Upload
dotruc
View
216
Download
0
Embed Size (px)
Citation preview
Indonesia Chimica Acta, Vol. 2 No. 2, Desember 2009
37
Sintesis 4-Hidroksisinamamida dari Asam 4-Hidroksinanamat melalui
Reaksi Esterifikasi dan Amonolisis
Firdaus, Nunuk Hariani S., and Abd. Karim
Chemistry Department, Faculty of Mathematics and Natural Sciences
Hasanuddin University, Jl. Perintis Kemerdekaan Km 10 Makassar 90245
Phone/Fax. : +62411586498, email: [email protected]
Abstract. The 4-hydroxycinnamamide is a compound that has been isolated from the root bark of
Kleinhovia hospita Linn. The compound show high toxicity to Artemia salina Leach (IC 180,53 µg) so
it can be expected has cytostatic activity against P388 leukemic cells. However, the concentration of
the compound in the root bark of K. hospita Linn is very low (about 1.6 ppm), and commercially the
compound is not ready and has never been synthesized. Therefore, it is important to find out a
synthesis method to used in prepare the compound for further examination, in particular its cytostatic
activity. By this research, the 4-hydroxycinnamamide compound has been prepared from 4-
hydroxycinnamic acid via esterification reaction with excess ethanol and sulphate acid catalyst
followed ammonolysis reaction with concentrated ammonia. The esterification stage gave ethyl 4-
hidroxycinnamate as white crystall with melting point 133-134oC and 34.9% yield, and the
ammonolysis stage gave 4-hydroxycinnamamide as white crystall with merting point 140oC and 46.1%
yield. Identification of the reaction product was carried out by FTIR and NMR spectroscopy methods.
Keywords: 4-hydroxycinnamamide, 4-hydroxycinnamic acid, esterification, ammonolysis
PENDAHULUAN
Penelitian kimiawi tumbuhan sebagai
sumber metabolit sekunder adalah salah satu
alternatif yang dapat menjawab dan
memecahkan permasalahan kesehatan [1].
Penelitian ini didasarkan pada penyelidikan
etnobotani yang didukung sifat farmakologi
dan potensi kimia tumbuhan.
Suatu hasil survei etnobotani
memperlihatkan bahwa salah satu tumbuhan
yang potensial adalah tumbuhan tropika
Indonesia yang dikenal dengan nama kayu
katimahar. Tumbuhan tersebut banyak
ditemukan di daerah Sulawesi Selatan dengan
nama daerah paliasa (Makassar) atau aju pali
(Bugis) [2], dan nama latinnya Kleinhovia
hospita Linn (famili Sterculiaceae). Daun K.
hospita digunakan untuk pengobatan penyakit
hati, penyakit kuning, dan hepatitis yang
didukung dengan sifat farmakologis sebagai
anti radang hati [3]. Potensi kimia K. hospita
terlihat dari metabolit sekunder yang telah
diisolasi dari tumbuhan tersebut, di antaranya
adalah kaemferol dan quercetin yang diperoleh
dari daun [4] dengan aktivitas anti inflamasi
dan anti viral [5], scopoletin, dan beberapa
senyawa dari kulit batang yang belum diketahui
strukturnya namun bersifat toksik terhadap
udang Artemia salina Leach (korelasi positif
sebagai anti kanker) [6], yaitu turunan stilben
dengan LC50 198,67 µg/mL, turunan asam
karboksilat dengan LC50 128,99 µg/mL [7]; dua
senyawa fenilpropanoid bentuk ester dengan
LC50 86,62 dan 29,14 µg/mL, triterpenoid asam
karboksilat dengan LC50 42,97 µg/mL, dan
golongan alkaloid dengan LC50 5,07 µg/mL [8].
Ilyas [9] berhasil mengisolasi senyawa 4-
hidroksisinamamida dari kulit akar K. hospita
Linn. Senyawa ini memperlihatkan aktivitas
yang cukup tinggi terhadap udang A. salina
(180,53 µg/ml) sehingga dapat diduga potensil
bersifat anti tumor. Meskipun demikian, kulit
akar K. hospita Linn hanya mengandung ± 1,6
ppm senyawa 4-hidroksisinamamida, dan
berdasarkan penelusuran yang penulis lakukan
ternyata senyawa tersebut tidak tersedia di
pasaran dan belum pernah disintesis. Oleh
karena itu, perlu adanya suatu metode sintesis
untuk memproduksi senyawa tersebut sehingga
dapat dilakukan beberapa jenis pengujian lebih
Firdaus, et al.
38
lanjut, terutama aktivitasnya terhadap sel tumor
leukemia P388.
METODE PENELITIAN
Bahan
Bahan yang digunakan dalam penelitian
ini adalah asam 4-hidroksisinamat p.a
(Aldrich), larutan amoniak 32% p.a (Merck),
etanol absolut p.a (Merck), asam sulfat pekat
p.a (Merck), kloroform p.a (Merck), benzena
p.a (Merck), n-heksana p.a (Merck), pelat KLT
(Merck), natrium sulfat anhidrat (Merck), asam
klorida pekat (Merck), natrium bikarbonat p.a
(Merck), pipa kapiler, dan akuades.
Peralatan
Alat yang digunakan dalam penelitian ini
adalah peralatan refluks, Deans Stark trap,
heating mantle magnetic stirrer, rotary
evaporator, kolom kromatografi, lampu UV,
spektrofotometer FTIR merek Simadzu di
Laboratorium Kimia Organik FMIPA UGM
Yogyakarta, spektrometer NMR merek (JEOL
JNM-MY60) di LIPI Serpong Banten, dan
peralatan lain yang lazim digunakan dalam
laboratorium kimia organik.
Prosedur Kerja
Sintesis etil 4-hidroksisinamat
Sebanyak 0,50 g (3,0 mmol) asam 4-
hidroksisinamat dimasukkan ke dalam labu alas
bulat leher tiga, ditambah 0,5 mL H2SO4, 5,5
mL etanol, dan 30 mL benzena. Campuran
direfluks dalam alat Dean Stark trap pada suhu
64,5oC selama 12 jam, kemudian didinginkan
sampai suhu kamar dan lapisan airnya
dipisahkan. Lapisan organik dipindahkan ke
dalam corong pisah, dinetralkan dengan larutan
K2CO3, dicuci dengan air, dikeringkan dengan
Na2SO4 anhidrat, kemudian dievaporasi sampai
kering. Padatan yang diperoleh direkristalisasi
dari pelarut benzena-heksan (1:2) sampai
diperoleh kristal murni berwarna putih dengan
tl. 133-134oC dengan rendemen 0,2010 g
(34,89%). Kristal murni selanjutnya dianalisis
dengan spektrofotometer FTIR dan
Spektrometer NMR.
Amonolisis etil 4-hidroksisinamat
Sebanyak 0,3024 g etil 4-hidroksisinamat
dimasukkan ke dalam labu alas bulat leher tiga,
ditambah 30 mL aseton kering, diaduk dan
didinginkan sampai suhu 0-5oC. Larutan dingin
tersebut ditambah 0,75 mL larutan dingin
amoniak 32% secara bertahap selama 30 menit
(suhu dijaga di bawah 5oC). Pengadukan pada
suhu 0-5oC dilakukan selama 6-7 jam,
kemudian dilanjutkan pada suhu kamar selama
1 jam. Campuran hasil reaksi dinetralkan
dengan HCl encer lalu diekstraksi dengan
kloroform 2 x 30 mL. Lapisan organik
dikeringkan dengan Na2SO4 anhidrat lalu
dievaporasi sampai kering. Padatan
direkristalisasi dengan menggunakan
kloroform-heksan sehingga diperoleh kristal
berwarna putih dengan tl. 140oC sebanyak
0,1128 g (rendemen 46,1%).
HASIL DAN PEMBAHASAN
A. Sintesis 4-
Hidroksisinamamida Melalui Reaksi
Esterikasi dan Amidasi
Pada umumnya, reaksi esterifikasi adalah
reaksi kesetimbangan yang melibatkan air
sehingga perlu adanya upaya untuk
memindahkan air dari campuran reaksi sesaat
setelah terbentuk. Pada reaksi esterifikasi asam
4-hidroksisinamat yang telah dilakukan,
pemindahan air dari sistem reaksi dilakukan
dengan metode distilasi azeotropik dengan
benzena menggunakan Dean Stark trap.
Campuran azeotrop air-benzena menguap pada
suhu 64oC, dan pembentukan air berhenti
setelah 12 jam refluks dilakukan. Hal ini
mengindikasikan bahwa reaksi telah selesai.
Dari campuran hasil reaksi ini berhasil diisolasi
senyawa murni berupa kristal putih dengan titik
leleh 133-134oC dan rendamen 34,6 %.
Spektrum hasil analisis produk dengan
spektrofotometer FTIR (Gambar 1)
memperlihatkan adanya serapan kuat pada
1680,00 cm-1
yang berasal dari karbonil ester
terkonjugasi. Serapan kuat pada 1452,40 dan
sekitar 1370,0 cm-1
masing-masing berasal dari
gugus metilen dan metil. Keberadaan gugus
olefin ditandai dengan serapan pada 1631,78
cm-1
. Keberadaan serapan pada 1598,99 dan
1516,05 cm-1
bersesuaian dengan gugus
aromatis, dan gugus fenol ditunjukkan dengan
serapan pada 3385,07 cm-1
.
Indonesia Chimica Acta, Vol. 2 No. 2, Desember 2009
39
Gambar 1 Spektrum IR produk esterifikasi asam 4-hidroksisinamat
Spektrum 1H-NMR produk esterifikasi
tidak memperlihatkan lagi adanya puncak pada
daerah di atas δ 10. Hal ini mendukung telah
terjadinya reaksi konversi asam. Keberadaan
puncak triplet di dekat δ 1,3367 dan puncak
tetraplet di dekat δ 4,2700 ppm yang masing-
masing berasal dari proton gugus metil dan
proton gugus metilen menunjukkan bahwa
konversi tersebut menghasilkan ester. Puncak
ini tidak akan ditemukan dalam spektrum 1H-
NMR senyawa asam 4-hidroksisinamat sebagai
senyawa induk. Puncak lain yang bersesuaian
dengan senyawa target adalah puncak doublet
pada δ 7.6436 ppm (J 15,9 Hz) dan δ 6,3027
ppm (J 15,9 Hz) yang masing-masing berasal
dari proton olefin posisi β dan α, serta puncak
doublet pada δ 7,4236 ppm (J 8,6 Hz) dan δ
6,8589 ppm (J 8,6 Hz) berasal dari proton
gugus aromatis fenol posisi meta dan orto.
Gambar 2 Spektrum
1H-HNR produk esterifikasi asam 4-hidroksisinamat
Firdaus, et al.
40
Gambar 3 Spektrum
13C-NMR produk esterifikasi asam 4-hidroksisinamat
Terbentuknya ester juga didukung oleh
data spektrum 13
C-NMR (Gambar 3) produk
tersebut dengan adanya puncak pada
pergeseran δ 51,9435 dan 14,5056 ppm yang
mana puncak ini masing-masing berasal dari
karbon metilen dan metil. Puncak yang lain
berasal dari karbonil (δ 168,3874), C-OH (δ
158,0956 ppm), karbon-β gugus ester (δ
145,0376 ppm), C-orto (130,2055 ppm), C-
terminal fenil (δ 127,2486 ppm), dan C-meta
(115,6882 ppm).
Berdasarkan spektrum FTIR, 1H-NMR
dan 13
C-NMR produk reaksi esterifikasi asam
4-hidroksisinnamat dengan etanol dan katalis
asam sulfat pekat dapat disimpulkan bahwa
produk tersebut adalah ester etil 4-
hidroksisinamat dengan struktur senyawa
seperti dalam Gambar 4.
Reaksi sintesis 4-hidroksinnamida dari
ester etil-4-hidroksisinnamat dengan amoniak
telah dilakukan melalui pengadukan dengan
amoniak pada suhu 0-5oC selama 8 jam. Reaksi
ini memberikan 0,1128 g kristal berwana putih
(rendemen sebesar 46,1%) dengan tl. 140oC.
Upaya untuk meningkatkan rendemen reaksi
melalui penggunaan larutan amoniak yang
berlebih juga telah dilakukan. Akan tetapi
dengan cara tersebut rendemen reaksi tetap
hanya berkisar 40,0%.
Gambar 4 Struktur senyawa etil-4-
hidroksisinnamat
Analisis dengan spektrofotometer FTIR
terhadap produk amonolisis ester etil-4-
hidroksisinnamat memberikan spektrum seperti
yang dipaparkan dalam Gambar 5.
Indonesia Chimica Acta, Vol. 2 No. 2, Desember 2009
41
Gambar 5 Spektrum IR produk amolisis etil 4-hidroksisinamat
Keberadaan serapan kuat pada 1685,79
cm-1
di dalam Gambar 5 menyatakan bahwa
senyawa mengandung gugus karbonil yang
berasal dari amida. Hal ini diperkuat dengan
adanya serapan pada daerah 3379,29 cm-1
yang
disebabkan oleh vibrasi rentangan N-H.
Serapan gugus NH2 pada daerah tersebut
overlap dengan seranpan O-H gugus fenol
sehingga profilnya tidak jelas sebagai serapan
rangkap. Serapan lain yang mengindikasikan
keberada-an gugus –CONH2 dalam senyawa
tersebut adalah puncak 1585,47 dan 1328,95
cm-1
yang masing-masing berasal dari
bengokakan N-H dan rentangan C-N. Serapan
lain yang bersesuaian dengan gugus-gugus
yang terdapat dalam senyawa 4-
hidroksisinamamida adalah serapan dengan
intensitas sedang pada 1598,99 dan 1514,12
cm-1
yang berasal dari C=C aromatik, dan
serapan pada 1631,78 cm-1
yang berasal dari
ikatan C=C posisi α,β. Serapan pada 985,62
cm-1
menyatakan bahwa olefin tersebut berada
dalam konformasi trans.
Puncak doublet pada δ 7,6411 (J 15,9 Hz)
dan 6,3046 ppm (J 15,9 Hz) yang terdapat
dalam Gambar 6 masing-masing berasal dari
proton α,β-olefin, dan puncak doublet pada
7,4309 (J 8,6 Hz) dan 6,8516 ppm (J 8,6 Hz)
masing-masing berasal dari proton meta dan
orto gugus fenol. Puncak singlet pada δ 5,4581
ppm berasal dari gugus proton OH fenol. Satu
puncak pada δ 1,6496 ppm diduga dari proton
air.
Puncak-puncak pada spektrum 13
C-NMR
(Gambar 7) juga bersesuaian dengan struktur 4-
hidroksisinamamida. Puncak pada δ 168,1786
ppm berasal dari C=O, sedangkan puncak pada
δ 157,8676; 130,1779; 127,4118; dan
116,0612 ppm masing-masing berasal dari C-
OH, C-meta, C-para, dan C-orto gugus fenol.
Puncak dari C-α dan C-β gugus amida masing-
masing muncul pada δ 144,8192 dan 115,4030
ppm.
Firdaus, et al.
42
Gambar 6 Spektrum
1H-NMR produk sintesis 4-hidroksisinamamida dari asam 4-
hidroksisinamamida melalui esterifikasi dan amidasi
Gambar 7 Spektrum
13C-NMR produk sintesis 4-hidroksisinamamida dari asam 4-
hidroksisinamamida melalui esterifikasi dan amidasi
Berdasarkan data analisis spektroskopi
produk yang diperoleh di atas maka dapat
disimpulkan bahwa senyawa tersebut adalah 4-
hidroksisinamamida dengan struktur seperti
yang dipaparkan dalam Gambar 8.
Gambar 8 Struktur senyawa 4-
hidroksisinnamamida hasil sintesis
KESIMPULAN
Senyawa 4-hidroksisinamida dapat
disintesis dari asam 4-hidroksisinamat melalui
reaksi esterifikasi dengan etanol dan katalis
asam sulfat pekat menghasilkan etil 4-
hidroksisinamat yang berupa kristal putih
dengan tl. 133-134oC dan rendemen 34,89%,
dilanjutkan dengan amonolisi dengan amoniak
pekat menghasilkan 4-hidroksisinamida berupa
kristal putih dengan tl. 140oC dan rendemen
46,1%.
DAFTAR PUSTAKA
1. Ersam, T., 2004, Keunggulan Biodiversitas
Hutan Tropika Indonesia dalam
Merekayasa Model Molekul Alami.
Indonesia Chimica Acta, Vol. 2 No. 2, Desember 2009
43
Makalah disajikan dalam Seminar
Nasional Kimia VI, Jurusan Kimia FMIPA
ITS, Surabaya.
2. Heyne, K., 1987, Tumbuhan Berguna
Indonesia, Jilid 3, Departemen Kehutanan,
Jakarta.
3. Raflizar, Adimunca, C., dan Tuminah, S.,
2006, Dekok Daun Paliasa (Kleinhovia
hospita Linn.) sebagai Obat Radang Hati
Akut, Cermin Dunia Kedokteran 50:10–
14.
4. Latiff. 1997; dalam Hanum, I.F. and van
der Maesen, L.J.G. 2007, Plant Resources
of South-East Asia No. 11. Auxiliary
Plants, LIPI Press, Jakarta (Online),
(http://www.worldagroforestrycentre.org/s
ea/products/afdbases/af/asp/SpeciesInfo.as
p?SpID=18130, diakses 29 oktober 2007).
5. Lyu, Berenguer, B., Trabadela, C.,
Sánchez-Fidalgo, S., Quílez, A., Miño, P.,
De la Puerta, R. and Martín-Calero, M.J.,
2005, The Aerial Parts Of Guazuma
Ulmifolia Lam. Protect Against NSAID-
Induced Gastric Lesions. Journal of
Ethnopharmacology, 114(2):153-160.
6. Anderson, J.E., Goetz, C.M., and
McLaughlin, J. L., 1990, A Blind
Comparison of Simple Bench-top
Bioassays and Human Tumour Cell
Cytotoxicities as Antitumor Prescreen, J.
Phytochemical analysis, 6:107 - 111.
7. Dini, I. 2005. Penelusuran Metabolit
Sekunder Ekstrak Kulit Batang Tumbuhan
Paliasa (Kleinhovia hospita Linn.) dan
Bioaktivitasnya terhadap Artemia salina
Leach., Tesis tidak dipublikasikan,
Program Pascasarjana Universitas
Hasanuddin, Makassar.
8. Ulfa, M. 2006. Isolasi, Karakterisasi, dan
Uji Bioaktivitas Metabolit Sekunder
Ekstrak Kulit Batang Tumbuhan Paliasa
(Kleinhovia hospita L.), Tesis tidak
diterbitkan, Program Pascasarjana
Universitas Hasanuddin, Makassar.
9. Ilyas, A., 2008, Isolasi dan Idenfikasi
Metabolit Sekunder dari Ekstrat Etilasetat
Kulit Akar Tumbuhan Kleinhovia hospita
Linn. (Paliasa) dan Uji Toksitasnya
Terhadap Artemia salina Leach, Tesis,
non-publikasi, Program Pascasarjana
Universitas Hasanuddin, Makassar.