Sintesis Turunan Asetofenon Dari .... (Kusmiyati, dkk)
63
SINTESIS TURUNAN ASETOFENON DARI 1-(4-ASETOKSIFENIL-3-METOKSI)-2-PROPANIL FORMAT SYNTHESIS OF ACETOPHENONE DERIVATIVE FROM 1-(4-ACETOXYPHENYL-3-METHOXY)-2-PROPANYL FORMATE Kusmiyati1, Sabirin Matsjeh2, Jumina2 Fakultas Farmasi Universits Ahmad Dahlan Jl. Prof. Dr. Supomo, Telp (0274) 379418
Abstrak Telah dilakukan sintesis senyawa turunan Asetofenon dari 1-(4-asetoksifenil-3-metoksi)-2-propanil format melalui reaksi penataan ulang Fries yang bertujuan untuk menghasilkan senyawa turunan orto hidroksi asetofenon sebagai bahan dasar sintesis senyawa Flavonoid. Reaksi penataan ulang Fries 1-(4-asetoksifenil-3-metoksi)-2-propanil format dilakukan dengan pemanasan menggunakan katalis AlCl3, pelarut diklorometana pada temperatur 120 °C selama 3 jam. Identifikasi struktur senyawa hasil sintesis dilakukan dengan menggunakan spektrofotometri Infra Merah (IR) dan GC-MS. Penataan ulang Fries tehadap 1-(4-asetoksifenil-3-metoksi)-2-propanil format menghasilkan 1-(2-hidroksi-3 -metoksi-5-propenil)-asetofenon dengan hasil samping 1-(2-hidroksi-3-metoksi5-propanil)-asetofenon, masing-masing rendemennya sebesar 43,26% dan 9,84%. Kata kunci : Penataan ulang Fries, 1-(4-asetoksifenil-3-metoksi)-2-propanil format, 1-(2-hidroksi-3-metoksi-5-propenil)-asetofenon
2
Fakultas MIPA UGM
Jurnal Ilmiah Kefarmasian, Vol. 2, No. 1, 2012 : 63 - 71
64
Abstract The Synthesis of acetophenone derivative from 1-(4-acetoxyphenyl3-methoxy)-2-propanyl formate through Fries Rearrangement in order to produce ortho hidroxy acetophenone derivative as starting material of Flavanoid compound has been done. The reaction of 1-(4-acetoxyphenyl-3-methoxy)-2-propanyl formate was done by heating at 120 °C for 3 hours under AlCl3, dichloromethane as the catalyst and solvent, respectively. The structure of the compound was identified using Infra Red spectrometry (IR) dan GC-MS. Fries rearrangement of 1-(4-acetoxyphenil-3methoxy)-2-propanyl formate produce 1-(2-hyidroxy-3-methoxy-5-propenyl)acetophenone and 1-(2-hyidroxy-3-methoxy-5-propanyl)-acetophenone as side product with product rendemen were 43.26% and 9.48%, respectively. Key word :
Fries rearrangement, 1-(4-acetoxyphenyl-3-methoxy)-2-propanyl formate, 1-(2-hyidroxy-3-methoxy-5-propenyl)-acetophenone
banyak digunakan dalam reaksi organik sebagai asam Lewis karena mudah larut dalam pelarut organik. Mekanisme reaksi penataan ulang Fries yang diperkirakan pada 1-(4-asetoksifenil3-metoksi)-2-propanil format tersaji pada Gambar 1.
PENDAHULUAN Reaksi penataan ulang Fries dilakukan menggunakan pelarut diklorometana dan katalis AlCl3. Katalis AlCl3 dapat digunakan dalam reaksi tanpa adanya pelarut apabila AlCl3 dapat larut dalam reaktan yang digunakan (Vogel, 1989). Aluminium klorida O
O H 3C H3 C
C
H 3C
O
O
H3 C +
AlCl3
C
O
C l2 Al
-H
CH2Cl2
Sen ya wa 1
O
CH3 O
CH
CH O
O
O O
H3C
O C
3C
-Cl
CH3
CH
AlCl2
O
H3 C
C H3 O
O Cl
O
AlCl2
O
O
H3 C
AlCl2
-H
O
H3C
O
C
H2O
H3 C
CH
H
CH3
CH
O
O
C
CH3
O
C
O
OH CH3
- H
O
O
CH3
O O
O
O
O
CH
CH O
C l2Al
3C
O O H 3C C
CH3
CH3 O
Cl2 Al
O
CH 3
CH3 O
CH O
Gambar 1. Mekanisme reaksi penataan ulang Fries 1-(4-asetoksifenil-3-metoksi)-2-propanil format (senyawa 1)
Sintesis Turunan Asetofenon Dari .... (Kusmiyati, dkk) Adanya perlakuan ekstraksi menggunakan NaOH yang bertujuan untuk memisahkan senyawa hasil sintesis yang merupakan senyawa fenolik, dimungkinkan juga mengakibatkan adanya reaksi hidrolisis dan eliminasi ion format. Mekanisme reaksi hidrolisis dan eliminasinya dapat dilihat pada Gambar 2.
65
Kristiawan (1998) melakukan sintesis o-hidroksi asetofenon tanpa pelarut sebagai bahan dasar sintesis flavanon. o-Hidroksi asetofenon yang dihasilkan mempunyai rendemen sebesar 24,33%. Qi-meng dan Jia-you (2004) melakukan penataan ulang Fries terhadap senyawa fenol-4-asetoksibenzoat
Mekanisme Hidrolisis O
OH H3C
O
OH
C
O
CH3
H3C +
C
O
CH3 O
CH3 O
CH O
OH CH O
O
OH H3C
CH3
OH
O
C
O
CH3 +
O
C
H
CH3 OH
Mekanisme eliminasi O
OH H3C
O
O
OH
C
CH3
H3 C
C
O
+ NaOH CH3
H O
C
H
HC
C H
CH3
O + H2 O +
H
C
ONa
CH3
O
Gambar 2. Mekanisme reaksi hidrolisis dan eliminasi terhadap 1-(5-asetilfenil-4-hidroksi-3-metoksi)-2-propanil format
Yahya (1996) telah berhasil membuat o-hidroksiasetofenon dari fenil asetat dengan katalis AlCl3 dalam pelarut CH2Cl2, reaksi dilakukan pada suhu 165 °C. Produk o-hidroksiasetofenon akan bertambah sebanding dengan bertambahnya waktu pemanasan karena produk para akan mengalami reaksi balik menjadi isomer orto dengan bertambahnya waktu pemanasan.
dengan melakukan variasi pelarut dan suhu. Hasil konversi yang paling optimal diperoleh pada suhu 130 °C dalam pelarut nitrobenzena. Orto-Hidroksiasetofenon dan turunannya digunakan untuk mensintesis golongan Flavonoid, tidak hanya senyawa kalkon tetapi sering juga digunakan untuk mensintesis ber- macammacam flavonoid misalnya flavanon, flavanonol, auron dan turunannya.
Jurnal Ilmiah Kefarmasian, Vol. 2, No. 1, 2012 : 63 - 71
66
Ismiyarto (1998), Syarif (1998), dan Rishantoro (1999) melakukan sintesis senyawa flavonoid menggunakan bahan dasar orto-hidroksi asetofenon yang dikondensasikan dengan turunan benzaldehida. Ketiganya melakukan sintesis o-Hidroksi asetofenon dengan menggunakan metode Yahya. Choudary et al. (2005) telah melakukan sintesis flavanon dari 2-hidroksi asetofenon dengan benzaldehida menggunakan katalis nanokristal MgO. Reaksi dilakukan menggunakan pelarut etanol pada suhu 80 °C, selama 12 jam menghasilkan 90% flavanon dan 10% kalkon. Chandrasekhar et al. (2005) melakukan sintesis flavanon menggunakan bahan dasar turunan orto-hidroksi asetofenon yang dikondensasikan dengan turunan benzaldehida dalam pelarut DMF dan L-proline sebagai katalis menghasilkan senyawa flavanon dan kalkon dengan perbandingan flavanon:kalkon = 7:3. Reaksi sintesis flavanon menggunakan katalis L-proline ini dapat dilihat pada Gambar 3.
METODE PENELITIAN Bahan: 1-(4-asetoksifenil-3-metoksi)-2-p ropanil format hasil sintesis, Diklorometana p.a (E. Merck), AlCl3 p.a (E. Merck). Alat: Alat refluks 1 set, Alat-alat gelas laboratorium, Spektrometer Inframerah ( IR, Shimadzhu FTIR-8201 PC ), Kromatografi gas-Spektrometer massa (GC-MS, Shimadzhu QP-5000). PROSEDUR PENELITIAN Sembilan gram AlCl3 anhidrous (0,06 mol) dan 15 mL diklorometana dimasukkan dalam labu leher tiga 100 mL yang dilengkapi dengan pendingin bola, sistem penangkap gas, corong penetes dan termometer. Kemudian 1-(4-asetoksifenil-3-metoksi)-2-propani l format (0,05 mol) ditambahkan tetes demi tetes ke dalam campuran disertai pengadukan hingga rata. Penambahan setiap tetes 1-(4-asetoksifenil-3metoksi)-2-propanil format dilakukan O
O
O
R' +
R R= H, R'= H
R' L-Proline
OH
"R
H
DMF, 80 C, 18 h
R Aldehide R"=
Gambar 3. Reaksi sintesis flavanon menggunakan katalis L-proline
O
R"
Sintesis Turunan Asetofenon Dari .... (Kusmiyati, dkk) bila gas HCl hasil penambahan sebelumnya tidak teramati lagi. Setelah semua 1-(4-asetoksifenil-3-metoksi)-2-propani l format diteteskan ke dalam campuran, kemudian campuran direfluk sampai gas HCl yang terjadi hilang. Selanjutnya suhu pemanasan dinaikkan secara perlahan-lahan hingga 120 °C dan dijaga selama 3 jam.
diambil dan dikeringkan dengan Na2SO4 anhidrous. Hasil kemudian dianalisis menggunakan spektrofotometer IR dan kromatografi gas- spektrometer massa. HASIL DAN PEMBAHASAN Sintesis Turunan Asetofenon dari 1-(4-asetoksifenil-3-metoksi)-2-propani l format Produk reaksi penataan ulang Fries pada 1-(4-asetoksifenil-3-metoksi)-2-propani l format berupa cairan kuning kecoklatan. Hasil penataan ulang Fries kemudian dianalisis dengan spektrometer inframerah. Spektrum infra merah dari hasil penataan ulang tersaji pada Gambar 4.
% Transmitansi
Campuran reaksi didinginkan pada suhu kamar, selanjutnya ditambahkan 50 gr es yang telah ditumbuk dan 7,5 mL HCl pekat tetes demi tetes sambil terus diaduk. Kemudian campuran dipanaskan dalam penangas air selama 15 menit sampai semua padatan larut dan campuran didinginkan dengan air es. Hasil reaksi
OH
67
O
H3C O
C CH3
HC
C H3 C H
Bilangan Gelombang (1/cm)
Gambar 4. Spektrum infra merah hasil penataan ulang Fries dari 1-(4-asetoksifenil-3-metoksi)-2-propanil format
diekstrak 3x masing-masing dengan 20 mL diklorometana. Lapian diklorometana (bawah) diekstrak 2x masing-masing dengan 20 mL NaOH 2M. Lapisan NaOH yang berada diatas dipisahkan kemudian diasamkan dengan HCl 2M sampai pH 1. Lapisan bawah
Hasil analisis dengan spektrometer infra merah menunjukkan bahwa serapan pada daerah 1766 dan 1720 cm-1 sudah hilang yang berarti pada senyawa hasil penataan ulang Fries ini sudah tidak mempunyai gugus ester. Adanya serapan pada daerah 1651 cm-1 menunjukkan
adanya serapan dari gugus karbonil untuk senyawa keton. Gugus hidroksi ditunjukkan dengan munculnya serapan pada daerah 3409 cm-1. Serapan pada daerah 3000-3100 cm-1 menunjukkan adanya serapan dari rentangan gugus -C=C- (Csp2). Berdasarkan hasil analisis dengan spektrometer infra merah diduga bahwa reaksi penataan ulang Fries sudah terjadi.
Intensitas
Jurnal Ilmiah Kefarmasian, Vol. 2, No. 1, 2012 : 63 - 71
68
Waktu Retensi (menit)
Analisis lebih lanjut untuk memperkuat dugaan adalah dengan kromatografi gas-spektrometer massa yang memberikan kromatogram sebagaimana tersaji pada Gambar 5.
Gambar 5. Kromatogram senyawa hasil penataan ulang Fries dari 1-(4-asetoksifenil-3-metoksi)-2-propanil format
Hasil kromatografi gas menunjukkan adanya 6 puncak yang berarti bahwa terdapat 6 senyawa berbeda.
gas-spektrometer massa dari tiap-tiap puncak disajikan pada Tabel 1.
Tabel 1. Hasil analisis GC-MS reaksi penataan ulang Fries pada 1-(4-asetoksifenil-3-metoksi)-2-propanil format
No Puncak
Waktu retensi (menit)
Persenta-se (%)
Berat Mole-kul
Fragmentasi (m/z)
1
11,448
7,01
166
39,51,65,77,94,107,122,[137],166(M +)
2
14,363
37,39
182
39,45,66,77,94,106,123,[137],167, 182(M+)
3
16,025
2,06
208
39,43,65,77,94,105,122,[137],165,1 93, 208(M+)
4
16,515
7,78
208
39,43,65,77,91,105,121,133,143,164 , [193], 208(M+)
5
18,147
43,26
206
39,43,65,77,91,[103],119,131,147,1 59, 275, 191,206(M+)
6
25,159
2,51
279
41,57,71,84,104,113,132,[149],167, 279
Keterangan: [ ] = puncak dasar
Berat molekul dari masing-masing puncak dapat diketahui dari analisis spektrometer massa. Hasil kromatografi
Senyawa target dari hasil penataan ulang Fries mempunyai berat molekul 252, pada penelitian ini senyawa
Sintesis Turunan Asetofenon Dari .... (Kusmiyati, dkk)
yaitu 1-(2-hidroksi-3-metoksi-5 -propenil)-asetofenon yang merupakan puncak dominan dengan berat molekul 206 disajikan pada Gambar 7.
Kelimpahan Relatif
tersebut tidak terbentuk dimungkinkan karena mengalami reaksi lanjut. Puncak 2 dengan berat molekul 182 merupakan produk yang belum mengalami penataan ulang Fries, sebaliknya gugus allil yang sudah di adisi dengan asam format mengalami hidrolisis menghasilkan 1-(4-hidroksifenil-3-metoksi)-2-propan ol. Produk yang mempunyai berat molekul 206 diduga adalah senyawa target yang mengalami reaksi eliminasi ion format menghasilkan 1-(2hidroksi-3-metoksi-5-propenil)-asetofen on. Produk dengan berat molekul 208 diduga adalah senyawa target yang mengalami hidrogenasi pada gugus propenil menghasilkan 1-(2-hidroksi3-metoksi-5-propenil)-asetofenon. Dugaan struktur hasil penataan ulang Fries dari 1-(4-asetoksifenil-3-metoksi)2-propanil format tersaji pada Gambar 6.
69
m/z
Gambar 7. Spektrum massa puncak no 5
Pola fragmentasi dari 1-(2-hidroksi-3-metoksi-5-propenil)-ase tofenon disajikan pada Gambar 8. OCH3
OCH3 OH
HC C H H3 C
C
OCH3
OH
- CH3
O
-H
CH3 HC
O
H3 C
C H
m/z= 206
C O
HC H3C
C H
C O
m/z= 191 m/z= 190
- OH - CH3
OCH3 O HC H3 C
O
C H
C
O
CH3
O
HC
m/z= 184 O
H3 C
C H
C O
CH 3
-OCH3
O
m/z= 175
CH 3
-O O
CH 3 O
C
H
HC C H H3 C
O
C
CH3
O
HC H3 C
m/z= 159
1-(4-asetoksifen il-3-metoksi)-2-propanil format
C H
C O m/z= 159
OH OH O CH 3
H3 C
O
O
C
-C CH 3
O
O
O
O - CH- CH3
- CH2 H 2C
CH
CH 3
H 2C
OH
C H3
1-(4-hidroksifenil-3-metoksi)-2-propanol
1-(2-hidrok si-3-meto ksi-5-p ropanil)-as etofenon OH
H3 C
O
O
C
HC
CH3
HC
HC
C H2
m/z= 91
m/z= 103
H3 C
C H m/z= 131
Gambar 8. Pola fragmentasi 1-(2-hidroksi-3-metoksi-5-propenil)asetofenon
CH CH3
1-(2-hidroks i-3-metoksi-5-propenil)-asetofenon
Gambar 6. Dugaan struktur hasil reaksi penataan ulang Fries 1-(4-asetoksifenil-3-metoksi)-2-propanil format
Hasil analisis menggunakan spektrometer massa dari puncak no 5
Spektrum massa dari puncak no 4 yang diduga merupakan senyawa 1-(2-hidroksi-3-metoksi-5-propanil)-ase tofenon disajikan pada Gambar 9.
Jurnal Ilmiah Kefarmasian, Vol. 2, No. 1, 2012 : 63 - 71
70
Pola Fragmentasi dari 1-(2-hidroksi-3-metoksi-5-propanil)-ase tofenon disajikan pada Gambar 10. Kelimpahan Relatif
propenil)-asetofenon dengan hasil samping 1-(2-hidroksi-3-metoksi-5propanil)-asetofenon, masing-masing rendemennya sebesar 43,26% dan 9,84%. DAFTAR PUSTAKA Blatt, A.H., 1969, Organic Synthesis, A Revised Edition of Annual Volume X-XIX, vol. 2, John Willey and Sons, Inc., New York.
m/z
Gambar 9. Spektrum massa 1-(2-hidroksi-3-metoksi-5-propanil)asetofenon OCH3
OCH3 OH
HC C H H3 C
O
-H
CH3
C
OCH3
OH
- CH3 HC
O
H3 C
C H
m/z= 206
C O
HC H3C
C H
C O
m/z= 191 m/z= 190
- OH - CH3
OCH3 O HC H3 C
C H
C
O
CH3
O
HC
m/z= 184
H3 C
C H
C O
-OCH3
m/z= 175 -O O
HC C H
C
H3 C
CH3
O
HC H3 C
m/z= 159
C H
C O m/z= 159 -C
O
O
O
O - CH- CH3
- CH2 HC
HC m/z= 91
m/z= 103
H3 C
C H m/z= 131
Gambar 10. Pola fragmentasi 1-(2-hidroksi-3-metoksi-5-propanil)-asetofenon
KESIMPULAN Berdasarkan hasil penelitian dan pembahasan dapat disimpulkan yaitu sintesis turunan asetofenon dari 1-(4-asetoksifenil-3-metoksi)-2-propani l format dilakukan melalui reaksi penataan ulang Fries. Penataan ulang Fries tehadap 1-(4-asetoksifenil-3metoksi)-2-propanil format menghasilkan 1-(2-hidroksi-3-metoksi-5-
Chandrasekhar. S., Vijeender. K., Reddy. V. K., 2005, New synthesis of flavanone catalyzed by L-proline, Tetrahedron Letters no. 46, 6991-6993. Choudary, M.B., Ranganath, S.V.K., Yadav, J., Kantam, L., 2005, Synthesis of flavanones using nanocrystalline MgO,
Sintesis Turunan Asetofenon Dari .... (Kusmiyati, dkk) Tetrahedron 1369-1371.
Letters
no.
46,
Ismiyarto, 1998, Sintesis Senyawa dan Khalkon dan Flavanon menggunakan Bahan Dasar Senyawa Turunan Asetofenon dan Benzaldehida, Tesis, Program Pasca Sarjana, UGM, Yogyakarta. Kristiawan , S., 2000, Mempelajari Sintesis orto-hidroksiasetofenon Tanpa Pelarut sebagai Bahan Dasar Sintesis Flavanon, Skripsi, FMIPA UGM, Yogyakarta. Qi-meng, R., dan Jia-you, S., 2004, Fries Rearrangement: A New, practical synthesis of 4,4’-dihydroxybenzophenone (I), 30 Oktober 2004
71
Rishantoro, K., 1999, Sintesis Flavanon dari Benzaldehida dan orto-hidroksi asetofenon, Skripsi, FMIPA UGM, Yogyakarta. Syarif
, A., 1998, Sintesis 2’,â-Dihidroksikalkon dari orto-Hidroksiasetofenon dan Benzoil klorida, Skripsi, FMIPA UGM, Yogyakarta.
Vogel, 1989, Textbook of Practical Organic Chemistry, Edisi keempat, Longman, London. Yahya, H., 1996, Pengaruh Pemanasan Terhadap orto-Hidroksiasetofenon Katalis AlCl3 Anhidrous, UGM, Yogyakarta.
Waktu Sintesis dengan FMIPA
