Metabolit Sekunder Dari Salah Satu Tumbuhan Obat Indonesia : Daun Desmodium triquetrum Linn. (Fabaceae)
SKRIPSI
Elvira Hermawati 10505089
PROGRAM STUDI KIMIA FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM INSTITUT TEKNOLOGI BANDUNG 2009
Metabolit Sekunder Dari Salah Satu Tumbuhan Obat Indonesia : Daun Desmodium triquetrum Linn. (Fabaceae)
(Secondary Metabolites From One of The Indonesian Medicinal Plants : Leaves of Desmodium triquetrum Linn. (Fabaceae) )
Elvira Hermawati 10505089
PROGRAM STUDI KIMIA FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM INSTITUT TEKNOLOGI BANDUNG 2009
Abstract
Desmodium (Fabaceae) is known as one of plant genus which is used as a component in traditional medicines to cure diuretic, hemorrhoids and cough. Moreover, it is also applied as tonicum, antiinflammation, and antimicrobial. This genus distributes over Indonesia islands. One of the species, namely Desmodium triquetrum Linn., is locally known as ‘daun duduk’ and has not been examined for its secondary metabolites. The preliminary assay of the methanol extract of D. triquetrum on tyrosine kinase inhibitory assay showed high activity with % inhibition was 47,66 % (extract I) and 59,4 % (extract II) (100 µg/mL). While, the cytotoxicity of the same extract againts murine leukemia P-388 cells also gave high activity with IC50 6,5 µg/mL (extract II) . The isolation of secondary metabolites of both extracts was conducted by using various kinds of chromatography techniques, including vacuum liquid chromatography, radial chromatography, and gravity chormatography (sephadex LH-20). Three compounds, namely epicathecin (59), kaempferol (33) and p-hydroxy benzoic acid (58) have been obtained from the methanol extracts. The structures of those compounds were determined based on spectroscopic data including 1H NMR and 13C NMR. One of the compounds, p-hydroxy benzoic acid (58) has been examined on tyrosine kinase inhibitor assay but showed negative result.
iii
Abstrak
Genus Desmodium (Fabaceae) dikenal sebagai salah satu genus tumbuhan yang dimanfaatkan sebagai bahan obat tradisional untuk mengobati diuretika, wasir, batuk, serta sebagai tonikum, antiinflamasi, dan antimikroba. Genus ini tersebar di seluruh kepulauan Indonesia. Salah satu spesies dari Desmodium, yaitu Desmodium triquetrum Linn., dikenal dengan nama lokal ‘daun duduk’ dan belum pernah diteliti kandungan metabolit sekundernya. Pengujian ekstrak metanol dari daun D. Triquetrum terhadap uji inhibitor tirosin kinase memberikan aktivitas yang tinggi dengan nilai persen inhibisi yaitu 47,66 % (ekstrak I) dan 59,4 % (ekstrak II) (100µg/mL). Sementara itu, ekstrak yang sama diuji pula terhadap sel murin leukemia P-388 dan memperlihatkan sitotoksisitas yang tinggi dengan nilai IC50 6,5µg/mL (ekstrak II). Isolasi metabolit sekunder dari kedua ekstrak tersebut dilakukan dengan menggunakan berbagai teknik kromatografi yang meliputi kromatografi vakum cair, kromatografi radial, dan kromatografi gravitasi menggunakan sephadex LH-20. Tiga senyawa yaitu epikatekin (59), kaempferol (33) dan asam p-hidroksi benzoat (58) telah diperoleh dari ekstrak metanol tersebut. Struktur ketiga senyawa ditentukan berdasarkan data spektroskopi yaitu 1H NMR dan 13C NMR. Salah satu senyawa hasil isolasi yaitu p-hidroksi benzoat (58) telah diuji terhadap inhibitor tirosin kinasenamun memperlihatkan hasil yang negatif.
iv
Ku persembahkan untuk Mama dan Papa yang selalu memberiku semangat
v
Program Studi Kimia Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam Institut Teknologi Bandung
Menerangkan bahwa Skripsi yang disusun oleh:
Nama : Elvira Hermawati NIM : 10505089
telah disetujui sebagai persyaratan untuk mendapatkan gelar Sarjana Kimia
Bandung,
Juni 2009
Pembimbing
Dr. Lia Dewi Juliawaty NIP 131 996 601
vi
Ucapan Terimakasih
Alhamdulillah, puji syukur penulis panjatkan ke hadirat Allah SWT, karena atas karunia dan kehendak-Nya penulis bisa menyelesaikan skripsi ini. Shalawat serta salam semoga tetap tercurah kepada junjungan kita Nabi Besar Muhamad SAW. Pada kesempatan ini penulis ingin mengucapkan Terima kasih yang sebesar besarnya kepada Dr. Lia Dewi Juliawaty selaku dosen pembimbing yang selalu sabar membimbing penulis sampai akhirnya dapat menyelesaikan tugas akhir ini. Selain itu ucapan terima kasih disampaikan kepada dosen-dosen di KOBA, Prof. Dr. Euis Holisotan Hakim, Prof. Dr. Sjamsul Arifin Achmad, Dr.rer.nat. Didin Mujahidin, Drs. Lukman Makmur, dan Dr. Yana Maolana Syah yang selalu memberikan masukan pada penulis, serta Kaoru Takatori, Ph.D dari Meiji Pharmaceutical University atas bantuan uji inhibitor tirosin kinase dan pengukuran NMR. Selain itu penulis juga ingin mengucapkan terima kasih kepada: 1. Mama dan Papa yang selama ini tidak pernah lupa mendoakan penulis. 2. Mbak Dian dan Sabila yang selalu memberi semangat. 3. Teman-teman kos: Della, Stella, Teh Tantin, Guvi, nene dan Erna. 4. Aditya yang selalu menyemangati penulis dan siap membantu ketika penulis menghadapi masalah. 5. Sahabat di kimia organik: Dwita, Mayang, dan Azis yang selalu menyemangati untuk berjuang bersama. 6. Sahabatku Rani, Rizky, Puto, Nia, Mia, Nisa, Dedi, Awi, Wiwit, Sari, suganda dan teman-teman 2005 yang merupakan kelompok belajar selama penulis menjalani kuliah. 7. Senior-seniorku di Lab KOBA Pak Iqbal, Pak Andri, Bu Fera, Bu Eliza, Pak Johnson, Pak Ucok, Bu Eti, Bu Lusi, Bu Farah, Bu Mul, Bu Endang, Kak Nizar, Kak Dikhi, Teh Intan, Teh Astri, Teh Iis, Teh Maria, Pak Haryoto, Bu Laurent, Bu Yuli, Kak Harits dan Bu Susan. Semoga Allah SWT. membalas setiap kebaikan dengan kebaikan yang berlipat ganda. Bandung, Juni 2009
Penulis
vii
Daftar Isi
Abstract ................................................................................................................................... iii Abstrak .................................................................................................................................... iv Ucapan Terimakasih .............................................................................................................. vii Daftar Isi ............................................................................................................................... viii Daftar Tabel ............................................................................................................................ xi Daftar Gambar ....................................................................................................................... xii 1
Pendahuluan ................................................................................................................. 1
1.1
Latar Belakang ............................................................................................................. 1
1.2
Rumusan Masalah ........................................................................................................ 2
1.3
Lingkup Kajian ............................................................................................................ 3
1.4
Tujuan penelitian ......................................................................................................... 3
1.5
Metodologi Penelitian .................................................................................................. 3
2
Tinjauan Pustaka .......................................................................................................... 5
2.1
Tinjauan Umum ........................................................................................................... 5
2.1.1 Famili Fabaceae ........................................................................................................... 5 2.1.2 Genus Desmodium ....................................................................................................... 6 2.1.3 Spesies Desmodium triquetrum ................................................................................... 8 2.2
Tinjauan Kimia .......................................................................................................... 10
2.2.1 Flavonoid ................................................................................................................... 10 a)
Senyawa isoflavonoid sederhana ............................................................................... 13
b)
Isoflavanon terglukosidasi ......................................................................................... 13
c)
Isoflavon terisoprenilasi (C-8) ................................................................................... 14
d)
Isoflavanon terisoprenilasi (C-6) .............................................................................. 15
viii
e)
Isoflavonoid tergeranilasi........................................................................................... 15
f)
Pterokarpan ................................................................................................................ 16
g)
Kumaronokromon ...................................................................................................... 17
h)
Flavonoid sederhana .................................................................................................. 18
i)
Flavonoid terisoprenilasi ............................................................................................ 18
j)
Flavon tersubtitusi gula .............................................................................................. 19
2.2.2 Alkaloid...................................................................................................................... 20 k)
Alkaloid indol ............................................................................................................ 21
l)
Alkaloid fenetilamin .................................................................................................. 22
m)
Alkaloid turunan tetrahidroisokuinolin ...................................................................... 23
2.3
Uji Inhibitor Tirosin Kinase dan Sel Murin Leukimia P-388 .................................... 23
3
Percobaan dan Hasil ................................................................................................... 24
3.1
Pengumpulan dan Persiapan sampel .......................................................................... 24
3.2
Bahan dan Alat yang Digunakan ............................................................................... 24
3.3
Ekstraksi dan Isolasi .................................................................................................. 25
3.3.1 Ekstraksi..................................................................................................................... 25 3.3.2 Isolasi ......................................................................................................................... 25 3.4
Data Spektroskopi ...................................................................................................... 35
3.4.1 Senyawa Asam p-Hidroksi Benzoat (58) ................................................................... 35 3.4.2 Senyawa Epikatekin (59) ........................................................................................... 35 3.4.3 Senyawa Kaempferol (33) ......................................................................................... 35 3.5
Data Bioaktivitas ........................................................................................................ 36
4
Pembahasan................................................................................................................ 37
4.1
Senyawa Asam p-Hidroksi Benzoat (58) ................................................................... 37
4.2
Senyawa Epikatekin (59) ........................................................................................... 40
4.3
Senyawa Kaempferol (33) ......................................................................................... 45
4.4
Hubungan Biogenesis Senyawa yang Telah Berhasil Diisolasi ................................. 47
4.5
Bioaktivitas Senyawa-Senyawa Hasil Isolasi ............................................................ 49
ix
5
Kesimpulan dan Saran ............................................................................................... 50
5.1
Kesimpulan ................................................................................................................ 50
5.2
Saran .......................................................................................................................... 50
Daftar pustaka ........................................................................................................................ 51
x
Daftar Tabel
Tabel 3.1 Hasil uji aktivitas aktivitas ekstrak metanol (I) dan (II) serta ................................. 36 Tabel 4.1 Tabel 1H dan 13C NMR Senyawa Asam p-Hidroksi Benzoat (58) hasil isolasi dan dari literatur ...................................................................................................... 39 Tabel 4.2 Tabel 1H dan 13C NMR senyawa epikatekin (59) hasil isolasi dan dari literatur .... 44 Tabel 4.3 Tabel 1H NMR senyawa kaempferol (33) hasil isolasi dan dari literatur ............... 46
xi
Daftar Gambar
Gambar 2.1 Bunga subfamili Papilionoideae .......................................................................... 5 Gambar 2.2 Bunga subfamili Caesalpiniodeae ........................................................................ 6 Gambar 2.3 Bunga subfamili Mimosoideae ............................................................................ 6 Gambar 2.4 Peta penyebaran Desmodium heterophyllum di Indonesia ................................... 7 Gambar 2.5 Peta penyebaran Desmodium velutinum di India dan Afrika ............................... 7 Gambar 2.6 Bagian daun (a), bunga (b), dan polong (c) dari Desmodium gangeticum ........... 7 Gambar 2.7 Bagian daun (a), bunga (b) dan polong (c) Desmodium motorium ...................... 8 Gambar 2.8 Tumbuhan Desmodium triquetrum ...................................................................... 9 Gambar 2.9 Daun Desmodium triquetrum ............................................................................... 9 Gambar 2.10 Kerangka flavonoid Flavonoid (a); Isoflavonoid (b); Neoflavonoid (c) .......... 10 Gambar 2.11 Struktur 2-fenilkroman ..................................................................................... 11 Gambar 2.12 Beberapa jenis flavonoid .................................................................................. 11 Gambar 2.13 Hubungan biosintesis senyawa flavonoid ........................................................ 12 Gambar 2.14 Senyawa isoflavonoid sederhana ..................................................................... 13 Gambar 2.15 Senyawa turunan isoflavanon 7-O-glikosida ................................................... 13 Gambar 2.16 Senyawa turunan isoflavanon terisoprenilasi di C-8 ........................................ 14 Gambar 2.17 Senyawa turunan isoflavanon terisoprenilasi di C-6 ........................................ 15 Gambar 2.18 Senyawa turunan isoflavanon tergeranilasi ...................................................... 16 Gambar 2.19 Senyawa turunan pterokarpan .......................................................................... 17 Gambar 2.20 Senyawa turunan kumaronokromon................................................................. 17 Gambar 2.21 Senyawa turunan flavonon ............................................................................... 18 Gambar 2.22 Senyawa turunan flavonon terisoprenilasi ....................................................... 18 Gambar 2.23 Senyawa turunan flavonon tersubtitusi gula .................................................... 19 Gambar 2.24 Biosintesis alkaloid tetrahidroisokuinolin dari asam amino tirosin ................ 20
xii
Gambar 2.25 Biosintesis alkaloid turunan indol dari asam amino triptopan ......................... 20 Gambar 2.26 Senyawa alkaloid turunan indol dari genus Desmodium.................................. 21 Gambar 2.27 Senyawa alkaloid turunan β-fenetilamin dari genus Desmodium .................... 22 Gambar 2.28 Senyawa alkaloid turunan tetrahidroisokuinolin dari genus Desmodium ........ 23 Gambar 3.1Kromatogram hasil fraksinasi dengan kromatografi vakum cair ........................ 26 Gambar 3.2 Kromatogram hasil pemisahan fraksi B ............................................................. 26 Gambar 3.3 Uji kemurnian senyawa asam p-hidroksi benzoat (58) ...................................... 27 Gambar 3.4 Kromatogram fraksi B1.1-10 hasil kromatografi radial .................................... 27 Gambar 3.5 Kromatogram fraksi B2.1-24 hasil kromatografi gravitasi sephadex LH-20 ..... 28 Gambar 3.6 Uji kemurnian senyawa kaempferol (33) ........................................................... 28 Gambar 3.7 Skema kerja isolasi senyawa asam p-hidroksi benzoat (58) dan senyawa kaempferol (33) ................................................................................................. 29 Gambar 3.8 Kromatogram hasil kromatografi vakum cair .................................................... 30 Gambar 3.9 Kromatogram fraksi C’C”D”.1-14 hasil kromatografi vakum cair .................... 31 Gambar 3.10 Kromatogram fraksi C’C”D”1.1-22 hasil kromatografi radial ........................ 31 Gambar 3.11 Kromatogram hasil pemisahan fraksi C’C”D”2.1-6 hasil kromatografi gravitasi sephadex LH-20 ................................................................................. 31 Gambar 3.12 Uji kemurnian senyawa epikatekin (59)........................................................... 32 Gambar 3.13 Kromatogram fraksi B’B" hasil kromatografi vakum cair .............................. 32 Gambar 3.14 Kromatogram fraksi BB’1.1-18 hasil kromatografi gravitasi sephadex LH-20 32 Gambar 3.15 Uji kemurnian senyawa kaempferol (33) ......................................................... 33 Gambar 3.16 Diagram kerja isolasi senyawa epikatekin (59) dan senyawa kaempferol (33) 34 Gambar 4.1 Spektrum 13C NMR dari asam p-hidroksi benzoat (58) (Aseton-d6, 125 MHz) 37 Gambar 4.2 Spektrum 1H NMR dari asam p-hidroksi benzoat (58) (Aseton-d6, 300 MHz) . 38 Gambar 4.3 Struktur senyawa asam p-hidroksi benzoat (58) ................................................ 39 Gambar 4.4 Spektrum DEPT 135, DEPT 90, 13C NMR broad band decoupling senyawa epikatekin (59) (aseton-d6, 100 MHz) ................................................................. 41 Gambar 4.5 Spektrum DEPT 135, DEPT 90, 13C NMR broad band decoupling senyawa epikatekin (59) (perbesaran 1) ............................................................................ 41
xiii
Gambar 4.6 Spektrum DEPT 135, DEPT 90, 13C NMR broad band decoupling senyawa epikatekin (59) (perbesaran 2) .......................................................................... 42 Gambar 4.7 Unit penyusun senyawa epikatekin (59) ............................................................ 43 Gambar 4.8 Spektrum 1H NMR senyawa epikatekin (59) (aseton-d6, 300 MHz) ................. 43 Gambar 4.9 Struktur senyawa epikatekin (59)....................................................................... 45 Gambar 4.10 Spektrum 1H NMR dari senyawa kaempferol (33) (aseton-d6 300 MHz) ....... 45 Gambar 4.11 Unit penyususn senyawa kaempferol (33) ....................................................... 46 Gambar 4.12 Struktur senyawa kaempferol (33) ................................................................... 46 Gambar 4.13 Hubungan biogenesis senyawa hasil isolasi ..................................................... 48
xiv
