Sintesis senyawa 2-(4`-hidroksibenzilidena) sikloheksana-1,3-dion dari sikloheksana-1,3-dion dan 4-hidroksibezaldehid dengan katalis kalium hidroksida - USD Repository

(1)

SINTESIS SENYAWA 2-(4'-HIDROKSIBENZILIDENA)

SIKLOHEKSANA-1,3-DION DARI SIKLOHEKSANA-1,3-DION DAN 4-HIDROKSIBENZALDEHID DENGAN KATALIS KALIUM

HIDROKSIDA

SKRIPSI

Diajukan untuk Memenuhi Salah Satu Syarat Memperoleh Gelar Sarjana Farmasi (S. Farm)

Program Studi Farmasi

Diajukan oleh: Melly Indah Setiawati

NIM : 08 8114 092

FAKULTAS FARMASI

UNIVERSITAS SANATA DHARMA YOGYAKARTA

(2)

i

HIDROKSIDA

SKRIPSI

Diajukan untuk Memenuhi Salah Satu Syarat Memperoleh Gelar Sarjana Farmasi (S. Farm)

Program Studi Farmasi

Diajukan oleh: Melly Indah Setiawati

NIM : 08 8114 092

FAKULTAS FARMASI

UNIVERSITAS SANATA DHARMA YOGYAKARTA

(3)

ii

Persetujuan Pembimbing

HIDROKSIDA

Skripsi yang diajukan oleh: Melly Indah Setiawati

NIM : 088114092

telah disetujui oleh

Pembimbing

(4)

iii

Pengesahan Skripsi Berjudul

SIKLOHEKSANA-1,3-DION DARI SIKLOHEKSANA-1,3-DION DAN

4-HIDROKSIBENZALDEHID DENGAN KATALIS KALIUM

HIDROKSIDA

Oleh:

Melly Indah Setiawati

NIM : 088114092

Dipertahankan di hadapan Panitia Penguji Skripsi

Fakultas Farmasi

Universitas Sanata Dharma

Pada Tanggal : 26 Januari 2012

Panitia penguji :

1. Jeffry Julianus, S. Farm, M. Si.

2. Dra. M. M. Yetty Tjandrawati, M. Si.

(5)

iv

HALAMAN PERSEMBAHAN

Kerjakan bagian kita dengan setia dan lihatlah,

Tuhan akan mengerjakan bagian-Nya dengan

sempurna

Karya ini kupersembahkan kepada :

Mama & Papa

tercinta yang selalu mendoakan dan mendukung aku;

Fang

2

, adikku tersayang dengan segala kecerewetannya;

segenap keluarga besar Tjioe & Liem;

Teman

2

dan almamaterku

iv

Kerjakan bagian kita dengan setia dan lihatlah,

Tuhan akan mengerjakan bagian-Nya dengan

sempurna

Karya ini kupersembahkan kepada :

Mama & Papa

tercinta yang selalu mendoakan dan mendukung aku;

Fang

2

, adikku tersayang dengan segala kecerewetannya;

segenap keluarga besar Tjioe & Liem;

Teman

2

dan almamaterku

iv

Kerjakan bagian kita dengan setia dan lihatlah,

Tuhan akan mengerjakan bagian-Nya dengan

sempurna

Karya ini kupersembahkan kepada :

Mama & Papa

tercinta yang selalu mendoakan dan mendukung aku;

Fang

2

, adikku tersayang dengan segala kecerewetannya;

segenap keluarga besar Tjioe & Liem;

(6)

v

LEMBAR PERNYATAAN PERSETUJUAN PUBLIKASI KARYA ILMIAH UNTUK KEPENTINGAN AKADEMIS

Yang bertanda tangan di bawah ini, saya mahasiswa Universitas Sanata Dharma:

Nama : Melly Indah Setiawati

Nomor mahasiswa : 08 8114 092

Demi perkembangan ilmu pengetahuan, saya memberikan kepada Perpustakaan

Universitas Sanata Dharma karya ilmiah saya yang berjudul:

SINTESIS SENYAWA 2-(4'-HIDROKSIBENZILIDENA)

4-HIDROKSIBENZALDEHID DENGAN KATALIS KALIUM

HIDROKSIDA

Beserta perangkat yang diperlukan (bila ada). Dengan demikian saya memberikan

kepada Perpustakaan Universitas Sanata Dharma hak untuk menyimpan,

mengalihkan dalam bentuk media lain, mengelolanya dalam bentuk pangkalan

data, mendistribusikan secara terbatas, dan mempublikasikannya di internet atau

media lain untuk kepentingan akademis tanpa perlu meminta ijin dari saya

ataupun memberi royalti kepada saya selama tetap mencantumkan nama saya

sebagai penulis.

Demikian pernyataan ini yang saya buat dengan sebenarnya.

Dibuat di Yogyakarta

Pada tanggal: 19 Januari 2012

Yang menyatakan

(7)

vi

PRAKATA

Puji syukur kepada Tuhan Yang Maha Esa atas limpahan kasih dan

rahmat-Nya sehingga penulis dapat menyelesaikan skripsi yang berjudul

“SINTESIS SENYAWA 2-(4'-HIDROKSIBENZILIDENA)

4-HIDROKSIBENZALDEHID DENGAN KATALIS KALIUM

HIDROKSIDA”. Skripsi ini disusun dalam rangka memenuhi salah satu syarat

untuk memperoleh gelar Sarjana Farmasi (S. Farm) di Fakultas Farmasi

Universitas Sanata Dharma Yogyakarta.

Selama proses penelitian dan penyusunan skripsi ini, penulis

mendapatkan bantuan dari berbagai pihak. Oleh karena itu, penulis mengucapkan

terima kasih kepada:

1. Ipang Djunarko, M. Sc., Apt., selaku Dekan Fakultas Farmasi Universitas

Sanata Dharma.

2. Jeffry Julianus, M. Si., selaku dosen pembimbing atas kesediaannya dalam

memberikan arahan, dukungan, dan saran dalam penelitian serta penyusunan

skripsi ini.

3. Dra. M. M. Yetty Tjandrawati, M. Si., selaku dosen penguji atas masukan

kritik dan saran selama proses penelitian.

4. Prof. Dr. Sri Noegrohati, Apt., selaku dosen penguji atas masukan kritik dan

(8)

vii

yang diberikan kepada penulis dalam penggunaan laboratorium.

6. Bu Christine dan Bu Phebe, atas masukan kritik dan saran dalam penyusunan

proposal.

7. Mas Parlan, Mas Kunto, Mas Bimo, Mas Wagiran, dan segenap laboran

Fakultas Farmasi yang telah membantu selama proses pengerjaan penelitian

di laboratorium.

8. Staf Laboratorium Instrumentasi Terpadu Fakultas Farmasi Universitas Islam

Indonesia Yogyakarta.

9. Ko Fandri, Mbak Anin, Ko Ardi, atas bantuan dan dukungan selama proses

penelitian dan penyusunan skripsi ini.

10. Cynthia, atas kerjasamanya selama proses pengerjaan di laboratorium.

11. Kenny, atas doa, dukungan semangat, perjuangan dan kerjasama, serta

persahabatan selama ini.

12. Bapak dan Ibu Gatot, atas doa dan semangat yang diberikan kepada penulis.

13. Thok2, atas perjuangan dan kerjasamanya dalam berbagai kesempatan.

14. Arum, Edward, Filbert, dan Pandu, atas doa dan semangat yang diberikan

serta kesediaanya menjadi tempat bercerita.

15. Teman-teman FST 2008, atas kebersamaannya selama kuliah dan praktikum.

16. Semua pihak yang tidak dapat penulis sebutkan satu per satu, yang telah

(9)

viii

Akhir kata, penulis menyadari bahwa masih banyak kekurangan dalam

penyusunan skripsi ini mengingat keterbatasan dan kemampuan penulis. Oleh

karena itu, penulis mengharapkan kritik dan saran yang membangunn dari semua

pihak. Semoga skripsi inii dapat memberikan manfaat bagi pembaca dan

mendukung perkembangan ilmu pengetahuan.

(10)

ix

Saya menyatakan dengan sesungguhnya bahwa skripsi yang saya tulis ini

tidak memuat karya atau bagian karya orang lain, kecuali yang telah disebutkan

dalam kutipan dan daftar pustaka, sebagaimana layaknya karya ilmiah.

Apabila dikemudian hari ditemukan indikasi plagiarism dalam naskah

ini, maka saya bersedia menanggung segala sanksi sesuai peraturan

perundang-undangan yang berlaku.

Yogyakarta, 11 Januari 2012

Penulis,

(11)

x

DAFTAR ISI

Halaman

HALAMAN JUDUL... i

HALAMAN PERSETUJUAN PEMBIMBING ... ii

HALAMAN PENGESAHAN... iii

HALAMAN PERSEMBAHAN ... iv

LEMBAR PERNYATAAN PERSETUJUAN PUBLIKASI KARYA ILMIAH UNTUK KEPENTINGAN AKADEMIS ...v

PRAKATA... vi

PERNYATAAN KEASLIAN KARYA ... ix

DAFTAR ISI...x

DAFTAR TABEL...xv

DAFTAR GAMBAR ... xvi

DAFTAR LAMPIRAN ... xvii

INTISARI... xviii

ABSTRACT... xix

BAB I PENDAHULUAN ...1

A. Latar Belakang ...1

1. Permasalahan...6

2. Keaslian Penelitian...6

3. Manfaat Penelitian ...6

(12)

xi

A. Senyawa Enon dan Dienon Aromatis ...8

B. Sintesis Senyawa 2-(4'-hidroksibenzilidena)sikloheksana-1,3-dion...9

C. Analisis Pendahuluan...12

1. Pemeriksaan Organoleptis...12

2. Pemeriksaan Kelarutan...12

D. Rekristalisasi ...14

E. Pemeriksaan Kemurnian Senyawa Hasil Sintesis...15

1. Pemeriksaan Titik Lebur ...15

2. Kromatografi Lapis Tipis (KLT) ...15

3. Gas Chromatography-Mass Spectroscopy (GC-MS)...17

F. Elusidasi Struktur...18

1. Spektrofotometri Inframerah (IR) ...18

2. Spektroskopi massa...19

G. Landasan Teori...20

H. Hipotesis ...21

BAB III METODE PENELITIAN...22

A. Jenis dan Rancangan Penelitian ...22

B. Definisi Operasional ...22

C. Bahan Penelitian ...23

(13)

xii

E. Tata Cara Penelitian ...24

1. Sintesis 2-(4'-hidroksibenzilidena)sikloheksana-1,3-dion ...24

2. Kristalisasi...24

3. Analisis Senyawa Hasil Sintesis ...25

4. Elusidasi Struktur Senyawa Hasil Sintesis...26

F. Analisis Hasil ...27

1. Perhitungan Rendemen ...27

2. Analisis Pendahuluan ...27

3. Pemeriksaan Kemurnian Senyawa Hasil Sintesis ...28

4. Elusidasi Struktur ...28

BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN ...29

A. Sintesis Senyawa 2-(4'-hidroksibenzilidena)sikloheksana-1,3-dion...29

B. Analisis Pendahuluan...34

1. Pemeriksaan Organoleptis...34

2. Pemeriksaan Kelarutan...35

3. Pemeriksaan Titik Lebur ...37

4. Pemeriksaan Kemurnian dengan Kromatografi Lapis Tipis (KLT) ...38

5. Kromatografi Gas...40

C. Elusidasi Struktur Senyawa Hasil Sintesis ...41

1. Pengujian Senyawa Hasil Sintesis dengan Spektroskopi Massa...41

(14)

xiii

A. Kesimpulan ...52

B. Saran ...52

DAFTAR PUSTAKA ...53

LAMPIRAN ...55

(15)

xiv

DAFTAR TABEL

Halaman

Tabel I. Parameter Kelarutan Menurut Farmakope Indonesia IV ...13

Tabel II. Hasil Pemeriksaan Organoleptis Senyawa Hasil Sintesis dan Starting Material-nya...35

Tabel III. Hasil Pemeriksaan Kelarutan Senyawa Hasil Sintesis dan Starting Material-nya...36

Tabel IV. Titik Lebur Senyawa Hasil Sintesis dan Starting Material-nya ...37

Tabel V. Nilai Rf Senyawa Hasil Sintesis dan Starting Material...39

Tabel VI. Interpretasi Spektra Inframerah dari Senyawa Hasil Sintesis ...47

(16)

xv

Halaman

Gambar 1. Struktur Senyawa 2-Benzilidensikloheksana-1,3-dion...2

Gambar 2. Struktur Senyawa

2-(4'-Hidroksibenzilidena)Sikloheksana-1,3-dion ...3

Gambar 3. Interaksi Senyawa

2-(4'-Hidroksibenzilidena)Sikloheksana-1,3-dion dengan Protein MetAP Terjadi Pada Asam Amino

Histidin 331 dan 382...4

Gambar 4. Reaksi Umum Sintesis Senyawa 2-(4'-Hidroksibenzilidena)

Sikloheksana-1,3-dion dengan katalis KOH...20

Gambar 5. Struktur Sikloheksana-1,3-dion yang Memiliki Dua Gugus

Keton dan Enam Hidrogen Alpha...29

Gambar 6. Mekanisme Reaksi Sintesis Senyawa 2-(4'-Hidroksibenzilidena)

Sikloheksana-1,3-dion ...32

Gambar 7. Pembentukan Garam dari Senyawa Hasil Sintesis ...34

Gambar 8. Kromatogram KLT dengan Fase Gerak n-Heksan : Etil Asetat (3:2)

dimana A (Sikloheksana-1,3-dion), B (4-hidroksibenzaldehid),

C (Senyawa Hasil Sintesis)...38

Gambar 9. Kromatogram Pemeriksaan KLT Hasil Replikasi Senyawa

Hasil Sintesis...40

Gambar 10. Kromatogram GC dari Senyawa Hasil Sintesis ...40

Gambar 11. Spektra Massa Senyawa Hasil Sintesis Pada Peak Nomor 12

(17)

xvi

Gambar 12. Usulan Mekanisme Fragmentasi Pada Senyawa

2-(4'-Hidroksibenzilidena)Sikloheksana-1,3-dion...43

Gambar 13. Spektra Massa Senyawa Hasil Sintesis Pada Peak Nomor 25 dengan Waktu Retensi 16,296 Menit...44

Gambar 14. Struktur Molekul Target yang Belum Mengalami Dehidrasi ...45

Gambar 15. Usulan Mekanisme Fragmentasi Pada Senyawa Target yang Belum Mengalami Dehidrasi (Senyawa Antara) ...45

Gambar 16. Spektra Inframerah dari Senyawa Hasil Sintesis dengan KBr Pelet...46

Gambar 17. Gugus Karbonil Pada Senyawa Hasil Sintesis Dapat Mengalami Resonansi dengan Ikatan Rangkap Pada Alkena ...47

Gambar 18. Spektra Inframerah Senyawa Sikloheksana-1,3-dion dengan KBr Pelet...48

Gambar 19. Perbedaan Gugus Karbonil Pada 4-Hidroksibenzaldehid (A) dan Senyawa Hasil Sintesis (B) ...49

Gambar 20. Resonansi Pada Senyawa 4-Hidroksibenzaldehid ...50

Gambar 21. Spektra Inframerah Senyawa 4-Hidroksibenzaldehid dengan KBr Pelet...50

Gambar 22. Rangkaian Alat Refluks Selama 5 Jam...57

Gambar 23. Pengontrolan Suhu Selama Proses Refluks (90-95˚C) ...57

(18)

xvii

Halaman

Lampiran 1. Data Penimbangan Bahan dan Perhitungan Berat Senyawa

Hasil Sintesis secara Teoritis ...55

Lampiran 2. Data Penimbangan Crude Product dan Perkiraan Rendemen ...56

Lampiran 3. Dokumentasi Proses Sintesis ...57

Lampiran 4. Perhitungan Kepolaran Fase Gerak...58

Lampiran 5. Perhitungan Nilai Rf Senyawan Hasil Sintesis ...59

Lampiran 6. Perhitungan Nilai Rf Hasil Replikasi...60

Lampiran 7. Kondisi Alat Kromatografi Gas–Spektrometer Massa ...61

Lampiran 8. Kromatogram GC Senyawa Hasil Sintesis ...62

Lampiran 9. Spektra Massa Senyawa Target ...63

Lampiran 10. Spektra Massa Senyawa Antara (Senyawa Target yang Belum Terdehidrasi)...64

Lampiran 11. Spektra Infrared Senyawa Hasil Sintesis dengan KBr Pelet ...65

Lampiran 12. Spektra Inframerah Sikloheksana-1,3-dion dengan KBr Pelet ...66

(19)

xviii

INTISARI

Senyawa turunan kurkumin dalam bentuk enon dan dienon aromatis memiliki aktivitas sebagai inhibitor angiogenesis. Salah satunya adalah senyawa 2-(4'-hidroksibenzilidena)sikloheksana-1,3-dion yang berdasarkan pengujian secara komputasi memiliki interaksi yang lebih baik terhadap protein MetAP2. Oleh karena itu, senyawa 2-(4'-hidroksibenzilidena)sikloheksana-1,3-dion layak disintesis.

Sintesis 2-(4'-hidroksibenzilidena)sikloheksana-1,3-dion dilakukan dengan mereaksikan sikloheksana-1,3-dion sebanyak 3 mmol dan 4-hidroksibenzaldehid sebanyak 3 mmol dengan katalis kalium hidroksida berdasarkan reaksi kondensasi aldol silang. Senyawa hasil sintesis dianalisis dengan uji organoleptis, kelarutan, titik lebur, KLT dengan fase diam silika gel GF254 dan fase gerak n-heksan : etil asetat (3:2), kromatografi gas, serta elusidasi

struktur dengan spektrofotometri inframerah dan spektroskopi massa.

Senyawa hasil sintesis berupa serbuk kuning berbau khas dengan rendemen sebesar 1,374%; 1,428%; dan 1,545%, mudah larut dalam metanol, etanol, dan etil asetat; sangat sukar larut dalam kloroform; praktis tidak larut dalam air dan n-heksan. Hasil uji KLT menunjukkan adanya senyawa baru dengan Rf 0,030; 0,073; 0,113; dan 0,153. Uji kemurnian dengan kromatografi gas

menunjukkan kemurnian senyawa hasil sintesis sebesar 5,66% dengan titik lebur 158–170˚C. Hasil elusidasi struktur dengan spektroskopi massa dan inframerah menujukkan bahwa senyawa hasil sintesis adalah 2-(4'-hidroksibenzilidena)sikloheksana-1,3-dion.

Kata kunci : 2-(4'-hidroksibenzilidena)sikloheksana-1,3-dion, inhibitor

(20)

xix

The curcumin derivates in the form of enone and dienone aromatic have an activity as angiogenesis inhibitor. One of them is 2-(4'-hydroxybenzilidene) cyclohexane-1,3-dione. Based on the computational test, it has better interaction with MetAP2 protein. That’s why 2-(4'-hydroxybenzilidene)cyclohexane-1,3-dione is proper to be synthesized.

The synthesis of 2-(4'-hydroxybenzilidene)cyclohexane-1,3-dione are carried out by reacting 3 mmol of cyclohexane-1,3-dione and 3 mmol of 4-hydroxybenzaldehyde with potassium hydroxide as catalyst based on cross-aldole condensation. The product result was analyzed by organoleptic, solubility, melting point, TLC with silica gel GF254 as stationary phase and n-hexane : ethyl acetate (3:2) as mobile phase, and also structure elucidation with infrared spectroscopy and mass spectroscopy tests.

The product resulting from the reaction was yellow powder with specific smell. Its yield value were 1.374%; 1.428%; and 1.545%. It’s easily soluble in methanol, ethanol, and ethyl acetate; very difficult soluble in chloroform; practically insoluble in water and n-hexane. The TLC result showed the new products at Rf 0.030; 0.073; 0.113; and 0.153. The purity test by gas chromatography showed 5.66% purity. The melting point was 158–170˚C. The structure elucidation by infrared spectroscopy and mass spectroscopy showed that the compound synthesized is 2-(4'-hydroxybenzilidene)cyclohexane-1,3-dione.

(21)

1 BAB I PENGANTAR

A. Latar Belakang

Angiogenesismerupakan proses pembentukan pembuluh darah baru pada jaringan yang sedang tumbuh. Pada kondisi normal, proses ini sangat penting

peranannya untuk memproduksi sel, membantu pengembangan dan penyembuhan

luka. Namun, angiogenesis juga berperan penting dalam pertumbuhan dan metatesis suatu tumor. Pada tumor, terjadi pembentukan pembuluh darah baru

yang tidak terkontrol akibat adanya penyediaan darah pada jaringan yang sedang

tumbuh tersebut. Oleh sebab itu, prosesangiogenesisdalam tubuh perlu dihambat. Angiogenesis dipengaruhi oleh ekspresi berlebih dari Vascular Endothelial Growth Factor (VEGF) dan protein Methionine Aminopeptidase 2 (MetAP2). VEGF merupakan protein yang diproduksi oleh sel-sel tubuh untuk

merangsang pembentukan pembuluh darah baru sedangkan MetAP2 merupakan

suatu protein golonganMethionyl Aminopeptidaseyang mengikat dua atom kobalt atau mangan. Faktor lain yang dapat memicu pertumbuhan tumor adalah

terjadinya kerusakan sel akibat radikal bebas dalam tubuh sehingga proliferasi sel

menjadi tidak normal (Anonim, 2004). Senyawa inhibitorangiogenesisyang akan dikembangkan, idealnya dapat berperan sebagai antiangiogenesis dan juga menangkap radikal bebas.

Menurut penelitian yang telah dilakukan, diketahui bahwa proses

(22)

aromatik dan dienon aromatik. Senyawa yang diduga memiliki aktivitas sebagai

inhibitor angiogenesis adalah senyawa 2-benzilidensikloheksana-1,3-dion (Istyastono, Yuniarti, dan Jumina, 2009) dan senyawa

2-(4'-klorobenzilidena)sikloheksana-1,3-dion (Christy, 2010). Pada dasarnya senyawa

2-benzilidensikloheksana-1,3-dion dan

2-(4'-klorobenzilidena)sikloheksana-1,3-dion dapat berfungsi sebagai inhibitor angiogenesiskarena memiliki atom C-beta (β) yang bermuatan positif akibat pengaruh dari adanya gugusan karbonil (C=O).

Kedua senyawa yang telah disintesis sebelumnya hanya bekerja dengan

menekan ekspresi dari VEGF melalui struktur α,β-unsaturated carbonil, belum dapat menghambat pertumbuhan tumor yang disebabkan oleh adanya aktivitas

radikal dalam tubuh. Dengan dimodifikasi menjadi senyawa

2-(4'-hidroksibenzilidena)sikloheksana-1,3-dion diharapkan dapat meningkatkan

fungsinya sebagai inhibitor angiogenesis. Adanya penambahan gugus hidroksil pada posisi para akan dapat menangkap radikal bebas sehingga mencegah kerusakan sel. Gugusan hidroksil tersebut juga diharapkan dapat meningkatkan

interaksi polar senyawa 2-(4'-hidroksibenzilidena)sikloheksana-1,3-dion dengan

reseptorMethionine Aminopeptidase 2karena semakin banyak interaksi yang bisa dibentuk dengan reseptor, maka senyawa tersebut akan memiliki aktivitas yang

lebih baik.

O

Enadion

(23)

O

Enadion

HO

Gambar 2. Struktur senyawa 2-(4'-hidroksibenzilidena)sikloheksana-1,3-dion

Interaksi yang dihasilkan antara senyawa 2-(4'-hidroksibenzilidena)

sikloheksana-1,3-dion dengan reseptor di dalam tubuh dapat diperkirakan secara

komputasi. Perkiraan aktivitas senyawa

2-(4'-hidroksibenzilidena)sikloheksana-1,3-dion telah dilakukan terhadap reseptor Methionine Aminopeptidase 2 (MetAP2) secara kimia komputasi. Obat-obat antikanker golongan

antiangiogenesis (fumagilin dan ovalicin) telah diketahui memiliki aktivitas terhadap protein MetAP2 melalui ikatan ireversibel terhadap situs aktifnya

(Anonim, 2011b). Oleh karena itu, pembuktian secara kimia komputasi terhadap

aktivitas senyawa 2-(4'-hidroksibenzilidena)sikloheksana-1,3-dion dilakukan

terhadap protein MetAP2.

Hasil perkiraan aktivitas senyawa 2-(4'-hidroksibenzilidena)

sikloheksana-1,3-dion terhadap protein MetAP2 menunjukkan hasil bahwa

senyawa 2-(4'-hidroksibenzilidena)sikloheksana-1,3-dion memberikan nilai energi

bebas ikatan (ΔG) sebesar -10,3051 kcal/mol. Hasil tersebut lebih baik jika

dibandingkan dengan dua senyawa lain yang telah disintesis, yaitu senyawa

2-benzilidensikloheksana-1,3-dion yang memiliki nilai ΔG sebesar -9,89605

kcal/mol dan senyawa 2-(4'-klorobenzilidena)sikloheksana-1,3-dion yang nilai

ΔG-nya adalah sebesar -9,86689 kcal/mol. ΔG dapat digunakan untuk

(24)

besar nilai ΔG yang diperoleh (semakin negatif), semakin besar pula interaksi

senyawa dengan protein MetAP2. Berdasarkan data tersebut maka senyawa

2-(4'-hidroksibenzilidena)sikloheksana-1,3-dion layak untuk disintesis karena

diperkirakan memiliki aktivitas yang lebih baik sebagaiantiangiogenesis. Histidin 331

Histidin 382

Gambar 3. Interaksi senyawa 2-(4'-hidroksibenzilidena)sikloheksana-1,3-dion dengan

protein MetAP terjadi pada asam amino Histidin 331 dan 382

Senyawa 2-(4'-hidroksibenzilidena)sikloheksana-1,3-dion termasuk

golongan senyawa α,β-unsaturated yang dapat disintesis berdasarkan reaksi kondensasi aldol silang antara senyawa keton dan aldehid dengan menggunakan

katalis basa. Berdasarkan analisis tersebut, senyawa

2-(4'-hidroksibenzilidena)sikloheksana-1,3-dion dapat disintesis dengan mereaksikan

sikloheksana-1,3-dion (keton yang mempunyai hidrogen alpha) dan 4-hidroksibenzaldehid (aldehid yang tidak memiliki hidrogen alpha) dengan katalis basa kalium hidroksida (KOH).

Histidin 382

sikloheksana-1,3-dion (keton yang mempunyai hidrogen alpha) dan 4-hidroksibenzaldehid (aldehid yang tidak memiliki hidrogen alpha) dengan katalis basa kalium hidroksida (KOH).

Histidin 382

(25)

Dalam melakukan sintesis diperlukan katalis dimana katalis berfungsi

untuk menurunkan energi aktifasi reaksi sehingga dapat mempersingkat jalannya

suatu reaksi. Katalis yang digunakan dalam sintesis

2-(4'-hidroksibenzilidena)sikloheksana-1,3-dion adalah kalium hiroksida (KOH) yang

merupakan basa kuat. Katalis basa akan menarik hidrogen alpha (α) dari 1,3-dion sehingga membentuk intermediet ion enolat

sikloheksana-1,3-dion yang lebih reaktif. Ion enolat tersebut akan berfungsi sebagai nukleofil

yang akan menyerang atom C karbonil dari 4-hidroksibenzaldehid yang bersifat

elektrofil. Dalam reaksi ini katalis yang digunakan adalah basa kuat sehingga akan

mempermudah pembentukan ion enolat (hidrogen alphaakan lebih mudah lepas). KOH merupakan basa yang lebih kuat dibandingkan litium hidroksida (LiOH)

atau natrium hidroksida (NaOH). Kekuatan basa ini dipengaruhi oleh beberapa

sifat fisik dari unsurnya, semakin mudah suatu senyawa tersebut membentuk ion,

semakin kuat basanya. KOH akan lebih mudah terion (menghasilkan ion OH-) dibandingkan LiOH atau NaOH. Semakin kuat sifat basa yang digunakan, maka

pembentukan ion enolat juga akan berjalan lebih cepat. Dengan demikian, reaksi

kondensasi aldol silang dapat terjadi dengan lebih cepat dan rendemen yang

(26)

1. Permasalahan

Apakah senyawa 2-(4'-hidroksibenzilidena)sikloheksana-1,3-dion

dapat disintesis dari sikloheksana-1,3-dion dan 4-hidroksibenzaldehid dengan

menggunakan katalis kalium hidroksida?

2. Keaslian penelitian

Sejauh penelusuran yang telah dilakukan peneliti, sintesis senyawa

2-(4'-hidroksibenzilidena)sikloheksana-1,3-dion dari sikloheksana-1,3-dion dan

4-hidroksibenzaldehid dengan menggunakan katalis kalium hidroksida

berdasarkan reaksi kondensasi aldol silang belum pernah dilakukan. Senyawa

sejenis yang pernah disintesis adalah senyawa

2-benzilidensikloheksana-1,3-dion menggunakan katalis natrium hidroksida (Istyastono, Yuniarti, dan

Jumina, 2009) dan senyawa 2-(4'-klorobenzilidena)sikloheksana-1,3-dion

dengan katalis kalium hidroksida (Christy, 2010).

3. Manfaat penelitian a. Manfaat teoritis

Memberikan informasi mengenai sintesis senyawa

2-(4'-hidroksibenzilidena)sikloheksana-1,3-dion dari sikloheksana-1,3-dion dan

4-hidroksibenzaldehid dengan menggunakan katalis kalium hidroksida

(27)

b. Manfaat metodologi

Memberikan pengetahuan mengenai tata cara sintesis senyawa

2-(4'-hidroksibenzilidena)sikloheksana-1,3-dion menggunakan katalis kalium

hidroksida berdasarkan reaksi kondensasi aldol silang.

c. Manfaat praktis

Memberikan informasi mengenai adanya modifikasi senyawa analog

kurkumin yang berpotensi sebagai inhibitor angiogenesis.

B. Tujuan Penelitian

Penelitian ini dilakukan dengan tujuan untuk membuktikan bahwa

senyawa 2-(4'-hidroksibenzilidena)sikloheksana-1,3-dion dapat disintesis dari

sikloheksana-1,3-dion dan 4-hiroksibenzaldehid dengan menggunakan katalis

(28)

8

PENELAAHAN PUSTAKA

A. Senyawa Enon dan Dienon Aromatis

Struktur senyawa enon dan dienon aromatis dikembangkan berdasarkan

struktur kurkumin yang telah diuji memiliki aktifitas sebagai senyawa inhibitor

angiogenesis. Salah satu senyawa analog kurkumin yang telah dilaporkan

memiliki aktivitas inhibitor angiogenesis adalah Pentagamavunon-1 (PGV-1)

melalui penekanan ekspresi dari VEGF. Struktur yang bertanggung jawab

terhadap aktivitas senyawa sebagai inhibitor angigenesis, yaitu pada

α,β-unsaturated carbonil yang merupakan suatu enon aromatis (Istyastono, Yuniarti,

dan Jumina, 2009).

Berdasarkan penelitian in vitro yang dilakukan Robinson et al., (2003)

senyawa golongan enon aromatis telah dilaporkan aktif sebagai inhibitor

angiogenesis dengan penghambatan sebesar 89,1-98,2% untuk konsentrasi

3µg/mL dan 96,9-98,1% untuk konsentrasi 6 µg/mL. Sedangkan senyawa

golongan dienon aromatis memberikan penghambatan sebesar 87,1-96,6% untuk

konsentrasi 3 µg/mL dan 90,4-97,7% untuk konsentrasi 6 µg/mL.

Senyawa jenis enon aromatis yang telah disintesis adalah

2-benzilidenasikloheksana-1,3-dion. Senyawa tersebut merupakan senyawa enadion

siklik aromatik yang paling sederhana. Oleh karena itu, struktur tersebut dapat

digunakan sebagai senyawa penuntun untuk mengembangkan senyawa inhibitor

(29)

pengembangan yang telah dilakukan berdasarkan senyawa

2-benzilidenasikloheksana-1,3-dion adalah senyawa 2-(4'-klorobenzilidena

)sikloheksana-1,3-dion dimana senyawa tersebut dimodifikasi dengan

menambahkan gugusan kloro pada posisi para cincin benzena. Adanya gugusan

kloro tersebut akan menarik elektron pada cicin benzenanya sehingga atom C

pada posisibeta(β) akan lebih positif. C-betayang lebih positif diperkirakan akan

meningkatkan aktivitas senyawa terhadap penekanan ekspresi dari VEGF

(Christy, 2010).

B. Sintesis Senyawa 2-(4'-hidroksibenzilidena)sikloheksana-1,3-dion

Senyawa 2-(4'-hidroksibenzilidena)sikloheksana-1,3-dion dapat disintesis

menggunakan starting material sikloheksana-1,3-dion dan 4-hidroksibenzaldehid

dengan katalis basa seperti kalium hidroksida (KOH). Sikloheksana-1,3-dion atau

dihidroresorsinol yang mempunyai rumus molekul C6H8O2 adalah senyawa yang

berbentuk kristal dengan berat molekul 112,12 g/mol dan titik lebur 105˚C.

Senyawa tersebut larut dalam air, aseton, kloroform, dan benzena panas. Namun,

tidak larut dalam eter, petroleum eter, dan karbondioksida (Budavari, O’Neil,

Smith, dan Heckelmann, 1989). Sedangkan 4-klorobenzaldehid adalah senyawa

berbentuk serbuk berwarna orange sampai coklat terang dengan bau khas.

Senyawa dengan rumus molekul C7H6O2 ini memiliki kelarutan sebesar 1,3 g/L,

titik leburnya 116˚C, titik didih 310˚C, densitas 1,143 g/cm3, dan pKa 7,72

(30)

Pada suatu reaksi perlu adanya katalis karena katalis merupakan suatu

senyawa yang mengakibatkan reaksi lebih cepat mencapai kesetimbangan (Cotton

and Wilkinson, 1989). Dalam suatu reaksi organik ada beberapa mekanisme kerja

katalis, yaitu meningkatkan kemampuan suatu elektrofil untuk diserang oleh

nukleofil dan meningkatkan reaktifitas dari suatu nukleofil. Selain itu, katalis juga

dapat meningkatkan kemampuan gugus pergi untuk lepas atau meninggalkan

senyawanya (Bruice, 1998). Salah satu katalis yang sering digunakan dalam

sintesis organik adalah suatu nukleofil (katalis basa) atau suatu elektrofil (katalis

asam). Pada sintesis 2-(4'-hidroksibenzilidena)sikloheksana-1,3-dion digunakan

katalis berupa nukleofil, yaitu kalium hidroksida. Kalium hidroksida dengan

rumus molekul KOH merupakan suatu basa kuat dengan berat molekul 56,11

g/mol, massa berbentuk batang, pellet, atau bongkahan, putih, sangat mudah

meleleh basah. Senyawa tersebut larut dalam satu bagian air, 3 bagian etanol, dan

sangat mudah larut dalam etanol mutlak P mendidih (Dirjen POM RI, 1979).

Kekuatan basa dari KOH yang lebih kuat dari LiOH dan NaOH dipengaruhi oleh

beberapa sifat fisik dari unsurnya, seperti jari-jari atom dan keelektronegatifan.

Atom K memiliki jari-jari atom yang lebih besar dibanding Li atau Na, sedangkan

keelektronegatifannya lebih kecil. Jari-jari atom yang lebih besar menyebabkan

ikatan pada KOH lebih lemah sehingga mudah putus dan keelektronegatifan yang

kecil akan menyebabkan atom K mudah membentuk ion positif (bersifat

elektropositif). Semakin mudah suatu senyawa tersebut membentuk ion, semakin

kuat basanya. KOH akan lebih mudah terion (menghasilkan ion OH-)

(31)

katalis, maka pembentukan ion enolat juga akan berjalan lebih cepat (Fessenden

and Fessenden, 1982).

Reaksi yang menjadi dasar dari sintesis senyawa

2-(4'-hidroksibenzilidena)sikloheksana-1,3-dion adalah reaksi kondensasi aldol silang,

yaitu reaksi antara suatu senyawa aldehid yang tidak memiliki hidrogen alpha(α)

dengan senyawa keton atau senyawa aldehid yang memiliki hidrogen alpha (α).

Prinsip reaksi kondensasi adalah penggabungan dua molekul atau lebih menjadi

satu molekul yang lebih besar, dengan atau tanpa hilangnya suatu molekul kecil.

Suatu reaksi kondensasi aldol merupakan reaksi adisi yang tidak melepaskan

suatu molekul kecil menghasilkan suatu senyawa β-hydroxy carbonil. Senyawa

β-hydroxy carbonil tersebut mudah mengalami dehidrasi karena akan dihasilkan

suatu senyawa yang lebih stabil, yaitu senyawa yang mempunyai ikatan rangkap

dan berkonjugasi dengan gugus karbonilnya. Hasil dari dehidrasi tersebut akan

membentuk suatu senyawaα,β-unsaturated carbonil. Bila dehidrasi menghasilkan

suatu ikatan rangkap yang berkonjugasi dengan suatu cicin aromatik, reaksi

dehidrasi tersebut dapat berjalan secara spontan, bahkan juga dalam larutan basa

(Fessenden and Fessenden, 1986).

Dalam reaksi kondensasi, jika suatu aldehid atau keton yang memiliki

hidrogen alpha (α) diolah dengan suatu basa seperti KOH dalam air akan

terbentuk ion enolat yang dapat bereaksi pada gugus karbonil dari molekul

aldehid atau keton yang lain. Ion enolat bereaksi dengan suatu molekul yang lain

dengan cara mengadisi pada bagian atom karbonilnya untuk membentuk suatu ion

(32)

menghasilkan suatu produk aldol. Senyawa produk aldol tersebut kemudian masih

akan terdehidrasi untuk membentuk senyawa yang lebih stabil, yaitu senyawa

α,β-unsaturated carbonil(Fessenden and Fessenden, 1986).

Senyawa sikloheksana-1,3-dion dalam suasana basa akan mengalami

deprotonasi membentuk ion enolat yang bertindak sebagai nukleofil. Mekanisme

kerja katalis dalam reaksi ini adalah meningkatkan reaktifitas dari nukleofil

sikloheksana-1,3-dion pada posisi atom C alpha-nya yang kemudian akan

menyerang karbonil dari 4-hiroksibenzaldehid. Senyawa yang terbentuk akan

terdehidrasi dan menghasilkan senyawa

2-(4'-hidroksibenzilidena)sikloheksana-1,3-dion.

C. Analisis Pendahuluan

Analisis pendahuluan dilakukan untuk mengetahui karakteristik dari

senyawa hasil sintesis, meliputi pemeriksaan organoletis dan kelarutannya.

1. Pemeriksaan organoleptis

Uji organoleptis adalah uji yang paling sederhana dan memuat

paparan mengenai sifat suatu zat secara umum meliputi wujud, warna, dan

bau. Pernyataan dalam uji ini tidak cukup kuat untuk menjadi syarat baku,

tetapi meskipun demikian secara tidak langsung dapat membantu penilaian

pendahuluan terhadap mutu zat yang bersangkutan (Dirjen POM RI, 1995).

2. Pemeriksaan kelarutan

Uji kelarutan dilakukan untuk mengetahui sifat fisik suatu zat.

(33)

zat padat tersebut hingga tepat jenuh pada suhu terkontrol. Hasilnya akan

dibandingkan dengan standar. Pada setiap pemeriksaan, kemurnian zat padat

dan pelarut harus terjamin karena sedikit pengotor dapat menyebabkan

terjadinya variasi hasil pemeriksaan (Jenkins, Knevel, and Digangi, 1965).

Kelarutan bukanlah standar uji kemurnian dari zat bersangkutan.

Maksud utamanya adalah sebagai informasi dalam penggunaan, pengolahan,

dan peracikkan suatu bahan (Dirjen POM RI, 1995).

Tabel I. Parameter kelarutan menurut Farmakope Indonesia IV

Parameter kelarutan

Jumlah bagian pelarut yang diperlukan untuk melarutkan 1 bagian zat

Sangat mudah larut Kurang dari 1

Mudah larut 1 sampai 10

Larut 10 sampai 30

Agak sukar larut 30 sampai 100 Sukar larut 100 sampai 1000 Sangat sukar larut 1000 sampai 10.000 Praktis tidak larut lebih dari 10.000

(Dirjen POM RI, 1995)

Kelarutan suatu zat dipengaruhi oleh polaritas dari pelarutnya. Nilai

polaritas diukur dari momen dipolnya. Pelarut polar dapat melarutkan zat yang

sifatnya polar juga atau zat yang bersifat ionik. Sedangkan pada pelarut

nonpolar, mekanisme pencampuran dengan senyawa nonpolar adalah melalui

interaksi dipol. Faktor lain yang mempengaruhi kelarutan suatu zat adalah

tetapan dielektrik, asosiasi, solvasi, tekanan dalam, dan reaksi asam-basa

(34)

D. Rekristalisasi

Langkah pemurnian padatan dengan cara rekristalisasi didasarkan pada

perbedaan kelarutan padatan tersebut di dalam pelarut atau campuran pelarut

(Anwar, Pranowo, dan Wahyuni, 1994). Rekristalisasi adalah proses pemurnian

zat yang dilakukan dengan cara melarutkan zat dalam keadaan panas dan

kemudian didinginkan. Dalam keadaan panas, maka kelarutan zat akan meningkat

dan ketika didinginkan kelarutannya akan berkurang secara drastis dan zat

tersebut akan mudah mengendap atau terbentuk kristal kembali. Agar proses

rekristalisasi berjalan dengan baik, pengotor harus memiliki kelarutan yang lebih

besar pada pelarut dibandingkan dengan zat yang diinginkan. Dengan demikian

saat zat yang diinginkan mulai diendapkan, pengotor yang sudah terlarut tidak

ikut mengkristal kembali (Bresnick, 2004).

Beberapa metode rekristalisasi yang digunakan sesuai dengan kondisi

atau sifat dari zat yang akan direkristalisasi, yaitu :

a. Rekristalisasi secara langsung dari campuran pelarut.

b. Rekristalisasi dengan asam dan basa.

c. Rekristalisasi secara presipitasi dengan pelarut kedua (Reksohadiprojo, 1996).

Pelarut yang digunakan untuk proses rekristalisasi juga memiliki syarat

tertentu agar hasilnya optimal. Syarat pelarut yang digunakan adalah :

a. Pada suhu tinggi dapat melarutkan dalam jumlah banyak, namun pada suhu

rendah hanya sedikit melarutkan.

(35)

c. Dapat menghasilkan bentuk kristal yang baik dari senyawa yang dimurnikan

serta mudah dipisahkan dari bahan utama (titik didih pelarut rendah).

d. Tidak boleh bereaksi dengan senyawa yang dimurnikan atau bersifat inert

(Reksohadiprojo, 1996).

E. Pemeriksaan Kemurnian Senyawa Hasil Sintesis

1. Pemeriksaan titik lebur

Titik lebur merupakan suhu dimana mulai terjadi perubahan fisika

dari bentuk padatan menjadi bentuk cair pada tekanan atmosfer. Jika suhu

dinaikkan, energi akan banyak terserap oleh molekul senyawa dan akan terjadi

vibrasi serta rotasi dari molekul. Jika suhu terus dinaikkan, maka molekulnya

akan rusak dan berubah menjadi bentuk cairan (Bradstatter, 1971).

Pemeriksaan ini merupakan aspek penting yang sering dilakukan

dalam sintesis suatu senyawa. Hal tersebut menjadi penting karena

pemeriksaan titik lebur dapat memberikan informasi kemurnian senyawa hasil

sintesis. Suatu senyawa dikatakan murni apabila jarak titik leburnya tidak

lebih dari 2˚C (MacKenzie, 1967).

2. Kromatografi Lapis Tipis (KLT)

Kromatografi merupakan suatu teknik pemisahan menggunakan dua

fase berbeda, fase diam (stationary phase) dan fase gerak (mobile phase).

Teknik kromatografi telah dikembangkan dan digunakan untuk memisahkan

sekaligus mengkuantifikasi berbagai komponen campuran (Rohman, 2007).

(36)

yang dilapisi dengan fase diam. Senyawa yang akan dianalisis akan ditotolkan

pada dasar lempeng dan dielusi dengan fase gerak. Totolan tersebut akan

bergerak naik oleh adanya gaya kapilaritas (Bresnick, 2004).

Apabila fase diamnya bersifat polar, maka senyawa yang bersifat

polar akan melekat lebih kuat pada lempeng dibandingkan senyawa yang

bersifat nonpolar. Hal tersebut terjadi akibat interaksi tarik-menarik antardipol

yang lebih kuat. Sedangkan senyawa nonpolar kurang melekat pada lempeng

fase diam yang polar sebab interaksinya lemah sehingga akan terelusi lebih

cepat. Berdasarkan hal tersebut, dapat disimpulkan bahwa jarak rambat dari

suatu senyawa pada lempengan dapat digunakan sebagai cerminan polaritas

suatu senyawa (Bresnick, 2004).

Kromatografi lapis tipis ini dapat digunakan untuk menguji

kemurnian suatu zat secara kualitatif dari campuran suatu senyawa.

Pembuktian tersebut terkait dengan ada tidaknya komponen yang dicari dan

apakah komponen tersebut murni atau tidak. Hal ini dilakukan dengan

membandingkan senyawa yang akan diidentifikasi dengan senyawa

standarnya. Apabila senyawa tersebut murni, maka akan memberikan bercak

tunggal pada berbagai fase gerak dengan berbagai tingkat kepolaran dan

mempunyai harga Rf yang sama dengan harga Rf senyawa standarnya

(Gasparic and Churacek, 1978).

Identifikasi bercak tidak berwarna pada lempeng KLT dapat

dilakukan dengan dua cara, yaitu melihat lempeng KLT (lempeng dengan fase

(37)

terjadi pemadaman pada bercak senyawa atau bisa dilakukan dengan

menggunakan pereaksi semprot sehingga totolan senyawa akan berwarna

(Bresnick, 2004).

3. Gas Chromatography-Mass Spectroscopy(GC-MS)

Kromatografi gas merupakan suatu metode pemisahan migrasi

deferensial dimana komponen-komponen cuplikan ditahan secara selektif oleh

fase diam, baik fase diam berupa padatan maupun cairan. Kromatografi gas

dapat digunakan untuk melakuan analisis kualitatif (menentukan sifat-sifat

dari suatu komponen dalam suatu campuran) dan analisis kuantitatif

(menentukan jumlah dari suatu komponen dalam campurannya). Pada

kromatografi gas ini fase gerak yang digunakan berupa gas yang bersifat inert

(Sastrohamidjojo, 2005).

Spektroskopi massa adalah salah satu metode analisis yang

digunakan untuk menentukan struktur molekul organik dan dapat memberikan

informasi bobot molekul dari suatu molekul organik berdasarkan

perbandingan m/z dari ion molekul (Williams and Fleming, 1997).

Metode kromatografi gas yang digabungkan dengan spektroskopi

massa memberikan keuntungan, yaitu akan terjadi pemisahan oleh

kromatografi gas terlebih dahulu yang dilanjutkan proses identifikasi dan

kuantifikasi oleh spektroskopi massa. Keuntungan dari metode ini adalah

dapat digunakan pada hampir semua jenis analit, batas deteksinya rendah, dan

memberikan informasi penting berupa spektra massa dari suatu senyawa

(38)

F. Elusidasi Struktur

Elusidasi struktur penting dilakukan sebab struktur dari senyawa hasil

sintesis belum diketahui secara jelas. Melalui elusidasi struktur ini, maka dapat

diketahui struktur yang sebenarnya dari senyawa hasil sintesis, apakah senyawa

hasil adalah senyawa yang diharapkan terbentuk atau bukan. Elusidasi struktur

yang dilakukan meliputi :

1. Spektrofotometri inframerah (IR)

Spektra inframerah merupakan gambaran dari pita absorbs yang khas

dari gugus fungsional yang ada pada molekul organik. Gugus-gugus

fungsional tersebut akan mengalami vibrasi karena adanya energi. Spektra

yang dihasilkan bisa digunakan untuk analisis kualitatif untuk mengetahui ada

tidaknya suatu gugus fungsional tertentu. Pembacaan spektra inframerah ini

biasa dilakukan pada daerah bilangan gelombang 650-4000 cm-1

(Sastrohamidjojo, 2001).

Semua ikatan kimia memiliki frekuensi vibrasi yang berbeda/khas

yang dapat menghasilkan ikatan mengulir (stretch) atau menekuk (blend).

Apabila frekuensi energi elektromagnetik inframerah yang dilewatkan pada

suatu molekul sama dengan frekuensi mengulir atau menekuknya ikatan, maka

energi tersebut yang akan diserap dan direkam oleh detektor. Hasilnya

dilaporkan dalam bentuk pita serapan pada bilangan gelombang tertentu

(39)

2. Spektroskopi massa

Prinsip dari spektroskopi massa adalah terjadinya tabrakan antara

sebuah molekul organik dengan elektron berenergi tinggi yang menyebabkan

lepasnya sebuah elektron dari molekul tersebut dan membentuk ion positif

organik yang tidak stabil. Ion positif tersebut akan pecah menjadi

fragmen-fragmen yang lebih kecil lagi. Hanya fragmen-fragmen bermuatan positif yang akan

terdeteksi sedangkan ion yang bermuatan negatif akan diserap oleh dinding

tabung vakum. Hasilnya akan berupa spektra massa yang merupakan gambar

antara kelimpahan relatif lawan perbandingan massa/muatan (m/z). Pemisahan

ion-ion berdasarkan perbandingan massa terhadap muatan, dimana muatan ion

pada umumnya adalah satu sehingga diketahui massa dari ion-ion tersebut

(Williams and Fleming, 1997). Metode yang paling sering digunakan dalam

spektroskopi massa adalah electron impact-mass spectroscopy (EI-MS). Pada

metode ini, molekul organik akan ditumbuk oleh elektron dengan energy 70ev

yang mengakibatkan hilangnya suatu radikal kation (M∙+) (Silverstein dan

Webster, 1998).

Pecahnya suatu molekul menjadi fragmen-fragmen tergantung dari

kerangka karbon dan gugus-gugus fungsional yang terdapat dalam suatu

molekul. Oleh karena itu, massa fragmen dan kelimpahannya akan dapat

memberikan petunjuk mengenai struktur molekul senyawa yang diidentifikasi.

Spektra massa yang dihasilkan juga memberikan informasi mengenai bobot

(40)

G. Landasan Teori

Reaksi kondensasi aldol silang adalah reaksi antara suatu senyawa

aldehid yang tidak memiliki hidrogen alpha (α) dengan suatu senyawa aldehid

atau keton yang memiliki hidrogen alpha (α) dalam suasana basa. Prinsip

reaksinya adalah penggabungan dua molekul atau lebih menjadi satu molekul

yang lebih besar, dengan atau tanpa hilangnya suatu molekul kecil. Hasilnya

adalah suatu senyawa karbonil β-hydroxy carbonil yang selanjutnya akan

mengalami reaksi dehidrasi untuk membentuk molekul yang lebih stabil, yaitu

senyawa α,β-unsaturated carbonil. Sikloheksana-1,3-dion merupakan senyawa

keton dengan hidrogen alpha (α) jika direaksikan dengan basa kalium hidroksida

(KOH) akan menghasilkan suatu ion enolat yang lebih reaktif (sebagai nukleofil).

Ion enolat tersebut yang akan menyerang atom C karbonil pada

4-hidroksibenzaldehid yang bermuatan positif. 4-4-hidroksibenzaldehid merupakan

senyawa aldehid yang tidak memiliki hidrogen alpha (α), berfungsi sebagai

elektrofil. Produk akhir dari reaksi tersebut adalah suatu senyawa golongan

α,β-unsaturated carbonil, yaitu senyawa

2-(4'-hidroksibenzilidena)sikloheksana-1,3-dion.

Gambar 4. Reaksi umum sintesis senyawa 2-(4'-hidroksibenzilidena)sikloheksana-1,3-dion dengan katalis KOH

Reaksi sintesis senyawa 2-(4'-hidroksibenzilidena)sikloheksana-1,3-dion

(41)

hidrogen alpha (α) pada sikloheksana-1,3-dion akan berjalan lebih cepat, maka

proses pembentukkan ion enolat juga akan berjalan lebih cepat. Dengan demikian,

rendemen dari senyawa hasil sintesis akan lebih banyak.

H. Hipotesis

Senyawa 2-(4'-hidroksibenzilidena)sikloheksana-1,3-dion dapat disintesis

dari senyawa sikloheksana-1,3-dion dan 4-hidroksibenzadehid menggunakan

(42)

22

METODE PENELITIAN

A. Jenis dan Rancangan Penelitian

Penelitian ini termasuk dalam penelitian non-eksperimental deskriptif

non-analitik karena tidak ada perlakuan pada subjek uji dan hanya dipaparkan

fenomena yang terjadi yang tidak terdapat hubungan sebab akibat.

B. Definisi Operasional

1. Starting material

Starting material adalah bahan awal yang digunakan dalam

penelitian. Starting material yang digunakan dalam penelitian ini adalah

sikloheksana-1,3-dion dan 4-hidroksibenzaldehid.

2. Katalis

Katalis adalah senyawa yang digunakan dalam reaksi untuk

meningkatkan laju reaksi kimia. Penelitian ini menggunakan katalis kalium

hidroksida.

3. Senyawa hasil sintesis

Senyawa hasil sintesis merupakan senyawa target yang diharapkan

terbentuk dari hasil reaksi. Senyawa target dalam penelitian ini adalah

(43)

4. Rendemen senyawa hasil sintesis

Rendemen senyawa hasil sintesis adalah perbandingan jumlah

senyawa yang diperoleh dari hasil sintesis dengan jumlah senyawa hasil secara

teoritis yang dapat dihitung berdasarkan jumlah starting material yang

digunakan. Rendemen dalam penelitian ini adalah rendemen senyawa

2-(4'-hidroksibenzilidena)sikloheksana-1,3-dion yang dihitung berdasarkan

perbandingan hasil sintesis dengan hasil perhitungan secara teoritis.

C. Bahan Penelitian

Sikloheksana-1,3-dion (p.a., Nacalai), 4-hidroksibenzaldehid (p.a.,

Sigma), kalium hidroksida (p.a., Merck), aquades (Laboratorium Kimia Organik

Universitas Sanata Dharma), etanol (p.a., Merck), metanol (p.a., Merck),

kloroform (p.a., Merck), etil asetat (p.a., Merck), n-heksan (p.a., Merck), silika

gel GF254(Merck).

D. Alat Penelitian

Neraca analitik (Mextler PM 100), pemanas listrik (Herdolph MR 2002),

thermophan (Electrothermal 9100), seperangkat alat gelas, statif, klem,

termometer, chamberkaca, seperangkat alat reflux (labu alas bulat dan pendingin

Alihn), baskom, kertas saring, waterbath, mikropipet, lampu UV254 nm,

spektrometer IR (IR Shimadzu Prestige-21), kromatografi gas-spektrometer massa

(44)

E. Tata Cara Penelitian

1. Sintesis 2-(4'-hidroksibenzilidena)sikloheksana-1,3-dion

a. Pembuatan larutan kalium hirdoksida (KOH) 2% b/v

Kalium hidroksida (KOH) sebanyak 0,200 gram dilarutkan dalam

sedikit aquades, kemudian dimasukkan ke dalam labu takar 10 mL dan

ditambah dengan aquades hingga batas tanda.

b. Pembuatan larutan sikloheksana-1,3-dion

Sikloheksana-1,3-dion sebanyak 3,0 mmol (0,336 gram)

dimasukkan dalam labu alas bulat (LAB) 100 mL dan dilarutkan dengan 9

mL larutan kalium hidroksida (KOH) 2% b/v.

c. Pembuatan larutan 4-hidroksibenzaldehid

4-hidroksibenzaldehid sebanyak 3,0 mmol (0,366 gram)

dimasukkan dalambekker glass50 mL, dilarutkan dengan 30 mL aquades.

d. Sintesis senyawa 2-(4'-hidroksibenzilidena)sikloheksana-1,3-dion

Larutan 4-hidroksibenzaldehid ditambahkan ke dalam larutan

sikloheksana-1,3-dion dalam labu alas bulat. Campuran tersebut direflux

selama 5 jam pada suhu 90 – 95˚C. Larutan senyawa hasil sintesis

dimasukkan dalambeker glass100 mL.

2. Kristalisasi

Larutan hasil sintesis ditambah dengan HCl 2N sebanyak 5 mL dan

digojok hingga homogen. Padatan yang terbentuk disaring dan kemudian

(45)

ditambahkan. Serbuk yang diperoleh dikeringkan dalam desikator selama 2

hari. Setelah kering, serbuk ditimbang dan dihitung rendemennya.

3. Analisis senyawa hasil sintesis

a. Pemeriksaan organoleptis

Senyawa hasil sintesis diamati sifat-sifat fisiknya, meliputi

bentuk, warna, dan bau, dibandingkan dengan starting material yang

digunakan.

b. Pemeriksaan kelarutan

Senyawa hasil sintesis sebanyak 10 mg dimasukkan dalam tabung

reaksi dan ditambahkan dengan aquades tetes demi tetes, kemudian

diamati kelarutannya. Dilakukan prosedur yang sama untuk pelarut yang

lain seperti metanol, etanol, kloroform, etil asetat, dan n-heksan.

Selanjutnya dibandingkan dengan kelarutan starting material-nya, yaitu

sikloheksana-1,3-dion dan 4-hidroksibenzaldehid.

c. Pemeriksaan titik lebur

Sejumlah kecil senyawa hasil sintesis dimasukkan dalam

electrothermal capillary tubes, kemudian dimasukkan dalam alat pengukur

titik lebur (thermophan). Peleburan kristal yang terjadi diamati dan dicatat

suhu pertama kali kristal melebur hingga seluruh kristalnya melebur.

d. Kromatografi Lapis Tipis (KLT)

Senyawa hasil sintesis dan starting material masing-masing

dilarutkan dalam etanol. Masing-masing senyawa tersebut ditotolkan

(46)

yang telah diaktifkan pada suhu 100˚C selama 30 menit. Setelah totolan

kering, dielusi dengan fase gerak n-heksan : etil asetat (3:2) dan

dikembangkan dengan jarak rambat 10 cm.

e. Gas Chromatography(GC)

Pemeriksaan kemurnian senyawa hasil sintesis dilakukan dengan

kromatografi gas yang dikondisikan : suhu injektor 300˚C, jenis kolom

Rtx-5MS dengan panjang 30 meter, suhu kolom 100-300˚C, gas pembawa

helium, tekanan 22 kPa, kecepatan alir fase gerak 0,5 mL/menit, detektor

ionisasi nyala. Cuplikan senyawa hasil sintesis dilarutkan dalam kloroform

dan diinjeksikan pada injektor kromatografi gas. Aliran gas helium akan

membawa cuplikan yang telah diuapkan masuk ke dalam kolom Rtx-5MS

yang dilapisi dengan fase diam dimethylpolycyloxane (berwujud cair).

Cuplikan tersebut akan terukur oleh detektor dan dilaporkan hasilnya

berupa suatu kromatogram.

4. Elusidasi struktur senyawa hasil sintesis

a. Spektrofotometri inframerah

Senyawa hasil sintesis sebanyak lebih kurang 0,5–1 mg dicampur

dengan KBr lebih kurang 10 mg, kemudian dikempa dan dibuat tablet.

Cahaya inframerah dari sumber dilewatkan melalui cuplikan, kemudian

dipecah menjadi frekuensi-frekuensi individunya dalam monokromator.

Intensitas relatif dari frekuensi individu yang dihasilkan akan terukur oleh

detektor dan dibaca dalam bentuk spektra inframerah senyawa

(47)

b. Spektrometri massa

Uap cuplikan senyawa hasil sintesis yang telah keluar dari kolom

kromatgrafi gas dialirkan dalam kamar pengion pada spektrometer massa

dan ditembak dengan seberkas elektron hingga terfragmentasi. Jenis

pengionan yang digunakan adalah EI (Electron Impact) 70 eV.

Fragmen-fragmen yang terbentuk akan melewati lempeng mempercepat ion dan

didorong menuju tabung analisator, dimana partikel-partikel akan

dibelokkan pada medan magnet dan menimbulkan arus pada kolektor yang

nilainya sebanding dengan keliimpahan relatif tiap fragmennya. Hasilnya

akan keluar berupa spektra massa dari senyawa yang bersangkutan.

F. Analisis Hasil

1. Perhitungan rendemen

Senyawa hasil sintesis ditimbang, kemudian dibandingkan beratnya

dengan berat senyawa secara teoritis dan kemudian dikalikan 100%.

Perhitungan rendemen tersebut dilakukan pada kristal yang telah murni dan

kering.

% = ℎ 100%

2. Analisis pendahuluan

Analisis pendahuluan senyawa hasil sintesis dilakukan berdasarkan

(48)

3. Pemeriksaan kemurnian senyawa hasil sintesis

Pemeriksaan kemurnian senyawa hasil sintesis dilakukan berdasarkan

uji titik lebur, uji kromatografi lapis tipis dan uji kromatografi gas.

4. Elusidasi struktur

Elusidasi struktur senyawa hasil sintesis dilakukan berdasarkan data

(49)

29

BAB IV

HASIL DAN PEMBAHASAN

A. Sintesis Senyawa 2-(4'-hidroksibenzilidena)sikloheksana-1,3-dion

Sintesis senyawa 2-(4'-hidroksibenzilidena)sikloheksana-1,3-dion

dilakukan dengan mereaksikan starting material sikloheksana-1,3-dion dan

4-hidroksibenzaldehid dalam pelarut aquades dengan katalis kalium hidroksida

(KOH) berdasarkan prinsip reaksi kondensasi aldol silang. Sikloheksana-1,3-dion

merupakan suatu senyawa yang memiliki dua gugus keton dengan enam hidrogen

alpha sedangkan 4-hidroksibenzaldehid adalah suatu aldehida yang tidak

memiliki hidrogen alpha dengan gugus –OH tersubstitusi pada posisi para dari

gugus aldehidnya. Kedua senyawa tersebut memungkinkan untuk bereaksi

melalui reaksi kondensasi aldol silang menghasilkan senyawa

2-(4'-hidroksibenzilidena)sikloheksana-1,3-dion. Reaksi tersebut dapat berjalan sebab

reaksi kondensasi aldol silang adalah reaksi antara suatu senyawa karbonil yang

memiliki hidrogen alpha dalam hal ini adalah senyawa sikloheksana-1,3-dion

dengan suatu senyawa karbonil lain yang tidak memiliki hidrogen alpha dalam

hal ini adalah senyawa 4-hidroksi benzaldehid dengan katalis basa (KOH).

(50)

Keenam hidrogen alpha pada sikloheksana-1,3-dion bersifat asam

sehingga dengan adanya suatu basa, atom karbon alpha pada

sikloheksana-1,3-dion akan dapat melepaskan atom hidrogennya dan membentuk karbon yang

bermuatan negatif, yaitu karbanion. Keasaman paling tinggi dimiliki oleh

hidrogenalphayang diapit oleh dua gugus keton sehingga atom hidrogen tersebut

akan lebih mudah dilepaskan dengan bantuan katalis basa KOH. Akan tetapi,

halangan sterik pada hidrogen alpha tersebut cukup besar karena adanya dua

gugusan keton yang mengapitnya. Oleh sebab itu, pada penelitian ini dipilih

penggunaan katalis basa kuat, yaitu kalium hidroksida (KOH) untuk dapat

mengambil hidrogen alpha tersebut. Sikloheksana-1,3-dion yang bermuatan

negatif akan bertindak sebagai nukleofil dalam reaksi sintesis ini.

Proses pembentukan ion enolat dari sikloheksana-1,3-dion diawali

dengan penyerangan oleh ion hidroksi yang berasal dari katalis KOH yang telah

mengalami ionisasi menjadi ion kalium (K+) dan ion hidroksi (OH-). Ion hidroksi

tersebut akan menyerang dan mengambil hidrogen alpha pada

1,3-dion membentuk ion enolat. Dua gugus keton yang terdapat pada

sikloheksana-1,3-dion akan mampu menstabilkan karbanion yang terbentuk melalui mekanisme

resonansi.

Senyawa 4-hidroksibenzaldehid merupakan senyawa yang bermuatan

parsial positif pada atom C karbonilnya. Muatan parsial positif tersebut muncul

karena adanya efek induksi dari atom oksigen yang bersifat elektronegatif

sehingga elektron akan lebih tertarik ke atom oksigen (atom O bermuatan parsial

(51)

menyebabkan ion enolat dari sikloheksana-1,3-dion menyerang atom C karbonil

dari 4-hidroksibenzaldehid. Dengan demikian 4-hidroksibenzaldehid berfungsi

sebagai elektrofil dalam reaksi sintesis ini.

Pada proses sintesis senyawa

2-(4'-hidroksibenzilidena)sikloheksana-1,3-dion katalis KOH dibuat dengan konsentrasi 2% b/v. Dipilih aquades sebagai

pelarut karena KOH paling mudah larut dalam aquades. Katalis KOH yang

digunakan dibuat dalam konsentrasi rendah (encer) dengan tujuan untuk

menghindari terjadinya reaksi Cannizaro, yaitu reaksi oksidasi-reduksi yang

terjadi pada 4-hidroksibenzaldehid karena tidak memiliki hidrogenalpha.

Tahap pertama dari sintesis

2-(4'-hidroksibenzilidena)sikloheksana-1,3-dion adalah dengan pembentukan ion enolat dari sikloheksana-1,3-2-(4'-hidroksibenzilidena)sikloheksana-1,3-dion, yaitu

dengan melarutkan serbuk sikloheksana-1,3-dion dalam 9 mL KOH 2% b/v.

Volume 9 mL KOH telah dihitung berdasarkan persamaan mol reaksi karena

katalis KOH yang ditambahkan tidak boleh berlebih. Jika penambahan katalis

berlebih, akan memicu terjadinya reaksi Cannizaro.

Tahapan selanjutnya adalah pencampuran larutan 4-hidroksibenzaldehid

ke dalam larutan sikloheksana-1,3-dion. Pada pencampuran tersebut akan terjadi

penyerangan ion enolat dari sikloheksana-1,3-dion pada gugus karbonil dari

4-hidroksibenzaldehid menghasilkan suatu senyawa beta hidroksi karbonil yang

merupakan senyawa antara dan kemudian akan mengalami pelepasan molekul air

(dehidrasi) jika dipanaskan. Hasil dari dehidrasi tersebut adalah senyawa

(52)

Gambar 6. Mekanisme reaksi sintesis senyawa 2-(4'-hidroksibenzilidena) sikloheksana-1,3-dion

Pada pencampuran sikloheksana-1,3-dion dan 4-hidroksibenzaldehid,

pencampuran harus dilakukan segera setelah serbuk sikloheksana-1,3-dion larut

dalam KOH. Hal tersebut dilakukan untuk mencegah terjadinyaself condensation

pada sikloheksana-1,3-dion. Self condensation pada sikloheksana-1,3-dion bisa

terjadi karena sikloheksana-1,3-dion juga memiliki gugus karbonil yang

bermuatan parsial positif sehingga dapat diserang oleh ion enolat yang merupakan

suatu nukleofil.

Setelah sikloheksana-1,3-dion dan 4-hidroksibenzaldehid dicampur,

maka sistem tersebut akan direfluks selama 5 jam dengan suhu 90 – 95˚C. Pada

proses refluks, uap dari starting material yang direaksikan akan terkondensasi

(53)

mempertahankan kondisi sistem termodinamika sehingga reaksi dapat berjalan

dengan sempura. Adanya pemanasan juga bertujuan untuk mempermudah proses

dehidrasi produk antara (senyawa betahidroksi karbonil) menjadi senyawa

2-(4'-hidroksibenzilidena)sikloheksana-1,3-dion karena pada suhu tinggi, reaksi akan

lebih mudah terjadi. Pada penelitian ini digunakan aquades sebagai pelarut karena

aquades dapat melarutkan kedua starting material. Selain itu, aquades cenderung

netral untuk tidak bereaksi dengan gugusan karbonil.

Dari proses refluks selama 5 jam, diperoleh cairan bening berwarna

kuning pekat dengan pH sekitar 7-9. Untuk memperoleh senyawa hasil sintesis

dalam bentuk serbuknya, maka dilakukan kristaliasi dengan menambahkan HCl

2N. Proses kristalisasi dilakukan dengan pengasaman karena adanya pembentukan

garam dari senyawa hasil sintesis akibat keberadaan KOH dalam larutan (Gambar

7). Penambahan HCl 2N menghasilkan larutan yang asam pada sekitar pH 1.

Dalam suasana asam, maka akan terjadi pendesakan oleh ion H+ dari asam

terhadap garam yang terbentuk sehingga struktur senyawa hasil sintesis akan

kembali ke bentuk awalnya. Pengasaman dilakukan untuk mengubah garam

kalium-4-((2,6-dioksosikloheksilidena)metal)fenolat menjadi bentuk asamnya

kembali sehingga dapat mengendap karena jika masih dalam bentuk garamnya,

senyawa hasil sintesis akan terlarut dalam air. Endapan berupa serbuk yang

terbentuk kemudian disaring dengan kertas saring dan dicuci dengan aquades

untuk menghilangkan sisa asam dari HCl yang ditambahkan. Setelah itu,

dikeringkan dalam desikator selama 2 hari. Pengeringan selama 2 hari adalah

(54)

Gambar 7. Pembentukan garam dari senyawa hasil sintesis

Perhitungan rendemen hasil sintesis (crude product) dilakukan

berdasarkan serbuk hasil sintesis yang telah dikeringkan dalam desikator selama 2

hari. Hasil perhitungan menunjukkan bahwa jumlah senyawa yang dihasilkan dari

3 kali replikasi adalah 0,159g; 0,163g; dan 0,178g dengan rendemen crude

product masing-masing adalah 24,27%; 25,23%; dan 27,26%. Rendemen hasil

sintesis yang diperoleh relatif kecil. Dari hasil sintesis tersebut perlu dilakukan

analisis lebih lanjut untuk mengetahui apakah serbuk yang didapat merupakan

serbuk dari senyawa 2-(4'-hidroksibenzilidena)sikloheksana-1,3-dion atau bukan.

B. Analisis Pendahuluan

1. Pemeriksaan Organoleptis

Pemeriksaan organoleptis dilakukan berdasarkan tampilan dari

serbuk senyawa hasil sintesis. Pemeriksaan ini bertujuan untuk mengetahui

sifat fisik dari senyawa hasil sintesis. Pemeriksaan yang dilakukan meliputi

bentuk, warna, dan bau. Uji ini dilakukan dengan membandingkan senyawa

(55)

Tabel II. Hasil pemeriksaan organoleptis senyawa hasil sintesis dan

Serbuk Serbuk halus Serbuk halus

Warna Kuning

kecoklatan Putih kekuningan Putih

Bau Khas

(menyengat) Khas Khas

Dari hasil pemeriksaan organoleptis di atas dapat diketahui bahwa

senyawa hasil sintesis telah memiliki profil tampilan yang berbeda dengan

starting material yang digunakan. Perbedaan tampak nyata pada bentuk dan

warna. Sedangkan dari segi bau, masing-masing senyawa memiliki bau yang

khas dan berbeda satu dengan yang lainnya. Dengan demikian dapat

disimpulkan bahwa senyawa hasil sintesis adalah suatu senyawa baru dan

bukan merupakanstarting material.

2. Pemeriksaan Kelarutan

Pemeriksaan kelarutan senyawa hasil sintesis dilakukan untuk

mengetahui kelarutan dari senyawa hasil sintesis pada berbagai pelarut yang

memiliki sifat polar maupun non polar. Pemeriksaan ini juga dilakukan

dengan membandingkan senyawa hasil sintesis dengan starting material-nya.

Hasil dari pengujian ini dapat digunakan sebagai acuan dalam memilih

pelarut yang akan digunakan pada pengujian dengan kromatografi

(56)

Pada pemeriksaan kelarutan ini dilakukan dengan menggunakan

aquades, metanol, etanol, kloroform, etil asetat, dan n-heksan. Hasil dari

pemeriksaan kelarutan disajikan dalam tabel berikut:

Tabel III. Hasil pemeriksaan kelarutan senyawa hasil sintesis danstarting material-nya

Pelarut Senyawa Hasil

Aquades praktis tidak larut larut agak sukar larut

Metanol mudah larut mudah larut Larut

Etanol mudah larut mudah larut Larut

Kloroform sangat sukar larut larut agak sukar larut Etil asetat mudah larut mudah larut mudah larut

n-heksan praktis tidak larut praktis tidak larut praktis tidak larut

Pemeriksaan kelarutan dilakukan pada suhu kamar. Dari data hasil

pemeriksaan kelarutan tersebut, dapat diketahui bahwa senyawa hasil sintesis

memiliki profil kelarutan yang berbeda dengan starting material yang

digunakan. Senyawa hasil sintesis cenderung larut dalam pelarut yang kurang

polar (metanol, etanol, dan etil asetat), sedangkan dalam pelarut yang sifatnya

polar (aquades) dan non polar (n-heksan) justru tidak larut. Sifat senyawa

hasil sintesis yang cenderung kurang polar dipengaruhi oleh keberadaan

gugusan polar maupun non polar yang dimiliki. Walaupun sebagian besar

komponen penyusun dari senyawa

2-(4'-hidroksibenzilidena)sikloheksana-1,3-dion adalah kerangka karbon yang sifatnya cenderung non polar, namun

keberadaan gugus –OH fenolik dan dua gugus keton yang dimiliknya

mempengaruhi keseluruhan sifat dari senyawa hasil sintesis. Hasil

pemeriksaan kelarutan tersebut semakin memperkuat bahwa senyawa hasil