SINTESIS PROPIL DIKLOFENAK DAN ELUSIDASI STRUKTUR MENGGUNAKAN FOURIER TRANSFORM INFRA RED (FT-IR) DAN GAS CHROMATOGRAPHY MASS SPECTROMETRY (GC-MS)
SKRIPSI Diajukan sebagai salah satu syarat untuk memperoleh Gelar Sarjana Farmasi pada Fakultas Farmasi Universitas Sumatera Utara
OLEH: FATIMAH ARNIS NIM 121524023
PROGRAM EKSTENSI SARJANA FARMASI FAKULTAS FARMASI UNIVERSITAS SUMATERA UTARA MEDAN 2015
SINTESIS PROPIL DIKLOFENAK DAN ELUSIDASI STRUKTUR MENGGUNAKAN FOURIER TRANSFORM INFRA RED (FT-IR) DAN GAS CHROMATOGRAPHY MASS SPECTROMETRY (GC-MS)
SKRIPSI Diajukan sebagai salah satu syarat untuk memperoleh Gelar Sarjana Farmasi pada Fakultas Farmasi Universitas Sumatera Utara
OLEH: FATIMAH ARNIS NIM 121524023
PROGRAM EKSTENSI SARJANA FARMASI FAKULTAS FARMASI UNIVERSITAS SUMATERA UTARA MEDAN 2015
PENGESAHAN SKRIPSI SINTESIS PROPIL DIKLOFENAK DAN ELUSIDASI STRUKTUR MENGGUNAKAN FOURIER TRANSFORM INFRA RED (FT-IR) DAN GAS CHROMATOGRAPHY MASS SPECTROMETRY (GC-MS) OLEH: FATIMAH ARNIS NIM 121524023 Dipertahankan di Hadapan Panitia Penguji Skripsi Fakultas Farmasi Universitas Sumatera Utara Pada Tanggal: 23 Maret 2015 Disetujui oleh: Pembimbing I,
Panitia Penguji,
Drs. Ismail, M.Si., Apt. NIP 195006141980031001
Prof. Dr. rer. nat. E. De Lux Putra, S.U., Apt. NIP 195306191983031001
Pembimbing II,
Drs. Ismail, M.Si., Apt. NIP 195006141980031001
Prof. Dr. Ginda Haro, M.Sc., Apt. NIP 195108161980031002
Drs. Nahitma Ginting, M.Si., Apt. NIP 195406281983031002
Drs. Fathur Rahman Harun, M.Si., Apt. NIP 195201041980031002 Medan, April 2015 Fakultas Farmasi Universitas Sumatera Utara Wakil Dekan I
Prof. Dr. Julia Reveny, M.Si., Apt. NIP 195807101986012001
KATA PENGANTAR Puji dan syukur kehadirat Allah SWT yang telah memberikan karunia yang berlimpah sehingga penulis dapat menyelesaikan penyusunan skripsi yang berjudul ”Sintesis Propil Diklofenak dan Elusidasi Struktur Menggunakan Fourier Transform Infra Red (FT-IR) dan Gas Chromatography Mass Spectrometry (GCMS)”. Skripsi ini diajukan sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar sarjana farmasi pada Fakultas Farmasi Universitas Sumatera Utara. Pada kesempatan ini penulis menyampaikan ucapan terima kasih kepada Bapak Drs. Ismail, M.Si., Apt., dan Prof. Dr. Ginda Haro, M.Sc. Apt., selaku pembimbing yang telah memberikan waktu, bimbingan dan nasehat selama penelitian hingga selesainya penyusunan skripsi ini. Bapak Prof. Dr. rer. nat. Effendy De Lux Putra, S.U., Apt., Bapak Drs. Nahitma Ginting, M.Si., Apt., dan Bapak Drs. Fathur Rahman Harun, M.Si., Apt., selaku dosen penguji yang memberikan masukan, kritik, arahan dan saran dalam penyusunan skripsi ini. Bapak Prof. Dr. Sumadio Hadisahputra, Apt., selaku Dekan Fakultas Farmasi Universitas Sumatera Utara dan Ibu Prof. Dr. Julia Reveny, M.Si., Apt., selaku Wakil Dekan I Fakultas Farmasi Universitas Sumatera Utara yang telah memberikan fasilitas selama masa pendidikan. Bapak Prof. Dr. rer. nat. Effendy De Lux Putra, S.U., Apt., selaku penasehat akademik yang memberikan bimbingan kepada penulis selama menempuh pendidikan di Fakultas Farmasi. Bapak dan Ibu staf pengajar Fakultas Farmasi Universitas Sumatera Utara yang telah mendidik selama perkuliahan. Bapak Kepala Laboratorium Sintesa Obat dan Asisten-asisten Laboratorium Sintesa Obat dan Bapak Kepala Laboratorium
iv
Penelitian dan Staf-staf Laboratorium Penelitian yang telah memberikan fasilitas, petunjuk dan membantu selama penelitian. Penulis juga ingin mempersembahkan rasa terima kasih yang tak terhingga kepada Ayahanda Sakino dan Ibunda Muliati atas doa dan pengorbanannya dengan tulus dan ikhlas, untuk adik-adikku tersayang Fitri Novitasari dan Syifa Dzakiyah Sakhi, untuk Teman-Teman Ekstensi Sarjana Farmasi Kelas B Tahun 2012 yang selalu setia memberi doa, dorongan dan semangat. Penulis menyadari bahwa skripsi ini masih banyak kekurangannya, oleh karena itu sangat diharapkan kritik dan saran yang bersifat membangun dari semua pihak guna perbaikan skripsi ini. Akhir kata penulis berharap semoga skripsi ini bermanfaat bagi ilmu pengetahuan khususnya bidang farmasi.
Medan, Penulis,
April 2015
Fatimah Arnis NIM 121524023
v
SINTESIS PROPIL DIKLOFENAK DAN ELUSIDASI STRUKTUR MENGGUNAKAN FOURIER TRANSFORM INFRA RED (FT-IR) DAN GAS CHROMATOGRAPHY MASS SPECTROSCOPY (GC-MS) ABSTRAK Diklofenak adalah obat anti-inflamasi non-steroid (AINS) yang paling sering diresepkan untuk pengobatan nyeri, demam, dan inflamasi, namun penggunaan diklofenak dalam jangka panjang dapat menyebabkan induksi tukak lambung. Perancangan prodrug adalah salah satu strategi untuk mengatasi masalah ini. Prodrug adalah suatu senyawa inaktif secara farmakologi yang ditransformasikan oleh sistem manusia menjadi senyawa aktif dengan reaksi kimia atau metabolisme. Prodrug dirancang untuk melindungi gugus asam bebas pada suatu molekul AINS sehingga melindungi saluran pencernaan dari iritasi lokal. Prodrug yang dibuat dalam penelitian ini yaitu ester propil diklofenak. Tujuan penelitian ini adalah untuk mengetahui esterifikasi, kemurnian, dan karakteristik propil diklofenak. Propil diklofenak dibuat melalui esterifikasi asam diklofenak dan dry propanol dengan bantuan katalis H2SO4 pekat. Asam diklofenak diperoleh melalui proses hidrolisis kalium diklofenak dengan HCl 2N yang dikarakterisasi dengan uji FT-IR. Hasil sintesis diuji kemurniannya dengan uji titik lebur kemudian dianalisis menggunakan FT-IR dan GC-MS. Hasil FT-IR asam diklofenak menunjukkan terjadinya perubahan gugus menjadi OH karboksilat pada bilangan gelombang 2993,52 cm-1, 2885,51 cm-1, 2681,05 cm-1, dan 2576,90 cm-1. Hasil uji titik lebur propil diklofenak menunjukkan bahwa propil diklofenak mempunyai titik lebur 120 - 124oC. Hasil FT-IR menunjukkan sudah terjadinya perubahan gugus O–H asam menjadi CH2CH3 pada bilangan gelombang 1496,76 cm-1 dan 1450,47 cm-1. Hasil GC-MS menunjukkan telah terbentuknya propil diklofenak. Kesimpulan dari penelitian ini menunjukkan bahwa esterifikasi asam diklofenak dapat dilakukan tetapi belum diperoleh senyawa propil diklofenak yang murni dan propil diklofenak yang diperoleh dapat ditentukan karakteristiknya menggunakan FT-IR dan GC-MS. Kata kunci: Esterifikasi, FT-IR, GC-MS, propil diklofenak
vi
SYNTHESIS OF PROPYL DICLOFENAC AND STRUCTURE ELUCIDATION USING FOURIER TRANSFORM INFRA RED (FT-IR) AND GAS CHROMATOGRAPHY MASS SPECTROSCOPY (GC-MS) ABSTRACT Diclofenac is the most commonly prescribed non-steroidal antiinflammatory drugs (NSAIDs) that often to treat pain, fever, and inflammation, however the use of diclofenac in long term can induce peptic ulcer. The design of pro-drug is one of strategies to overcome this problem. Pro-drug is a pharmacologically inactive substance transformed by human system become an active substance with chemical or metabolism reactions. Pro-drug is designed to protect free acid group in a NSAIDs molecule thus protecting gastrointestinal tract from local irritation. In this study, the pro-drug is a propyl diclofenac. The purpose of this study are to find out esterification, to know the purity and the characteristics of propyl diclofenac. Propyl diclofenac was made by esterification of diclofenac acid with dry propanol and H2SO4(p) as a catalyst. Diclofenac acid was obtained by potassium diclofenac hydrolysis with HCL 2N that is characterized by FT-IR test. The purity of the result of propyl diclofenac synthesis was indicated by melting point test and then analyzed using FT-IR and GC-MS. FT-IR result of diclofenac acid showed that there were functional group changing became OH of carboxylic in 2993.52 cm-1, 2885.51 cm-1, 2681.05 cm-1, and 2576.90 cm-1. The result of propyl diclofenac melting point test were 120 124oC. The result of FT-IR test showed there had changing of O–H functional group became CH2CH3 in 1496.76 cm-1 and 1450.47 cm-1. The result of GC-MS showed that propyl diclofenac had been formed. The conclusion of this study showed that esterification of diclofenac acid could be done but a pure propyl diclofenac was still not obtained yet and the characteristic of propyl diclofenac could be obtained using FT-IR and GC-MS. Key words: Esterification, FT-IR, GC-MS, propyl diclofenac
vii
DAFTAR ISI Halaman JUDUL .....................................................................................................
i
HALAMAN JUDUL ................................................................................
ii
LEMBAR PENGESAHAN .....................................................................
iii
KATA PENGANTAR .............................................................................
iv
ABSTRAK ...............................................................................................
vi
ABSTRACT .............................................................................................
vii
DAFTAR ISI ............................................................................................
viii
DAFTAR TABEL ....................................................................................
xi
DAFTAR GAMBAR ...............................................................................
xii
DAFTAR LAMPIRAN ............................................................................
xiii
BAB I PENDAHULUAN ........................................................................
1
1.1 Latar Belakang .....................................................................
1
1.2 Perumusan Masalah ..............................................................
3
1.3 Hipotesis ...............................................................................
4
1.4 Tujuan Penelitian ..................................................................
4
1.5 Manfaat Penelitian ................................................................
4
BAB II TINJAUAN PUSTAKA ..............................................................
5
2.1 Kalium Diklofenak ...............................................................
5
2.2 Asam Diklofenak ..................................................................
6
2.3 Mekanisme Diskoneksi Diklofenak .....................................
7
2.4 Mekanisme Reaksi Pembentukan Diklofenak ......................
8
2.5 Efek Farmakologi .................................................................
8
viii
2.6 Efek Merugikan ....................................................................
9
2.7 Esterifikasi ............................................................................
9
2.8 Spektroskopi Inframerah ......................................................
11
2.8.1 Prinsip Spektrofotometer Inframerah ..........................
11
2.8.2 Sistem Peralatan Spektrofotometer Inframerah ..........
12
2.8.3 Interpretasi Spektrum Inframerah ...............................
13
2.9 Kromatografi Gas .................................................................
15
2.9.1 Prinsip Kromatografi Gas ............................................
15
2.9.2 Sistem Peralatan Kromatografi Gas ............................
16
2.10 Spektrometer Massa .............................................................
18
BAB III METODE PENELITIAN ...........................................................
20
3.1 Alat dan Bahan .....................................................................
20
3.1.1 Alat-alat .......................................................................
20
3.1.2 Bahan-bahan ...............................................................
21
3.2 Pengambilan Bahan Baku ....................................................
21
3.3 Prosedur Penelitian ...............................................................
21
3.3.1 Pembuatan pereaksi ....................................................
21
3.3.1.1 Pembuatan larutan AgNO3 5% .......................
21
3.3.1.2 Pembuatan larutan Na2CO3 5% ......................
21
3.3.1.3 Pembuatan HCl 2N .........................................
21
3.3.1.4 Pembuatan dry etanol .....................................
22
3.3.1.5 Pembuatan dry propanol .................................
22
3.3.2 Pengubahan kalium diklofenak ...................................
22
3.3.3 Pencucian asam diklofenak .........................................
22
ix
3.3.4 Pemurnian asam diklofenak ........................................
23
3.3.5 Uji titik lebur asam diklofenak ...................................
23
3.3.6 Sintesis propil diklofenak ...........................................
23
3.3.7 Pemurnian hasil sintesis ..............................................
24
3.3.8 Uji titik lebur hasil sintesis .........................................
24
3.3.9 Elusidasi struktur dengan FT-IR .................................
24
3.3.10 Elusidasi struktur dengan GC-MS ............................
24
BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN .................................................
26
4.1 Hasil Uji Titik Lebur Asam Diklofenak ...............................
26
4.2 Hasil Uji Asam Diklofenak dengan FT-IR ..........................
27
4.3 Hasil Sintesis Propil Diklofenak ..........................................
29
4.4 Hasil Uji Titik Lebur Propil Diklofenak ..............................
29
4.5 Hasil Uji Propil Diklofenak dengan FT-IR ..........................
30
4.6 Hasil Uji Propil Diklofenak dengan Kromatografi Gas .......
31
4.7 Fragmentasi dan Analisis Hasil Spektrometri Massa Propil Diklofenak .................................................................
33
BAB V KESIMPULAN DAN SARAN ...................................................
38
5.1 Kesimpulan ...........................................................................
38
5.2 Saran .....................................................................................
38
DAFTAR PUSTAKA ..............................................................................
39
LAMPIRAN ............................................................................................
42
x
DAFTAR TABEL Halaman Tabel 2.1 Korelasi antara jenis vibrasi gugus fungsional dan frekuensi .
14
Tabel 4.1 Identifikasi gugus fungsi spektrum inframerah asam diklofenak ................................................................................
29
Tabel 4.2 Identifikasi gugus fungsi spektrum inframerah propil diklofenak ................................................................................
30
Tabel 4.3 Analisis kromatogram propil diklofenak .................................
32
xi
DAFTAR GAMBAR Halaman Gambar 2.1
Mekanisme reaksi esterifikasi Fisher .................................
9
Gambar 2.2
Komponen utama spektrofotometer FT-IR ........................
12
Gambar 2.3
Skema sistem kromatografi gas ..........................................
16
Gambar 2.4
Skema alat spektrometer massa ..........................................
19
Gambar 4.1
Reaksi Pengubahan Kalium Diklofenak menjadi Asam Diklofenak ..........................................................................
26
Gambar 4.2
Spektrum inframerah kalium diklofenak ............................
27
Gambar 4.3
Spektrum inframerah asam diklofenak ...............................
27
Gambar 4.4
Spektrum inframerah propil diklofenak .............................
30
Gambar 4.5
Kromatogram hasil uji propil diklofenak dengan kromatografi gas .................................................................
31
Gambar 4.6
Spektrum massa peak kedua ...............................................
33
Gambar 4.7
Spektrum massa propil diklofenak .....................................
34
Gambar 4.8
Fragmentasi spektrum massa propil diklofenak ................
35
Gambar 4.9
Fragmentasi spektrum massa propil diklofenak (lanjutan) 36
xii
DAFTAR LAMPIRAN Halaman Lampiran 1
Sertifikat analisis bahan baku (kalium diklofenak) ............
42
Lampiran 2
Hasil uji kalium diklofenak dengan FT-IR .........................
43
Lampiran 3
Hasil uji asam diklofenak dengan FT-IR ............................
44
Lampiran 4
Hasil uji propil diklofenak dengan FT-IR ..........................
45
Lampiran 5
Kromatogram senyawa hasil sintesis ..................................
46
Lampiran 6
Spektrum massa puncak 1 senyawa hasil sintesis ..............
47
Lampiran 7
Spektrum massa puncak 2 senyawa hasil sintesis ..............
48
Lampiran 8
Data perhitungan pengubahan kalium diklofenak menjadi asam diklofenak ..................................................................
49
Data perhitungan hasil pengubahan kalium diklofenak menjadi asam diklofenak .....................................................
51
Lampiran 10 Data perhitungan sintesis propil diklofenak .......................
52
Lampiran 11 Data perhitungan sintesis propil diklofenak (lanjutan) ......
53
Lampiran 12 Data perhitungan hasil sintesis propil diklofenak ..............
54
Lampiran 13 Bagan kerja pengubahan kalium diklofenak menjadi asam diklofenak ..................................................................
55
Lampiran 14 Bagan kerja pencucian asam diklofenak ............................
56
Lampiran 15 Bagan kerja rekristalisasi asam diklofenak ........................
57
Lampiran 16 Bagan kerja sintesis propil diklofenak ...............................
58
Lampiran 17 Bagan kerja sintesis propil diklofenak (lanjutan) ................
59
Lampiran 18 Bagan kerja pemurnian propil diklofenak ..........................
60
Lampiran 19 Alat FT-IR dan GC-MS ......................................................
61
Lampiran 20 Rangkaian alat pengubahan kalium diklofenak menjadi asam diklofenak ..................................................................
62
Lampiran 9
xiii
Lampiran 21 Rangkaian alat destilasi dry ethanol dan dry propanol ......
63
Lampiran 22 Rangkaian alat refluks ........................................................
64
Lampiran 23 Hasil sintesis propil diklofenak ..........................................
65
xiv
