TRANSFORMASI EUGENOL DAN SAFROL MENJADI HIDROKSIKAVIKOL
DUMAS FLIS TANG
DEPARTEMEN KIMIA FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUANALAM INSTITUT PERTANIAN BOGOR BOGOR 2012
PERNYATAAN MENGENAI SKRIPSI DAN SUMBER INFORMASI SERTA PELIMPAHAN HAK CIPTA DenganinisayamenyatakanbahwaskripsiberjudulTransformasiEugenoldanSa frolmenjadiHidroksikavikoladalahbenarkaryasayadenganarahandarikomisipembim bingdanbelumdiajukandalambentukapa pun kepadaperguruantinggimana pun. Sumberinformasi yang berasalataudikutipdarikarya yang diterbitkanmaupuntidakditerbitkandaripenulislaintelahdisebutkandalamteksdandic antumkandalamDaftarPustaka di bagianakhirskripsiini. DenganinisayamelimpahkanhakciptadarikaryatulissayakepadaInstitutPertani an Bogor. Bogor, Desember 2012 Dumas Flis Tang NIM G44080022
ABSTRAK DUMAS FLIS TransformasiEugenoldanSafrolmenjadiHidroksikavikol.Dibimbing SUMINAR SETIATI ACHMADI dan BUDI ARIFIN.
TANG. oleh
Hidroksikavikolmerupakankomponenutamadaunsirih yang memilikiaktivitasantibakteri, antiradang, antioksidan, antikanker, danantimutagen.Penelitianinibertujuanmenyintesissenyawatersebutdarieugenoldan darisafrol.Isolasieugenoldariminyakcengkihdenganmetodeekstraksibasamenghasil kanrendemen 71%, sedangkanisolasisafroldariminyaklawangdenganmetodeekstraksibasadilanjutkand enganpemurnianmenggunakan KLTP mendapatkanrendemen 7%. Proses demetilasiisolateugenoldandemetilenasiisolatsafroldenganpereaksi Rendemen yang AlCl3berhasilmendapatkanprodukhidroksikavikol. diperolehberturut-turut 28% dan 24%. Kata kunci: demetilasi, demetilenasi,eugenol,hidroksikavikol, safrol
ABSTRACT DUMAS FLIS TANG. Transformation of Eugenol and SafroleIntoHydroxychavicol. Supervised by SUMINAR SETIATI ACHMADI andBUDI ARIFIN. Hydroxychavicolis amajorcomponentofbetel leafthat havingantibacterial, anti-inflammatory,antioxidant, anticancer, andantimutagen activities. This studyaimed tosynthesizehydroxychavicol from eugenolandsafrole. Isolation ofeugenolfromclove oilbyalkalineextraction methodgave71% yield, while theisolation ofsafrole from lawang oil byalkalineextraction method, followed by purificationusing preparative TLCgave7% yield. Eugenoldemethylationand safroledemethylenationwithAlCl3reagent weresuccessfullyproducedhydroxychavicol. The yieldswas28% and 24%, respectively. Keywords: demethylation, demethylenation,eugenol,hydroxychavicol, safrole
TRANSFORMASI EUGENOL DAN SAFROL MENJADI HIDROKSIKAVIKOL
DUMAS FLIS TANG
Skripsi sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar Sarjana Sains padaProgram Studi Kimia
DEPARTEMEN KIMIA FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUANALAM INSTITUT PERTANIAN BOGOR BOGOR 2012
JudulSkripsi :TransformasiEugenoldanSafrolmenjadiHidroksikavikol Nama :Dumas Flis Tang NIM :G44080022
Disetujuioleh
Prof Ir Suminar Setiati Achmadi, PhD Pembimbing I
Budi Arifin, SSi, MSi Pembimbing II
Diketahuioleh
Prof Dr Ir TunTedjaIrawadi, MS Ketua Departemen Kimia
Tanggal lulus:
PRAKATA Segala puji dan syukur ke hadirat Tuhan Yang Maha Esasehingga penulis dapat menyusun, melewati setiap proses pembelajaran, dan menyelesaikan karya tulis ini. Karya tulis ini disusun berdasarkan kegiatan penelitian dengan judul TransformasiEugenoldanSafrolmenjadiHidroksikavikol yangdilaksanakan pada bulan Mei 2012 sampai dengan bulan November 2012 di Laboratorium Kimia Organik, Departemen KimiaFMIPA IPB, Bogor. Karya tulis ini merupakan wujud persembahan kepada orang tua, karena telah memberi semangat kepada penulis dalam menempuh studi, penelitian, dan penulisan karya tulis ini. Penulis juga memberikan apresiasi kepada ProfIr Suminar S Achmadi, PhD dan Budi Arifin, SSi, MSi selaku pembimbing, Prof M Anwar Nur, MSc, Dr Zainal Alim Mas’ud, DEA, M Farid, SSi, MSi, dan Novriandi Hanif, DSc, yang telah banyak memberi arahan serta masukan secara jelas atas segala permasalahan dalam melaksanakan penelitian ini. Penulis berterima kasih kepada teman-teman dan para staf di Laboratorium Penelitian Kimia (Fadli Ahmad Muntaqo, Umar Toriq, Sri Mulyani, Dwi Utami,Rina Fazilatur Rahmi, Livia Elsa, Dwi Artha Solovky,Bapak Sabur, Bapak Kosasih, Bapak Ucup,dan Ibu Nia) atas kerja sama, kebersamaan, masukan, dan semangatnya. Terima kasih pula kepada sahabat yang saling menguatkan, Natanael Alfredo Nemanita Ginting,Martua Yan Steward Nababan, Yakob Arfin Tyas Sasongko, Iqbal Rizqhie Yustisi, Gunawan Sanjaya dan Melinda Rumuy. Tidak lupa pula,kepada teman-teman Program S1 Kimiaangkatan 45, atas kebersamaan selama menempuh studi dan menyelesaikan karya tulis iniserta memberikan banyak pengaruh positif. Semoga karya tulis ini dapat bermanfaat bagi kemajuan ilmu pengetahuan. Terima kasih.
Bogor, Desember2012 Dumas Flis Tang
DAFTAR ISI
DAFTAR TABEL DAFTAR GAMBAR DAFTAR LAMPIRAN PENDAHULUAN METODE Bahan Alat Langkah Kerja Isolasi Eugenol Isolasi Safrol Demetilasi Eugenol Demetilenasi Safrol HASIL DAN PEMBAHASAN Isolat Eugenol Isolat Safrol Hidroksikavikol dari Demetilasi Eugenol Hidroksikavikol dari Demetilenasi Safrol SIMPULAN DAN SARAN Simpulan Saran DAFTAR PUSTAKA LAMPIRAN RIWAYAT HIDUP
vii vii vii 1 2 2 2 3 3 3 3 4 4 4 6 9 12 14 14 15 15 18 30
DAFTAR TABEL 1 Rendemen transformasi eugenol menjadi hidroksikavikol 2 Posisi sinyal-sinyal 1H-NMR hidroksikavikol dalam pelarut CDCl3 3 Rendementransformasisafrolmenjadihidroksikavikol
10 11 13
DAFTAR GAMBAR 1 2 3 4 5 6
7 8 9
10 11
Struktur hidroksikavikol Kromatogram GCMSminyak cengkih (a) dan isolat eugenol (b) Struktur eugenol (a), trans-kariofilena (b), dan α-humulena (c) Struktur safrol Kromatogram GCMSminyak lawang(a), isolat safrolhasil ekstraksi basa(b),dan setelah dimurnikan lebih lanjut dengan KLTP (c) Hasil uji kualitatif FeCl3 5% pada kontrol negatif (a), fase organik setelah penambahan 50 mL NaOH 1 M dan pengadukan selama 10 menit (b), setelah penambahan 50 mL NaOH 1 M ketiga dan pengadukan selama 30 menit (c) Kromatogram lapis tipis minyak lawang (a), isolat safrol (b), dan isolat eugenol (c) (eluen n-heksana-EtOAc 8:2) Dugaan mekanisme demetilasieugenol dengan pereaksi AlCl3 Kromatogram lapis tipis tanpa penampak (kiri) dan dengan penyinaran UV 254 nm (kanan). Noda eugenol (a) dan noda hidroksikavikol (b) (eluen n-heksana-EtOAc 8:2) Dugaan mekanisme demetilenasisafrol dengan pereaksi AlCl3 Kromatogram lapis tipis tanpa penampak (kiri) dan dengan penyinaran UV 254 nm (kanan). Noda safrol (a), noda kedua (Rf ~0.40) (b), dan noda hidroksikavikol (c) (eluen n-heksana-EtOAc 8:2)
1 4 5 6 7
8 8 9
11 13
14
DAFTAR LAMPIRAN 1 2 3 4 5
Bagan alir penelitian Rendemen isolasi eugenol dan safrol dengan metode ekstraksi basa Hasil GCMS minyak cengkih dan isolat eugenol (kemiripan >90) Spektrum UV-Vis (a) dan FTIR (b)standar dan isolat eugenol Hasil GCMS minyak lawang, isolat safrol dengan metode ekstraksi basa, dan isolat safrol hasil pemurnian dengan KLTP (kemiripan >90) 6 Spektrum 1H-NMR hidroksikavikol hasil demetilasi dalam CH2Cl2 teknis (500 MHz, CDCl3) 7 Spektrum1H-NMR hidroksikavikolhasildemetilasidalam CH2Cl2p.a (500 MHz, CDCl3)
18 19 19 20 21 23 29
1
PENDAHULUAN Salah satu komoditas andalan Indonesia sebagai penghasil rempah adalah cengkih. Indonesia merupakan produsen sekaligus konsumen cengkih terbesar di dunia, di atas produksi dari Madagaskar dan Zanzibar. Areal perkebunan cengkih mencapai 470 000 hektar dengan produksi cengkih 84 800 ton per tahun dan produksi minyak cengkih2 500 ton per tahun (Deptan 2005). Menurut Guenther (1990), kadar minyak cengkih dalam bunga cengkih 17–18%, sedangkan dalam minyak cengkih terdapat eugenol sebagai komponen utama dengan kadar 80–95% (HSDB 2009). Pemanfaatan eugenol dalam bidang industri pada umumnya terbatas pada produksi cita rasa. Eugenol memiliki gugus-gugus fungsi yang dapat diubah secara kimia sehingga pada prinsipnya, eugenol merupakan bahan awal yang sangat berguna untuk sintesis berbagai senyawa yang lebih bermanfaat, salah satunya adalah hidroksikavikol (Gambar 1). Hidroksikavikol memiliki aktivitas antibakteri, antiradang, dan antioksidan (Sharma et al. 2009), serta aktivitas antikanker dan antimutagen5 kali lebih kuat dibandingkan dengan eugenol (Amonkar et al. 1986, 1989). Hidroksikavikol dapat diisolasi dari daun sirih. Namun, ekstraksi 1 kg daun sirih hanyamenghasilkan hidroksikavikol sebanyak 2.56 g (0.26%)(Chang et al. 2002). Jika dibandingkan dengan 1 kg cengkih, dengan kadar minyak cengkih 17% dan kadar eugenol 80% dalam minyak cengkih, maka dapat dihasilkan 136 g eugenol untuk ditransformasi menjadi hidroksikavikol. Jika rendemen transformasi tersebut dianggap 50%, maka akan diperoleh hidroksikavikol sebanyak 68 g (6.80%), puluhan kali lebih banyak daripada produk isolasi.
Gambar 1 Strukturhidroksikavikol Hidroksikavikol juga dapat disintesis dari safrol. Safrol dahulu banyak dipakai untuk penambah cita rasa minuman, namun belakangan diketahui karsinogenik dan sejak tahun 1960, penggunaannya sudah dilarang di Amerika Serikat (IARC 1972, 1976; HSDB 2009). Safrol juga digunakan dalam produksi ilegal 3,4-metilenadioksimetamfetamina (MDMA) atauekstasi sehinggatergolong senyawa prekursor. Peraturan di Indonesia untuk impor prekursor sudah diatur dalam Keputusan Menperindag No. 647/MPP/Kep/10/2004, sedangkan ekspor prekursorharus mendapatizin dari Kementerian Perdagangan setelah memperoleh rekomendasi dari Ketua Badan Narkotika Nasional dan Kepala Bareskrim Polri (Keputusan Menperindag No. 05/M-DAG/PER/1/2007) (BNN 2007). Penelitian ini bertujuan menyintesis senyawa hidroksikavikol dari eugenol dan safrol. Senyawa eugenol dipilih sebagai bahan awal karena jumlahnya yang melimpah dan sifat antimutagen hidroksikavikol lebih tinggi daripada eugenol. Adapun senyawa safrol dipilih untuk meningkatkan kebergunaannya mengingat
2
sifat karsinogenik dan penyalahgunaannya sebagai bahan baku ekstasi. Prinsip dasar transformasi ini adalah demetilasi, yaitu penghilangan gugus metil (–CH3) pada eugenol, dan demetilenasi, yaitu penggantian gugus metilenadioksi(– OCH2O–) pada safrol untuk membentuk gugus 1,2-diol.Pereaksi demetilasi umumnya yang digunakan adalah suatu asam Lewis,di antaranya BBr3 (McOmie et al. 1968), AlCl3/AlBr3 (Node et al. 1980), dan BeCl2 (Sharghi & Tammadon 1996).Selain itu, dapat pula digunakan KF-alumina (Oussaid et al. 1997), LSelectride®(Coop et al. 1998),piridina-HCl tanpa pelarut (Kulkarni et al. 1999), semikonduktor SnO2 (Takeya et al. 2004), dan asam halida HI (Zuo et al. 2008). Adapun demetilenasi dapat menggunakan pereaksi AlCl3 (Catalan et al. 2010) dan BF3oO(C2H5)2(Villegas et al. 2011). Pertimbangan yang digunakan dalam menentukan pereaksi demetilasi dan demetilenasi adalah kemudahan akses dan faktor biaya. Dalam penelitian ini, digunakan aluminium klorida anhidrat (AlCl3).
METODE Bahan Bahan yang digunakan diantaranya minyak cengkih dan minyak lawang dari CV Kemika Jaya Bogor, standar eugenol (kemurnian >99%, Sigma-Aldrich), AlCl3 anhidrat, dimetil sulfida (DMS), CH2Cl2 p.a, silika gel 60 GF254(Merck) untuk KLTP, silika gel 60 (230–400 mesh, Merck) untuk kromatografi kolom tekan, dan gas N2.
Alat
Alatyang digunakan adalahpelat kromatografi lapis tipis (KLT, silika gel 60 F254), radas kromatografi kolom tekan(flash column chromatography, FCC), dan alat gelas yang lazim.Spektrum ultraviolet-tampak (UV-Vis) direkam dengan spektrometer Shimadzu UV-1601 di Laboratorium Bersama, Depertemen Kimia IPB. Spektrum inframerah transformasi Fourier (FTIR) dianalisis dengan pelet KBr menggunakan spektrometer Shimadzu FTIR-8201PC di Laboratorium Bidang Pangan, Gedung Pusat Laboratorium Terpadu, Universitas Islam Negeri Syarif Hidayatullah Jakarta. Kromatogram GCMS diperoleh dengan metode ionisasi serangan elektron pada kromatograf gas GC-17A (Shimadzu) yang ditandem dengan spektrometer massa MS QP 5050A [kolom kapiler DB-5 ms (J&W) (silika, 30 m × 250 μm × 0.25 μm); suhu kolom 50 °C (t = 0 menit) hingga 290 °C pada laju 15 °C/menit; gas pembawa helium pada tekanan tetap 7.6411 psi, dengan pangkalan data Wiley 7N (2008)] di Laboratorium Forensik Mabes Polri Jakarta. Spektrum 1H-NMR diperoleh dengan spektrometer JEOL ECA 500 yang bekerja pada frekuensi 500 MHz di Pusat Penelitian Kimia LIPI, Puspiptek Serpong. Langkah Kerja
3
Tahapan penelitian terdiri atas isolasi eugenol dari minyak cengkih, isolasi safrol dari minyak lawang, demetilasi standar eugenol dan isolat eugenol, serta demetilenasi isolat safrol. Isolat eugenol dan safrol dicirikan dengan KLT dan GCMS.Isolat eugenol juga dicirikan dengan spektrometer UV-Vis dan FTIR. Produk demetilasi dan demetilenasi dicirikan dengan KLT berdasarkan nilai Rf, dan produk demetilasi eugenol dicirikan lebih lanjut dengan 1H-NMR (Lampiran 1). Isolasi Eugenol (modifikasi Mohammed dan Al-Bayati 2009) Minyak cengkih (10 mL, densitas 1.0021 g/mL) dalam n-heksana (20 mL) dicampur dengan 20 mL NaOH2 M, diaduk selama 15 menit menggunakan pengaduk magnetik, laludipindahkan ke dalam corong pemisah. Fase air (FA1) ditampung,fase organik (FO1) diekstraksi kembali dengan 20 mL NaOH 2 Mdan diaduk selama 30 menit. Setelah didiamkan sekitar 10 menit, FA2 ditampung dan FO2 diuji dengan KLTuntuk memastikan tidak tersisa eugenol. Semua fase air digabungkan dan dinetralkan dengantetes demi tetes H2SO4 15% sampai pH 6. Selanjutnya diekstraksi dengan CH2Cl2(2×15 mL), dikeringkan dengan Na2SO4 anhidrat, dan dipekatkan dengan penguap putar. Isolasi Safrol Minyak lawang (10 mL, densitas 0.9776 g/mL) dalam CH2Cl2 (20 mL) ditambahkan50 mL NaOH1 M, diaduk selama 10 menit menggunakan pengaduk magnetik, lalu dipindahkan ke dalam corong pemisah. Fase air (FA1) dipisahkan, fase organik (FO1) diekstraksi 2 kali lagi dengan 50 mL NaOH 1 M, masingmasing diaduk selama 20 menit dan 30 menit, dan diperoleh berturut-turut FO2 dan FO3. Kemudian FO3 diuji dengan FeCl3 5% dan memberikan hasil uji yang negatif. Semua fase organik digabungkan, dikeringkan dengan Na2SO4 anhidrat, dan dipekatkan. Isolat safrol kemudian dimurnikan kembali dengan kromatografi lapis tipis preparatif (KLTP) menggunakan eluen n-heksana-EtOAc (8:2). Demetilasi Eugenol (modifikasi Gopalakrishnan et al. 2000) Dimetil sulfida (2.5 mL) ditambahkan tetes demi tetes ke dalam suspensi AlCl3 anhidrat (0.330 g, 2.5 mmol) dalam CH2Cl2 (5 mL) pada suhu 0 °C sambil diaduk hingga AlCl3 larut sempurna. Kemudian larutan eugenol(0.164 g, 1.0 mmol) dalam CH2Cl2 (3 mL) ditambahkan dalam periode 10 menit pada suhu yang sama. Campuran dibiarkan ke suhu kamar dan terus diaduk selama 24 jam. Semua proses pelarutan dan reaksi dilakukan dalam atmosfer gas nitrogen. Setelah itu, ditambahkan HCl 1 N dingin (15 mL) dan campuran diekstraksi dengan CH2Cl2 (2×15 mL). Lapisan organik dikeringkan dengan Na2SO4 anhidrat, disaring, dan dipekatkan. Produk kasar dimurnikan menggunakan FCC dengan eluen n-heksana-EtOAc (8:2).
4
Demetilenasi Safrol (modifikasi Catalan et al. 2010) Larutan safrol(0.24 g, 1.5 mmol) dalam CH2Cl2 (7.0 mL) ditambahkan perlahan-lahan ke dalam suspensi dingin AlCl3 (0.68 g, 5.1 mmol) dalam CH2Cl2 (5.0 mL) pada 0 °C. Campuran yang dihasilkan diaduk selama 2 jam pada suhu – 10 °C, lalu ditambahkan air dingin sebanyak 10 mL dan diaduk kembali selama 18 jam pada suhu kamar. Semua proses pelarutan dan reaksi di bawah atmosfer nitrogen. Setelah itu, campuran dituang ke dalam larutan NaHCO3 jenuh (100 mL) dan diekstraksi dengan etil asetat (2×50 mL). Lapisan organik dicuci kembali dengan larutan NaHCO3 jenuh (100 mL) kemudian dikeringkan dengan Na2SO4 anhidrat, disaring, dan dipekatkan. Produk kasar dimurnikan menggunakan FCCdengan eluen n-heksana-EtOAc (8:2).
HASIL DAN PEMBAHASAN Isolat Eugenol Berdasarkan hasil analisis GCMS (Gambar 2a), eugenol adalah komponen terbesarpada sampel minyak cengkih, yaitu 61.23%, dengan 2 pengotor utama ialah trans-kariofilena (18.75%), dan α-humulena (3.63%). Struktur ketiga senyawa ini ditunjukkan pada Gambar 3. Hasil serupa juga dilaporkan oleh Jirovetz et al. (2006) yang mengidentifikasi komponen utama pada minyak cengkihsebagai eugenol (76.80%), trans-kariofilena (17.40%), dan α-humulena (2.10%).
Gambar 2 Kromatogram GCMSminyak cengkih (a) dan isolat eugenol (b).
5
(a)
(b)
(c)
Gambar 3 Struktur eugenol (a), trans-kariofilena (b), dan α-humulena (c). Isolasi eugenol dengan metode distilasi vakum bertingkat tidak berhasil dilakukan dalam penelitian ini. Menurut Nurhasanah et al.(2002), eugenol memiliki titik didih 253.2 °C (pada 760 mmHg) dan dapat diisolasi dengan distilasi bertingkat. Vakum diperlukan agar suhu pemanasan tidak terlalu tinggi. Namun, proses isolasi dengan cara ini memerlukan radas yang kompleks dengan dilengkapi pemerangkap dari pompa vakum yang diisipecahan es untuk mempercepatkondensasi dan diasumsikan dapat mencegah terisapnya fase gas ke dalam pompa vakum. Hal inilah yang menjadi keterbatasan metode distilasi vakum bertingkat dalam proses isolasi eugenol. Eugenol selanjutnya diisolasi menggunakan metode ekstraksi dengan basa NaOH. Pada struktur eugenol terdapat gugus fenol yang bersifat asam lemah (pKa = 10.3) dan dapat bereaksi dengan basa membentuk garam Na-eugenolat yang larut dalam air. Garam ini akan terpisah dari komponen-komponen pengotor nonpolar yang larut dalam n-heksana(Mohammed dan Al-Bayati 2009). Pengadukan dengan pengaduk magnetikakan meningkatkan energi kinetikmolekul yang bereaksi sehingga jumlah tumbukan antarmolekul meningkat dan mempercepat laju reaksi. Reaksi bersifat eksoterm. Pendiaman hingga suhu campuran turun dan stabil bertujuan memastikan reaksi penggaraman telah berlangsung optimum. Faseair yang berisi Na-eugenolat kemudian dinetralkan dengan asam untuk membentuk eugenol kembali. Penggunaan asam ini harus mempertimbangkan reaksi samping yang mungkin terjadi pada eugenol karena keberadaan ikatan rangkap dua pada gugus alil. Ikatan rangkap dua mudah mengalami reaksi adisi oleh asam halida (HX), maka penggunaan HCl tidak disarankan. Dalam penelitian ini digunakan H2SO4 dengan konsentrasi rendah (15%), dan diteteskan secara perlahan-lahan dari buret hingga pH 6, yang ditandai dengan perubahan warna larutan dari kuning menjadi putih.Adisi ikatan rangkap dua juga mungkin terjadi akibat penambahan H2SO4 encer membentuk alkohol secara Markovnikov, namun penambahan secara perlahan-lahan pada suhu kamar mencegah reaksi adisi tersebut. Eugenol yang terbentuk diekstraksi dengan diklorometana. Air yang masih tersisa dihilangkan dengan penambahan Na2SO4 anhidrat agar tidak mengganggu reaksi demetilasi eugenol. Metode ekstraksi basa mendapatkan rendemen isolat eugenol rerata 71.05% (Lampiran 2), dengan kemurnian 83.23% berdasarkan hasil analisis GCMS
6
(Gambar 2b).Rendemen tersebut hampir sama dengan yang dilaporkan oleh Sudarma et al. (2009), yaitu sebesar 73% dengan metode isolasi menggunakan kromatografi kolom, elusi gradien dengan eluenn-heksana-diklorometana. Pada Gambar 2b dapat dilihat bahwa pengotor sangat berkurang: transkariofilena turun dari 18.75% menjadi 2.04% dan α-humulena dari 3.63% menjadi 0.61%. Beberapa komponen nonpolar di antaranya α-pinena, α-limonena, αkubebena, α-amorfena, β-kubebena, dan α-farnesena sudah berhasil dihilangkan dengan sempurnadan tidak terdeteksi lagipada kromatogram GCMS (Lampiran 3). Puncak baru dengan waktu retensi 1.23 menit berasal dari pelarut diklorometana (1.56%) yang belum seluruhnya teruapkan dari isolat eugenol. Pemantauan dengan KLT menggunakan eluen terbaik n-heksana-EtOAc (8:2) pada isolat eugenol menghasilkan Rf~0.67, sama dengan standar eugenol. Spektrum UV-Vis standar dan isolat eugenol menunjukkan panjang gelombang maksimum, λmaks berturut-turut 281.2 dan 281.6 nm (Lampiran 4a). Hasil ini hampir sama dengannilai yang dilaporkan Bihari et al. (2010), yaitu 281 nm. Spektrum FTIR isolat eugenol (Lampiran 4b) menunjukkan puncak-puncak serapan yang menyerupai spektrum standar eugenol sebagai pembanding dan spektrum eugenol yang dilaporkan oleh Mohammed dan Al-Bayati (2009). Pita serapan lebar di 3525 cm-1 disebabkan oleh vibrasi ulur O–H. Serapan yang tajam di 2939 dan 2842 cm-1 berturut-turut berasal dari vibrasi ulur C–H pada gugus metil (C-sp3) dan ikatan rangkap (C=C, C-sp2). Serapan pada bilangan gelombang 1515 dan 1611 cm-1 berasal dari vibrasi ulur C=C aromatik. Ikatan rangkap (C=C) ditunjukkan dengan serapan di 1638 cm-1. Serapan di 1035 cm-1 disebabkan oleh vibrasi ulur C–O pada gugus metoksi.
Isolat Safrol Safrol (Gambar 4) adalah salah satu komponen utama pada minyak lawang. Namun, hasil analisis GCMS pada sampel minyak lawanghanya menunjukkan 18.03%safrol, komponen terbesar kedua setelah eugenol (37.56%). Selain itu, terdapat pulaα-pinena 1.23%, eukaliptol 6.96%, linalool 5.28%, dan α-terpineol 4.01% (Gambar 5a).
Gambar 4 Struktur safrol
7
Gambar 5 Kromatogram GCMSminyak lawang(a), isolat safrolhasil ekstraksi basa(b),dan setelah dimurnikan lebih lanjut dengan KLTP (c). Safrol pertama-tama diisolasi dengan metode kristalisasi, titik beku safrol 11 °C saat kemurnian 100%. Dengan kemurnian sekitar 20%, titik beku safrol berdasarkan persamaan garis linear adalah –12 °C (Erowid 2005). Kondisi suhu rendah yang dapat dijangkau dengan menggunakan NaCl(s) dan pecahan es batu, hanya –10 °C, maka digunakan campuran es kering dan aseton. Suhu campuran tidak dapat diukur karena terlalu rendah dan diluar kapasitas pengukuran termometer biasa. Suhu campuran es kering dan aseton dilaporkan mencapai – 70°C (Day dan Stacey 2007). Kristal yang terbentuk kemudiandikumpulkan dan dianalisis dengan GCMS. Eugenol tidak berkurang, namun proses ini dapat mengurangi pengotor, yakniα-humulena, α-murolena, δ-kadinena, kariofilenaoksida, α-kadinol, murolol, danazunol. Untuk memisahkan eugenol, kembali digunakan metode ekstraksi basa. Penambahan 50 mL NaOH 1 M dan pengadukan selama 10 menit masih menyisakan eugenol pada fase organik, ditunjukkan oleh uji positif dengan FeCl3 5% yang mengubah warna awal kuning (Gambar 6a) menjadi cokelat (Gambar 6b). Hasil uji negatif diperoleh setelah penambahan 50 mL NaOH 1 M ketiga dan pengadukan selama 30 menit (Gambar 6c) yang menunjukkan bahwa semua eugenol telah terpisahkan.
8
Gambar 6 Hasil uji kualitatif FeCl3 5% pada kontrol negatif (a), fase organik setelah penambahan 50 mL NaOH 1 M dan pengadukan selama 10 menit (b), setelah penambahan 50 mL NaOH 1 M ketiga dan pengadukan selama 30 menit (c). Simpulan ini diperkuat dengan hasil uji KLT (Gambar 7) dengan eluen nheksana-EtOAc (8:2). Minyak lawang menghasilkan 2 noda utama di Rf~0.63(noda eugenol) dan Rf ~0.84, sedangkan isolat safrolhanya menghasilkan 1 noda pada Rf~0.84.
Gambar 7 Kromatogram lapis tipis minyak lawang (a), isolat safrol (b), dan isolat eugenol (c) (eluen n-heksana-EtOAc 8:2) Penggunaan metode ekstraksi basadalam proses isolasi safrol menghasilkan rendemen isolat safrol rerata 37.81% (Lampiran 2), dengan kemurnian 30.91% berdasarkan hasil analisis GCMS (Gambar 5b). Pada Lampiran 5, dapat dilihat bahwa metode isolasi ini dapat menghilangkan pengotor β-osimena, piperitol, kavikol, δ-elemena, trans-kariofilena, β-selinena, δ-kadinena, danmurolol.Jumlaheugenoljauhberkurangdari 37.56% menjadi 0.27% (Gambar5b). Puncak baru dengan waktu retensi 1.23 menitberasal dari pelarut diklorometana (4.24%). Pemurniansafrolselanjutnyamenggunakan KLTP denganeluenyang sama.Rendemen safrol yang diperoleh pada tahap ini adalah 19.44%, maka rendemen total dalam proses isolasi safrol dari minyak lawang adalah 6.58%. Kemurnian isolat safrol setelah KLTP mencapai 55.02% berdasarkan hasil analisis GCMS (Gambar 5c). Selain meningkatkan kadar safrol, pemurnian tersebut menghilangkan lebih banyak pengotor, yaknifelandrena, fensilalkohol, 1-terpineol, dan 4-terpineol,sertasangatmengurangipengotoreugenol, α-pinena, eukaliptol,linalool, dan α-terpineol (Lampiran 5).Pada Gambar 5c, terdapat puncak dengan waktu retensi 1.20 menit yang berasal dari pelarut aseton (3.35%). Pelarut ini digunakan saat mengekstraksi komponen dari silika gel pada KLTP. Hidroksikavikol dari Demetilasi Eugenol
9
Reaksi demetilasi atau penggantian gugus metil dengan hidrogen pada eugenol untuk membentuk hidroksikavikol dilakukan dengan pereaksi AlCl3. Reaksi dilakukan dalam sistem homogen dengan terlebih dulu melarutkan eugenol dalam CH2Cl2 dan AlCl3 dalam CH2Cl2-DMS. Aluminium klorida merupakan asam Lewis dan dapat menerima pasangan elektron bebas (PEB) dari atom O-metoksi pada molekul eugenol. Peluang atom O-hidroksi untuk menyumbangkan PEB ada meskipun sedikit lebih kecil dibandingkan dengan atom O-metoksi yang mendapat dorongan elektron dari gugus metil. Oleh sebab itu, reaksi dilakukan dengan AlCl3 berlebih (2.5 ekuivalen). PEB pada atom O-metoksi menyerang logam pusat Al dan gugus Cl akan lepas sebagai gugus pergi yang baik (1). Ion Cl– juga bersifat nukleofilik dan menyerang gugus metil yang bermuatan parsial positif menghasilkan klorometana sebagai produk samping dan suatu kompleks Ar–O–AlCl2 (2) (Mc.Omie et al. 1968). Seluruh reaksi harus dilakukan dalam atmosfer N2 untuk menghindari interaksi dengan uap air dari udara yang dapat mengubah AlCl3 menjadi Al(OH)3 yang tidak reaktif. Setelah tahap demetilasi selesai, kompleks didekomposisi menggunakan HCl0.1 N dingin(3). Dugaan mekanisme reaksi demetilasi ditunjukkan pada Gambar 8.
Gambar 8Dugaan mekanisme demetilasi eugenol dengan pereaksi AlCl3 Reaksi SN2 pada tahap demetilasi berjalan cukup lambat. Hal ini dikarenakan PEB pada atom O-metoksi juga dapat beresonans ke dalam cincin aromatik sehingga menurunkan peluang terjadinya serangan nukleofilik ke atom Al. Selain itu, ion klorida bersifat nukleofilik lemah sehingga lambat dalam menyerang gugus metil. Sekalipun berlangsung lambat, reaksi dijaga pada suhu rendah (0 °C) untuk menghindari reaksi adisi dan isomerisasi yang tak diinginkan pada ikatan rangkap gugus alil. Oleh karena itu, reaksi memerlukan waktu selama 24 jam. Dekomposisi dengan HCl 0.1 N dingin berlangsung dalam sistem 2 fase. Hal ini dapat mengurangi kemungkinan reaksi adisi pada ikatan rangkap produk
10
hidroksikavikol karena HCl lebih terdistribusi pada fase air, sedangkan hidroksikavikol lebih terdistribusi pada fase organik. Tabel 1 menunjukkan bahwa demetilasi eugenol standar dengan penambahan HCl 0.1 M yang terbatas (10 mL) serta penggunaan pelarut CH2Cl2 teknis menghasilkan rendemen yang rendah. Peningkatan jumlah pereaksi AlCl3 sebanyak 4 ekuivalen tidak berpengaruh nyata pada rendemen. Penambahan HCl berlebih dan penggunaan pelarut murni secara langsung meningkatkan jumlah rendemen dan diperoleh rendemen tertinggi, yaitu 56.67%, namun tidak terulang. Data rendemen demetilasi yang terulang ialah 30.97% dan 32.18%. Nilai rendemen demetilasi pada isolat eugenol lebih kecil karena kemurnian eugenol lebih rendah (83.23%) sehingga masih terdapat pengotor yang mengganggu interaksi antara pereaksi AlCl3 dan eugenol. Tabel 1Rendemen transformasi eugenol menjadi hidroksikavikol AlCl3 Eugenol Hidroksikavikol Rendemen No. CH2Cl2 (mmol) (mmol) (mmol) (%) ◊ 1 teknis 2.55 1.0069* 0.1738 17.26 ♦ 2 teknis 2.51 1.0009* 0.2550 25.48 ♦ 3 teknis 4.02 1.0051* 0.2331 23.19 4♦ p.a 2.56 0.9954* 0.1079 10.84 ♦ 5 p.a 2.63 0.9882* 0.5600 56.67 ♦ 6 p.a 2.51 0.9978* 0.3090 30.97 ♦ 7 p.a 2.51 0.9912* 0.3190 32.18 ♦ + 8 p.a 2.70 1.0193 0.2803 27.50 9♦ 0.3030 28.30 p.a 2.58 1.0705+ Ket: ◊ (penambahan HCl dingin 10 mL); ♦ (penambahan HCl dingin berlebih); * (standar eugenol, 99.00% eugenol); + (isolateugenol, 83.23% eugenol)
Secara umum, nilai rendemen yang diperoleh lebih kecil dibandingkan dengan hasil demetilasi Amonkar et al. (1986) yang menggunakan BBr3 dalam CH2Cl2, yaitu 43%. Hal ini disebabkan pereaksi BBr3memiliki gugus lepas Br yang lebih baik dan juga lebih nukleofilik daripada gugus lepas Cl pada AlCl3.Penggunaan AlCl3 dalam DMS oleh Gopalakrishnan et al. (2000) mendapatkan rendemen demetilasi senyawa yang analog, yaitu ostenol 62%. Dalam hal ini jumlah dan posisi substituen pada cincin aromatik sangat berpengaruh pada reaksi demetilasi gugus aril metil eter (Ar–O–CH3).Demetilasi eugenol juga pernah dilakukan oleh Coolen et al. (1995) menggunakan pereaksi litium difenilfosfinat (LiPPh2) dalam THF menghasilkan rendemen37%. Kraft dan Eichenberger (2003) menggunakan pereaksi litium klorida (LiCl) dalam DMF, menghasilkan rendemen 50%. Pemantauan dengan KLT menggunakan eluen n-heksana-EtOAc (8:2) pada produk kasar menghasilkan 2 noda, pada Rf ~ 0.25 dan Rf ~ 0.53. Noda pertama berasal dari produk demetilasi dan memiliki ciri fisik menjadi berwarna cokelat setelah beberapa lama. Noda kedua adalah sisa eugenol (Rf ~ 0.67) karena reaksi yang tidak sempurna. Berdasarkan nilai Rf,hidroksikavikol yang sifatnya lebih polar daripada eugenol memiliki interaksi dengan fase diam (silika gel) yang lebih
11
kuat sehingga akan memiliki nilai Rf yang lebih kecil. Proses pemurnian menggunakanFCC dengan eluen yang sama berhasil memisahkan kedua fraksi ini(Gambar 9).
Gambar 9 Kromatogram lapis tipis tanpa penampak (kiri) dan dengan penyinaran UV 254nm (kanan). Noda eugenol(a) dan noda hidroksikavikol (b) (eluen n-heksana-EtOAc 8:2) Analisis spektrum 1H-NMR hidroksikavikol hasil demetilasi eugenol standar dengan pelarut CH2Cl2 teknis ditunjukkan pada Lampiran 6. Hasil analisisnya terangkum pada Tabel 2, menunjukkan 8 sinyal menyerupai spektrum hidroksikavikol seperti yang dilaporkan oleh Villegas et al. (2011). Terdapat 5 sinyal pengotor (1.28, 2.20, 2.66, 3.51, dan 3.87 ppm). Penggunaan CH2Cl2 p.a mengurangi sinyal pengotor menjadi 3 sinyal (1.28, 1.85, dan 3.88 ppm) (Lampiran 7). Tabel 2 Posisi sinyal-sinyal 1H-NMRhidroksikavikol dalam pelarut CDCl3
Atom H 1/2-OH 3 5 6 1’ 2’ 3’a 3’b
ΣH 1 1 1 1 2 1 1 1
δH 500 MHz (ppm) (multiplisitas, J (Hz)) 6.04 (s) 6.71 (d, 2.0) 6.60 (dd, 7.8,2.0) 6.79 (d, 7.8) 3.26 (d, 6.5) 5.92 (ddt, 16.9, 10.4,6.5) 5.03 (m) 5.05 (ddt, 16.9, 3.2,3.2)
12
Sinyal lebar di daerah 6.04 ppm menunjukkan keberadaan gugus hidroksil.Sifat salah satu proton yang dapat dipertukarkan melalui ikatan hidrogen intramolekul diduga menyebabkan hanya salah satu proton yang memunculkan sinyal. Proton aromatik memberikan 3 sinyal di daerah 6.60, 6.71, dan 6.79 ppm dengan nilai tetapan kopling Jorto=7.8 Hz dan Jmeta=2.0 Hz. Analisis nilai tetapan kopling menunjukkan bahwa sinyal pertama berasal dari proton yang orto terhadap substituen alil (C5), sinyal kedua berasal dari proton yang orto terhadap substituen alil dan gugus hidroksil (C6), dan sinyal ketiga berasal dari proton yang meta terhadap substituen alil (C3). Posisi ketiga sinyal tersebut agak ke medan atas karena pengaruh sumbangan-elektron dari gugus hidroksil. Di daerah 3.26 ppm terdapat sinyal dengan integrasi 2 yang berasal dari 2 proton ekuivalen pada gugus metilena (C1’). Sinyal proton tersebut lebih ke medan bawah dibandingkan dengan seharusnya (~2.00 ppm) karena pengaruh tarikan-elektron dari cincin aromatik dan gugus vinilik. Proton vinilik memberikan 3 sinyal di daerah 5.03, 5.05, dan 5.92 ppm dengan nilai tetapan kopling Jtrans=16.9 Hz, Jcis=10.4 Hz, dan Jgem=3.2 Hz. Sinyal pertama dan kedua merupakan 2 proton geminal (C3’a dan C3’b) yang tumpang tindih; hanya tetapan kopling pada proton C3’b yang dapat dihitung. Sinyal ketiga merupakan proton vinilik yang bertetangga dengan gugus metilena dengan geseran kimia jauh ke medan bawah akibat tambahan efek anisotropik dari cincin aromatik. Penentuan pola pembelahan sinyal proton dan tetapan kopling pada proton aromatik dan alilik secara akurat dapat diinterpretasikan menggunakan bantuan diagram pohon (Lampiran 6). Proses demetilasi terbukti berhasil karena pada sinyal 1H-NMR produk tidak ditemukan sinyal metil dari gugus metoksi di daerah 3.86 ppm dengan integrasi 3 seperti sinyal 1H-NMR eugenol (Fierro et al. 2012) Hidroksikavikol dari Demetilenasi Safrol Hidroksikavikol juga dapat disintesis dari safrol dengan cara demetilenasi,yaitu penggantian jembatan metilena (–CH2–)dengan 2 atom hidrogen. Secara umum, prinsip demetilenasi safrol tidak jauh berbeda dengan demetilasi eugenol, begitu pula dengan pereaksi yang dipakai.Proses demetilenasi pada penelitian ini menggunakan AlCl3 sebanyak 6 ekuivalen. Hal ini dilakukan untuk memutus 2 ikatan sigma C–O pada molekul safrol. Dugaan mekanisme demetilenasi dapat dilihat pada Gambar 10. Proses demetilenasi safrol dimulai dengan serangan nukleofilik dari PEB atom oksigen pada molekul safrol terhadap AlCl3 dan ion klorida pergi sebagai gugus lepas yang baik (1). Ion klorida juga bersifat nukleofilik lemah sehingga dapat menyerang karbon metilena yang parsial positif dan terjadi pembukaan cincin (2) (Amorim et al. 2001). Selanjutnya PEB dari atom oksigen yang meta terhadap substituen alil menyerang logam pusat Al kembali (3). Ion klorida yang dilepaskan menyerang karbon metilena yang sangat parsial positif akibat tarikan 2 atom yang memiliki keelektronegatifan tinggi, dan lepas sebagai molekul diklorometana. Serangan ini mengakibatkan terbentuknya kompleks segilima O– Al–O membentuk cincin (4). Kompleks ini analog dengan yang dilaporkan oleh Mc.Omie et al. (1968), yaitu demetilenasi menggunakan BBr3 membentuk suatu
13
borat siklik (O–B–O). Setelah didekomposisi dengan air dingin(5).
tahap
demetilenasi
selesai,
kompleks
Gambar 10Dugaan mekanisme demetilenasisafrol dengan pereaksi AlCl3 Reaksi SN2 pada tahap demetilenasi berjalan cukup lambat. Namun proses tersebut lebih cepat bila dibandingkan demetilasi eugenol karena melibatkan reaksi pembukaan cincinpada molekul safrol. Tabel 3 menunjukkan bahwa demetilenasi isolat safrol menghasilkan rendemen berturut-turut 19.93% dan 27.92%. Hasil tersebut lebih kecil bila dibandingkan dengan rendemen yang dilaporkan oleh Villegas et al.(2011), yaitu 55.10%, menggunakan pereaksi BF3•O(C2H5)2 dalam 1,4-dioksana anhidrat. Hal tersebut disebabkan kemurnian safrol hanya 55.02% sehingga masih terdapat pengotor yang secara langsung dapat mengakibatkan reaksi samping dengan AlCl3 dan mengganggu interaksinya dengan safrol. Tabel 3 Rendemen transformasi safrol menjadi hidroksikavikol AlCl3 Safrol Hidroksikavikol Rendemen No. (mmol) (mmol) (mmol) (%) 1 5.26 0.8488* 0.1691 19.93 2 5.09 0.8180* 0.2264 27.92 * (isolat safrol, 55.02% safrol) Ket:
Demetilenasi yang dilakukan Catalan et al. (2010) mendapatkan rendemen 57.40%, namun sebelumnya sebuah gugus nitro (NO2) dimasukkan sebagai pendeaktif cincin aromatik pada atom C5 molekul safrol, membentuk nitrosafrol. Menurut Villegas et al. (2011), pembentukan suatu katekol, yaitu hidroksikavikol dari safrol dengan pereaksi AlCl3 lebih disukai dengan keberadaan gugus penarikelektron (–NO2) pada molekul. Node et al. (1980) melakukan demetilenasi pada senyawa 1,3-benzodioksol, yaitu senyawa yang analog dengan safrol, menggunakan pereaksi AlBr3 dengan etanatiol kering dan menghasilkan rendemen 78%.Pereaksi AlBr3 memiliki gugus lepas Br yang lebih baik dan juga
14
lebih nukleofilik daripada gugus lepas Cl pada AlCl3, maka demetilenasi berjalan baik. Pemantauan dengan KLT menggunakan eluen n-heksana-EtOAc (8:2) pada produk kasar menghasilkan 3 noda, pada Rf ~ 0.21, Rf ~ 0.40, dan Rf ~ 0.87. Noda pertama (Rf ~ 0.21) merupakan hidroksikavikol karena memiliki Rf yang hampir sama dengan hidroksikavikol produk demetilasi eugenol (Rf ~ 0.25), dan memiliki ciri fisik yang serupa, yaitumenjadi berwarna cokelat setelah beberapa lama. Oleh karena itu analisis 1H-NMR tidak dilakukan lagi. Noda kedua(Rf ~0.40) tidak diindentifikasi. Adapun noda ketiga adalah sisa safrol (Rf ~ 0.84) karena reaksi yang tidak sempurna. Proses pemurnian menggunakan FCC dengan eluen yang sama berhasil memisahkan ketiga fraksi ini (Gambar 11).
Gambar11
Kromatogram lapis tipis tanpa penampak (kiri) dan dengan penyinaran UV 254 nm (kanan). Noda safrol (a), noda kedua (Rf ~0.40) (b), dan noda hidroksikavikol (c) (eluen n-heksana-EtOAc 8:2)
SIMPULAN DAN SARAN Simpulan Isolasi eugenol dari minyak cengkih dengan metode ekstraksi basa menghasilkan rendemen 71%, sedangkan isolasi safrol dengan metode ekstraksi basa dilanjutkan dengan pemurnian menggunakan KLTP menghasilkan rendemen 7%. Demetilasi isolat eugenol dan demetilenasi isolat safrol dengan pereaksi AlCl3telah berhasil mendapatkan produk hidroksikavikol yang dicirikan dengan analisis 1H-NMR. Rendemen hidroksikavikol dari demetilasi isolat eugenol adalah 28%, sedangkan dari demetilenasi isolat safrol adalah 24%.
15
Saran Isolasi safrol masih perlu dioptimalisasi untuk meningkatkan kemurniannya. Pereaksi demetilasi dan demetilenasi yang lebih baik masih perlu ditentukan agar rendemen hidroksikavikol yang diperoleh lebih tinggi.
DAFTAR PUSTAKA Amonkar AJ, Nagabhushan M, D'Souza AV, Bhide SV. 1986. Hydroxychavicol: A new phenolic antimutagenfrom betel leaf.Food Chem Toxicol. 24(12):1321-1324. Amonkar AJ, Padma PR, Bhide SV. 1989. Protective effect ofhydroxychavicol, a phenolic component of betel leaf, againstthe tobacco-specific carcinogens. Mutat Res.210:249-253. Amorim MB, Silva JM, Costa Paulo RR. 2001. The reaction of safrole derivatives with aluminum chloride: improved procedures for the preparation of catechols or their mono-O-methylated derivatives and a mechanistic interpretation. J BrazChem Soc. 12(3):346-353. Bihari CG, Manaswini B, Kumar TS, Kumar JP, Ranjan MS. 2011. UV, HPLC method development and quantification of eugenol isolated by preparative paper chromatography from alcoholic extracts of different species of Ocimum. Int J Chem& Anal Sci. 2(1):3-6. [BNN] BadanNarkotikaNasional. 2007. Lokakarya Nasional: Produksi dan Perdagangan Minyak Essensial yang Kaya akan Kandungan Safrol di Indonesia. [diunduh 2012 Nov 16]. Tersediapada: http://www.bnn.go.id/portalbaru/portal/konten.php?nama=KegiatanGakkum &op=detail_kegiatan_gakkum&id=2&mn=2&smn=e. Catalan LE,Villegas AM, Liber LT, Garcia JV, Fritis MC, Altamirano HC. 2010. Synthesis of nine safrole derivatives and their antiproliferative activity towards human cancer cells. J ChilChem Soc. 55(2):219-222. Coolen HKAC,Meeuwis JAM, Leeuwen PWNM, Nolte RJM. 1995. Eugenoldemethylation with lithium diphenylphosphinate. J Am Chem Soc. 117:11906-11913. Coop A, Janetka JW, Lewis JW, Rice KC. 1998. L-selectride as a general reagent for the O-demethylation and N-decarbomethoxylation of opium alkaloids and derivatives.J Org Chem. 63:4392-4396. Chang MC, Uang BJ, Wu HL, Lee JJ, Hahn LJ, Jeng JH. 2002. Inducing the cellcycle arrest and apoptosis of oral KB carcinoma cells byhydroxychavicol: roles ofglutathione and reactive oxygen species. Br JPharmacol. 135:619-630. Day JG, Stacey GN. 2007. Cryopreservation and Freeze-Drying Protocols. New Jersey (US): Humana Pr. [Deptan]DepartemenPertanian. 2005. Prospek dan Arah Pengembangan Agribisnis Cengkih.[diunduh2012 Nov 16].Tersediapada:http://www.deptan.go.id.
16
Erowid HTM. 2005. Safrol FAQ. [diunduh2012 Nov 16].Tersediapada: http://www.erowid.org/archive/rhodium/chemistry/safrolfaq.html. Fierro RS, Maquilang QMA, Sanjorjo RAS, Tradio MD, Shem CC, Ragasa CY.2012. Secondary metabolites from Cinnamomumcebuense. J Med Plants Res. 6(11):2146-2149. Gopalakrishnan G, Kasinath V, Singh NDP, Thirumurungan R, Raj SSS, Shanmugam G. 2000. A new synthetic route to dihydrobenzopyran via tandem demethylation cyclisation. Molecules. 5:880-885. Guenther E. 1990. Minyak Atsiri, Jilid IV b. Ketaren S, penerjemah. Jakarta (ID): UI Pr. Terjemahandari: The Essential Oils. [HSDB] Hazardous Substances Data Bank. 2009. National Library of Medicine. [diunduh2012 Nov 16]. Tersediapada: http://toxnet.nlm.nih.gov/cgibin/sis/htmlgen?HSDB and search on CAS number. [IARC] International Agency for Research on Cancer. 1972. Safrole, isosafrole, and dihydroisosafrole. Di dalam:Some InorganicSubstances, Chlorinated Hydrocarbons, Aromatic Amines, N-Nitroso Compounds and Natural Products. IARC Monographs on the Evaluation of Carcinogenic Risk of Chemicals to Humans.Volume1. Lyon (FR): IARC.hlm 169-174. [IARC] International Agency for Research on Cancer. 1976. Safrole, isosafrole, and dihydrosafrole. Di dalam:Some Naturally OccurringSubstances. IARC Monographs on the Evaluation of Carcinogenic Risk of Chemicals to Humans.Volume10. Lyon (FR): IARC. hlm 231-244. Jirovetz L, Buchbauer G, Stoilova I, Stoyanova A, Krastanov A, Schmidt E. 2006. Chemical composition and antioxidant properties of clove leaf essential oil. J Agric Food Chem. 54(17):6303-6307. Kraft P, Eichenberger W. 2003.Conception, characterization and correlation of new marine odorants.Eur J Org Chem. 19:3745-3743. Kulkarni PP, Kadam AJ, Mane RB, Desai UV, Wadgaonkar. 1999. Demethylation of methyl aryl ethers using pyridine hydrochloride in solvent-free conditions under microwave irradiation. J Chem Res. 39:394-395. McOmie JFW, Watts ML, West DE. 1968. Demethylation of aryl methyl ethers by boron tribromide.Tetrahedron. 24:2289-2292. Mohammed MJ, Al-Bayati FA. 2009. Isolation and identification of antibacterial compounds from Thymus kotschyanus aerial parts and Dianthus caryophyllusflower buds. Phytomedicine.16:632-637. NodeM, Nishide K, Fuji K, Fujita E. 1980.Hard acid and soft nucleophile system.Demethylationof methyl ethers of alcohol and phenol with an aluminiumhalide-thiol system. J Org Chem.45:4275-4277. Nurhasanah S, Mardawati E, Herudiyanto, M. 2002. PemisahanEugenoldariMinyakCengkihdengan Cara DistilasiFraksinasi. [diunduh2012 Nov 16].Tersediapada: http://pustaka.unpad.ac.id/archives/31091. Oussaid A, Thach LN, Loupy A. 1997.Selective dealkylations of alkyl aryl ethers in heterogeneous basic media under microwave irradiation.Tetrahedron Lett. 38(14):2451-2454. Sharghi H, Tammadon F. 1996. BeCl2 as a new highly selective reagent for dealkylation of aryl-methyl ethers.Tetrahedron. 52(43):13623-13640.
17
Sharma Set al. 2009. Evaluationof the antimicrobial, antioxidant and antiinflammatory activities ofhydroxychavicol for its potential use as an oral care agent. AntimicrobAgents Chemother. 53(1):216-222. Sudarma IM, Ulfa M, Sarkono. 2009. Chemical transformation of eugenol isolated from clove oil to 4-allyl-2-methoxy-6-sulfonicphenol and 4-allyl-2methoxy-6-aminophenol. IndonesJ Chem. 9(2):267-270. Takeya T, Otsuka T, Okamoto I, Kotani E. 2004. Semiconductor-mediated oxidative dimerization of 1-naphthols with dioxygen and O-demethylation of the enol-ethers by SnO2 without dioxygen.Tetrahedron. 60:10681-10693. Villegas AM, Catalan LE, Venegas IM, Garcia JV, Altamirano HC. 2011. New chatechol derivatives of safrole and their antiproliferative activity towards breast cancer cells. Molecules. 16:4632-4641. Zuo L, Yao S, Wang W, Duan W. 2008. An efficient method for demethylation of aryl methyl ethers.Tetrahedron Lett. 49:4054-4056.
18
Lampiran 1 Bagan alir penelitian
Minyak cengkih [Isolasi]
Minyak lawang [Isolasi]
(Mohammed dan Al-Bayati 2009)
Pencirian: GCMS, KLT, UV-Vis, dan FTIR
[Demetilasi] (Gopalakrishnan et al.2000)
Pencirian: KLT dan 1H-NMR
Pencirian: GCMS dan KLT
[Demetilenasi] (Catalan et al. 2010)
19
Lampiran 2Rendemen isolasi eugenol dan safrol dengan metode ekstraksi basa Eugenol Ulangan 1 2 3
Minyakcengkih IsolatEugenol Rendemen (g) (g) (%) 7.2106 71.95 10.0210 6.4496 64.36 10.0210 7.7000 76.84 10.0210 Rerata 71.05
Safrol Ulangan
MinyakLawang (g)
1 2 3
9.7760 9.7760 9.7760
IsolatSafrol (g) 3.3110 3.9658 3.8130 Rerata
Rendemen (%) 33.87 40.57 39.00 37.81
Lampiran 3 Hasil GCMS minyakcengkihdanisolateugenol (kemiripan>90) Minyakcengkih No.
Waktu retensi (menit)
Senyawa
1 3.22 α-Pinena 2 4.33 α-Limonena 3 5.95 Sitronelal 4 6.65 Metilsalisilat 5 6.69 β-Sitronelol 6 7.36 Geraniol 7 7.59 Kavikol 8 8.66 α-Kubebena 9 8.94 Eugenol 10 9.68 trans-Kariofilena 11 10.07 α-Humulena 12 10.29 α-Amorfena 13 10.40 β-Kubebena 14 10.61 α-Farnesena 15 10.87 δ-Kadinena 16 11.65 Kariofilenaoksida Ket: (-) tidak terdeteksi
Isolateugenol Area (%)
Waktur etensi (menit)
Senyawa
Area (%)
0.02 0.03 0.54 0.06 0.21 0.24 0.16 0.26 61.23 18.75 3.63 0.18 0.20 0.43 0.48 1.12
1.23 5.94 6.66 6.97 7.34 7.50 9.13 9.66 10.07 10.86 11.63
Diklorometana Sitronelal Metilsalisilat β-Sitronelol Geraniol Kavikol Eugenol trans-Kariofilena α-Humulena δ-Kadinena Kariofilenaoksida
1.56 0.16 0.09 0.26 0.35 0.37 83.23 2.04 0.61 0.16 0.35
20
Lampiran 4 Spektrum UV-Vis (a) dan FTIR (b)standar dan isolat eugenol (a)
(b)
21
Lampiran5Hasil GCMS minyaklawang, isolatsafroldenganmetodeekstraksibasa, danisolatsafrolhasilpemurniandengan KLTP (kemiripan>90) Isolatsafrol (metodeekstraksibasa)
Minyaklawang No. Waktu
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 14 15 16 17 18 19 20
retensi (menit)
Senyawa
3.14 3.23 3.40 3.66 3.73 3.83 4.03 4.18 4.45 4.55 4.72 4.90 5.37 5.53 5.85 5.93 6.40 6.64
α-Tujena α-Pinena Kamfena Sabinena 2-β-Pinena β-Mirsena Felandrena α-Terpinena Eukaliptol β-Osimena γ-Terpinena cis-Linalool oksida Linalool Fensilalkohol 1-Terpineol Kamfor 4-Terpineol α-Terpineol
Area (%) 0.26 1.23 0.11 0.20 0.72 0.12 0.04 0.11 6.96 0.04 0.11 0.46 5.28 0.03 0.06 0.36 2.04 4.01
Waktu retensi (menit)
Senyawa
1.23 3.13 3.22 3.39 3.65 3.71 3.82 4.02 4.17 4.40 4.70 4.88 5.30 5.49 5.82 5.90 6.35 6.56
Diklorometana α-Tujena α-Pinena Kamfena Sabinena 2-β-Pinena β-Mirsena Felandrena α-Terpinena Eukaliptol γ-Terpinena cis-Linalool oksida Linalool Fensilalkohol 1-Terpineol Kamfor 4-Terpineol α-Terpineol
Isolatsafrol (pemurniandengan KLTP) Area (%) 4.24 0.28 1.56 0.13 0.21 0.92 0.16 0.05 0.12 8.93 0.18 0.61 8.72 0.09 0.11 0.55 2.97 6.29
Waktu retensi (menit)
Senyawa
1.20 3.14 3.26 3.40 3.67 3.70 3.82 4.20 4.39 4.73 4.88 5.36 5.91 6.57
Aseton α-Tujena α-Pinena Kamfena Sabinena 2-β-Pinena β-Mirsena α-Terpinena Eukaliptol γ-Terpinena cis-Linalool oksida Linalool Kamfor α-Terpineol
Area (%) 3.35 0.26 0.76 0.13 0.10 0.51 0.15 0.02 4.02 0.10 0.31 0.14 0.25 0.34
Keterangan: (-) tidak terdeteksi
21
22
lanjutanLampiran5 Isolatsafrol (metodeekstraksibasa)
Minyaklawang No. Waktu retensi (menit)
Senyawa
21 22 23 24 25 26 27 28 29
6.79 7.42 7.65 8.19 8.55 8.70 9.14 9.03 9.87
Piperitol Geraniol Kavikol Safrol δ-Elemena α-Kubebena Eugenol α-Kopaena trans-Kariofilena
30
9.89
trans-α-Bergamotena
10.08 trans-β-Farnesena 10.18 α-Humulena 10.26 α-Amorfena 10.56 β-Selinena 10.66 α-Murolena 10.72 β-Bisabolen 10.95 δ-Kadinena 11.72 Kariofilenaoksida 12.34 α-Kadinol 12.50 Murolol 12.71 Azunol terdeteksi Keterangan: (-) tidak 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41
22
Area (%)
Waktu retensi (menit)
Senyawa
0.04 0.16 0.09 18.03 0.06 0.20 37.56 0.61 0.74
7.35 8.02 8.65 8.80 9.02 -
Geraniol Safrol α-Kubebena Eugenol α-Kopaena -
0.55
9.73
0.12 0.26 0.41 0.59 0.76 0.49 1.67 1.23 1.26 0.90 0.98
9.95 10.03 10.28 10.55 10.63 11.61 12.41 12.64
Isolatsafrol (pemurniandengan KLTP) Area (%)
Waktu retensi (menit)
Senyawa
Area (%)
0.19 30.91 0.33 0.27 1.82 -
7.37 8.11 8.56 8.83 9.06 -
Geraniol Safrol α-Kubebena Eugenol α-Kopaena -
trans-α-Bergamotena
0.72
9.74
trans-α-Bergamotena
0.83
trans-β-Farnesena α-Humulena α-Amorfena α-Murolena β-Bisabolen Kariofilenaoksida α-Kadinol Azunol
0.12 0.31 1.27 1.06 0.56 1.43 1.14 0.42
10.02 10.09 10.30 10.58 10.70 11.68 12.51 12.69
trans-β-Farnesena α-Humulena α-Amorfena α-Murolena β-Bisabolen Kariofilenaoksida α-Kadinol Azunol
0.11 0.79 2.30 3.11 1.53 6.05 2.20 1.28
0.21 55.02 0.67 0.11 2.05 -
Lampiran 6 Spektrum 1H-NMR hidroksikavikol hasil demetilasi dalam CH2Cl2 teknis(500 MHz, CDCl3)
Kelimp ahan
Pergeserankimia (ppm)
23
24
lanjutan Lampiran 6
(a) Penentuan tetapan kopling pada proton aromatik (Hx, Hy, dan Hz)
lanjutan Lampiran 6
(b) Penentuan tetapan kopling pada proton alilik (Hc)
25
26
lanjutan Lampiran 6
(c) Penentuan tetapan kopling pada proton alilik (Hb)
lanjutan Lampiran 6
(d) Penentuan tetapan kopling pada proton alilik (Ha)
27
28
lanjutan Lampiran 6
(e) Penentuan tetapan kopling pada proton alilik (Hd)
29
Lampiran 7 Spektrum 1H-NMR hidroksikavikol hasil demetilasi dalam CH2Cl2 p.a (500 MHz, CDCl3)
Kelimp ahan
Pergeserankimia (ppm)
30
RIWAYAT HIDUP
Penulisdilahirkan di Selatpanjang, Riau padatanggal 17 Agustus 1991, merupakananakkeduadari 4 bersaudaradaripasanganDjohan Tang (Tang EngSiong) dan Bin Tjok. Penulismenyelesaikanpendidikan di SMA Negeri 1 Pekanbarupadatahun 2008 danditerima di InstitutPertanian Bogor (IPB) pada Program S1 Mayor Kimia melaluiUndanganSeleksiMasuk IPB (USMI). Selama di IPB, penulisaktifdalam UKM PMK (Persekutuan Mahasiswa Kristen), UKM Forces (Forum for Scientific Studies), UKM Voli, Imasika (IkatanMahasiswa Kimia), dan Tim Olimpiade FMIPA IPB.Penulisjugaaktifmenjadiasistenpraktikum Kimia TPB (2009/2012 dan 2010/2011), Kimia Organikdan Kimia Pangan D3 (2010/2011 dan 2011/2012), Praktikum Kimia OrganikBerbasisKompetensi (2010/2011), Kimia Biologis (2010/2011), dan Kimia OrganikLayanan ITP (2011/2012). Prestasi yang pernahdiukiradalahsebagaisemifinalisLombaCepatTepatBioenergi yang diselenggarakanoleh SBRC (Surfactant and Bioresearch Center) IPB, peraihmedaliperunggu ON MIPA-PT Nasional 2011 bidang Kimia, peraihmedaliperak ON MIPA-PT Nasional 2012 bidang Kimia, juara II OlimpiadeSainsdanTeknologi Daerah Istimewa Yogyakarta 2012, dansalahsatupenyusunkaryatulis yang pernahdidanaiolehDiktidanTanoto Student Research Awardspadatahun 2012 berjudulGreen Technology “Mix Chitosalt”: InovasiBaruMixChitosan danAmmonium Nitratesebagai Film PolimerElektrolitPadatOrganikuntukAplikasiSelBatteryHybrid. PadabulanJuli– Agustus 2011, penulisberkesempatanmelaksanakanpraktikkerjalapangan (PKL) di PT CRC (Cisadane Raya Chemicals) denganlaporanberjudul Proses Pengolahan CPO (Crude Palm Oil) menjadiMinyakGoreng.
