaan Artemia salina untuk Pakan Udang dan Ikan. Penerbit Swadaya, Jakarta.
6
Kamble, V.M., Hatnapure, G.D., Keche, A.P., Biradjar, S., Patil, S.G., Tale, R.H., Rodge, A.H., Turkar, S.S. & Gour, K. 2011. Synthesis and Biological Evaluation of a Novel Series of Methoxylatedchalcone as Antioxidant and Anti-microbial Agents. Journal of Chemical and Pharmaceutical Research. 3(6): 639-648.
Kashyap, S.J., Garg, V.K., Dudhe, R., Sharma, P.K & Kumar, N. 2011. Synthesis and in-vitro antioxidant activity of substituted chalcone derivatives. International Journal Of Drug Formulation and Research. 4 (2) : 324-336.
Syam, S., Abdelwahab, S.I., Al-Mamary, M.A., and Mohan, S. 2012. Synthesis of Chalcones with Anticancer Activities. Molecules. 17: 6179-6195.
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 Journal of ChemTech Research. 2(1): 499-503.
