1 SINTESIS DAN ANALISIS SENYAWA PIRAZOLIN 5-(4
-METOKSIFENIL)-3-(NAFTALEN-2-IL)-1-TOSYL-4,5-DIHIDRO-1H -PIRAZOL
Nanda Nabila Friska1*, Jasril2
1Mahasiswa Program S1 Kimia
2Dosen Bidang Kimia Organik Jurusan Kimia
Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam, Universitas Riau Kampus Binawidya, Pekanbaru, 28293, Indonesia
* nanda.nabila2388@student.unri.ac.id
ABSTRACT
Pyrazoline is a five ring heterocyclic compound containing two adjacent nitrogen atoms and one endocylic double bond. Pyrazoline 5-(4-methoxyphenyl)-3-(naphthalene-2-yl)- 1-tosyl-4,5-dihydro-1H-pyrazole (PZN-2NFT-4TSH) had synthesized through the cyclization of the chalcone 3-(4-methoxyphenyl)-1-(naphthalen-2-yl)-2-propen-1-one with p-toluenesulfonyl hydrazine. The method used is stirring at 70-80oC assisted with hydrochloric acid as catalyst to produce white crystals with yield 47,33%. The purity of the compound was determined using TLC, melting point, and HPLC. The structure of synthesized compound was confirmed by ultraviolet (UV) and fourier transform infra- red (FTIR) spectroscopy data analysis.
Keywords: stirrer, pyrazoline, synthesis
ABSTRAK
Pirazolin merupakan senyawa struktur heterosiklik cincin lima yang mengandung dua atom nitrogen yang saling berdekatan dan satu ikatan rangkap endosiklik. Senyawa pirazolin 5-(4-metoksifenil)-3-(naftalen-2-il)-1-tosil-4,5-dihidro-1H-pirazol (PZN -2NFT-4TSH) telah di sintesis melalui reaksi siklisasi dari senyawa kalkon 3-(4 -metoksifenil)-1-(naftalen-2-il)prop-2-en-1-on dengan p-toluensulfonil hidrazin. Metode yang digunakan adalah pengadukan dengan suhu 70-80oC yang dibantu dengan katalis HCl pekat sehingga menghasilkan kristal putih dengan rendemen 47,33%. Kemurnian senyawa pirazolin target ditentukan menggunakan uji KLT, pengukuran titik leleh, dan analisis HPLC. Struktur senyawa hasil sintesis dikonfirmasi melalui analisis spektroskopi UV dan FTIR.
Kata kunci: pengadukan, pirazolin, sintesis
2 PENDAHULUAN
Sintesis senyawa organik telah mengalami perkembangan yang cukup pesat dalam industri kimia maupun farmasi untuk menciptakan senyawa baru. Senyawa baru yang diperoleh dengan sintesis memiliki keuntungan daripada proses isolasi karena lebih efektif dan efesien dari segi biaya maupun waktu yang dibutuhkan (George et al., 2020). Salah satu senyawa yang banyak menarik perhatian peneliti dalam mengembangkan obat baru dengan potensial jangka panjang adalah pirazolin.
Pirazolin merupakan senyawa golongan azol dengan memiliki struktur heterosiklik cincin lima yang mengandung dua atom nitrogen berdekatan dan satu ikatan rangkap endosiklik. Ikatan N-N pada pirazolin memegang peranan penting dalam aktivitas biologis yang beragam seperti antidiabetes (Jasril et al., 2019), antioksidan (Nurlaili et al., 2018),anti- inflamasi (George, 2018), antiamuba (La Kilo et al., 2019), antituberkulosis (Ahmad et al., 2016), antimikroba (Asad et al., 2020) dan antikanker (George et al., 2020). Ketersediaan Ikatan N-N pada pirazolin sulit ditemukan di alam sehingga perlu dilakukan secara sintesis (Chouiter et al., 2020).
Sintesis senyawa pirazolin umumnya menggunakan keton α, β tak jenuh dan aldehid sebagai produk awal dalam suasana asam atau basa melalui reaksi kondensasi Cleisen-Smitdt (Farooq & Ngaini., 2019). Sintesis
senyawa kalkon akan membentuk senyawa hidrazon sebagai senyawa intermediet yang selanjutnya akan terjadi reaksi siklisasi dengan bantuan katalis asam atau basa sehingga menghasilkan senyawa target yaitu senyawa turunan pirazolin (Vincent et al., 2020). Senyawa pirazolin dapat disintesis dengan metode yang berbeda salah satu metode paling sederhana adalah metode konvensional seperti refluks dan pengadukan dengan bantuan suhu (Praceka et al., 2021).
Penelitian terbaru yang dilakukan oleh Sahu et al., (2021), telah berhasil melakukan sintesis senyawa pirazolin 3-(4-metoksifenil)-5-fenil-2-pirazolin-1 -karbotiomida dengan metode refluks.
menggunakan tiosemikarbazid sebagai turunan hidrazinnya. Li et al., (2017) juga berhasil melakukan sintesis senyawa 4-metil-N’-(3-(naphthalene-2 -il)-1-tosyl-4,5-dihidro-1H-pirazol-5-il) benzene sulfonohidrazin menggunakan hidrazinya yaitu p-toluensulfonil hidrazin dengan metode pengadukan pada suhu 60oC dan menghasilkan rendemen sebesar 73%.
Berdasarkan uraian diatas, dilakukan sintesis senyawa pirazolin 5- (4-metoksifenil)-3-(naftalen-2-il)-1-tosil- 4,5-dihidro-1H-pirazol menggunakan metode pengadukan dengan suhu 70- 80oC dari senyawa kalkon 3-(4 -metoksifenil)-1-(naftalen-2-il)prop-2 -en-1-on dan p-toluensulfonil hidrazin yang dibantu dengan katalis HCl pekat.
Penambahan senyawa p-toluensulfonil yang termasuk kelompok sulfonil dan gugus fungsi metoksi pada senyawa pirazolin sangat berpengaruh dalam
3 memberikan modifikasi struktur yang
bervariasi dengan aktvitas biologis yang lebih spesifik.
METODE PENELITIAN a. Alat dan Bahan
Alat-alat yang digunakan pada penelitian ini adalah satu set alat destilasi, neraca analitik, tabung tebal tertutup, pompa vakum, corong buchner, bejana KLT, pipet mikro, hotplate, magnetic stirrer, alat penentu titik leleh Fisher John, lampu UV (254 dan 366 nm), spektrofotometer UV-Visible (Genesys 10S UV-Vis v4.0022L9N- 175013), HPLC (UFLC Prominance- Shimadzu LC Solution, Detektor UV SPD 20AD), spektrofotometer FTIR (FTIR Shimadzu IR Prestige-21) serta alat gelas yang umum digunakan di Laboratorium Kimia FMIPA-UNRI.
Bahan-bahan yang digunakan pada penelitian ini adalah 2-asetilnaftalen, 4-metoksibenzaldehid, asam klorida, natrium hidroksida, p-toluensulfonil hidrazin, pelat KLT GF254, n-heksana, metanol, etil asetat, etanol absolut, kloroform, diklorometan dan akua DM
b. Sintesis senyawa kalkon 3-(4- metoksifenil)-1-(naftalen-2-il)-2- propen-1-on
Senyawa 2-asetilnaftalen 0,51 g (3 mmol) dilarutkan dalam pelarut etanol absolut (8 mL), dan larutan NaOH 3 N dalam metanol (7 mL) sebagai katalis basa dimasukkan ke dalam erlenmeyer, setelah itu ditambahkan 4- metoksibenzaldehid 0,41 g (3 mmol).
hotplate stirring pada suhu ruang selama 5 jam (sampai reaksi selesai). Kontrol reaksi dilakukan setiap 2 jam menggunakan KLT. Campuran reaksi yang diperoleh ditambahkan akua DM dan dimasukkan ke dalam lemari pendingin selama 24 jam untuk memaksimalkan terbentuknya endapan.
Endapan yang terbentuk disaring menggunakan corong buchner dan dicuci dengan akua DM dingin, n-heksana dingin dan metanol dingin, lalu dikeringkan pada suhu ruang.
Padatan kalkon yang tidak murni direkristalisasi dengan etanol dan metanol. Selanjutnya senyawa yang diperoleh dilakukan uji kemurnian dengan melalui uji KLT, pengukuran titik leleh, dan analisis HPLC.
c. Sintesis senyawa pirazolin 5-(4- metoksifenil)-3-(naftalen-2-il)-1- tosyl-4,5-dihidro-1H-pirazol Senyawa kalkon 0,29 g (1 mmol) dan p-toluensulfonil hidrazin 0,74 g (4 mmol) dilarutkan dalam etanol 7 mL kemudian ditambahkan HCl pekat 2 mL sebagai katalis asam di dalamtabung tebal tertutup yang dilengkapi dengan stirrer. Campuran diaduk dengan hotplate stirring pada suhu 70-80oC di dalam penangas minyak dengan kontrol reaksi setiap 6 jam hingga reaksi selesai. Campuran reaksi dituang ke dalam gelas piala dan dimasukkan ke dalam lemari pendingin selama 24 jam. Endapan disaring menggunakan corong buchner, dicuci dengan akua DM n-heksana dingin dan
4 metanol dingin lalu padatan dikeringkan
pada suhu ruang. Padatan pirazolin yang tidak murni direkristalisasi dengan metanol dan etil asetat. Selanjutnya senyawa pirazolin yang diperoleh diuji kemurniannya menggunakan plat 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 pirazolin 5-(4-metoksifenil)-3-(naftalen-2-il)-1 -tosil-4,5-dihidro-1H-pirazol
HASIL DAN PEMBAHASAN
Sintesis senyawa pirazolin 5-(4- metoksifenil)-3-(naftalen-2-il)-1-tosil- 4,5-dihidro-1H-pirazol (PZN-2NFT- 4TSH) dilakukan dalam 2 tahap reaksi (Gambar 1). Tahap pertama yaitu sintesis senyawa kalkon 3-(4 -metoksifenil)-1-(naftalen-2-il)prop-2 -en-1-on melalui reaksi kondensasi Claisen-Schmidt antara senyawa 2- asetilnaftalen dan 4 metoksibenzaldehid menggunakan pelarut etanol dan katalis NaOH 3N dalam metanol. Sintesis senyawa kalkon menggunakan metode pengadukan selama 5 jam. Pemilihan metode pengadukan dengan suhu ruang
pada sintesis senyawa kalkon disebabkan oleh sifat senyawa target yang tidak tahan terhadap panas sehingga produk yang dihasilkan berbentuk karamel dan memiliki nilai rendemen yang kecil.
Kemurnian senyawa kalkon di konfirmasi melalui uji KLT, pengukuran titik leleh dan analis HPLC. Hasil uji KLT menunjukkan adanya satu noda pada plat KLT dalam eluen berbeda yang menyatakan bahwa senyawa kalkon telah murni berupa kristal berwarna kuning dengan rendemen 70,03% dan hasil pengukuran titik lelehnya sebesar 88-89oC. Kromatogram dari analisis HPLC juga mempertegas
5 menunjukkan adanya satu puncak
dominan pada panjang gelombang 254 nm dan 365 nm yang muncul dengan masing-masing waktu retensi 9,238 dan 9,240 menit.
Analisis spektroskopi FTIR pada senyawa kalkon yang telah di sintesis menunjukkan beberapa puncak dengan bilangan gelombang yang sesuai dan vibrasi ikatan yang khas untuk gugus fungsi pada senyawa kalkon target.
Vibrasi C-H aromatik muncul pada bilangan gelombang 2999 cm-1. Serapan pada bilangan gelombang 2841 cm-1 menunjukkan adanya vibrasi ikatan dari gugus C-H alifatik. Bilangan gelombang 1661 cm-1 menunjukkan adanya vibrasi ikatan C=O. Selanjutnya, pada bilangan gelombang 1506 cm-1 dan 1031 cm-1 merupakan vibrasi dari masing-masing ikatan C=C aromatik dan ikatan C-O.
Berdasarkan data yang diperoleh, adanya vibrasi ikatan C=O mengindikasikan senyawa yang telah disintesis adalah kalkon.
Tahap kedua melakukan sintesis senyawa pirazolin 5-(4-metoksifenil)-3 -(naftalen-2-il)-1-tosyl-4,5-dihidro-1H -pirazol dengan mereaksikan senyawa kalkon yang telah murni dengan senyawa p-toluensulfonil hidrazin menggunakan pelarut etanol dan katalis HCl pekat pada suhu 70-80oC melalui reaksi siklisasi. Metode yang digunakan adalah metode pengadukan dengan bantuan pemanasan yang dapat mempercepat reaksi pada sintesis.
Senyawa yang tidak murni dilakukan rekristalisasi dengan pelarut yang sesuai.
Kemurnian pada senyawa target dilakukan uji KLT yang menunjukkan
eluen dan sistem elusi yang berbeda.
Senyawa PZN-2NFT-4TSH berupa kristal putih berwarna putih dengan rendemen 47,33%. Hasil pengukuran titik leleh pada senyawa PZN-2NFT- 4TSH diperoleh sebesar 186-187oC yang memiliki selisih titik leleh ≤ 2oC dari kristal mulai meleleh hingga kristal meleleh sempurna dapat dikatakan bahwa senyawa target relatif murni.
Hasil analisis menggunakan HPLC diperoleh kromatogram yang mempertegas kemurnian pada senyawa target dengan munculnya satu puncak dominan pada panjang gelombang 271 nm dan 304 nm dengan masing-masing waktu retentsi 10,663 menit dan 10,665 menit.
Senyawa PZN-2NFT-4TSH yang sudah murni dilakukan analisis spektrofotometer UV dan FTIR. Hasil analisis UV terhadap senyawa PZN -2NFT-4TSH menunjukkan puncak serapan maksimum pada panjang gelombang (λ) 271 nm dan 304 nm.
Serapan maksimum pada λ 271 nm menunjukkan adanya transisi electron dari orbital ikatan π → π* pada ikatan rangkap terkonjugasi antara cincin fenil pada metil dan metoksi. Serapan maksimum pada λ 304 nm menunjukkan adanya transisi electron π → π* pada ikatan rangkap terkonjugasi di cincin naftalen yang terikat pada atom C-3 cincin pirazolin. Transisi elektron π → π* pada cincin naftalen memiliki serapan maksimum yang lebih besar dikarenakan cincin naftalen memiliki sistem terkonjugasi yang lebih banyak menyebabkan energi yang diperlukan elektron untuk mengalami transisi akan
6 semakin kecil sehingga absorbansi akan
semakin mendekati panjang gelombang yang lebih besar dibandingkan dengan sistem terkonjugasi pada cincin fenil yang memiliki subtituen metil dan metoksi pada struktur senyawa PZN -2NFT-4TSH.
Hasil analisis spektrum FTIR menyajikan beberapa puncak dan vibrasi ikatan yang khas pada senyawa PZN -2NFT-4TSH. Vibrasi ikatan C-H aromatik terdapat pada bilangan gelombang 3062 cm-1. Puncak pada bilangan gelombang 2905 cm-1 mengindikasikan adanya vibrasi ikatan dari gugus C-H alifatik. Bilangan gelombang 1612 cm-1 dan 1358 cm-1 menunjukkan adanya vibrasi ikatan yang khas yaitu ikatan C=N dan C-N. Pada bilangan gelombang 1594 cm-1 merupakan vibrasi ikatan C=C aromatik, sedangkan puncak pada bilangan gelombang 1244 cm-1, dan 1184 cm-1 masing-masing menunjukkan adanya vibrasi ikatan C-O dan S=O.
Berdasarkan data yang diperoleh dari spektrum FTIR, senyawa PZN-2NFT -4TSH telah berhasil disintesis sesuai dengan senyawa target yang diharapkan karena memiliki vibrasi ikatan yang khas yaitu C=N dan C-N dalam membentuk cincin pirazolin.
KESIMPULAN
Senyawa pirazolin 5-(4 -metoksifenil)-3-(naftalen-2-il)-1-tosil -4,5-dihidro-1H-pirazol berupa kristal putih telah berhasil disintesis menggunakan metode pengadukan dengan suhu 70-80oC dan menghasilkan rendemen sebesar 47,33%. Hasil analisis
menggunakan HPLC, spektroskopi UV dan FTIR menunjukkan bahwa senyawa PZN-2NFT-4TSH yang telah disintesis adalah senyawa yang sudah murni dan sesuai dengan senyawa target yang diharapkan pada penelitian ini.
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.
Asad, M. Arshada, M.N., Oves, M., Khalid, M., Khan, S.A., Asiri, A.M., Rehan, M., dan Dzudzevic, H. 2020. N-Trifluoroacetylated pyrazolines: Synthesis, characterization and antimicrobial studies. Bioorganic Chemistry. 99:
1-8.
Chouiter, M, I., Boulebd, H., Pereira, D.
M., Valentao, P., Andrade, B., Belfaitah, A., dan Silva, A. MS.
2020. New chalcone-type compounds and 2-pyrazoline derivatives: synthesis and caspase- dependent anticancer activity.
Future medicinal chemistry. 12 (6): 493-509.
Farooq, S. dan Ngaini, Z. 2019. Recent synthetic methodologies for chalcone synthesis (2013-2018).
Current Organocatalysis. 6: 184- 192.
George, R. F. 2018. Facile synthesis of simple 2-oxindole-based
7 antiproliferative activity. Future
Medicinal Chemistry.10 (3): 269–
282.
George, R. F., Kandeel, M., Ansary, D.Y., dan Kerdawy, A.M. 2020.
Some 1,3,5-trisubstituted pyrazoline derivatives targeting breast cancer: Design, synthesis, cytotoxic activity, EGFR inhibition and molecular docking.
Bioorganic Chemistry. 99: 1-12.
Jasril, J., Ikhtiarudin, I., Hasti, S., Indah, A., Reza., dan Frimayanti, N.
2019. Microwave-assisted synthesis, in silico studies and in vivo evaluation for the antidiabetic activity of new brominated pyrazoline analogs. Thai Journal of Pharmaceutical Sciences. 43 (2): 83–89.
La Kilo, A., Aman, L.O., Sabihi, I., dan Kilo, J.L. 2019. Studi potensi pirazolin tersubstitusi 1-N dari thiosemicarbazone sebagai agen antiamuba melalui uji in silico.
Indo. J. Chem. Res. 7 (1): 9–24.
Li, Y., Wei, L., Wan, J. P., dan Wen, C.
2017. Water-acetic acid mediated chemoselective synthesis of pyrazolines via multimolecular domino reactions of enaminones and sulfonyl. Tetrahedron. 30: 1-6.
Nurlaili., Jasril., dan Teruna, H. Y. 2018.
Uji aktivitas antioksidan senyawa pirazolin 3-(2-metoksi-fenil)-5- naftalen-1-il-4,5-dihidro-1H- pirazol. Photon:Jurnal Sain dan Kesehatan. 8 (2): 53–58.
Praceka, M. S., Megantara, S., Maharani, R., dan Muchtaridi, M. 2021.
Comparison of various synthesis
of pyrazoline derivates. Journal of Advanced Pharmaceutical Technology & Research. 12 (4):
321-326.
Sahu, B., Rajapandi, R., Maji, A., Paul, A., Singha, T., dan Maity, T. K.
2021. Synthesis, characterization, molecular docking and in vitro anticancer activity of 3-(4 -methoxyphenyl)-5-subtituted phenyl-2-pyrazoline-1-
carbothioamide. International Journal of Research in Pharmaceutical Sciences. 12 (2):
1648-1658.
Vincent, C., Krishnakumar, K., dan Geetha, E. 2020. Pharmacological potential of a resourceful heterocycle: pyrazoline–a review.
American Journal of PharmTech Research. 10 (3): 111-124.
