14 Maret 2016
UNIVERSITAS HASANUDDIN
Sintesis Senyawa N-(4-O-asetil-p-kumaril)pirolidina Dari Asam 4-O-asetil-p-kumarat Melalui Reaksi Asetilasi dan Amidasi Nur Asmi*, Firdaus, Nunuk Hariani Soekamto Jurusan Kimia, Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam, Universitas Hasanuddin Makassar, korespondensi*:
[email protected]
ABSTRAK Sintesis senyawa N-(4-O-asetil-p-kumaril)pirolidina telah dilakukan melalui reaksi klorinasi dan amidasi. Reaksi klorinasi dilakukan dengan menggunakan tionil klorida dalam pelarut benzen pada suhu refluks 79 °C selama 4 jam dilanjutkan dengan amidasi secara in situ menggunakan pirolidin di dalam pelarut diklorometana pada suhu ruang; deasetilasi dilakukan dengan menggunakan pereaksi pirolidin di dalam pelarut etil asetat pada suhu ruang selama 4 jam. Identifikasi produk reaksi dilakukan menggunakan metode KLT, penentuan titik leleh, dan spektroskopi FT-IR. Rendamen reaksi yang diperoleh adalah 26,26% dengan titik leleh senyawa sebesar 105-107 oC. Kata kunci: amidasi, asam 4-O-asetil-p-kumarat, klorinasi, N-(4-O-asetil-pkumaril) pirolidina
ABSTRACT Synthesis of N-(4-O-acetyl-p-coumaril)pyrrolidine from 4-O-acetyl-pcoumaric acid through chlorination and amidation has been conducted. Chlorination was undertaken with thionyl cloride in benzen solvent solvent at reflux temperature 79 oC for 4 hours then proceeded by the in situ amidation using pyrrolidine within dichloromethane solvent at room temperature. Deacetylation performed with using pyrrolidine reagent in ethyl acetate at room temperature for 4 hours. Identification of the reaction product is done by using TLC, melting point determination, and FT-IR spectroscopy. Rendamen reaction obtained was 26,26 % with a melting point 105-107 °C. Keywords : amidation, 4-O-acetyl-p-coumaric acid, chlorination, N-(4-O-acetyl-pcoumaril)pyrrolidine
1|Page
Asmi, dkk., (2016)
14 Maret 2016
PENDAHULUAN Kanker adalah salah satu penyakit penyebab kematian utama di beberapa negara di dunia Sudah banyak penelitian yang telah dilakukan untuk pencegahan secara kimia sebagai pendekatan alternatif di dalam pengontrolan, namun belum memberikan hasil yang maksimal (Rocha dkk., 2012). Hal inilah yang menjadikan penelitian mengenai penemuan dan pengembangan obat antikanker baru menjadi prioritas utama di dalam biomedis (Said dkk., 2013). Senyawa yang berpotensi sebagai obat antikanker yang baru adalah senyawa p-kumaramida yang telah berhasil diisiolasi oleh Ilyas (2008) dari kulit akar Kleinhovia hospita Linn. Hasil uji bioaktivitas senyawa tersebut terhadap udang Artemia salina memperlihatkan aktivitas yang cukup tinggi (LC50 = 180,53 μg/mL). Berdasarkan hal tersebut, senyawa ini dapat dijadikan sebagai kerangka dasar di dalam upaya penemuan dan pengembangan obat antikanker yang baru (Firdaus dkk., 2009). Firdaus dkk (2009) telah berhasil mensintesis senyawa pkumaramida dari asam p-kumarat. Hasil pengujian terhadap sel tumor leukemia P-388 menunjukkan senyawa p-kumaramida memiliki aktivitas biologis yang menarik, dengan IC50 44 μg/mL. Menurut Anderson (1990), senyawa memiliki aktivitas antikanker yang kuat jika nilai IC50 ˂ 20 μg/mL. Shinamo (1998) juga memberi batasan bahwa suatu senyawa tidak memperlihatkan aktivitas biologi jika nilai IC50 di atas 100 µg/mL terhadap beberapa jenis sel kanker tertentu. Beberapa senyawa turunan pkumaramida telah berhasil disintesis dan diuji bioaktivitasnya terhadap sel 2|Page
UNIVERSITAS HASANUDDIN
tumor leukemia P-388, diantaranya adalah N-N-dietil-p-kumaramida dan N-propil-p-kumaramida. Nilai IC50 masing-masing senyawa tersebut yaitu 23,50 μg/mL dan 53,56 μg/mL (Firdaus dkk., 2012). Salah satu senyawa turunan p-kumaramida hasil sintesis dengan bioaktivitas terhadap sel tumor leukemia P-388 yang tinggi (Nilai IC50 = 5,34 μg/mL) adalah senyawa piperidinil p-kumaramida atau disebut juga N-(pkumaril)piperidina. Senyawa ini disintesis dari asam p-kumarat dan piperidin sebagai penyedia rantai alkil menggunakan katalis asam borat dengan rendamen 21,53% (Agustiningsih, 2012). Ada beberapa senyawa turunan p-kumaramida yang berpotensi sebagai antikanker, telah disintesis melalui konversi langsung dari asam p-kumarat dengan amina, akan tetapi reaksi tersebut menghasilkan rendamen yang masih relatif rendah. Oleh karena itu, untuk meningkatkan rendamen reaksi tersebut adalah dengan meningkatkan reaktivitas gugus karbonil melalui reaksi konversi gugus karboksilat menjadi halidanya dengan menggunakan pereaksi tionil klorida. Pada penelitian ini telah disintesis senyawa N-(4-O-asetil-pkumaril)pirolidina dari asam pkumarat melalui reaksi klorinasi dan amidasi dengan menggabungkan metode yang digunakan oleh Helm dkk (1992) dengan metode yang digunakan oleh Lu dan Ralph (1998) dengan sedikit modifikasi.
METODE PENELITIAN Sintesis 4-O-asetil-pkumaril-klorida. Senyawa asam 4O-asetil-p-kumarat sebanyak 0,70 gram (3,39 mmol) dimasukkan ke dalam labu alas bulat leher tiga dan Asmi, dkk., (2016)
UNIVERSITAS HASANUDDIN
14 Maret 2016
dilarutkan menggunakan 50 mL benzena serta ditambahkan 1,23 mL (16,95 mmol) tionil klorida. Campuran reaksi refluks selama 4 jam. Setelah refluks, campuran reaksi didinginkan pada suhu ruang dan dievaporasi hingga diperoleh padatan berwarna kuning (Helm dkk., 1992). Sintesis N-(4-O-asetil-p-kumaril) pirolidina. Senyawa 4-O-asetil-pkumaril-klorida sebanyak 0,70 gram (3,39 mmol) dan pirolidin sebanyak 0,37 mL (3,73 mmol) dilarutkan dalam 50 mL diklorometana (CH2Cl2), lalu dimasukkan ke dalam labu alas bulat leher tiga yang berisi 0,07 mL (0,85 mmol) piridin dan 0,40 mL (0,29 mmol) trietilamin. Campuran reaksi diaduk selama 4 jam (kontrol KLT). Larutan tersebut ditambahkan CH2Cl2, dicuci dengan HCl 3% kemudian NH4Cl jenuh, dikeringkan menggunakan Na2SO4 anhidrat, dievaporasi dan dimurnikan melalui kolom kromatografi gravitasi (Lu dan Ralph, 1998). Selanjutnya dilakukan kristalisasi dan diuji kemurniannya melalui analisis KLT dengan 3 macam eluen serta uji titik leleh. Kristal murni yang diperoleh dianalisis dengan spektroskopi FT-IR.
HASIL DAN PEMBAHASAN Sintesis senyawa 4-O-asetil-pkumaril-klorida. Sintesis senyawa 4-O-asetil-p-kumaril-klorida dilakukan dengan menggunakan pereaksi tionil klorida dengan pelarut benzena. Proses refluks dioperasikan pada suhu 79 oC selama 4 jam (pada kondisi gas N2 awal reaksi selama ± 5 menit), dikontrol dengan KLT setiap 2 jam. Gas N2 dilakukan untuk mengatur kondisi di dalam sistem reaksi agar atmosfer reaksi terbebas dari uap air yang dapat bereaksi dengan tionil klorida. Pada jam ke-2 sampai ke-4 telah menunjukkan kesamaan kenampakan noda pada kromatogram hasil analisis KLT, sehingga proses refluks dapat dihentikan. Campuran reaksi selanjutnya dievaporasi untuk memisahkan produk dengan pelarutnya hingga diperoleh padatan berwarna kuning pucat. Pada tahap ini, senyawa target tidak dimurnikan dan tidak dikarakterisasi karena senyawa tersebut cepat terurai oleh uap air dari udara membentuk senyawa semula. Padatan hasil reaksi ini digunakan lebih lanjut untuk reaksi konversi senyawa asam 4-O-asetil-p-kumarat menjadi senyawa N-(4-O-asetil-p-kumaril) pirolidina. Mekanisme reaksi yang diusulkan terlihat pada Gambar 1. Cl
O
O S
S
O
O
O
H3C
O
Cl
Cl
Cl H
OH
O
H3C
O
O O S O
O
O
SO2 H3C
O
O
O
Cl
H
Cl
HCl H3C
Cl
O
Gambar 1. Reaksi pembentukan senyawa 4-O-asetil-p-kumaril-klorida 3|Page
Asmi, dkk., (2016)
14 Maret 2016
Sintesis dan karakterisasi senyawa N-(4-O-asetil-p-kumaril)pirolidina. Reaksi konversi senyawa asam 4-Oasetil-p-kumarat menjadi senyawa N-(4-O-asetil-p-kumaril)pirolidina dilakukan secara in situ melalui senyawa 4-O-asetil-p-kumaril-klorida hasil klorinasi. Padatan hasil klorinasi tersebut ditambahkan amina pirolidin, piridin, dan trietilamin kemudian dilarutkan dalam CH2Cl2 (diklorometan). Piridin berfungsi untuk menangkap gas HCl sedangkan trietilamin berperan sebagai reagen kopling. Ikatan amida dapat terbentuk karena adanya pelarut inert kering yang merupakan amina tersier, seperti trietilamin. Reaksi berlangsung pada suhu ruang selama 4 jam dengan waktu pengadukan dikontrol melalui uji KLT setiap 2 jam. Berdasarkan hasil analisis KLT, terlihat bahwa terdapat noda yang sangat berbeda dengan pereaksi pembatas. Pada jam ke-4 hasil samping yang bertambah banyak sehingga pengadukan dihentikan. Setelah pengadukan dinyatakan berakhir, campuran kemudian dicuci dengan larutan HCL 3% (3x20 mL) untuk menarik basa yang berlebih. Kemudian dicuci dengan NH4Cl jenuh (2x20 mL) untuk menarik asam yang masih tersisa di dalam campuran reaksi. Fasa organik yang telah dipisahkan dikeringkan dengan MgSO4 anhidrat untuk mengikat air yang masih terdapat di dalam campuran reaksi, kemudian dievaporasi untuk memisahkan campuran dengan pelarutnya. Diperoleh padatan pasta berwarna kuning pucat. Padatan ini kemudian dipisahkan menggunakan kromatografi kolom gravitasi (KKG) menggunakan eluen etil asetat : kloroform (3:7) untuk mendapatkan senyawa murni.
4|Page
UNIVERSITAS HASANUDDIN
A
B
C
Gambar 2. Kromatogram Hasil KKG Berdasarkan hasil KKG (Gambar 2), diperoleh tiga fraksi utama. Fraksi A merupakan gabungan dari fraksi 1-7, fraksi B gabungan dari fraksi 8-10, fraksi C dari fraksi 11. Produk reaksi yang dihasilkan diduga berada pada fraksi A, disebabkan penampakan nodanya lebih dominan dibandingkan fraksi lainnya. Dari fraksi A diperoleh kristal berbentuk jarum berwarna putih dengan titik leleh 105-107 oC. Rendamen hasil reaksi tersebut sebesar 26,26%. Uji kemurnian senyawa 3 dilakukan menggunakan tiga macam sistem eluen yang berbeda. Identifikasi senyawa menggunakan analisis spektrofotometri FTIR. Keberhasilan reaksi amidasi ditandai dengan munculnya serapan C-N pada 1309,67cm-1 serta munculnya frekuensi serapan karbonil terkonjugasi pada bilangan gelombang 1683,86 cm-1. Munculnya gugus karbonil (C=O) ester yang ditunjukkan pada pita serapan berintensitas tajam dan kuat pada bilangan gelombang 1761,01 cm-1, didukung oleh munculnya serapan pada 1166,93 dan 1226,66 cm-1 yang menandakan adanya gugus C-O ester. Rentangan C-H aromatik ditunjukkan oleh pita serapan pada bilangan gelombang 3043,67 cm-1 yang didukung adanya serapan C=C aromatik pada 1595,13 dan 1510,26 cm-1. Sistem aromatik p-disubtitusi ditunjukkan pada pita serapan 840,96 Asmi, dkk., (2016)
UNIVERSITAS HASANUDDIN
14 Maret 2016
cm-1. Serapan pada 1651,07 cm-1 menunjukkan serapan C=C olefin dan serapan 993,34 yang menandakan adanya konfigurasi trans pada senyawa tersebut. Gugus C-H alifatik ditunjukkan oleh pita serapan pada 2972,31 dan 2870,08 cm-1 yang
didukung serapan pada 1369,46 dan 1444,68 cm-1 menunjukkan gugus metil (-CH3). Mekanisme reaksi yang dapat terjadi pada pembentukan senyawa N-(4-O-asetil-p-kumaril) pirolidina diusulkan seperti pada Gambar O
O
Cl
O N
O
Cl
+ N
H3C
H 3C
O
O
-Cl O
O
O
N H
H3C
O
+
N
N
N H
O H 3C
O
N O O H O
N
O
H3C H3C
N
N
O
O
HN
Gambar 3. Reaksi pembentukan senyawa N-(4-O-asetil-p-kumaril)pirolidina KESIMPULAN Berdasarkan hasil penelitian, senyawa N-(4-O-asetil-p-kumaril) pirolidina (tl. 105-107 oC) dapat
disintesis melalui reaksi klorinasi dan amidasi. Rendamen reaksi yang dihasilkan adalah sebesar 26,26%.
REFERENSI 1. Agustiningsih, A., 2012, Sintesis Senyawa p-Hidroksisinamil Piperidina dari Asam p-Hidroksisinamat dan Piperidin dengan Katalis Asam Borat, Skripsi tidak diterbitkan, Program Sarjana Universitas Hasanuddin, Makassar. 2. Anderson, J.E., Goetz, C, M., McLaughlin, J, L., 1990, A Blind Comparison of Simple Bench-top Bioassays and Human Tumour Cell Cytotoxicities as Antitumor Prescreen, J. Phytochemical analysis, 6: 107-111.
5|Page
Asmi, dkk., (2016)
14 Maret 2016
UNIVERSITAS HASANUDDIN
3. Firdaus, Soekamto, N.H., dan Karim A., 2009, Sintesis Senyawa p-hidroksisinamamida dari Asam p-hidroksisinamat Melalui Reaksi Esterifikasi dan Amonolisis, Indonesia Chemica Acta, 2(2):37-43. 4. Firdaus, Soekamto, N. H., Umar, U.,, Dali, S., Makmun dan Agustiningsih, A., 2012, Sintesis Derivate Senyawa p-kumaramida dan Uji Bioaktivitasnya Terhadap Sel Kanker Leukemia P-388, Laporan Penelitian, Universitas Hasanuddin, Makassar. 5. Helm, R. F., Ralph, J., dan Hatfield, R. D., 1992, Synthesis of Feruloylated and p-Coumaroylated Methyl Glycosides, Carbohydrate Research, 229: 183194. 6. Ilyas, A., 2008, Isolasi dan Idenfikasi Metabolit Sekunder dari Ekstrat Etilasetat Kulit Akar Tumbuhan Kleinhovia hospita Linn. (Paliasa) dan Uji Toksitasnya Terhadap Artemia salina Leach, Tesis tidak dipulikasikan, Program Pascasarjana Universitas Hasanuddin, Makassar. 7. Lu, F., dan Ralph, J., 1998, Facile Synthesis of 4-HydroxycinnamylpCoumarates, J. Agric. Food Chem, 46: 2911−2913. 8. Rocha, L. D., Monteiro, M. C., dan Teodoro, A. J., 2012, Anticancer Properties of Hydroxycinnamic Acids, Cancer and Clinical Oncology, 1(2): 109-121. 9. Said, M., Badshah, A., Shah, N. A., Khan, H., Murtaza, G., Vabre, B., Zargarian, D., dan Khan, M. R., 2013, Antitimor, Antioxidant and Antimicrobial Studies of Substituted Pyridylguanidines, Molecules, 18: 1037810396. 10. Shimano, M., Kamei, N., Shibata, T., Inoguchi, K., Itoh, N., Ikari, T., Senda, H., 1998. Total Synthesis of the Antifungal Dilactones UK-2A and UK3A: The Determination of their Relative and Absolute Configurations. Tetrahedron Lett., 39: 4363-4366.
6|Page
Asmi, dkk., (2016)
