BAB 1 PENDAHULUAN 1.1. Latar Belakang Penelitian

Transkripsi

1 BAB 1 PENDAHULUAN 1.1. Latar Belakang Penelitian Perkembangan obat mengalami kemajuan yang cukup pesat seiring dengan perkembangan jaman. Banyak penelitian yang dibutuhkan untuk mengatasi penyakit tersebut dengan memunculkan obat obat baru. Salah satu cara untuk menciptakan suatu obat baru adalah dengan cara sintesis senyawa organik, yaitu membuat suatu senyawa dengan struktur induk yang baru dengan hasil yang baik berhubungan maupun tanpa hubungan dengan zat aktif tersebut (Siswandono dan Soekardjo, 2008). Golongan senyawa yang mengalami kemajuan cukup pesat salah satunya adalah analgetika. Analgetika adalah obat yang dapat mengurangi ataupun menghambat rasa nyeri tanpa menyebabkan seseorang kehilangan kesadarannya. Berdasarkan kerja farmakologisnya analgetika dibagi menjadi dua golongan yaitu analgetika non-narkotik (perifer) dan analgetika narkotik. Analgetika non-narkotik terdiri dari obat obat analgetika yang tidak bekerja secara sentral pada saraf, sebagai contoh dari golongan ini adalah obat obatan antiradang (Tjay dan Rahardja, 2007). Asam salisilat termasuk golongan obat analgesik antiinflamasi non steroid dimana obat ini ditemukan sangat iritatif terhadap lambung sehingga pemakaiannya hanya dikhususkan untuk pemakaian luar. Senyawa asam salisilat merupakan analgesik dengan 1

2 kekuatan yang lemah dan hanya efektif mengobati nyeri dengan intensitas sedang hingga lemah. Beberapa contoh dari fungsi analgesik golongan ini adalah sebagai pereda sakit kepala, mialgia, artralgia dan beberapa nyeri lain yang berasal dari integumen terutama yang disebabkan oleh inflamasi (Gunawan, Nafrialdi dan Elysabeth, 2009). Salah satu obat antiinflamasi non steroid yang paling sering digunakan adalah asetosal/asetosal. bat ini adalah bentuk ester dari asam salisilat dengan asam asetat. Asetosal menjadi obat pilihan pertama bagi nyeri dengan skala sedang hingga efek lanjutannya (contohnya : sakit kepala) yaitu neuralgia. bat ini berefek sebagai antipiretik dan juga memiliki efek sedatif ringan (Stevens, 1965). Efek samping yang mungkin terjadi dalam mengkonsumsi asetosal adalah iritasi mukosa lambung dan pendarahan pada saluran cerna (Tjay dan Rahardja, 2007). Supaya aktivitas obat meningkat dan efek samping menurun, diperlukan adanya modifikasi struktur. Gugus yang memiliki efek analgesik yang ada pada asam salisilat adalah gugus hidroksil, gugus ini dapat dimodifikasi dengan cara pembentukan ester, amida, dan substitusi. Pada penelitian sebelumnya (Pratiwi 2009), sintesis dengan menggunakan 3-klorometilbenzoil klorida yang direaksikan dengan asam salisilat sudah pernah dikerjakan dengan cara konvensional yaitu melalui cara refluks. Senyawa awalnya berupa asam salisilat yang direaksikan dengan 3- klorometilbenzoil klorida menggunakan pelarut aseton dan ditambah piridin untuk menciptakan suasana basa dan membentuk ion piridinium klorida yang stabil sehingga hasil reaksi berupa asam 2-2

3 (3-(klorometil)benzoiloksi)benzoat tidak terganggu oleh kehadiran hasil samping berupa air yang dapat menghidrolisis kembali hasil reaksi. Refluks dilakukan diatas penangas air, sehingga suhu pemanasan adalah suhu penangas air dimana tidak akan melebihi C. Metode yang digunakan sebagai dasar reaksi dari pembentukan senyawa asam 2-(3-(klorometil)benzoiloksi)benzoat adalah metode Schotten Baumann, melalui reaksi asilasi. Waktu yang diperlukan untuk melakukan refluks kurang lebih selama 4 jam dan dihasilkan rendemen sebesar 67,75% (Pratiwi, 2009). Gambar 1.1 Struktur asetosal (FI IV, 1995). Sejak publikasi pertama kali pada tahun 1896 oleh grup Gedye dan Giguere/Majetich mengenai penggunaan metode iradiasi dari gelombang mikro untuk transformasi kimia organik, lebih dari 3500 artikel dipublikasikan secara cepat yang sekarang mengarah kepada sintesis organik dengan bantuan gelombang mikro. Penggunaan gelombang mikro untuk keperluan sintesis kimia telah menunjukkan waktu reaksi menjadi lebih singkat, meningkatkan rendemen dan kemurnian produk dengan mengurangi sisi reaksi yang tidak diinginkan dibandingkan metode pemanasan biasa. Secara 3

4 populer gelombang mikro digunakan untuk penemuan obat baru dalam skala laboratorium, karena tadinya dibutuhkan waktu berjam jam untuk menyelesaikan reaksi, terlebih lagi bila ada sedikit kesalahan kecil, maka waktu akan menjadi lebih lama. Sekarang dengan kehadiran gelombang mikro dengan alat mikrowave waktu menjadi dipersingkat. Iradiasi menghasikan gelombang elektromagnetik dengan rentang frekuensi 0,3 sampai 300 GHz, panjang gelombangnya antara 1 mm sampai 1 m (Kappe, Dollinger dan Murphree, 2009). Efek pemanasan pada gelombang mikro menyebabkan perubahan secara organik terutama pada polarisasi dielektrik. Bila molekul diiradiasi dengan gelombang mikro, molekul tersebut mengalami perubahan ladang elektrik (2,45x109 Hz) menyebabkan molekul secara konsekuen mengalami perubahan dan menyerap energi. Kemampuan material mengubah energi elektromagnetik menjadi energi thermal tergantung dari konstanta dielektriknya (Ravichandran dan Karthikeyan, 2011). Produk berupa senyawa ester dapat dibuat dengan cara iradiasi gelombang mikro dimana akan mempercepat reaksi dan meningkatkan kemurnian produk. Menurut jurnal Dewan dan Singh (2003) asam karboksilat dapat diesterkan dengan menggunakan bantuan gelombang mikro. Sebagai contoh sintesis, asam krotonat disintesis dengan bantuan katalis H 2 S 4 pekat dan H 2 S 4 pekat yang dikombinasi dengan montmorillonite K-10. Gelombang mikro yang digunakan memiliki daya terpilih 240 Watt. Antara dua katalis tersebut katalis yang menghasilkan rendemen terbaik dari produk esternya adalah katalis H 2 S 4 pekat yang dikombinasi dengan 4

5 montmorillonite K-10, dengan hasil rendemen 89-97% dan waktu reaksi 2-7 menit. Selain sintesis asam krotonat, menurut Nian,dkk. (2009) menceritakan tentang sintesis asam ferulat menggunakan metode iradiasi gelombang mikro. Pertama dilakukan optimasi katalis, temperatur atau kekuatan panas gelombang mikro dan rasio molar bahan- bahan yang digunakan. Kemudian sebagai pembanding, dilakukan sintesis dengan cara konvensional dan nantinya hasil akan dibandingkan dengan sintesis iradiasi gelombang mikro. Langkah sintesis adalah asam ferulat ditambah dengan 8 macam substituen alkohol (metanol, etanol, propanol, isopropanol, butanol, isobutanol, pentanol dan isopentanol) dengan hasil optmasi kondisi yang telah dilakuan, dihasilkan produk ester asam ferulat dengan rendemen tinggi dan waktu reaksi lebih cepat dari sintesis konvensional. Waktu reaksi berkisar antara 3-5 menit dan rendemen antara 91-95% sedangkan cara konvensional memiliki waktu reaksi 8-28 jam dan rendemen 46-81%. Kedua contoh sintesis ini membuktikan bahwa iradiasi gelombang mikro merupakan metode yang potensial dan efisien untuk sintesis senyawa kimia. Penggunaan metode gelombang mikro membuat penelitian ini menjadi penelitian berbasis green chemistry. Green chemistry adalah penemuan, desain dan aplikasi produk kimia dan proses untuk mereduksi dan mengeliminasi substansi berbahaya. Peneliti biasanya menggunakan bahan yang berbentuk cair maupun bahan padat yang dilarutkan untuk memulai suatu reaksi kimia. Hal ini menyebabkan pelarut sangat sering digunakan pada saat bereksperimen melalui sintesis kimia dan diketahui bahwa pelarut yang digunakan tersebut 5

6 dampaknya kurang baik terhadap lingkungan karena pelarut dapat menjadi bahan yang toksik bagi lingkungan sekitar. Karenanya, dikembangkan sintesis berbasis green chemistry yang menggunakan metode iradiasi gelombang mikro, dimana sintesis ini bebas pelarut, atau sangat sedikit pelarut yang digunakan sehingga menghasilkan proses sintesis kimia yang bersih, reaksi yang cepat, hasil yang didapatkan juga memiliki kemurnian dan rendemen yang tinggi (Ravichandran dan Karthikeyan, 2011). Golongan asam karboksilat dapat mengalami substitusi nukleofilik. Substitusi nukleofilik terjadi karena golongan karboksilat memiliki gugus karboksil dengan atom C bermuatan parsial positif. Disamping itu golongan karboksilat dan turunannya memiliki gugus pergi yang dapat digantikan oleh nukleofil. Pada benzoil klorida dan turunannya terdapat gugus Cl dimana gugus ini merupakan gugus pergi berkemampuan baik/reaktif, sehingga dapat digantikan dengan gugus H pada asam salisilat. Pada struktur senyawa 3-klorometilbenzoil klorida terdapat gugus kloro yang merupakan gugus penarik elektron sedangkan gugus metil adalah gugus pendorong elekton. Gugus Cl memiliki muatan delta negatif sedangkan gugus metil memiliki muatan delta positif. Gugus metil tidak memiliki pasangan elektron bebas untuk disumbangkan dalam penstabilan resonansi, namun gugus ini bersifat melepas elektron dengan cara efek induktif. Efek induktif adalah efek yang dominan dalam reaksi sintesis asam 2-(3-(klorometil)benzoiloksi)benzoat dimana gugus metil memiliki efek mesomeri positif yang lemah sedangkan gugus kloro memiliki efek induksi negatif yang kuat. 6

7 Pada reaksi bila kedua gugus ini bergabung maka akan mengakibatkan sulitnya penyerangan gugus H milik asam salisilat menyerang gugus C yang bermuatan parsial positif milik senyawa 3- klorometilbenzoil klorida. Kegunaan dari ditambahkannya piridin, berfungsi untuk membantu jalannya reaksi dengan membuat suasana basa karena piridin akan berikatan dengan ion Cl dan H membentuk ion piridinium klorida yang stabil sehingga tidak terjadi hidrolisis hasil yang diperoleh, sehingga reaksi ini akan berjalan sedikit lebih sulit dibandingkan dengan benzoil klorida tanpa substituen apapun. Parameter pembandingnya adalah rendemen yang dihasilkan, besarnya rendemen akan menunjukkan kesulitan penyerangan substituen, rendemen dari asam 2-(3-(klorometil)benzoiloksi)benzoat akan lebih kecil daripada rendemen asam 2-(benzoiloksi)benzoat. H N H H Cl + Cl pyridine iradiasi dengan gelombang mikro Cl + NH Cl - asam salisilat Asam 2-hidroksibenzoat 3-klorometilbenzoil klorida asam 2-(3-(klorometil)benzoiloksi) benzoat piridinium klorida Gambar 1.2 Sintesis asam 2-(3-(klorometil)benzoiloksi)benzoat. Pada penelitian ini dibuat sintesis asam 2-(3- (klorometil)benzoiloksi)benzoat dengan mereaksikan asam salisilat dan 3-klorometilbenzoil klorida, menggunakan metode iradiasi gelombang mikro. Metode ini bukan metode baru, tetapi masih jarang digunakan. Bila dengan menggunakan metode refluks, waktu yang dibutuhkan sangat lama yaitu lebih dari 4 jam. Metode iradiasi 7

8 gelombang mikro digunakan untuk membuat waktu yang diperlukan selama reaksi akan jauh lebih cepat dan diharapkan hasil yang diperoleh dilihat dari parameter rendemen juga lebih banyak. Kemurnian dari senyawa akan diuji dengan menggunakan Kromatografi Lapis Tipis, Spektro Inframerah, Nuclear Magnetic Resonance Hydrogen (Resonansi Magnetik Inti Hidrogen) dan pemeriksaan titik leleh Rumusan Masalah Penelitian Apakah senyawa asam 2-(benzoiloksi)benzoat dapat disintesis dengan mereaksikan asam salisilat dan benzoil klorida dengan metode iradiasi gelombang mikro? Apakah senyawa asam 2-(3- (klorometil)benzoiloksi)benzoat dapat disintesis dengan mereaksikan asam salisilat dan 3-klorometilbenzoil klorida pada kondisi yang sama dengan sintesis asam benzoil klorida? Apakah ada pengaruh substituen klorometil bila ditinjau dari rendemennya pada 3-klorometilbenzoil klorida yang direaksikan dengan asam salisilat dalam sintesis senyawa asam 2-(3-(klorometil)benzoiloksi)benzoat? 1.3. Tujuan Penelitian Mendapatkan senyawa baru asam 2-(benzoiloksi)benzoat dengan metode iradiasi gelombang mikro. 8

9 1.3.2 Mendapatkan senyawa baru asam 2-(3- (klorometil)benzoiloksi)benzoat dengan metode iradiasi gelombang mikro Meneliti adanya pengaruh substituen klorometil dari sintesis dengan metode iradiasi gelombang mikro Hipotesis Penelitian Senyawa asam 2-(benzoiloksi)benzoat dapat disintesis dengan mereaksikan asam salisilat dan benzoil klorida dengan metode iradiasi gelombang mikro Senyawa asam 2-(3-(klorometil)benzoiloksi)benzoat dapat disintesis pada kondisi yang sama dengan asam 2- (benzoiloksi)benzoat Substituen klorometil pada sintesis asam 2-(3- (klorometil)benzoiloksi)benzoat dapat mempersulit reaksi Manfaat Penelitian Hasil penelitian dapat membuat turunan asam salisilat berupa senyawa asam 2-(3-(klorometil)benzoiloksi)benzoat dengan metode iradiasi gelombang mikro dengan waktu lebih cepat dan rendemen lebih banyak daripada saat menggunakan metode refluks. 9