Dua Flavonoid Tergeranilasi dari Daun Sukun (Artocarpus altilis)

Transkripsi

1 Dua Flavonoid Tergeranilasi dari Daun Sukun (Artocarpus altilis) Yana Maolana Syah 1), Sjamsul Arifin Achmad 1), Eri Bakhtiar 1), Euis Holisotan Hakim 1), Lia Dewi Juliawaty 1), Jalifah Latip 2) 1) Kelompok Keahlian Kimia Organik, Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam, Institut Teknologi Bandung, Bandung 2) School of Chemistry and Food Technology, Faculty of Science and Technology, National University of Malaysia, Malaysia Diterima Januari 2006, disetujui untuk dipublikasi September 2006 Abstrak Dua senyawa turunan flavonoid tergeranilasi, yaitu 2-geranil-2,4,3,4-tetrahidroksidihidrokalkon (1) dan 8-geranil- 4,5,7-trihidroksiflavanon (2), telah diisolasi dari ekstrak metanol daun sukun (Artocarpus altilis). Struktur molekul kedua senyawa tersebut ditetapkan berdasarkan spektrum UV, IR, 1 H NMR dan 13 C NMR, dan dengan membandingkan data yang sama dengan yang telah dilaporkan sebelumnya. Penemuan kedua senyawa tersebut pada A. altilis memberi indikasi bahwa daun tumbuhan Artocarpus cenderung menghasilkan turunan flavonoid yang lebih sederhana. Kata kunci: 2-Geranil-2,4,3,4-tetrahidroksidihidrokalkon, 8-Geranil-4,5,7-trihidroksiflavanon, Flavonoid, Sukun, Artocarpus altilis Abstract Two geranylated flavonoid derivatives, namely 2-geranyl-2,4,3,4-tetrahydroxydihydrochalcone (1) and 8-geranyl- 4,5,7-trihydroxy-flavanone (2), had been isolated from methanol extract of the leaves of sukun (Artocarpus altilis). The structures of the two compounds were determined based on UV, IR, 1 H NMR and 13 C NMR spectra, and by comparing with the previously reported data. The presence of these two compounds in A. altilis indicated that the leaves of Artocarpus plants tend to produce more simple flavonoids. Keywords: 2-Geranyl-2,4,3,4-tetrahydroxydihydrochalcone, 8-Geranyl-4,5,7-trihydroxyflavanone, Flavonoid, Sukun, Artocarpus altilis 1. Pendahuluan Barat. Keberartian penemuan kedua senyawa tersebut pada genus Artocarpus dibahas secara ringkas. Tumbuhan sukun (Artocarpus altilis) adalah salah satu tumbuhan nangka-nangkaan yang dikenal dengan baik di Indonesia. Selain sebagai penghasil buah dan kayu yang bernilai ekonomi, daun tumbuhan ini termasuk tanaman obat sebagai obat luar untuk penyembuhan pembengkakan limfa (Heyne, 1987). Berdasarkan laporan terdahulu, sejumlah turunan flavon terprenilasi telah berhasil diisolasi dan diidentifikasi dari bagian akar dan ranting tumbuhan ini (Chen et al., 1993; Hano et al., 1994). Sementara itu, dua turunan dihidrokalkon dan satu flavanon tergeranilasi yang bersifat inhibitor terhadap catepshin K juga telah dilaporkan sebagai komponen aktif dari bagian pucuk (Patil et al., 2002). Tambahan pula, suatu turunan dihidrokalkon tergeranilasi yang bersifat inhibitor terhadap enzim 5α-reduktase juga telah ditemukan dari bagian daun tumbuhan ini yang berasal dari Thailand (Shimizu et al., 2000a). Pada artikel ini dilaporkan isolasi dan penentuan struktur dua senyawa turunan geranil dari dihidrokalkon dan flavanon, yaitu 2-geranil-2,4,3,4-tetrahidroksidihidro-kalkon (1) dan 8-geranil-4,5,7-trihidroksiflavanon (2) (Gambar 1), dari ekstrak metanol daun sukun yang tumbuh di Jawa 100 HO 4' 2' 10" 1' O 3" 1" 9" 3 8" 4 1" HO 8a O 1' β α 10" (1) 1 (2) 2 5 4a O 4 9" 8" 4' Gambar 1. Struktur molekul 2-geranil-2,4,3,4- tetrahidroksidihidrokalkon (1) dan 8-geranil-4,5,7- trihidroksiflavanon (2). 2. Metode 2.1 Alat dan bahan Alat penetapan titik leleh mikro digunakan untuk menentukan titik leleh. Kromatografi vakum cair (KVC), kromatografi radial dengan menggunakan silika gel 60 GF 254 dan 60 PF 254, dan kromatografi lapis tipis (KLT) dengan plat aluminium berlapis silika gel

2 Syah dkk, Dua Flavonoid Tergeranilasi dari Daun Sukun (Artocarpus altilis) 101 Merck Kieselgel 60 F 254 setebal 0,25 mm digunakan untuk fraksinasi dan pemurnian. Untuk penentuan struktur digunakan Spektrofotometer Varian Cary 100 Conc, Spektrofotometer FTIR Perkin Elmer SPECTRUM ONE; NMR JEOL ECP 400 yang bekerja pada 400 MHz ( 1 H) dan 100 MHz ( 13 C) menggunakan puncak residu dan pelarut terdeuterasi sebagai standar. Pelarut yang digunakan pada percobaan ini adalah berkualitas teknis yang didestilasi terlebih dahulu sebelum digunakan. Sampel daun sukun (A. altilis) dikumpulkan pada bulan Juli 2003 dari Desa Bojong, Karang Tengah, Cianjur, Jawa Barat. Identitas biologi tumbuhan tersebut ditentukan di Herbarium Bogoriense, Bogor. 2.2 Ekstraksi dan isolasi Serbuk kering daun sukun (1 kg) dimaserasi dengan metanol (3x24 jam). Ekstrak metanol dikeringkan pada tekanan rendah dan seluruh ekstrak tersebut difraksinasi dalam etil asetat dan air, dan diperoleh fraksi etil asetat sebanyak 20 g setelah pelarutnya diuapkan. Fraksi etil asetat yang difraksinasi lebih lanjut dengan teknik kromatografi vakum cair (KVC) menggunakan silika gel sebagai fasa diam dan n-heksana:etil asetat (15:5, 7:3, 6:4, dan 1:1) sebagai fasa gerak (eluen) menghasilkan lima fraksi utama (fraksi A-E), dengan berat masing-masing 0,23, 1,46, 3,64, 0,8, dan 0,74 g. Fraksi B (1,46 g) difraksinasi lebih lanjut dengan teknik yang sama (silika gel, eluen Tabel 1. Data 1 H dan 13 C NMR senyawa 1 n-heksana:etil asetat = 17:3, 4:1, dan 15:5) menghasilkan tiga fraksi B1-B3. Fraksi B2 (525 mg) yang dimurnikan secara berulang-ulang menggunakan teknik kromatografi radial (silika gel, eluen n- heksana:chcl 3 :metanol=19:19:2) menghasilkan senyawa 1 (100 mg) dan senyawa 2 (55 mg). Dengan menggunakan teknik yang sama, pemurnian fraksi B3 (420 mg) menghasilkan senyawa 1 (200 mg). 2.3 Penentuan struktur Struktur molekul senyawa 1 dan 2 ditetapkan berdasarkan hasil analisis data spektroskopi, yang meliputi spektrum UV, IR, dan NMR. Spektrum UV diukur dalam larutan menggunakan pelarut metanol, dengan pereaksi geser Na. Spektrum IR ditentukan dalam bentuk padatan pelet KBr, dan spektrum NMR diukur dalam pelarut CDCl 3 dan aseton-d Hasil dan Diskusi Maserasi serbuk kering daun sukun (A. altilis) dengan metanol menghasilkan ekstrak metanol berupa gum berwarna hijau gelap. Partisi ekstrak metanol tersebut ke dalam etil asetat dan air menghasilkan fraksi etil asetat, yang selanjutnya difraksinasi menggunakan teknik KVC-silika gel menghasilkan lima fraksi utama A-E. Pemurnian fraksi B dengan teknik kromatografi radial (silika gel) menghasilkan senyawa 1 dan 2. Hasil pengukuran sifat fisik dan spektroskopi kedua senyawa tersebut adalah sebagai berikut. δ H (multiplisitas, J dalam Hz) * δ No C 1 1 ** 1 1 ** ,5 113, ,9 165,2 3 6,37 (d, 2,4) 6,38 (d, 2,5) 103,5 103, ,0 162,7 5 6,35 (dd, 8,7 & 2,4) 6,35 (dd, 8,7 & 2,5) 108,0 107,8 6 7,58 (d, 8,7) 7,60 (d, 8,7) 132,2 132,3 C=O 204,1 204,0 α 3,11 (t, 7,8) 3,20 (m) 39,6 39,7 β 2,97 (t, 7,8) 2,99 (m) 27,7 27, ,1 131, ,1 126, ,4 142, ,6 142,8 5 6,71 (d, 8,2) 6,70 (d, 8,2) 112,9 112,9 6 6,65 (d, 8,2) 6,68 (d, 8,2) 121,3 121,4 1 3,40 (d, 6,7) 3,42 (d, 6,7) 25,8 25,9 2 5,17 (brt, 6,7) 5,19 (brt, 6,7) 121,7 121, ,6 138,9 4 2,06 (t, 6,2) 2,07 (t, 6,7) 39,6 39,6 5 2,08 (q, 6,2) 2,08 (q, 6,7) 26,3 26,3 6 5,02 (brt, 6,2) 5,04 (brt, 6,2) 123,7 123, ,1 132,2 8 1,79 (brs) 1,80 (dm, 1,1) 25,7 25,7 9 1,57 (brs) 1,59 (dm, 0,8) 17,7 17, (brs) 1.67 (dm, 1,1) 16,2 16,3 * s = singlet; d = doublet; t = triplet; q = kwartet; br = lebar; m = multiplet. ** (Patil et al., 2002).

3 102 JURNAL MATEMATIKA DAN SAINS, SEPTEMBER 2006, VOL. 11 NO. 3 Senyawa 1, diperoleh dalam bentuk gum berwarna kuning; UV (Me) λ maks nm: 206, 232 (bahu), 277, 314; UV (Me+Na) λ maks nm: 207, 253 (bahu), 332; IR (KBr) ν maks cm- 1 : 3401, 2923, 2855, 1633, 1496, 1446, 1337, 1284, 1208, 1134, 988, 799; 1 H NMR (CDCl 3 ) δ ppm: lihat Tabel 1; 13 C NMR (CDCl 3 ) δ ppm: lihat Tabel 1. Senyawa 2, diperoleh dalam bentuk serbuk putih kekuning-kuningan, [α] D = - 30 (c 0,1, Me); UV (Me) λ maks nm: 201, 225 (bahu), 293, 344; UV (Me+Na) λ maks nm: 208, 247 (bahu), 332; IR (KBr) ν maks cm- 1 : 3436, 2978, 2913, 2847, 1630, 1602, 1517, 1436, 1383, 1278, 1229, 1186, 1169, 1071, 833; 1 H NMR (aseton-d 6 ) δ ppm: 12,13 (1H, s), 9,00 (2H, sangat melebar), 7,39 dan 6,89 (masing-masing 2H, d, J = 8,8 Hz), 6,04 (1H, s), 5,42 (1H, dd, J = 12,8 dan 2,8 Hz), 5,20 (1H, brt, J = 6,0 Hz), 5,06 (1H, tm, J = 6,8 Hz), 3,21 (2H, d, J = 7,2 Hz), 3,11 (1H, dd, J = 17,2 dan 12,8 Hz), 2,74 (1H, dd, J = 17,2 dan 2,8 Hz), 2,01 (2H, t, J = 6,4 Hz), 1,91 (2H, t, J = 7,2 Hz), 1,60 (6H, brs), 1,55 (3H, brs). Spektrum UV senyawa 1 memperlihatkan serapan maksimum pada λ maks 206, 232 (bahu), 277, 314 nm, yang sesuai dengan kromofor benzoil tersubstitusi, dan memperlihatkan pergeseran batokromik pada penambahan larutan Na, yang berarti adanya gugus fenol bebas pada kromofor tersebut. Spektrum IR senyawa 1 menunjukkan adanya gugus fungsi hidroksil (ν maks 3401 cm- 1 ), alkil (ν maks 2923 dan 2855 cm- 1 ), karbonil terkonjugasi (ν maks 1633 cm- 1 ), dan aromatik (1496 cm- 1 ). Spektrum 13 C NMR senyawa 1 (Gambar 2) memperlihatkan 25 sinyal yang terpisah dengan baik untuk 25 atom karbon, yang terdiri dari satu karbon karbonil terkonjugasi (δ C 204,1 ppm), 16 karbon-sp 2 dan 8 karbon-sp 3. Dengan memperhatikan intensitas sinyal, 16 karbon-sp 2 dapat dirinci terdiri dari 4 =C-O- (oksiaril), 5 =C (kuarterner)-, dan 7 =CH (metin aromatik/alkena); sementara 8 karbon-sp 3 terbagi ke dalam 5 C-metilen dan 3 C-metil. Berdasarkan pengetahuan fitokimia Artocarpus, serta memperhatikan jenis-jenis karbon, maka dapat disarankan bahwa senyawa 1 adalah suatu dihidrokalkon yang mengandung empat gugus hidroksil dan satu gugus geranil. Unit-unit struktur yang terdapat pada senyawa 1 selanjutnya diidentifikasi berdasarkan sinyal-sinyal proton pada spektrum 1 H NMR (Tabel 1). Spektrum 1 H NMR senyawa 1 memperlihatkan adanya sinyal pada δ H 12,85 ppm untuk gugus terkelasi dengan gugus C=O, dua sinyal triplet dari dua gugus metilen pada δ H 3,11 dan 2,97 ppm untuk dua gugus metilen-α dan β dari dihidrokalkon, dan sejumlah sinyal yang sesuai dengan satu unit geranil (sinyalsinyal pada δ H 5,17, 5,02, 3,40, 2,08, 2,06, 1,79, 166, 1,57 ppm). Selain itu, analisis sinyal-sinyal di daerah aromatik menunjukkan adanya unit 1,2,3,4- tetrasubstitusi benzena (δ H 6,71 dan 6,65 ppm) dan gu- gus 2,4-dihidroksibenzoil (δ H 7,58, 6,37 dan 6,35 ppm). Dengan memperhatikan nilai geseran kimia sinyal-sinyal proton dari dua unit aromatik tersebut, maka disimpulkan bahwa senyawa 1 adalah 2-geranil- 2,4,3,4-tetrahidroksidihidrokalkon. Perbandingan data 13 C NMR (Tabel 1) antara senyawa 1 yang diisolasi dengan yang dilaporkan memperlihatkan kesesuaian yang tinggi (Patil et al., 2002). Dengan demikian dapat disimpulkan bahwa 2-geranil-2,4,3,4-tetrahidroksidihidrokalkon ditetapkan sebagai senyawa CH 2 7 =CH 3 CH C=O 4 =C-O ppm (f1) =Cq Gambar 2. Spektrum 13 C NMR senyawa 1.

4 Syah dkk, Dua Flavonoid Tergeranilasi dari Daun Sukun (Artocarpus altilis) 103 Spektrum UV dan IR senyawa 2 mirip dengan spektrum UV dan IR senyawa 1, yang berarti bahwa senyawa 2 juga memiliki kromofor benzoil tersubstitusi. Walaupun demikian, spektrum 1 H NMR senyawa 2 memperlihatkan tiga sinyal proton alifatik, masing-masing satu hidrogen dengan multiplisitas double doblet (dd), dari sistem ABX pada δ H 5,42, 3,11, dan 2,74 ppm, serta sinyal proton gugus hidroksil yang terkelasi pada δ H 12,13 (s), yang menunjukkan bahwa senyawa ini adalah turunan dari flavanon. Spektrum 1 H NMR senyawa 2 juga memperlihatkan sejumlah sinyal proton alifatik, yaitu pada δ H 5,20 (1H, brt), 5,06 (1H, tm), 3,21 (2H, d), 2,01 (2H, t), 1,91 (2H, t), 1,60 (6H, brs), dan 1,55 (3H, brs) ppm, yang sesuai dengan gugus geranil. Adanya dua gugus hidroksil yang lain pada δ H 9,00 (2H, sangat melebar), memberi petunjuk bahwa, selain gugus geranil, flavanon ini juga memiliki tiga substituen. Berdasarkan sinyalsinyal aromatik yang ada, salah satu unit aromatiknya adalah gugus 4-hidroksifenil, sebagaimana terlihat adanya dua sinyal doblet pada δ H 7,39 dan 6,89 ppm (masing-masing 2H, d, J = 8,8 Hz), yang menjelaskan keadaan cincin B dari flavanon tersebut, serta sekaligus menyarankan dua gugus lainnya dan gugus geranil berada di cincin A. Sesuai dengan kelaziman pola oksigenasi flavanon, kedua gugus dapat diperkirakan berada pada posisi C-5 dan C-7, sementara gugus geranil dapat berada pada posisi C-6 atau C-8, sehingga muncul sinyal proton aromatik yang lain pada spektrum 1 H NMR pada δ H 6,04 ppm. Selanjutnya, dengan mempertimbangkan nilai geseran kimia sinyal singlet dari proton aromatik tersebut, dapat diperkirakan bahwa gugus geranil berada pada C-8. Dengan demikian dapat disimpulkan bahwa struktur molekul senyawa 2 adalah 8-geranil-4,5,7-trihidroksiflavanon. Bukti yang mendukung kesimpulan tersebut diperoleh berdasarkan adanya kesesuaian yang tinggi pada parameter NMR senyawa 2 dengan data yang sama yang telah dilaporkan (Patil et al., 2002). Stereokimia pada atom karbon kiral C-2 ditetapkan berdasarkan konstanta kopling sinyal dobel doblet H-2 pada δ H 5,42 ppm (12,8 dan 2,8 Hz). Adanya kopling besar (12,8 Hz) yang dimiliki oleh H-2 berarti bahwa konfigurasi hidrogen tersebut adalah aksial, sehingga dengan memperhatikan nilai putaran optik spesifiknya, maka dapat disimpulkan stereokimia absolut H-2 adalah S. Penemuan turunan geranil dari dihidrokalkon (1) dan flavanon (2) pada daun sukun (A. altilis) melengkapi penelitian terdahulu terhadap tumbuhan ini, serta memberi arti yang penting pada aspek fitokimia tumbuhan Artocarpus sp. secara keseluruhan. Senyawa 1 telah ditemukan sebelumnya dari daun tumbuhan yang sama yang tumbuh di Thailand (Shimizu et al., 2000a). Penemuan kembali senyawa ini pada tumbuhan yang sama asal Jawa Barat memberi arti bahwa keberadaan senyawa ini pada bagian daun tidak terpengaruh oleh perbedaan geografis tempat tumbuh tumbuhan ini. Selain itu, senyawa 1, bersama-sama dengan senyawa 2, juga telah ditemukan pada bunga A. communis asal Indonesia (Fujimoto et al., 1987). Adalah menarik untuk dicatat di sini bahwa berbagai senyawa turunan flavonoid sejenis senyawa 1 juga telah diisolasi dari daun A. incisus (Shimizu et al., 2000b) dan A. nobilis (Jayasinghe et al., 2004). Dengan demikian, berbeda dengan kandungan flavonoid di dalam bagian batang dan kayu yang lebih dominan dari jenis 3-prenilflavon serta turunan siklisasinya, bagian daun dari tumbuhan Artocarpus sp. lebih cenderung menghasilkan turunan geranil dari kalkon, dihidrokalkon, dan flavanon. Tambahan pula, daun A. integra (Cempedak) telah dilaporkan mengandung turunan flavan-3-ol, katekin (Yamazaki et al., 1987). Senyawa 1 telah dilaporkan memiliki efek biologis yang potensial sebagai inhibitor 5- lipooksigenase (Fujimoto et al., 1987), yang berperan pada proses alergi, dan catepshin K (Patil et al., 2002), suatu enzim sistein protease yang terlibat dalam proses ostereoporosis, serta sebagai antiinflamasi (Koshihara et al., 1988). Potensi senyawa 1 sebagai bahan obat antialergi dan antitumor telah dipatenkan (Fujimoto et al., 1987; Fujimoto et al., 1988) termasuk juga metode sintesisnya (Nakano dan Kuchida, 1990). 4. Kesimpulan Dua senyawa turunan flavonoid tergeranilasi, yaitu 2-geranil-2,4,3,4-tetrahidroksidihidrokalkon (1) dan 8-geranil-4,5,7-trihidroksiflavanon (2), telah berhasil diisolasi dari ekstrak metanol daun sukun (A. altilis) asal Jawa Barat. Ucapan terima kasih Kami mengucapkan terima kasih kepada staf dari Herbarium Bogoriense, Bogor, Indonesia, yang telah mengidentifikasi tumbuhan yang spesimennya digunakan dalam penelitian ini. Daftar Pustaka Chen, C. C., Y. L. Huang, J. C. Ou, C. F. Lin, and T. M. Pan, 1993, Three New Prenylflavones from Artocarpus altilis, J. Nat. Prod. 56:9, Fujimoto, Y., J. Uzawa, S. Suhanda, A. Soemartono, M. Sumatra, and Y. Koshihara, 1987, Isolation and Structural Elucidation of New Lipoxygenase Inhibitors from Indonesian Artocarpus communis, Tennen Yuki Kagobutsu Toronkai Koen Yoshishu, 29:4, Fujimoto, Y., S. Agusutein, and S. Made, 1987, Isolation of A Chalcone Derivative and

5 104 JURNAL MATEMATIKA DAN SAINS, SEPTEMBER 2006, VOL. 11 NO. 3 Antitumor Compositions Containing It, Jpn. Kokai Tokkyo Koho, 5 hal, CODEN: JKXXAF JP A Showa, Paten ditulis dalam bahasa Jepang, aplikasi: JP Fujimoto, Y., Y. Koshihara, S. Made, and S. Agusutein, 1988, Isolation of 2-Geranyl-3,4,2',4'- tetrahydroxychalcone as An Antiallergy Agent, Jpn. Kokai Tokkyo Koho, 5 hal, CODEN: JKXXAF JP A Showa, paten ditulis dalam bahasa Jepang, aplikasi: JP Hano, Y., R. Inami, and T. Nomura, 1994, Constituents of Moraceae Plants. 20. A Novel Flavone, Artonin V, from The Root Bark of Artocarpus altilis, J. Chem. Res., Synop., 1994:9, Heyne, K., 1987, Tumbuhan berguna Indonesia, Departemen Kehutanan Republik Indonesia, Jakarta. Jayasinghe, L., B. A. I. S. Balasooriya, W. C. Padmini, N. Hara, and Y. Fujimoto, 2004, Geranyl chalcone Derivatives with Antifungal and Radical Scavenging Properties from The Leaves of Artocarpus nobilis, Phytochem., 65:6, Koshihara, Y., Y. Fujimoto, and H. Inoue, 1988, A New 5-Lipoxygenase Selective Inhibitor Derived from Artocarpus communis Strongly Inhibits Arachidonic Acid-induced Ear Edema, Biochem. Pharmacol., 37:11, Nakano, J. and K. Uchida, 1990, Preparation of 2- Geranyl-3,4,2',4'-tetrahydroxydihydrochalcone and Its Intermediates, Jpn. Kokai Tokkyo Koho, 17 hal, CODEN: JKXXAF JP A Heisei, paten ditulis dalam bahasa Jepang, aplikasi: JP Patil, A. D., A. J. Freyer, L. Killmer, P. Offen, P. B. Taylor, B. J. Votta, and R. K. Johnson, 2002, A New Dimeric Dihydrochalcone and A New Prenylated Flavone from The Bud Covers of Artocarpus altilis: Potent Inhibitors of Cathepsin K, J. Nat. Prod., 65:4, Shimizu, K., R. Kondo, K. Sakai, S. Buabarn, and U. Dilokkunanant, 2000a, 5α-Reductase Inhibitory Component from Leaves of Artocarpus altilis, J. Wood Sci., 46:5, Shimizu, K., R. Kondo, K. Sakai, S. Buabarn, and U. Dilokkunanant, 2000b, A Geranylated Chalcone with 5α-Reductase Inhibitory Properties from Artocarpus incisus, Phytochem., 54:8, Yamazaki, M., E. Okuyama, T. Matsudo, T. Takamaru, and T. Kaneko, 1987, Principles of Indonesian Herbal Drugs Having Antiulcerogenic Activity. I. Isolation and Identification of (±)- Catechin from Artocarpus integra Merr, Yakugaku Zasshi, 107:11,