Marina Chimica Acta, April 2004, hal. 23-28 Vol. 5 No.1 Jurusan Kimia FMIPA, Universitas asanuddin ISSN 1411-2132 BEBERAPA SENYAWA FLAVN TERPRENILASI DARI ARTCARPUS FRETESSI ASSK ENDEMIK SULAWESI SELATAN Nunuk. Soekamto 1), Sjamsul A. Achmad 2), Emilio L. Ghisalberti 3), Euis. akim 2), dan Yana M. Syah 2). 1) Jurusan Kimia, Fak. MIPA, Universitas asanuddin, Jalan Perintis Kemerdekaan10, Makassar 90245, Indonesia 2) Departemen Kimia, Institut Teknologi Bandung, Jalan Ganeca 10, Bandung 40132, Indonesia 3) Department of Chemistry, University of Western Australia, Nedlands, Western Australia 6907 ABSTRACT Three prenylated flavone derivatives, namely mulberrin (1), mulberrochromen ( 2) and artonin A ( 3), had been isolated from Artocarpus fretessi (Moraceae), endemic to South Sulawesi, and locally known as maumbi. The structure of these compounds were elucidated based on physical and spectroscopic data UV, IR, 1 and 13 C NMR. Compounds (1) dan (2) showed stronged toxicity against Artemia salina, LC 50 100,6 g/ml, 77,5 g/ml, and 67,7 g/ml Keywords : Artocarpus fretessi, maumbi, Moraceae, artonin A, mulberrin, mulberrochrromen, Artemia salina PENDAULUAN Artocarpus merupakan salah satu genus utama yang termasuk dalam famili Moraceae, yang terdiri dari kurang lebih 60 spesies dan merupakan genus yang menghasilkan beraneka ragam senyawa fenol. Banyak di antara senyawa tersebut mempunyai bioaktivitas yang menarik seperti efek hipotensif dan antitumor. 1,2 Artocarpus banyak ditemukan di Indonesia dan digunakan antara lain sebagai bahan pangan, bahan bangunan, dan bahan ramuan obat tradisional, antara lain sebagai obat malaria, disentri, dan penyakit kulit. 3 Dalam rangka memberdayakan keanekaragaman hayati melalui penyelidikan ilmu kimia tumbuhan famili Moraceae, maka telah dilakukan penelitian ilmu kimia terhadap tumbuhan A. fretessi assk yang dikenal dengan nama daerah maumbi, yang merupakan tumbuhan endemik Indonesia dan belum pernah diteliti sebelumnya. Telah dilaporkan sebelumnya bahwa dari spesies ini telah ditemukan senyawa mulberin (2) dan mulberokromen (3). Pada kesempatan ini akan dilaporkan pula penemuan selanjutnya artonin A (1), sebagai tambahan senyawa (2) dan (3). Penemuan ketiga senyawa (Gambar 1) tersebut khususnya senyawa (3) akan dilaporkan dalam makalah ini. PERCBAAN Umum. Penentuan titik leleh senyawa senyawa hasil penelitian ini dilakukan menggunakan alat penetapan titik leleh mikro. Spektrum UV dan IR diukur masingmasing dengan spektrofotometer Varian Cary 100 conc dan NE Perkin Elmer. Spektrum 1 and 13 C NMR diukur menggunakan Bruker AM 500, yang bekerja pada 500 Mz ( 1 NMR) dan 125 Mz ( 13 C NMR) menggunakan puncak pelarut terdeuterasi sebagai standar. Kromatografi cair vakum (KCV) dilakukan dengan menggunakan Si gel Merck 60 GF 254, kromatografi radial dengan menggunakan Si gel Merck 60 GF 254 dan analisis kromatografi lapis tipis (KLT) pada pelat berlapis Si gel Merck Kieselgel 60 F 254. Pengumpulan Bahan Tumbuhan. Kulit akar dan kulit batang Artocarpus fretessi dikumpulkan pada bulan Desember 1998 dari Desa Kalaena Kiri, Kecamatan Mangkutana, Kabupaten Luwu, Sulawesi Selatan. Tumbuhan ini diidentifikasi oleh erbarium Bogoriense, Balai Penelitian dan Pengembangan Botani, Pusat Penelitian dan Pengembangan Biologi, LIPI, Bogor, dan spesimennya disimpan di erbarium tersebut. Ekstraksi dan Isolasi. Serbuk kulit batang A. fretessi (4,5 kg) dimaserasi dengan metanol 3 x 24 jam masing-masing 7,5 liter. Setelah pelarut diuapkan pada tekanan rendah, diperoleh ekstrak metanol (675,0 g) berupa residu berwarna coklat. Ekstrak metanol ini dipartisi berturut-turut menggunakan pelarut n- heksana, C 2 Cl 2, dan EtAc sehingga diperoleh masing-masing fraksi berturut-turut sebanyak 47,0 g, 23
Nunuk. Soekamto, Sjamsul A. Achmad dkk Mar. Chim Acta. 19,0 g, dan 85,0 g. Fraksi C 2 Cl 2 (19,0 g) difraksinasi lebih lanjut menggunakan KCV dengan eluen etil asetat - n-heksana ( 25-40 %). Penggabungan fraksifraksi yang diperoleh yang dimonitor dengan KLT menghasilkan empat fraksi utama (A-D). Fraksi utama ketiga (C) (867 mg) difraksinasi lebih lanjut menggunakan kromatografi radial dengan campuran EtAc - n-heksana (15-30 %), menghasilkan empat fraksi gabungan (C 1 -C 4 ). Fraksi gabungan kedua (C 2 ) (296 mg), difraksinasi kembali menggunakan kromatografi radial dengan eluen Me-C 2 Cl 2 4 %, menghasilkan empat fraksi (C 21 -C 24 ). Selanjutnya fraksi ketiga (C 23 ) (100 mg), difraksinasi menggunakan kromatografi radial dengan eluen 2 % Me/C 2 Cl 2, menghasilkan tiga fraksi akhir gabungan (C 231 -C 233 ). Dari fraksi akhir gabungan kedua (C 232 ), diperoleh artonin A ( 1) (3 mg), yang berupa serbuk berwarna kuning dengan titik leleh 249-250 o C. Dari fraksi utama keempat (C 24 ), diperoleh mulberokromen ( 3) (102 mg) yang berupa serbuk berwarna jingga dengan titik leleh 109-110 o C. Dengan cara yang sama dari kulit akar A. fretessi telah diperoleh mulberin ( 2) (11 mg) yang berupa serbuk berwarna jingga dengan titik leleh 114-115 o C. Artonin A (1), diperoleh sebagai serbuk berwarna kuning, t.l. 249-250 o C; UV (Me) max (log ): 387 (4,19), 296 (4,34), 209 (4,34) nm, (Me + Na): 431 (4,47), 294 (4,37), 205 (4,95) nm, (Me + AlCl 3 ): 398 (4,13), 326 (4,22), 303 (4,29), 205 (4,44) nm, (Me + AlCl 3 + Cl): 410 (4,06), 326 (4,34), 309 (4,26), 203 (4,45) nm, (Me + NaAc): 397 (4,09), 293 (3,89) nm, (Me + NaAc + 3 B 3 ): tidak ada pergeseran; IR (KBr) max : 3694, 3544, (), 3119 (C=C ikatan rangk ap), 2929 (C- alifatik), 1648 (C=), 1602, 1549, 1475, 1425 (C=C aromatik) cm -1 ; 1 NMR (aseton -d 6, 500,0 Mz) : 6,67 (1, d, J = 10,0 z, -16), 6,40 (1, s, -3 ), 5,71 (1, d, J = 10,0 z, -17), 5,30 (1, m, -22), 3,61 dan 3,42 (2, dd, J = 14,3 dan 7,3 z, -21), 3,44 (1, d, J = 15,2 z, -12), 3,21 [(1, dd, J = 15,2 dan 7,3 z) dan 2,35 (1, t, J = 15,2 z, - 11], 1,79 (1, brs, -25), 1,65 (1, s, -14), 1,62 (1, brs, -24), 1,46 (2, s, -19, 20); 13 C NMR (aseton-d 6, 125 Mz) : 181,6 (C -4), 161,4 (C -2), 156,9 (C -7), 155,2 (C -5), 154,4 (C -10), 151,4 (C -2 ), 146,9 (C-4 ), 137,9 (C-5 ), 133,6 (C-6 ), 131,6 (C-23), 123,6 (C-22), 128,8 (C-17), 116,4 (C-16), 112,5 (C-3), 108,2 (C-8), 105,8 (C-6), 105,2 (C-9,3 ), 105,0 (C-1 ), 93,7 (C -13), 78,3 (C -18), 47,5 (C -12), 28,3 (C - 14,19,20), 25,9 (C-24), 22,9 (C-15), 22,0 (C-21), 20,4 (C-11), 18,2 (C-25). Evaluasi Biologi. Pada pengujian toksisitas menggunakan udang Artemia salina Leach, sesuai dengan cara yang diuraikan oleh Meyer 4, kedua senyawa (2) dan (3) memperlihatkan toksisitas yang cukup tinggi, masing-masing dengan LC 50 77,5 g/ml and 67,7 g/ml dibandingkan senyawa (1) LC 50 100,6 g/ml. PEMBAASAN Pada ekstraksi kulit batang dihasilkan artonin A ( 1) dan mulberokromen (3), sedangkan pada kulit akar A. fretessi dihasilkan senyawa mulberin (2). Ketiga senyawa ini diperoleh melalui beberapa tahap fraksinasi, diikuti dengan pemilihan fraksi utama berdasarkan analisis kromatografi lapis tipis (KLT) dan kromatografi partisi. Artonin A (1). Senyawa 1 diperoleh sebagai serbuk berwarna kuning dengan t.l. 249-250 o C dan rumus molekul C 30 30 7. Spektrum IR senyawa 1 menunjukkan adanya serapan untuk gugus hidroksil (3694, 3544 cm -1 ) dan karbonil berkonjugasi (1648 cm -1 ), sedangkan spektrum UV menunjukkan serapan maksimum pada max (log ) 387 (4,19), 296 (4,34), 209 (4,34) nm, yang karakteristik untuk senyawa turunan dihidrobenzosanton, dimana intensitas serapan yang tinggi pada daerah panjang gelombang yang paling besar (pita I, 387 nm) menunjukkan adanya konjugasi maksimum dari cincin B dengan cincin kromen 5. Spektrum 13 C NMR, memperlihatkan tiga puluh sinyal untuk tiga puluh atom karbon. Berdasarkan data tersebut di atas, dapat disarankan bahwa senyawa 1 adalah suatu flavon jenis dihidrobenzosanton yang mengandung dua substituen prenil. Informasi lebih lanjut mengenai struktur senyawa tersebut, diperoleh dari analisis spektrum 1 dan 13 C NMR. 18 16 7 21 A 5 9 10 23 C (1) 4 2 1' 11 3' B 13 5' 24
Vol 5 No. 1 Beberapa Senyawa Flavon Terprenilasi... Spektrum 1 NMR senyawa 1 memperlihatkan adanya dua singlet metil pada 1,65 dan 1,32 ppm dan sinyal-sinyal proton alifatik untuk sistem ABX pada 3,44 (1, d, J = 15,2 z, -12), 3,21 (1, dd, J = 15,2 dan 7,3 z, -11 ) dan 2,35 ppm (1, t, J = 15,2 z, -11 ), yang mendukung adanya kerangka dihidrobenzosanton. Spektrum 1 NMR senyawa 1 juga menunjukkan adanya sinyal olefinik pada 6,67 (d, J = 10,0) dan 5,71 ppm ( d, J = 10,0), dan sinyal singlet untuk dua gugus metil pada 1,46 ppm yang karakteristik untuk cincin 2,2-dimetilkromen (C -19 dan C-20 C 3 ) (Shieh, 1992). Selanjutnya, spektrum 1 NMR senyawa 1 juga memperlihatkan sederet sinyal pada 1,62 (s) dan 1,79 ppm (brs) untuk dua gugus metil, masing-masing 1 pada 3,61 (dd, J = 14,3 & 7,3 z), 3,42 (dd, J = 14,3 & 7,3 z), dan 1 pada 5,30 ppm (m) yang merupakan ciri khas untuk gugus, -dimetilalil C 3 ) 2 C=C-C 2 -. Selain itu spektrum 1 NMR senyawa 1 juga memperlihatkan adanya sinyal singlet untuk proton aromatik pada 6,40 ppm. Berdasarkan data di atas, maka dapat disarankan bahwa senyawa 1 adalah suatu flavon turunan dihidrobenzosanton yang mengandung cincin 2,2-dimetilkromen dan satu gugus prenil mirip seperti artonin A. Saran tersebut didukung pula oleh data 13 C NMR, dimana terdapat tiga puluh sinyal atom karbon, satu diantaranya adalah untuk karbon karbonil pada 181,6 ppm, enam sinyal karbon oksiaril pada 161,4, 155,2, 156,9, 154,4, 151,4, dan 146,9 ppm, tiga karbon metin vinil pada 116,4, 128,8, dan 123,6 ppm, satu karbon metin alifatik pada 47,5 ppm, dua karbon metilen pada 20,4 dan 22,0 ppm. Selanjutnya pola substitusi pada struktur 1 ditetapkan berdasarkan percobaan MBC. (1) (2) (3) Gambar 1 Artonin A (1), Mulberin (2), dan Mulberokromen (3) Spektrum MBC memperlihatkan korelasi jarak jauh antara sinyal proton pada 3,21 ppm ( -11a) dengan karbon pada 161,4 (C -2), 112,5 (C -3), 181,6 (C -4), 47,5 (C -12), 133,6 ppm (C -6 ) sedangkan sinyal proton pada 2,35 ppm ( -11b) berkorelasi jarak jauh dengan karbon pada 161,4 (C-2), 112,5 (C -3), 47,5 (C -12), 93,7 (C -13), 133,6 ppm (C -6 ), yang menunjukkan adanya substituen prenil pada C-3 yang membentuk cincin dihidrobenzosanton. Begitu pula sinyal proton vinil pada 6,67 ppm (-16) berkorelasi jarak jauh dengan karbon pada 155,2 (C-5), 105,8 (C-6), 156,9 (C- 7), 78,3 ppm (C -18), yang mengindikasikan bahwa substituen prenil yang membentuk cincin 2,2- dimetilkromen terlebur pada C 6 -C 7 dari cincin A, Selanjutnya, substituen prenil yang lain tersubstitusi pada C-8, diperlihatkan oleh adanya korelasi jarak jauh antara sinyal proton pada 3,61 ppm ( -21a) dan karbon pada 156,9 ppm (C -7) dan sinyal proton pada 3,42 ppm ( -21b) yang berkorelasi jarak jauh dengan atom karbon pada 108,2 ppm (C- 8). Tambahan lagi, sinyal proton aromatik singlet pada 6,40 ppm memperlihatkan korelasi jarak jauh dengan sinyal karbon pada 105,0 (C -1 ), 151,4 (C-2 ), 146,9 (C-4 ), dan 137,9 (C -5 ) yang membuktikan bahwa proton tersebut terikat pada C- 3 cincin B. Data MBC ini mengukuhkan bahwa senyawa 1 adalah artonin A. Korelasi MBC yang utama artonin A (1) tercantum pada Gambar 2. Bukti lebih lanjut diperoleh dari pembandingan spektrum 13 C NMR senyawa 1 dengan data dari artonin A yang dilaporkan sebelumnya 6 seperti terlihat pada Tabel 1. 25
Nunuk. Soekamto, Sjamsul A. Achmad dkk Mar. Chim Acta. No. C (1) dlm ppm (multiplisitas, J dlm z) * Tabel 1 Data 13 C NMR artonin A (1) c (1)* (1)** NESY 2-161,4 161,3 - - MBC C 3-112,5 112,6 - - 4-181,6 181,7 - - 5-155,2 154,3 - - 6-105,8 105,9 - - 7-156,9 157,0 - - 8-108,2 108,3 - - 9-105,2 105,0 - - 10-154,4 155,3 - - 1-105,0 105,3 - - 2-151,4 151,5 - - 3 6,40 (s) 105,2 105,4 - C-1, C-5, C-4, C-2 4-146,9 147,0 - - 5-137,9 138,0 - - 6-133,6 133,7 - - 11 3,21 (dd; 15,2 & 7,3) 2,35 (t, 15,2) 20,4 20,5 12 3,44 (d; 15,2) 47,5 47,6-11 -11, -12-15, -11 C-12, C-6, C-3, C-2, C-4 C-12, C-6, C-13, C-3, C-2 C-11, C-14,C-6,C- 13,C-15 13-93,7 93,7 - - 14 1,65 (s) 28,3 28,4-12 C-12, C-13 15 1,32 (s) 22,9 22,9-11 C-12, C-13 16 6,67 (d; 10,0) 116,4 116,4-17 C-18, C-6, C-5, C-7 17 5,71 (d; 10,0) 128,8 128,9-19, 20, -16 C-18, C-6 18-78,3 77,4 - - 19 1,46 (s) 28,3 28,4-17 C-17 20 1,46 (s) 28,3 28,4-17 C-17 21 3,61 (dd; 14,3 & 7,3) -21 22,0 22,0 3,42 (dd; 14,3 & 7,3) -24, -21 22 5,30 (m) 123,6 123,7-24, -21 C-25, C-21 23-131,6 131,7 - - 24 1,62 (brs) 25,9 25,9-21, -22 C-25, C-23, C-22 25 1,79 (brs) 18,2 18,2 - C-22, C-23, C-24 * hasil isolasi diukur dalam aseton-d 6 ** literatur diukur dalam DMS, ano, 1993 C-22, C-23, C-8, C-10, C-7 18 7 16 21 5 23 9 2 10 4 3' 1' 11 5' 13 Dengan cara yang sama, dari data yang ada, disimpulkan bahwa senyawa (2) dan (3), masingmasing adalah norartokarpetin dan mulberokromen seperti tercantum pada Gambar 1. Memperhatikan struktur senyawa-senyawa yang telah ditemukan pada A. fretessi, dapat disarankan biogenesis senyawasenyawa tersebut (Gambar 3). Gambar 2 Korelasi MBC artonin A (1) 26
Vol 5 No. 1 Beberapa Senyawa Flavon Terprenilasi... Siklisasi prenil (C-6) 1. Siklisasi prenil (C-3) 2. Prenilasi (C-8) Gambar 3 Saran biogenesis artonin A (1), mulberin (2) dan mulberokromen (3) pada A. Fretessi Mulberin (2) dan mulberokromen (3) memperlihatkan toksisitas yang cukup tinggi terhadap udang Artemia salina, masing - masing dengan LC 50 77,5 g/ml dan 67,7 g/ml dibandingkan senyawa (1), LC 50 100,6 g/ml. Data ini menunjukkan bahwa adanya substituen isoprenil bebas pada C-3 meningkatkan bioaktivitas. KESIMPULAN Pada penelitian terhadap tumbuhan A. fretessi ini, telah ditemukan 3 senyawa turunan flavon, yaitu artonin A (1), mulberin (2), dan mulberokromen (3). Telah dilaporkan bahwa senyawa (1) ditemukan sebelumnya pada A. heterophyllus 7, sedangkan senyawa (2) dan (3) telah ditemukan sebelumnya pada Morus alba. 8 asil uji bioassay yang dilakukan terhadap udang Artemia salina, memperlihatkan bahwa senyawa (2) dan (3) cukup toksik dengan LC 50 77,5 g/ml and 67,7 g/ml, dibandingkan senyawa (1), LC 50 100,6 g/ml. UCAPAN TERIMA KASI Terima kasih disampaikan kepada Ditjen Pendidikan Tinggi, Departemen Pendidikan Nasional, UNESC yang memberikan dana untuk penelitian di University of Western Australia dan kepada erbarium Bogoriense, Balai Penelitian dan Pengembangan Botani, Pusat Penelitian dan Pengembangan Biologi, LIPI, Bogor yang telah membantu mengidentifikasi spesimen tumbuhan. DAFTAR PUSTAKA Nomura, T. (1988). Phenolic Compounds of the Mulberry Tree and Related Plants, dalam Progress in the Chemistry of rganic Natural Products, erz, W., Grisebach,., Kirby, C.W. dan Tamin, Ch. (Ed), Springer-Verlag, Vienna, 53, 87 Nomura, T. dan ano, Y. (1994). Isoprenoid substituted Phenolic compounds of Moraceous Plants, Nat. Prod. Rep, 11, 205. eyne, K. (1987), Tumbuhan Berguna Indonesia, Departemen Kehutanan, Jakarta Indonesia. 27
Nunuk. Soekamto, Sjamsul A. Achmad dkk Mar. Chim Acta. Meyer, N., Ferrigini, N.R.,Putnam, J.E., Jacobsen, D.E., Nichols, D.E. dan McLaughlin, J.L. (1982), Brine Shrimp: A convinient General Bioassay for Active Plant Constituens, Planta Med. 45, 31 Venkataraman, K. (1975), in The flavonoids (arborne, JB., T.J. Mabry and. Mabry, eds), Chapman and all, London, 267. ano, Y., R. Inami, T. Nomura (1993), Components of the bark of Artocarpus rigida Bl. 2. Structures of four new isoprenylated flavone derivatives, artonins M, N,, and P, eterocycles, 35, 1341-50. Mabry, T.J.; Markham, K.R. dan Thomas, M.B. (1970). The Systematic Identification of Flavonoids, Springer- Verlag, New York. Venkataraman, K. (1976), Recent Dev. Chem. Nat. Carbon Comp., 7 (39), 41-61 28