OPTIMASI SUHU PADA SINTESIS SENYAWA TURUNAN P-AMINOFENOL
M. Kuswandi1*, Bayu Anggoro Yulianto2, dan Broto Santoso21Fakultas Farmasi, Universitas Gadjah Mada, Sekip Utara, Yogyakarta 2Fakultas Farmasi, Universitas Muhammadiyah Surakarta, Jawa Tengah Indonesia
*E-mail: [email protected]
ABSTRAK
Senyawa p-aminofenol (PAF) merupakan senyawa induk penghasil analgetik. Sintesis turunan PAF telah menghasilkan 122 senyawa, namun kesemua senyawa tersebut belum mampu menggeser kedudukan parasetamol sebagai analgetik. Modifikasi struktur yang dilakukan dalam penelitian ini adalah dengan menggabungkan gugus amina pada PAF dan gugus aldehid pada vanillin melalui reaksi adisi-eliminasi. Produk adalah Schiff Base, yaitu 4[(Z)-N-(4-hidroksifenil)karboksimidoil]-2-metoksifenol. Sintesis dilakukan dengan mencampurkan PAF (dalam benzen-etanol) dan vanillin (dalam benzen) pada pH 2. Reaksi dilanjutkan selama 5 menit diatas penangas air dengan variasi suhu 60°C, 80°C, dan 100°C. Produk didinginkan dalam freezer semalaman. Endapan yang terbentuk kemudian disaring dan dikeringkan dalam eksikator. Produk berupa serbuk berwarna kuning tua. Rendemen sintesis tertinggi dihasilkan pada suhu 80°C, sebanyak 57,887% dengan rentang titik lebur 217,6-223,8°C, sedangkan sintesis pada suhu 60°C dan 100°C secara berurutan adalah 219,8-225,1°C dan 221,6-222,5°C. Hasil KLT dengan fase gerak kloroform:metanol (9:1 v/v) membuktikan adanya senyawa baru, ditandai dengan spot hasil berwarna kecoklatan pada Rf 0,46. Nilai ini berbeda dengan
starting material. Bukti adanya senyawa baru diperkuat dengan hasil spektra IR yang menunjukkan adanya gugus imina (-C=N-) pada produk sintesis. Ketelitian penyimpanan dan pemurnian diperlukan pada produk hasil sintesis untuk penelitian selanjutnya.
Kata kunci: 4-[(Z)-N-(4-hidroksifenil)karboksimidoil]-2-metoksifenol, adisi-eliminasi, imina, p-aminofenol, vanillin.
PENDAHULUAN
Analgetik yang umum digunakan adalah parasetamol dan merupakan senyawa turunan dari p-aminofenol (PAF) (Purnomo, 2012). Derivat senyawa PAF dapat diperoleh salah satunya dengan penambahan gugus fungsional senyawa vanillin pada gugus substituen benzen. Vanillin memiliki gugus aldehid (RC=O) dipilih dikarenakan mempunyai kemiripan struktur dengan senyawa PAF yaitu gugus fenolik. Hal ini diharapkan akan memberikan efek sinergis terhadap aktifitas PAF, Peningkatan ini telah dinyatakan oleh de Melo et al. (2014) yaitu gabungan senyawa yang mempunyai struktur mirip mempunyai efek terapi lebih tinggi dari senyawa induknya.
Derivat PAF berupa imina/Schiff Base yaitu senyawa 4-[(Z)-N-(4-hidroksifenil)karboksimidoil]-2-metoksi-fenol diketahui memiliki nilai docking sebesar -84.899 kkal/mol dengan reseptor 6COX (Kuswandi, 2015). Nilai tersebut lebih baik jika dibandingkan dengan parasetamol sebesar -67.4221 kkal/mol (Atmajaya, 2016). Penelitian tersebut menguatkan dugaan
lebih baik dibandingkan dengan parasetamol.
Pembentukan Schiff Base secara optimal pada pada pH 3-4 (Fessenden and Fessenden, 1982), namun Choirulisa (2016) mendapatkan bahwa pH 2 merupakan kondisi pH optimal sintesis Schiff Base. Ibrahim and Sharif (2007) mengatakan bahwa suhu 60-70ºC selama 5-10 jam mampu menghasilkan 51-96% rendemen Schiff Base, untuk suhu 80ºC selama 9 jam diperoleh produk berwarna kuning sebanyak 70-90% (Alsaygh, Al-Humaidi, dan Al-Najjar, 2014). (Westland and Tarafder, 1981) menemukan bahwa dalam rentang waktu 5 menit didapatkan produk Schiff Base.
Hal tersebut membuktikan bahwa sintesis pembentukan senyawa 4-[(Z)-N-(4-hidroksifenil)karboksimidoil]-2-metoksife-nol dapat dilakukan dengan menggunakan aldehid (vanillin) dan amina primer (PAF), dengan kondisi pH 2 selama 5 menit pada berbagai variasi suhu. Tujuan dari penelitian ini adalah untuk mendapatkan bukti bahwa produk hasil reaksi diperoleh maksimal pada suhu 80ºC.
METODE PENELITIAN
Sintesis dilakukan dengan mencampurkan 0,0436 gram (0,4 mmol) PAF (dalam benzen-etanol) dan 0,0456 gram (0,3 mmol) vanillin (dalam benzen) pada pH 2. Perlakuan dibuat 3 kali replikasi kemudian reaksi dilanjutkan selama 5 menit dengan variasi suhu penangas air pada 60, 80, dan 100°C. Produk didinginkan dalam freezer over night (selama semalam). Endapan yang terbentuk kemudian disaring dan dikeringkan dalam eksikator. Produk berupa serbuk berwarna kuning tua. Uji titik lebur dilakukan dengan menguji rendemen yang dihasilkan dengan menggunakan alat Melting point. Uji kromatografi menggunakan metode KLT dengan sistem berikut fase diam silika GF254, fase gerak kloroform:metanol (9:1 v/v). Bercak hasil elusi dilihat di bawah sinar UV 254 nm, dibandingkan dan dihitung nilai Rf-nya. Uji spektra IR pada senyawa produk campuran dilakukan menggunakan Spektrofotometer FTIR.
Alat dan Bahan
Alat yang digunakan dalam penelitian ini adalah alat gelas (Pyrex), alat refluks (Pyrex), mikropipet (Socorex), neraca analitik (Ohaus), vortex (Maxi mix II thermolyne type 37600 mixer),
Magnetic stirrer (Thermo scientific cimarec), detektor UV 254 nm (Vilber lourmat), IA9100 Electrothermal Digital Melting Point, bejana KLT, kertas saring Whatman. Bahan yang digunakan adalah PAF (Merck), vanillin (Merck), DMSO (Merck), methanol (Merck), etilasetat (Merck), kloroform (Merck), etanol 96% (Merck), n-heksan (Merck), benzen (Merck), HCl (Merck), plat KLT (Merck), dan KBr (Merck).
Tabel 1. Hasil penghitungan jumlah rendemen, uji titik lebur, dan uji kelarutan
*Metanol (MeOH), kloroform (CHCl3), heksan (C6H12), dan air (H2O); + : agak sukar larut ; ++ : sangat sukar larut
T (suhu) sintesis Rendemen (%) Titik lebur ( oC) Δ titik lebur Pelarut*
MeOH CHCl3 Etilasetat C6H12 H2O
60ºC 19,478 219,8-225,1 5,3 + ++ ++ ++ ++
80ºC 57,887 217,6-223,8 6,2 + ++ ++ ++ ++
HASIL DAN PEMBAHASAN
Suhu sintesis menjadi salah satu parameter penting yang diuji. Terbukti dalam beberapa penelitian bahwa suhu sangat berpengaruh terhadap jumlah hasil sintesis. Rendemen dapat terlihat setelah didiamkan di dalam freezer selama semalaman. Pemisahan rendemen dari pelarut dibantu dengan penyaring buchner.
Gambar 1. Penampang struktur senyawa target produk hasil sintesis (A) dan rendemen hasil sintesis (B).
Poin B memperlihatkan rendemen yang telah dikeringkan dalam eksikator yang secara organoleptis berbentuk serbuk dengan warna kuning tua, sedangkan warna starting material adalah putih.
Tabel 1 menunjukkan bahwa produk suhu 80ºC memiliki hasil rendemen paling banyak, yaitu 57,887%. Hasil tersebut sesuai dengan penelitian Alsaygh et al., (2014) yang menyatakan bahwa rendemen paling banyak terbentuk pada suhu tersebut. Hal ini menegaskan bahwa pada suhu tersebut reaksi antara PAF dan vanillin berjalan baik, sehingga menghasilkan rendemen paling banyak. Jumlah rendemen paling sedikit diperoleh dari sintesis pada suhu 60ºC, yaitu 19,478%. Titik lebur tertinggi didapatkan pada sintesis suhu 80ºC, yaitu 208,8-222,1, namun karena rentang suhu yang terlalu lebar maka dapat dikatakan senyawa tersebut belum murni. Data KLT (Gambar 2) menunjukkan 3 bercak, namun 2 bercak diantaranya identik dengan starting material dilihat dari segi warna pemadaman maupun Rf-nya., sedangkan satu bercak lainnya berbeda secara signifikan. Hasil uji kelarutan membuktikan bahwa ketiga rendemen memiliki kelarutan yang relatif sama, yaitu mudah larut dalam metanol dan sangat sukar larut dalam etil asetat, kloroform, heksan, dan air.
Tabel 2. Data Spektra IR (cm-1) produk hasil sintesis
Gugus PAF Vanillin T 60°C T 80°C T 100°C Referensi*
-C=O 2846 -NH2 3340 -C=N- 1651 1651 1651 1635 -O-CH3 1300 1180 1180 1180 1289 -OH 3278 3184 3410 3448 3417 aromatik 1867 1672 1890 1890 1897
*Schiff Base berdasarkan Fasina and Dada (2013)
Analisis kimia terhadap rendemen hasil sintesis dilakukan dengan uji KLT dengan melihat profil bercak yang dihasilkan pada plat KLT. Nilai Rf digunakan sebagai angka pembanding untuk uji
digunakan standar starting material.
Gambar 2 memperlihatkan adanya profil dan Rf yang berbeda dengan standar PAF maupun vanillin, baik pada percobaan dengan suhu 60ºC, 80ºC, dan 100ºC, secara berturut-turut yaitu 0,52; 0,46 dan 0,6. Bercak inilah yang diduga merupakan senyawa baru derivat imina hasil sintesis PAF dan vanillin yaitu 4-[(Z)-N-(4-hidroksifenil) karboksimidoil]-2-metoksi-fenol.
Gambar 2. Kromatogram hasil uji KLT dengan fase gerak kloroform:metanol (9:1) untuk produk sintesis pada suhu 60ºC (A), 80ºC (B), dan 100ºC (C). Keterangan tambahan: 1 = vanillin, 2 = PAF, 3 = diduga produk imina, 4 = dduga PAF, dan 5 = diduga vanillin
Analisis spektra IR menunjukkan terbentuknya senyawa baru dengan adanya gugus imina pada spektra produk pada frekuensi 1651 cm-1, sedangkan gugus imina tidak terdapat pada starting material.
Gugus aldehid yang muncul pada pembacaan spektra IR senyawa vanillin tidak ditemukan dalam pembacaan spektra produk sintesis. Gugus amina yang muncul pada pembacaan spektra IR senyawa PAF juga tidak terdeteksi pada spektra produk. Hal ini semakin diperkuat dengan kesesuaian analisis spektra imina dari referensi, sehingga menguatkan hipotesis bahwa produk sintesis berupa imina telah terbentuk.
KESIMPULAN
Senyawa 4-[(Z)-N-(4-hidroksifenil) karboksimidoil]-2-metoksifenol dapat disintesis menggunakan dasar reaksi adisi-eliminasi dengan menggunakan starting material PAF dan vanillin pada suhu 80°C dengan rendemen sebesar 57,887%.
DAFTAR PUSTAKA
Alsaygh A., Al-Humaidi J., & Al-Najjar I. (2014). Synthesis of Some New Pyridine-2-yl-benzylidine-imine, Scientific Research, 4 (1), 116–121. doi: http://dx.doi.org/10.4236/ijoc.2014. 42013 Atmajaya T.E. (2016). Komunikasi Pribadi dalam Penelitian yang Berjudul: Kajian Docking Senyawa
4-[(Z)-N-(4-Hidroksifenil)Carboksimidoil]-2-Metoksifenol Menggunakan Plants.
Choirulisa N.D. (2016). Komunikasi Pribadi dalam Penelitian yang Berjudul: Pengaruh pH pada Sintesis Senyawa p-Aminofenol dengan Vanillin (4-Hydroxy-3-Methoxybenzaldehyde) Melalui Reaksi Adisi-Eliminasi.
Fasina T.M. & Dada R.O. (2013). Substituent effect on electronic absorption and biological properties of Schiff bases derived from aniline, Journal of Chemical and Pharmaceutical Research, 5 (10), 177–181.
Fessenden R.J. & Fessenden J.S. (1982). Kimia Organik, Dalam Pudjaatmaka, A. H., ed. Erlangga, Jakarta.
Ibrahim M.N. & Sharif S.A.I. (2007). Synthesis, Characterization and Use of Schiff Bases as Fluorimetric Analytical Reagents (Part II), E-Journal of Chemistry, 4 (4), 531–535.
de Melo T.R., Chelucci R., Pires M.E., Dutra L., Barbieri K., Bosquesi P., Trossini G.H., Chung M., & dos Santos J. (2014). Pharmacological Evaluation and Preparation of Nonsteroidal Anti-Inflammatory Drugs Containing an N -Acyl Hydrazone Subunit, International Journal of Molecular Sciences, 15, 5821–5837. doi :10.3390/ijms15045821
Purnomo H. (2012). Mendesain Molekul Obat Sebagai Analgetik, Pustaka Pelajar, Yogyakarta. Kuswandi M. (2015). Enhacing Pharmacist Competence in Sustainable Health. Dipublikasikan dalam
Rapat Kerja Nasional dan Pertemuan Ilmiah Tahunan Ikatan Apoteker Indonesia 2015, Bukittinggi, Indonesia
Westland A.D. & Tarafder M.T.H. (1981). Novel Peroxo Complexes of Uranium Containing Organic Ligands, American Chemical Society, 737 (8), 3992–3995.
