4
Bab II Tinjauan Pustaka II.1 Tinjauan Umum Famili Moraceae Moraceae adalah famili tumbuhan yang terdiri dari sekitar 60 genus, dan hampir 1400 spesies, termasuk tiga genus penting yaitu Morus, Ficus, dan Artocarpus, yang tersebar di daerah tropis sampai daerah subtropis. Tumbuhan dari famili Moraceae ini pada umumnya berupa pohon berdaun lebat yang tingginya bisa mencapai 20 meter. Dengan kualitas kayu yang cukup baik, tumbuh-tumbuhan dari famili ini telah menjadi sumber kayu untuk membuat konstruksi rumah, pembuatan perabotan rumah tangga dengan harga yang terjangkau, dan di beberapa daerah pesisir pantai, juga digunakan untuk pembuatan kerangka perahu nelayan. Beberapa spesies dari famili ini menghasilkan buah yang dapat dikonsumsi, seperti nangka (A.heterophyllus), cempedak (A.champeden) dan sukun (A.communis). Pemanfaatan daun dari famili Moraceae yang paling terkenal adalah daun dari pohon murbei (Morus alba) yang merupakan makanan bagi ulat sutera sebagai produsen benang sutra.
II.2 Kandungan Kimia tumbuhan famili Moraceae Moraceae dilaporkan mengandung beragam metabolit sekunder seperti alkaloid, terpenoid, tannin, sterol, stilben, dan flavonoid. Terpenoid dan flavonoid ditemukan di tiga genus tersebut, sementara alkaloid baru ditemukan pada genus Ficus. Terpenoid yang umum ditemukan adalah dari golongan
triterpen,
sementara senyawa flavonoid yang telah ditemukan adalah senyawa-senyawa flavonoid dengan kerangka dasar calkon, flavan, flavanon, dan flavon (Gambar II.1) (Venkataraman, 1972).
5
HO
OH HO
HO
OH
OH
O
OH
O
O
Flavanon
Calkon HO HO
OH
O
OH
O
Flavon
HO
HO
OH
HO
HO
O
OH
O OH
OH
OH
O
Flavan-3-ol
3-Prenilflavon
Gambar II.1 Kerangka dasar senyawa flavonoid
Flavonoid sebagai golongan senyawa terbesar yang terkandung dalam famili Moraceae memiliki kekhasan dengan adanya substituen prenil di C-3 dan pola oksigenasi 2’,4’-dioksigenasi atau 2’,4’,5’-trioksigenasi pada cincin B.(Hakim et.al., 2005) 3' 4'
2'
HO
8 7
O
5'
2
1' 6'
A
3
6 4
5
OH
B
1
OH
OH
Biosintesis
senyawa-senyawa
dari
golongan
flavonoid
ini
merupakan
penggabungan 2 jalur biosintesis yang umum terjadi pada pembentukan metabolit sekunder yang ditemui pada tumbuhan, yaitu jalur asetat-malonat dan jalur sikimat. Jalur asetat-malonat membentuk cincin A dari kerangka flavonoid dengan posisi hidroksi di C-5 dan C-7. Sementara jalur sikimat membentuk cincin B
6
dengan posisi substituen hidroksi yang beragam seperti di C-4’, C-2’ dan C-4’, C3’ dan C-4’, ataupun C-2’, C-4’ dan C-5’. (Achmad, 1986)
Kerangka dasar dari flavonoid yang paling sederhana adalah calkon. Reaksi enzimatis dari 3 atom pada rantai propan akan menghasilkan berbagai gugus fungsi, seperti ikatan rangkap, gugus hidroksil dan gugus karbonil. Hubungan biogenesis dari senyawa-senyawa flavonoid yang terdapat pada famili Moraceae secara umum dapat diurutkan seperti terlihat pada gambar II.2. OH
OH HO
HO
OH
OH
O
Calkon
HO HO
O
Calkon terprenilasi
OH
O
HO HO
OH
O OH
OH
O
OH
Flavanon
HO HO
O
3-OH-Flavanon
OH
O
HO HO
OH
O OH
OH
O
OH
Flavon
HO HO
O
OH
Flavan-3,4-diol
OH
HO HO
OH
O OH
OH
O
3-prenilf lavon
OH
Flavan-3-ol
Gambar II.2 Hubungan biogenesis senyawa flavonoid dari famili Moraceae
7
II.3 Genus Artocarpus Artocarpus, J.R. Forster dan J.G. Forster, sebagai salah satu genus penting dari famili Moraceae, terdiri dari 50 spesies, dan tersebar di daerah Asia Selatan, Asia Tenggara, New Guinea, dan daerah selatan Pasifik, dengan tempat tumbuh tidak lebih dari 1000 meter di atas permukaan laut. Ciri khas dari tumbuhan Artocarpus ini adalah adanya getah berwarna putih di hampir seluruh bagian tumbuhan. Dari 50 spesies genus Artocarpus, beberapa diantaranya ditemukan tersebar di seluruh daerah nusantara, yaitu Artocarpus champeden, Artocarpus lanceifolius, Artocarpus teysmanii, Artocarpus scortechinii, Artocarpus rotunda, Artocarpus maingayi, Artocarpus kemando, Artocarpus bracteata, Artocarpus altilis, Artocarpus fretessi, Artocarpus gomezianus, Artocarpus reticulatus, Artocarpus altilis dan Artocarpus nitida.(Heyne, 1987)
II.4 Kandungan Kimia pada Tumbuhan Genus Artocarpus Metabolit sekunder yang telah berhasil diisolasi dari genus Artocarpus ini sebagian besar merupakan senyawa dari golongan flavonoid dengan kerangka dasar calkon, flavan-3-ol, flavanon, flavon, dan 3-prenilflavon (Gambar II.1) dan dengan ciri-ciri adanya subtituen isoprenil di posisi C-3, C-3,6, atau C-3,6,8, dan pola oksigenasi di posisi C-5,7,2’,4’ atau C-5,7,2’,4’,5’. Selain itu juga ditemukan senyawa fenolik dengan kerangka dasar stilben dan 2-arilbenzofuran.(Hakim, et al, 2006) (Gambar II.3)
O
Stilben
2-arilbenzofuran
Gambar II.3 Kerangka dasar stilben dan 2-arilbenzofuran Dua senyawa dengan kerangka dasar calkon berhasil diisolasi dari A.bracteata, yaitu kanzonol C (1) (Hano, et.al., 1995) dan Artoindonesianin J (2) (Ersam, et al., 2002) (Gambar II.4)
8
OH
O
HO
O
OH
O
OH
O
1
2
Gambar II.4 Senyawa dengan kerangka dasar calkon Tiga senyawa dengan kerangka dasar flavanon berhasil diisolasi dari A.champeden, yaitu Artokarpanon (3) (Djakaria, 1999), Artoindonesianin E (4) (Hakim, et al., 2001), dan Heteroflavanon A (5) (Lu dan Lin, 1993). (Gambar II.5) HO H3CO
OH
OCH3
H3CO
O
HO
O OCH3
OH
O
OH
O
4
3 H3CO H3CO
OCH3
O OCH3 OH
O
5
Gambar II.5 Senyawa dengan kerangka dasar flavanon Senyawa dengan kerangka flavon, Norartokarpetin (6) (Hakim, et al., 1999) berhasil diisolasi dari 4 spesies yaitu A. champeden, A.scortechinii, A.kemando, A.gomezianus. Sementara 2 senyawa lain dengan kerangka flavon, 6-(3-metil-but2-enil) apigenin (7) (Abegaz, et al., 1998) dan Karpakromen (8) hanya ditemui pada spesies A.bracteata. (Ersam, et al., 1999) (Gambar II.6)
9
HO HO
OH
O
OH
O
6 OH HO
OH
O
OH
O
O
O
OH
O
8
7
Gambar II.6 Senyawa dengan kerangka dasar flavon Senyawa dengan kerangka flavan-3-ol, yaitu Afzelecin (9) dan afzelecin ramnosida (10) berhasil diisolasi dari A.fretessi dan A.reticulatus, sementara Katecin (11) selain ditemukan pada A.fretessi dan A.reticulatus juga berhasil diisolasi dari A.gomezianus dan A.glaucus. (Acmad, et al., 1998) (Gambar II.7) OH
OH HO
HO
O
O O-L-Ramnosida
OH OH
OH
9
10 OH HO
O
OH OH
OH
11
Gambar II.7 Senyawa dengan kerangka flavan-3-ol
10
Sembilan belas senyawa dengan kerangka dasar 3-prenilflavon telah berhasil diisolasi dari 9 spesies tumbuhan dari genus Artocarpus. Artokarpin (14) (Venkataraman, 1972) telah berhasil diisolasi dari 4 spesies yaitu A.champeden, A.maingayi, A.kemando, dan A.altilis. Kudraflavon C (13) (Hano, et.al., 1990) berhasil diisolasi dari A.champeden dan A.glaucus. Artonin E (24) (Hano, et.al., 1990) ditemukan pada A.altilis, A.scortechinii, dan A. rotunda. Artoindonesianin Q (22), Artoindonesianin R (23), Artoindonesianin U (27) (Syah, et al., 2002), dan Heterofilin (25) (Syah, et al., 2004) hanya ditemui pada spesies A.champeden. Artoindonesianin L (26) (Suhartati, et al., 1999) berhasil diisolasi dari A.rotunda. Artoindonesianin G (18), Artoindonesianin H (20), Artoindonesianin I (19), Artelastofuran (21) (Kijjoa, et al., 1998), 14-hidroksiartonin E (28), dan Artelastisin (15) (Kijjoa, et al., 1996) hanya ditemukan pada A.lanceifolius. Morusin (16) (Hano, et.al., 1994) berhasil diisolasi dari A.altilis. Mulberrin (12) dan Mulberrokromen (17) berhasil diisolasi dari A.fretessi. (Soekamto, et al., 2002) (Gambar II.8)
Modifikasi terhadap struktur 3-prenilflavon akan menghasilkan turunan-turunan flavon dengan kerangka dasar yang merupakan hasil siklisasi substituen prenil di C-3
dengan
cincin
B
berupa
kerangka
oksepinoflavon,
piranoflavon,
dihidrobenzosanton, furanodihidrobenzosanton, dan piranodihidrobenzosanton (Gambar II.9). Senyawa-senyawa dengan kerangka modifikasi flavon tersebut juga memiliki pola oksigenasi di cincin B yang sesuai dengan pola oksigenasi yang ditemui pada senyawa-senyawa flavonoid dari famili Moraceae yaitu 2’,4’dioksigenasi atau 2’,4’,5’-trioksigenasi. .(Hakim et.al., 2005)
11
HO HO
HO
OH HO
O
OH
OH
O
HO
O
OH
O
14 OH
HO
O
OH
O
15
O
O
OH
O
17
HO
OH
O
O
OH
O
16
HO
OH
O
O
HO
OH
O
OH
HO H3CO
13
12
HO
OH
O
OH
O
O HO
OH
OH
O
O
19
18 HO HO O
OH
HO O
O
OH
O
OH
20 HO H3CO
OH
O
OH
O
OCH3
H3CO HO
OH
O
21
OCH3
O
22
HO O
OH
O
O
O
OH
HO O
O
O
OH
O
O
OH OH
O
26
25
HO
O
24
OH OH
O
OH
23
HO
OH
O
OH OH
HO O
O
OH OH OH
OH
O
27
OH
O
28
Gambar II.8 Senyawa dengan kerangka 3-prenilflavon
OH OH
12
OH OH HO
HO
O
O
O OH
O OH
O
O
OOH
Oksepinoflavon
piranoflavon
HO HO
OH
O
OH
OH
O
dihidrobenzosanton
HO HO
HO
OH HO
O
OH
O
O
O
OH OH
OH
O
furanodihidrobenzosanton
O
OH
piranodihidrobenzosanton
Gambar II.9 Struktur kerangka senyawa turunan flavon
Dua senyawa dengan kerangka oksepinoflavon, chaplashin (29) (Venkataraman, 1972) dan Artoindonesianin B (30) (Hakim, et al., 1999) (Gambar II.10), telah berhasil diisolasi dari A.champeden dan A.altilis. Selain di kedua spesies tersebut, chaplashin juga ditemukan pada A.maingayi, A.altilis dan A.kemando.
OH
H3CO
O
OH
H3CO
O
O OH
O
29
O
OH
OH
O
OOH
30
Gambar II.10 Struktur senyawa dengan kerangka oksepinoflavon
13
Dari 10 senyawa dengan kerangka dasar piranoflavon, 6 diantaranya berhasil diisolasi dari A.champeden, yaitu siklokommunol (31), siklokommunin (32), sikloartokarpin (33), 5’-hidroksikudraflavon A (36) dan sikloheterofillin (37) (Ajizah, 2001), serta artoindonesianin (35) (Achmad, et.al., 1996), (Gambar II.11). Sikloartokarpin (33), seperti halnya chaplashin, juga ditemukan pada A.maingayi, A.altilis dan A.kemando. Spesies lain yang juga memiliki kandungan senyawa
5’-hidroksikudraflavon
A
adalah
A.scortechinii.
Pada
spesies
A.lanceifolius ditemukan 2 senyawa dengan kerangka piranoflavon, yaitu artelastin (39) (Hakim, et al., 1999) dan artelastokromen (40) (Mujahidin, et al., 2000). Kudraflavon A (34) (Hano, et al., 1990) dan artoindonesianin D (38) (Suhartati, et al., 2000) telah berhasil diisolasi dari A.maingayi. Spesies lain yang juga mengandung artoindonesianin D (38) adalah A.kemando.
Dari A.champeden telah berhasil diisolasi 4 senyawa dengan kerangka dihidrobenzosanton, yaitu artoindonesianin S (42), artoindonesianin T (41) (Syah, et al., 2002), artoindonesianin V (45) (Syah, et al., 2004), dan artonin B (44) (Hano, et al., 1989). Satu senyawa dengan kerangka dihidrobenzosanton lainnya, yaitu artobilosanton (43) (Sultanbawa dan Surendrakumar, 1989) telah berhasil diisolasi dari 3 spesies dari genus Artocarpus ini, yaitu A.lanceifolius, A.scortechinii, dan A.teysmanii.
14
OH HO
OH
O
HO
O
O OH
O
O
OH
O
31
32
OH H3CO
OH
O
O
O O
OH
O
O
OH
33
34
OH
OH OH
HO
OH OH
O
OH
O
O
O
O
O OH
O
O
O
OH
35
O
O
OH
36
O
37
OH HO
OH
O OH
O
38
OH
O
O
O OH
HO
O
O
O
OH
O
O
OH
39
O
40
Gambar II.11 Struktur senyawa dengan kerangka dasar piranoflavon
HO
H 3CO
O
OH
HO
OCH 3
HO
O
OH
OH
OH
O
41
OCH3
O
42 HO
OH
O
O
OH
OH
O
43
HO O
O
OH
O
44
HO
OH
O
O OH OH
OH OH
O
45
Gambar II.12 Struktur senyawa dengan kerangka dasar dihidrobenzosanton
15
Dari A.champeden telah berhasil diisolasi 3 senyawa dengan kerangka furanodihidrobenzosanton, yaitu artoindonesianin A (52) (Hakim, et al., 1999), artonin A (51) (Fahriyati, 1998), dan artoindonesianin M (47) (Syah, et al., 2002). Sikloartobilosanton (49) (Sultanbawa dan Surendrakumar, 1989) berhasil diisolasi dari 6 spesies Artocarpus, yaitu A.lanceifolius, A.scortechinii, A.altilis, A.kemando, A.rotunda dan A.teysmanii. Artonin M (53) berhasil diisolasi dari A.rotunda, artonin J (48) dari A.teysmanii, artoindonesianin P (46) (Hakim, et al.,2002) dan artoindonesianin Z-1 (50) (Syah, et al., 2005) dari A.lanceifolius.
HO HO
OH
O
OH
OCH3
HO H3CO
O
O
O
OH
HO HO
O
O
46
O
OH
O
48
OH
O
HO O
O
OH
O O
OH
O
OH
49
OH
O
OH
O
OH
H
50
HO O
O
O
47
HO
OH
HO O
O
O
O
OH
51
OH O
O
52
HO O
OH
O
OH
O
O
53
Gambar II.13 Struktur senyawa dengan kerangka dasar furanodihidrobenzosanton
16
Pada
spesies
A.lanceifolius
ditemukan
senyawa
dengan
kerangka
piranodihidrobenzosanton, yaitu artoindonesianin Z-2 (54) (Syah, et al., 2005). HO HO
OH
O
OH
O OH
H
O
54
Gambar II.14 Struktur senyawa dengan kerangka dasar piranodihidrobenzosanton
Telah berhasil diisolasi diisolasi tiga senyawa fenolik dengan kerangka stilben, yaitu oksiresveratrol (55) (Hakim, et al., 2002) dari A.gomezianus dan A.reticulatus, artoindonesianin N (56) (Kurniadewi dan Hakim, 2002) dari A.gomezianus, dan artoindonesianin F (57) (Hakim, et al., 2001) dari A.altilis.
HO OH H OCH3
55
HO
HO OH
OH OH
OCH3
OH
57
56
Gambar II.15 Struktur senyawa dengan kerangka dasar stilben
Dari A.gomezianus telah berhasil diisolasi senyawa dengan kerangka 2arilbenzofuran
yaitu
Artoindonesianin
O
(58)
(Hakim,
et
al.,
2002).
Artoindonesianin X (59) dan Artoindonesianin Y (60) (Soekamto, et al., 2003)
17
adalah 2 senyawa fenolik dengan kerangka 2-arilbenzofuran yang telah berhasil diisolasi dari A.fretessi. OH
O
HO
OCH3
58
OH
HO
O
OH
O
O
OH
59
OH
60
Gambar II.16 Struktur senyawa dengan kerangka dasar 2-arilbenzofuran
II.5 Artocarpus champeden Spreng Dalam dunia tumbuhan, taksonomi tumbuhan Artocarpus champeden Spreng tersusun dalam sistematika sebagai berikut :
Divisio/divisi
: Magnoliophyta
Subdivisio/subdivisi : Angiospermae Classic/kelas
: Dicotyledonae
Ordo/bangsa
: Urticales
Famili/suku
: Moraceae
Genus/marga
: Artocarpus
Species/Jenis
: Artocarpus champeden Spreng
Sinonim
: J.R. & J.G. Forster - A. heterophyllus L.f - A. integrifolia L.f - A. Integer (Thunb.)Merr. - A. polyphema Pers.
18
Spesies ini dikenal dengan nama ‘Cempedak’. Pohon Cempedak bisa mencapai ketinggian 20 meter, dengan daun berbentuk lonjong dan buah yang mirip dengan buah nangka tetapi lebih kecil, dan memiliki bau yang khas. Perbedaan lain dari pohon cempedak jika dibandingkan dengan pohon nangka adalah adanya bulubulu halus di daun dan ranting.
II.6 Kandungan Kimia Pada Tumbuhan Artocarpus champeden Spreng Dari penelitian sebelumnya telah berhasil diisolasi 25 senyawa golongan flavonoid dengan kerangka dasar flavanon, flavon, dan 3-prenilflavon dari akar, kulit akar, batang, dan kulit batang (Hakim, et.al., 2006).
Senyawa yang berhasil diisolasi dari akar Artocarpus champeden adalah senyawa dari fraksi benzen dengan kerangka dasar flavanon, yaitu Artokarpanon (3).
Dari kulit akar telah berhasil di isolasi 5 senyawa dari fraksi etil asetat, dengan 3 kerangka dasar flavonoid yang berbeda, yaitu flavon, oksepinoflavon, dan furanodihidrobenzosanton. Senyawa dengan kerangka flavon yang berhasil diisolasi dari kulit akar Artocarpus champeden, yaitu Norartokarpetin (6). Artoindonesianin B (29) dan chaplashin (30) adalah 2 senyawa dengan kerangka dasar oksepinoflavon. 2 senyawa yang berhasil diisolasi dari bagian kulit akar yang memiliki kerangka dasar furanodihidrobenzosanton adalah artoindonesianin A (46) dan artonin A (47).
Dari bagian kulit batang telah berhasil diisolasi 3 senyawa dengan 2 kerangka dasar yang berbeda. 2 senyawa dengan kerangka dasar flavanon yang berasal dari fraksi benzen adalah Artoindonesianin E (4) dan Heteroflavanon A (5), dan dari fraksi kloroform dengan kerangka dasar piranoflavon adalah artoindonesianin (34).
Dari fraksi yang larut dalam kloroform dari bagian batang tumbuhan Artocarpus champeden telah berhasil diisolasi 14 senyawa dengan 4 kerangka dasar yang
19
berbeda. 5 senyawa dengan kerangka dasar 3-prenilflavon, yaitu Artokarpin (12), Kudraflavon C (13), Artoindonesianin Q (15), Artoindonesianin R (16), dan Artoindonesianin U (17). 5 senyawa dengan kerangka dasar piranoflavon, yaitu siklokommunol
(31),
siklokommunin
(32),
sikloartokarpin
(33),
5’-
hidroksikudraflavon A (35) dan sikloheterofillin(36). 3 senyawa dengan kerangka dasar dihidrobenzosanton yaitu artoindonesianin S (41), artoindonesianin T (42), artoindonesianin
V
(43).
Senyawa
dengan
kerangka
dasar
furanodihidrobenzosanton yaitu artoindonesianin M (48).
Dari fraksi yang larut dalam etil asetat dari daun telah berhasil diisolasi senyawa dengan kerangka flavan-3-ol yang diidentifikasi sebagai katecin (11) dan satu senyawa yang bersifat sedikit lebih non polar dari katecin yang belum ditentukan strukturnya (Juliasih, 2004).
