SINTESIS DAN UJI TOKSISITAS SENYAWA ANALOG KURKUMIN TURUNAN METOKSIBENZALDEHID

Transkripsi

1 SINTESIS DAN UJI TOKSISITAS SENYAWA ANALOG KURKUMIN TURUNAN METOKSIBENZALDEHID Elisa Fikrianti 1, Adel Zamri 2, Yum Eryanti 2 Laboratorium Riset Sains Material, Jurusan Kimia Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam, Universitas Riau Kampus Bina Widya Pekanbaru, 28293, Indonesia icha.lisa1993@gmail.com ABSTRACT Curcumin analog (2E,5E)-2,5-bis(2,3-dimethoxybenzylidene)cyclopentanone (E3) has been synthesized by aldol condensation using base catayst (NaOH) under microwave irradiation. The purity of the compound has been tested by thin layer cromatography (TLC), melting point test and analytical High Performance Liquid Chromatography (HPLC). The structure of the compound was characterized based on the interpretation of spectroscopic data included UV, IR, 1 H-NMR and MS. The toxicity activity of curcumin was determined using the Brine Shrimp Lethality Test (BSLT) method againts larvae of Arthemia salina Leach. The rendement resulted from each of curcumin analog (E3) was 58,94 %. LC50 value for curcumin analog (E3) was ppm. Keywords : curcumin, BSLT, microwave ABSTRAK Senyawa analog kurkumin (2E,5E)-2,5-bis(2,3-dimetoksibenzilidin)siklopentanon (E3) disintesis dengan katalis basa (NaOH) dan iradiasi gelombang mikro melalui reaksi kondensasi aldol. Kemurnian senyawa hasil sintesis diuji melalui uji kromatografi lapis tipis (KLT), pengukuran titik leleh, dan analisis high performance liquid chromatography (HPLC). Struktur senyawa dikarakterisasi berdasarkan interpretasi data spektroskopi UV, IR, 1 H-NMR dan MS. Aktivitas toksisitas senyawa analog kurkumin ditentukan dengan menggunakan metode Brine Shrimp Lethality Test (BSLT) terhadap larva Arthemia salina Leach. Senyawa analog kurkumin E3 memiliki rendemen sebesar sebesar 58,94 %. Nilai LC50 senyawa analog kurkumin E3 yaitu ppm. Kata kunci : kurkumin, BSLT, microwave 1

2 PENDAHULUAN METODE PENELITIAN Kemajuan ilmu pengetahuan akan terus berkembang seiring dengan berubahnya zaman. Telah banyak penelitian yang dilakukan para ilmuan untuk memperbaiki kualitas hidup manusia, yaitu dengan memanfaatkan sumber daya alam hayati sebagai obat-obatan. Salah satu senyawa yang telah ditemukan dan dikembangkan yaitu senyawa kurkumin. Kurkumin terdapat di alam bersama-sama dengan dua senyawa turunan lainnya yaitu demetoksi kurkumin dan bis-demetoksi kurkumin, yang dikenal dengan nama kurkuminoid (Badreldin et al., 2006). Kurkumin adalah senyawa fenolik berwarna kuning kemerahan yang di ekstraksi dari akar tanaman rimpang kunyit (Curcuma longa L). Sifat farmakologi dari kurkumin yaitu sebagai antikanker, antivirus, antibakteri, antijamur, antioksidan, antimutagenik, antitumor, antiinvasi. (Chattopadhyay et al, 2004). Sintesis merupakan cara memperoleh kurkumin dengan struktur yang bervariasi dan jumlah yang cukup. Sintesis dilakukan dengan mereaksikan aldehid dan keton menggunakan metode kondensasi aldol (Babler et al., 2007). Pada penelitian ini senyawa analog kurkumin disintesis menggunakan iradiasi dengan gelombang mikro (microwave). O K + 2 O H OCH 3 OCH 3 A NaOH -H 2 O a. Alat dan Bahan Peralatan yang digunakan yaitu spektrofotometer UV-Vis (Genesys 10S UV-Vis v L), spektrofotometer inframerah (FTIR Shimadzu, IR Prestige-21), spektrometer NMR proton (agilent 500 MHz DD2), spektrometer massa (MS) (water LCT Premier XE Mode Positif), High Performance Liquid Chromatography (HPLC) (Shimadzu LCsolution), lampu UV (254 nm dan 366 nm), alat penentu titik leleh Fisher Johns, microwave samsung 50 Hz, serta peralatan gelas sintesis dan uji toksisitas yang biasa digunakan di laboratorium kimia organik. Bahan-bahan yang digunakan adalah siklopentanon (Merck), 2,3- dimetoksibenzaldehid (Aldrich), nat rium hidroksida (Merck), asam klorida (HCl), natrium hidroksida (NaOH) etanol absolut, metanol, indikator universal, plat KLT GF254, n-heksana, etilasetat, klorofom, dan telur udang Artemia salina Leach. b. Rancangan Penelitian Sintesis senyawa analog kurkumin (2E,5E)-2,5-bis(2,3-dime toksibenzilidin)siklopentanon (E3) di lakukan melalui reaksi kondensasi aldol dengan menggunakan senyawa awal siklopentanon (K), 2,3-dime toksibenzaldehid (A),dan katalis basa (NaOH) seperti terlihat pada Gambar 1. OCH 3 O 3' 2' OCH 7' 3 H 7'' 3 CO 2'' 3'' OCH 3 1' 1'' 4' 4'' 6' a a' 6'' 5' 5'' E 3 Gambar 1. Sintesis Senyawa Analog Kurkumin 2

3 c. Sintesis Senyawa Analog Kurkumin Siklopentanon (5 mmol) di larutkan dengan 5 ml etanol absolut dalam erlenmeyer, kemudian ditambahkan 2,3-dimetoksibenzal dehid (10 mmol) dan ditambahkan tetes demi tetes katalis NaOH sebanyak 5 ml. Campuran diiradiasi dengan gelombang mikro selama 2 menit. Tahapan reaksi diamati dengan uji KLT setiap 30 detik. Setelah reaksi selesai, Crude product didinginkan dan dinetralkan dengan HCl hingga terbentuk padatan kuning. Endapan yang terbentuk kemudian disaring dan dicuci menggunakan akuades dingin dan n-heksana dingin kemudian dikeringkan pada suhu ruang. Rekristalisasi dilakukan dengan menggunakan etilasetat. Kemurnian senyawa ditentukan dengan KLT, titik leleh dan analisis HPLC. d. Uji Toksisitas dengan Metode Brine Shrimp Lethality Test (BSLT) Sebanyak 20 mg masing-masing sampel di timbang lalu dilarutkan dalam 2 ml metanol, sehingga didapat larutan induk dengan konsentrasi µg/ml. Vial yang telah disiapkan masing-masing uji dikalibrasi sebanyak 5 ml. Konsentrasi yang digunakan untuk pengujian yaitu dengan konsentrasi 1000, 100, 10 µg/ml dengan pengulangan masing-masing tiga kali. Sebanyak 0,5 ml sampel dipipet dan dimasukkan kedalam masig-masing vial lalu diuapkan pelarutnya hingga mengering. Lalu dilarutkan kembali dengan 50 µl dimetil sulfoksida (DMSO), air laut ditambahkan hingga mencapai batas kalibrasi. Larva udang dimasukkan sebanyak 10 ekor dan air laut ditambahkan beberapa tetes sampai batas kalibrasi. Kematian larva udang diamati setelah 24 jam. Dari data yang dihasilkan dihitung nilai Lc50 dengan metode kurva menggunakan tabel analisis probit (Meyer et al., 1982; Harefa, 1997). HASIL (2E,5E)-2,5-bis(2,5-dimetoksibenzili din)siklopentanon (E2) (1,12 g; 58,94 %), kuning muda, titik leleh o C, Rf = 0,5 (diklorometana : n- heksana = 9 : 1); IR (cm -1 ): 3068 (C- H aromatik), 2937 (C-H alifatik), 1687 (C=O terkonjugasi dengan ikatan rangkap α,β), 1600 (C=C alkena), 1550 (C=C aromatik), 1002 (C-OMe); 1 H-NMR (500 MHz, Aseton), δ (ppm): 7,94 (s; 2Hβ; 7 /7 ); 7,10 ppm (t; 2H; Ar-5 /5 -H; J= 8,0 Hz); 7,17 ppm (dd; 2H; Ar- 4 /4 -H; J= 7,85 Hz); 3,88 ppm (s; 6H; Ar-3 /3 -OCH3); 3,90 ppm (s; 6H; Ar-2 /2 -OCH3), 6,97 ppm (dd; 2H; Ar-6 /6 -H; J= 8,0 Hz), 3,02 ppm (s; 2H; a/a ); Massa molekul ditunjukkan oleh spektrum massa yang dihitung sebagai C23H24O5[M+H] + dengan puncak ion molekul m/z 381,1696; UV (MeOH) : λmaks (nm) : 216 dan 357; HPLC λ 217 nm, tr : 25,13 menit, λ 350 nm, tr : 25,17 menit; LC ppm. PEMBAHASAN a. Hasil Sintesis Senyawa Analog Kurkumin Sintesis senyawa analog kurkumin menggunakan iradiasi dengan gelombang mikro dan katalis NaOH 8% serta pelarut etanol absolut. Eryanti et al (2014) telah melakukan sintesis senyawa analog kurkumin menggunakan iradiasi 3

4 dengan gelombang mikro menghasilkan senyawa analog kurkumin(3e,5e)-3,5-bis-(2-hidroksi benzilidin)piperidin-4-on yang memi liki aktivitas biologis sebagai antibakteri. Rendemen senyawa analog kurkumin sebesar 58,94 %. Tahapan reaksi dipantau dengan menggunakan uji KLT selama 2 menit. Kemurnian dari senyawa diuji dengan KLT, titik leleh dan HPLC. Jika masih terdapat lebih dari satu noda maka dilakukan rekristalisasi. Setelah rekristalisasi, diuji kemurniannya dengan KLT menggunakan eluen bervariasi dan perbandingan yang berbeda. Lalu dilakukan pengukuran titik leleh dan analisis HPLC, dikarakterisasi meng gunakan UV, IR, 1 H-NMR dan MS. Spektrum UV memperlihatkan adanya serapan maksimum pada panjang gelombang 217 nm (ε= 1,0 x 10 5 ) menunjukkan adanya ikatan rangkap pada cincin benzen dan 358 nm (ε= 8,6 x 10 4 ) menunjukkan adanya resonansi dari cincin aromatik hingga ke sistem karbonil. Spektrum IR memperlihatkan adanya serapan pada bilangan gelombang 1687 cm -1 menunjukkan adanya gugus C=O. Serapan pada bilangan gelombang 3068 cm -1 menunjukkan adanya gugus C-H aromatis. Serapan pada bilangan gelombang 1600 cm -1 menunjukkan adanya gugus C=C alkena. Serapan pada bilangan gelombang 1550 cm -1 menunjukkan adanya gugus C=C aromatis. Serapan pada bilangan gelombang 2937 cm -1 menunjukkan adanya gugus C-H alifatik. Serapan pada bilangan gelombang 1002 cm -1 menunjukkan adanya gugus C-OMe. Spektrum 1 H-NMR dengan pergeseran kimia 3,02 ppm (4H) menunjukkan sinyal atom C-a /C-a. Spektrum proton alifatik menun jukkan puncak singlet. Proton dengan pergeseran kimia 7,94 ppm (2Hβ) menunjukkan sinyal atom C-7 /C- 7 dengan puncak singlet. Pergeseran kimia pada atom C-2 /C-2 -OCH3 dan C-3 /C-3 -OCH3 berturut-turut yaitu 3,90 dan 3,88 ppm (6H) dengan puncak singlet. Pergeseran kimia 7,17 ppm (2H) dengan J= 7,85 Hz menunjukkan sinyal proton pada atom C-4 /C-4 memiliki puncak doublet of doublet. Pergeseran kimia pada 6,97 ppm (2H) dengan J= 8,0 Hz menunjukkan sinyal proton aromatik pada atom C-6 /C-6 memilki puncak doublet of doublet. Pergeseran kimia 7,10 ppm (2H) menunjukkan sinyal atom C-5 /C-5 dengan J= 8,0 Hz memiliki puncak triplet. Data spektrum 1 H-NMR senyawa analog kurkumin dapat dilihat pada Tabel. 1 Tabel 1. Interpretasi data 1 H-NMR senyawa analog kurkumin No Atom C Senyawa analog kurkumin δh (ppm) a/a 3,02 (s; 4H) 1 /1-6 /6 6,97 (dd; 2H; J= 8,0 Hz) 5 /5 7,10 (t; 2H; J= 8,0 Hz) 4 /4 7,17 (dd; 2H; J= 7,85 Hz) 3 /3 3,88 (s; 6H; Ar-OCH3) 2 /2 3,90 (s; 6H; Ar-OCH3) 7 /7 7,94 (s; 2Hβ) 4

5 Berat molekul senyawa analog kurkumin ditunjukkan oleh spektrum massa yang dihitung sebagai C23H24O5[M+H] + dengan puncak ion molekul m/z 381,1696 sedangkan puncak ion molekul yang dihitung secara teoritis adalah m/z 381,1694. Selisih massa molekul tersebut 0,0002. Selisih massa senyawa analog kurkumin dari spektrum massa dengan perhitungan menunjukkan perbedaan yang sangat kecil antara senyawa yang diharapkan dengan senyawa kurkumin yang diperoleh dan dapat disimpulkan bahwa senyawa analog kurkumin tersebut murni. b. Uji toksisitas Uji toksisitas senyawa analog kurkumin dilakukan dengan menggunakan metode Brine Shrimp Lethality Test (BSLT). Hasil uji toksisitas dari senyawa analog kurkumin E2 dan E3 pada konsentrasi 1.000, 100 dan 10 µg/ml terhadap larva Artemia salina yang dianalisis dengan metode analisis probit tingkat potensi toksisitas senyawa analog kurkumin dengan nilai LC50 sebesar ppm. Pada metode Brine Shrimp Lethality Test (BSLT), suatu tanaman atau hasil isolasi dianggap menunjukkan aktivitas sitotoksik bila mempunyai nilai LC50 kecil dari µg/ml, sedangkan untuk senyawa murni dianggap menunjukkan aktivitas sitotoksik bila mempunyai nilai LC50 kecil dari 200 µg/ml (Meyer, 1982). Berdasarkan hasil uji aktivitas toksisitas, senyawa analog kurkumin tidak berpotensi sebagai senyawa antikanker karena memiliki nilai LC50 > 200 ppm. KESIMPULAN Berdasarkan hasil penelitian yag telah dilakukan, senyawa analog kurkumin diperoleh melalui reaksi kondensasi aldol menggunakan katalis basa (NaOH) dibawah kondisi iradiasi dengan gelombang mikro. Rendemen yang dihasilkan senyawa analog kurkumin E2 dan E3 berturutturut yaitu 65,25 % dan 58,94 %. Hasil karakterisasi menggunakan spektroskopi UV, IR, 1 H-NMR dan MS menunjukkan senyawa yang diperoleh dari hasil penelitian adalah murni dengan struktur yang di harapkan. Senyawa analog kurkumin memiliki toksisitas dengan nilai LC50 >1.000 ppm., hasil tersebut menunjukkan bahwa senyawa analog kurkumin tidak berpotensi sebagai senyawa antikanker. UCAPAN TERIMA KASIH Penulis mengucapkan terimakasih kepada LPPM Universitas Riau untuk dana penelitian Hibah Bersaing tahun 2014 atas nama Dr.Yum Eryanti, MS. DAFTAR PUSTAKA Badreldin, H.A., Marrif, H., Salwa, A,N., dan Amel, O.B Some Biological Properties of Curcumin. Natural Product Communication. 1(6): Babler, J.H., Atwood, M.C., Freaney, J.E, dan Vizlay, A.R The Role of Imine-Enamine Tautorism in Effecting Cross- Aldol Condensations. Tetrahedron Letters. 48:

6 Chattopadhyay, I., Biswas, K., Bandyopadhyay, U., dan Banerjee, R.K Turmeric and Curcumin: Biological Actions and Medicinal Applications. Current Science. 87: Eryanti, Y., Herlina, T., Zamri, A., Halim, A. N.S., Shiono, Y., Syah, Y. M., Awang, K dan Supratman, U ,5- Bis(2- hydroksybenzylidene)piperid in-4-one. Molbank. M825. Harefa, F Pembudidayaan Artemia Salina untuk Pakan Udang dan Ikan. Swadaya, Jakarta. Meyer, B.N.R., Ferrigni, J.E., Putnam L.B., Jacosen, D.E, & Nicholas, J.L, Laughin Brine Shrimp: A Convenient General Bioassay for Active Plant Constituens. Journal of Medical Plant Medic. 45: