ISOLASI SENYAWA METABOLIT SEKUNDER DARI KULIT BATANG ARTOCARPUS GOMEZIANUS WALL. EXTREC. (MORACEAE) TESIS MAGISTER Oleh Unsiyah Zulfa Ulinnuha 20599062 BIDANG KIMIA ORGANIK PROGRAM MAGISTER KIMIA INSTITUT TEKNOLOGI BANDUNG 2001
ABSTRAK Tumbuhan Artocarpus selain dikenal sebagai sumber senyawa-senyawa flavonoid terisopreniiasi, juga mengandung senyawa-senyawa fenolik yang lain, seperti turunan stilben, 2-arilbenzofuran, santon dan aduk Diels-Alder. Pada kesempatan ini akan dilaporkan hasil penelitian kami terhadap A. gomezianus Wall, ex Trec., salah satu spesies dari tumbuhan famili Moraceae, yang l erasal dari Jawa Timur, Indonesia. Pada penelitian ini telah berhasil diisolasi trans-4-isopentenil-5-metoksi-3,4'- dihidroksistilben, dan suatu senyawa turunan stilben terisoprenilasi yang lain, dari ekstrak diklorometan kulit batang spesies tersebut. Penentuan struktur kedua senyawa ini dilakukan berdasarkan data spektroskopi. Penenuuan ini bermanfaat dalam rangka mempelajari hubungan biosintesis atau biogenesis senyawa-senyawa fenolik yang ditemukan pada spesies Artocarpus, famili Moraceae. vi
DAFTAR ISI Halaman Ucapan Terima Kasih iv Abstrak vi Ab stract vii Daftar Isi viii Daftar Gambar x Daftar Lampiran xi BABI PENDAHULUAN 1 1.1 Latar Belakang 1 1.2 Masalah dan Pembatasan Masalah 3 1.3 Hipotesis 3 1.4 Tujuan Penelitian 4 1.5 Metodologi Penelitian 4 BAB II TINJAUAN PUSTAKA 5 2.1 Tinjauan Botani Tumbuhan Artocarp:is 5 2.2 Kandungan Kimia Tumbuhan Artocarpus 10 2.2.1 Stilben 10 2.2.2 2-arilbenzofuran 11 2.2.3 Flavonoid 12 Calkon 12 Flavanon 13 Flavon-3-ol 15 Flavon dan Flavon Terisoprenilasi 15 Piranoflavon 19 Oksepinoflavon 21 Oksosinoflavon 22 2.2.4 Santon 23 Dihidrobenzosanton 23 Furanodihidrobenzosanton 24 Kuinonodihidrosanton 25 Tetrahidrosanton 26 Siklopentenosanton 27 Santonolida 28 2.2.5 Senyawa Adduct Diels-Alder 29 2.2.6 Benzaldehid 30 2.3 Kandungan Kimia A. gomezianus 30 viii
2.4 Hubungan Biosintesis 32 2.5 Bioaktivitas 35 BAB III PERCOBAAN DAN HASIL 38 3.1 Prosedur Umum Percobaan 38 3.2 Bahan Tumbuhan 38 3.3 Ekstraksi dan Fraksinasi 39 3.4 Isolasi Trans-4-isopentenil-5-metoksi-3,4'- dihidroksistilben 40 3.5 Isolasi Senyawa Turunan Stilben 43 BAB IV PEMBAHASAN 45 4.1 Senyawa Trans-4-isopentenil-5-metoksi-3,4'- dihidroksistilben 45 4.2 Senyawa Turunan Stilben 49 4.3 Hubungan Biogenesis 51 BAB V KESIMPULAN 52 PUSTAKA 54 LAMPIRAN 59
DAFTAR GAMBAR Gambar Judul Halaman Gambar 2.1 Peta distribusi A. gomezianus 6 Gambar 2.2 (a) Gambar pohon A. gomezianus 7 (b) Gambar buah dan daun A. gomezianus dari koleksi tumbuhan A. gomezianus di Kebun Raya Purwodadi, Jawa Timur 8 Gambar 2.3 Diagram klasifikasi magnoliophyta 9 Gambar 2.4 Biogenesis piranoflavon 19 Gambar 2.5 Biogenesis oksepinoflavon 21 Gambar 2.6 Biogenesis artonin A dan artonin B melalui Heterofilin 23 Gambar 2.7 Biogenesis artonol A dari artobilosanton 28 Gambar 2.8 Biogenesis artonol B dari artobilosanton 27 Gambar 2.9 Reaksi Diels-Alder pada pembentukan artonin 1 30 Gambar 2.10 Gambar 2.11 Gambar 2.12 Hubungan biogenesis senyawa-senyawa dalam A. gomezianus 31 Hubungan biosintesis flavonoid, stilben dan 2-arilbenzofuran 32 Keanekaragaman molekul yang berasal dari Artocarpus 34 Gambar 3.1 Kromatogram KLT fraksi diklorometan 39 Gambar 3.2 Kromatogram KLT pemisahan fraksi C 40 Gambar 3,3 Kromatogram KLT pemisahan fraksi C 4.-2 41 Gambar 3.4 Kromatogram KLT hasil pemumian fraksi C 4.-2a 41 Gambar 3.5 Kromatogram KLT hasil pemurnian fraksi C 4.-2b 43 Gambar 3.6 Kromatogram KLT hasil pemurnian fraksi C 4.-3 44 Gambar 4.1 Gambar 4.2 Gambar 4.3 Gambar 4.4 Struktur dan nilai geseran kimia dari 1H NMR senyawa trans-4-isopentenil-5-metoksi-3,4'- dihidroksistilben 47 Struktur dan nilai geseran kimia dari 13C NMR senyawa trans-4-isopentenil-5-metoksi-3,4'- dihidroksistilben 48 Hubungan HMBC senyawa trans-4-isopentenil- 5-metoksi-3,4'-dihidroksistilben 49 Hubungan biogenesis senyawa stilben pada A. gomezianus 51 x
BAB I PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang Senyawa metabolit sekunder yang dihasilkan oleh tumbuhtumbuhan dapat berfungsi untuk mengendalikan pertumbuhan (fitobormon), bahan penarik (serangga) untuk berkembang biak, senjata kimia untuk mempertahankan diri dari makhluk lain (alelokimia, fitoaleksin, insect feeding deterrent, insektisida, toksin), dan sebagai bahan obat-obatan (Achmad, 1990). Sejak dahulu manusia telah menggunakan tumbuh-tumbuhan untuk menyembuhkan berbagai penyakit. Penggunaan ramuan tumbuhtumbuhan secara empirik, diikuti oleh penemuan senyawa kimia bioaktif, merupakan era baru dalam penggunaan tumbuh-tumbuhan obat, dan awal dari penelitian tumbuh-tumbuhan obat secara moderen. Perkembangan dalam penelitian tumbuh-tumbuhan obat mengalami kemajuan yang pesat dengan ditemukannya teknik-teknik pemisahan kromatogaft dan penentuan struktur molekul secara spektroskopi (Achmad, 2001). Sampai saat ini, lebih dari 25 % resep obat-obatan mengandung bahan kimia bioaktif yang berasal dari tumbuhan tinggi. Di mana dari sekitar 250.000 spesies tumbuhan tinggi yang telah diketahui dan terdapat di alam ini, lebih dari 50 % di antaranya tumbuh di hutan tropis (Achmad, 1995). Indonesia merupakan salah satu dari tujuh negara di 1
2 dunia yang memiliki hutan tropis. Namun keanekaragaman hayati yang terdapat di dalamnya belum diberdayakan secara maksimal, sehingga perlu dilakukan penyelidikan potensi senyawa kimianya secara berkelanjutan. Moraceae adalah salah situ famili tumbuhan hutan tropis yang relatif besar, terdiri dari sekitar 60 genus din 1400 spesies, dengan genus utamanya adalah Artocarpus, Morus din Ficus. Moraceae tumbuh di daerah beriklim tropis din subtropis, serta tersebar luas di kepulauan Nusantara. Tumbuhan Artocarpus yang merupakan tumbuhan jenis nangka-nangkaan, banyak dikenal oleh masyarakat karena buahnya dapat dimakan, kayunya untuk bahan bangunan, serta digunakan dalam pengobatan tradisional untuk mengobati penyakit seperti malaria, TBC, disentri, penyakit kulit din gigi (Heyne, 1987; Nomura, 1998). Berdasarkan penelitian sebelumnya diketahui bahwa Artocarpus mengandung senyawa fenol terisoprenilasi turunan flavonoid, santon, stilben, 2-arilbenzofuran, din senyawa aduk Diels Alder, serta senyawa nonfenol yaitu terpenoid din steroid. Beberapa senyawa tersebut menunjukkan aktifitas biologi yang menarik, seperti anti-tumor, anti-inflamasi, anti-ulserogenik, anti-hipertensi, anti-bakteri, din sitotoksik (Hegnauer, 1969; Nomura, 1998). Bertitik tolak dari hal itu, untuk melanjutkan eksplorasi kimia dalam tumbuhan ini dalam rangka pemanfaatan din pelestarian tumbuhan hutan tropis Indonesia, maka dilakukan penelitian terhadap A. gomeziamis Wall, ex Trec. yang belum dilaporkan kandungan senyawa kimianya din sudah jarang ditemukan keberadaannya di Indonesia.
3 1.2 Masalah dan Pembatasan Masalah Telah dilaporkan sebelumnya oleh Venkataraman bahwa pada kayu batang A. gomezianus ditemukan senyawa norartokarpetin (38), morin (37), artokarpesin (40), artokarpin (44), dan sikloartokarpin (63). Selanjutnya Likhitwitayawuid telah menemukan senyawa (38), (44), (63), albanin A (118), kudraflavon C (60), isosiklomorusin atau kudraflavon A (74), resveratrol (1), dan fenil-b- aftilamin (119) pada kayu akarnya. Di mana norartokarpetin dan resveratrol dilaporkan pula menunjukkan aktivitas menghambat tirosinase (Likhitwitayawuid, 2000; Venkataraman, 1972). Hal ini menunjukkan bahwa A. gomezianus mengandung senyawa turunan flavonoid dan stilben, dengan bioaktivitas yang berguna. Sehingga menarik untuk diteliti lebih lanjut kandungan senyawa kimia yang terdapat pada tumbuhan A. gomeziamis yang tumbuh di Indonesia, dalam rangka mempelajari hubungan biosintesis atau biogenesis senyawa-senyawa dalam Artocarpus. 1.3 Hipotesis Berdasarkan pendekatan kemotaksonomi dan data yang menunjukkan bahwa perbedaan geografi tempat tumbuh seringkali menghasilkan variasi senyawa metabolit sekunder yang berhasil diisolasi, maka diharapkan pada A. gomezianus yang tumbuh di Indonesia akan ditemukan senyawa yang berbeda, tetapi masih dari golongan senyawa yang sama seperti yang telah ditemukan dalam famili Moraceae.
4 1.4 Tujuan Penelitian Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui kandungan senyawa metabolit sekunder yang terdapat dalam kulit batang A. gomezianus yang berasal dari Jawa Timur, Indonesia, melalui proses isolasi dan penentuan struktur molekul secara fisiko-kimia. 1.5 Metodologi Penelitian Penelitian ini diawali dengan pengumpulan bahan tumbuhan A. gomezianus yang telah diidentifikasi, sehingga diketahui secara pasti kedudukannya dalam sistematika tumbuhan. Setelah itu bahan tumbuhan, yaitu kulit batangnya diekstraksi, difraksinasi dan diisolasi dengan menggunakan metoda ekstraksi, kromatografi dan kristalisasi hingga didapatkan senyawa murni. Kemurnian senyawa hasil isolasi tersebut ditentukan dengan uji KLT dengan tiga sistem eluen yang berbeda dan uji titik leleh. Penentuan strukturnya dilakukan dengan metoda spektroskopi.