SINTESIS SENYAWA ANALOG UK-3A : 3-HIDROKSI–N-OKTIL
PIKOLINAMIDA, 2-HIDROKSI-N-FENIL-BENZAMIDA, 3-HIDROKSI-N-FENILPIKOLINAMIDA, dan 2-HIDROKSI-N-
OKTILBENZAMIDA DAN UJI BIOAKTIVITAS SECARA IN VITRO TERHADAP SEL KANKER MURINE LEUKEMIA P-388
Tesis Magister Sains Ilmu Kimia
H U S N I A T I
0606001746
Program Sudi Magister Ilmu Kimia
Pasca Sarjana Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam
Universitas Indonesia
2008
Sintesis senyawa..., Husniati, FMIPA UI, 2008
SINTESIS SENYAWA ANALOG UK-3A : 3-HIDROKSI–N-OKTIL
PIKOLINAMIDA, 2-HIDROKSI-N-FENIL-BENZAMIDA, 3-HIDROKSI-N-FENILPIKOLINAMIDA, dan 2-HIDROKSI-N-
OKTILBENZAMIDA DAN UJI BIOAKTIVITAS SECARA IN VITRO TERHADAP SEL KANKER MURINE LEUKEMIA P-388
Tesis ini diajukan sebagai salah satu syarat
untuk memperoleh gelar Magister Sains Ilmu KImia
H U S N I A T I
0606001746
Program Sudi Magister Ilmu Kimia
Pasca Sarjana Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam
Universitas Indonesia
2008
Sintesis senyawa..., Husniati, FMIPA UI, 2008
ABSTRAK
SINTESIS SENYAWA ANALOG UK-3A : 3-HIDROKSI–N-OKTIL
PIKOLINAMIDA, 2-HIDROKSI-N-FENIL-BENZAMIDA, 3-HIDROKSI-N-
FENILPIKOLINAMIDA, dan 2-HIDROKSI-N-OKTILBENZAMIDA DAN UJI
BIOAKTIVITAS SECARA IN VITRO TERHADAP SEL KANKER MURINE
LEUKEMIA P-388
Husniati
UK-3A adalah senyawa antibiotika untuk anti kanker dan anti jamur.
UK-3A telah diisolasi sebagai komponen minor dari miselium Streptomyces
sp. 512-02 dan mempunyai gugus aktif hidroksil, amida, dan dilakton cincin
sembilan yang terbukti aktif menghambat pertumbuhan bakteri dan sel
kanker. Untuk mensintesis senyawa tersebut membutuhkan proses sintesis
yang rumit dan waktu yang cukup lama. Telah disintesis senyawa antibiotik
baru, yaitu analog UK-3A berdasarkan modifikasi gugus aktif senyawa UK-
3A. Modifikasi gugus aktif dalam senyawa UK-3A dimungkinkan untuk
mendapatkan senyawa analog yang mempunyai bioaktivitas yang sama atau
lebih aktif dari senyawa UK-3A induk. Senyawa analog pada penelitian ini
adalah 3-hidroksi–N-oktilpikolinamida [S1], 2-hidroksi-N-fenil-benzamida
[S2], 3-hidroksi-N-fenilpikolinamida [S3], dan 2-hidroksi-N-oktilbenzamida
[S4] yang diperoleh melalui reaksi amidasi asam karboksilat dengan amina
Sintesis senyawa..., Husniati, FMIPA UI, 2008
primer. Keempat senyawa tersebut diharapkan dapat dikembangkan untuk
mendapatkan senyawa antibiotik baru dengan rendemen hasil yang tinggi,
rute reaksi yang lebih sederhana, dan mempunyai bioaktivitas dalam
menghambat pertumbuhan sel kanker terutama leukemia. Senyawa-
senyawa hasil sintesis tersebut diidentifikasi menggunakan UV, FT-IR, 1H-
NMR, dan 13C-NMR. Hasil uji bioaktivitas secara in vitro terhadap sel kanker
Murine leukemia P-388 memperlihatkan kemampuan penghambatan
terhadap pertumbuhan sel kanker yang lebih tinggi dibandingkan dengan
senyawa UK-3A yaitu IC50 [S1]= 13,2; [S2]=7,75; [S3] =18,5; dan [S4]= 7,5
µg/mL, sementara IC50 UK-3A adalah 38 µg/mL.
Kata kunci : UK-3A, antikanker, Streptomyces sp. 512-02, P-388.
ix + 105 halaman, gambar, tabel, lampiran
Sintesis senyawa..., Husniati, FMIPA UI, 2008
ABSTRACT
SYNTHESIS of UK-3A ANALOGS : 3-HYDROXY–N-OCTYL
PICOLINAMIDE, 2-HYDROXY-N-PHENYL-BENZAMIDE, 3-HYDROXY-N-
PHENYLPICOLINAMIDE, and 2-HYDROXY-N-OCTYLBENZAMIDE, and IN
VITRO ACTIVITY TEST AGAINST MURINE LEUKEMIA P388 CANCER
CELL
Husniati
The Synthesis UK-3A analogs i.e 3-hydroxy–N-octylpicolinamide [S1],
2-hydroxy-N-phenyl-benzamide [S2], 3-hydroxy-N-phenylpicolinamide [S3],
and 2-hydroxy-N-octylbenzamide [S4] were obtained by modification of UK-
3A. UK-3A was isolated from the Streptomyces sp. 512-02 mycelium and has
been elucidated as a nine membered ring dilactone derivative possessing
hydroxyl (OH) and amide (CONH) moieties . The compound shows ability to
inhibit bacterial and cancer cell growth. The analogs were synthesized by
amidation of carboxylate. The structure of products were confirmed by 1H-
and 13C-NMR, FT-IR, and also UV spectrophotometer. The result of
bioassay showed that their compound inhibits the growth of cancer cell
Murine leukemia P-388. That’s higher compared to that of UK-3A with IC50
are 13,2 µg/mL for [S1], 7,75 for [S2], 18,5 for [S3], and 7,5 for [S4],
respectively. Whereas IC50 for UK-3A is 38 µg/mL.
Keywords: UK-3A, anticancer, Streptomyces sp. 512-02, P-388.
ix + 105 pages, figure, table, appendix
Sintesis senyawa..., Husniati, FMIPA UI, 2008
iv
KATA PENGANTAR
Puji syukur penulis panjatkan kepada Allah SWT yang telah
melimpahkan rahmat dan karunia-Nya sehingga tesis ini dapat diselesaikan.
Tesis ini berjudul “Sintesis Senyawa Analog Uk-3A : 3-Hidroksi–N-
oktilpikolinamida, 2-Hidroksi-N-fenilbenzamida, 3-Hidroksi-N-
fenilpikolinamida, dan 2-Hidroksi-N-oktilbenzamida, dan Uji Bioaktivitas
Secara In Vitro terhadap Sel Kanker Murine Leukemia P-388” sebagai salah
satu syarat untuk memperoleh gelar Magister Sains pada Program Pasca
Sarjana Ilmu Kimia Departemen Kimia, Fakultas Matematika dan Ilmu
Pengetahuan Alam, Universitas Indonesia.
Penulis mengucapkan terima kasih kepada Dr. Endang Saepudin dan
Dr. Muhammad Hanafi selaku pembimbing atas semua bimbingan,
dukungan, saran dan arahannya. Ucapan terimakasih juga ditujukan kepada
Badan Pusdiklat Departemen Perindustrian dan Balai Riset Standarisasi
Industri Bandar Lampung atas pendanan dan izin tugas belajar. Program
Pascasarjana Kimia FMIPA UI tempat penulis menimba ilmu dan
pengetahuan, tidak lupa mengucapkan terima kasih kepada Kimia-LIPI di
kawasan Pusat Penelitian Ilmu dan Teknologi (Puspiptek), Serpong, yang
telah menyediakan fasilitas lab dan bahan penelitian, serta ungkapan terima
kasih yang teramat dalam kepada suami, H.Indra Utama, anak-anak;
Muhammad Putra Hutama, Ilma Puteri Hutami, dan Aisyah Puteri Hutami,
Sintesis senyawa..., Husniati, FMIPA UI, 2008
v
keluarga besar H.Syafri Hasan Basri, serta keluarga besar H.Tarimi
Mahmud, atas cinta dan dukungannya selalu setiap saat memberikan
kebahagiaan, restu, doa yang paling mulia, serta kasih sayangnya demi
kelancaran dan semagat untuk menyelesaikan studi. Terakhir, penulis
sampaikan terimakasih kepada rekan-rekan S2 UI, rekan-rekan Lab Kimia
LIPI, rekan-rekan Baristand Bandar Lampung atas support dan bantuannya
yang tak ternilai harganya. Semoga Allah SWT membalas budi kebaikan kita
semua. Amin
Terakhir, penulis sampaikan “Semoga tesis ini bermanfaat”.
Depok, Mei 2008
Husniati
Sintesis senyawa..., Husniati, FMIPA UI, 2008
DAFTAR ISI
Halaman
DAFTAR JUDUL ……………………………………………………………
LEMBAR PERSETUJUAN …………………………………………….......
KATA PENGANTAR ………………………………………………………..
DAFTAR ISI …………………………………………………………………
DAFTAR GAMBAR ………………………………………….....................
DAFTAR TABEL …………………………………………………………….
DAFTAR LAMPIRAN ……………………………………………………….
ABSTRAK …………………………………………………….....................
ABSTRACT ………………………………………………………………….
I. PENDAHULUAN ………………………………………………………….
1.1. Latar Belakang ……………………………………………………...
1.2. Tujuan Penelitian …………………………………………………...
1.3. Manfaat Penelitian ………………………………………………….
1.4. Hipotesis ……………………………………………………………..
II. TINJAUAN PUSTAKA ……………………………………....................
2.1. Senyawa UK-3A …………………………………….....................
2.2. Sintesis Senyawa Analog UK-3A ………………………………..
2.3. Strategi Perancangan Sintesis Senyawa Analog UK-3A ……...
2.4. Reaksi Amidasi …………………………………………………….
2.5. Perkembangan Senyawa Analog UK-3A ……………………….
i
ii
iv
vi
ix
xi
xiii
xiv
xvi
1
1
5
6
6
7
7
13
14
19
22
Sintesis senyawa..., Husniati, FMIPA UI, 2008
vii
2.6. Uji sitotoksisitas ……………………………………......................
2.7. Penyakit Kanker dan Leukemia ………………………………….
III. METODOLOGI PENELITIAN ………………………………………….
3.1. Waktu dan Tempat Penelitian ……………………......................
3.2. Bahan dan Alat …………………………………………………….
3.2.1. Bahan ………………………………………………………..
3.2.2 Alat ……………………………………………......................
3.3. Prosedur Penelitian ………………………………………………..
3.3.1. Sintesis Senyawa Analog UK-3A ………….....................
A. 3-hidroksi-N-oktilpikolinamida [S1] ..............................
B. 2-hidroksi-N-fenil-benzamida [S2] ...............................
C. 3-hidroksi-N-fenilpikolinamida [S3] .............................
D. 2-hidroksi-N-oktilbenzamida [S4] ................................
3.3.2. Prosedur Identifikasi Senyawa ........................................
A. KLT (Kromatografi Lapis Tipis) ...................................
B. Spektrofotometer UV (Ultra Violet) ..............................
C. Spektrofotometer FT-IR ..............................................
D. Spektrometer NMR .....................................................
3.3.3.Uji Sitotoksisitas sel Kanker Murine leukemia P388 …….
IV. HASIL DAN PEMBAHASAN …………………………………………..
4.1. Sintesis Senyawa Analog UK-3A ………………………………..
4.1.1. Sintesis 3-hidroksi-N-oktilpikolinamida [S1] ....................
4.1.2. Sintesis 2-hidroksi-N-fenilbenzamida [S2] ......................
24
26
30
30
30
30
31
31
32
32
34
35
36
37
37
38
38
38
39
40
40
40
43
Sintesis senyawa..., Husniati, FMIPA UI, 2008
viii
4.1.3. Sintesis 3-hidroksi-N-fenilpikolinamida [S3] ....................
4.1.4. Sintesis 2-hidroksi-N-oktilbenzamida [S4] ......................
4.2. Analisis Senyawa Menggunakan Spektrum UV ………………..
4.2.1. Senyawa 3-hidroksi-N-oktilpikolinamida [S1] ..................
4.2.2. Senyawa 2-hidroksi-N-fenilbenzamida [S2] ....................
4.2.3. Sintesis 3-hidroksi-N-fenilpikolinamida [S3] ....................
4.2.4. Sintesis 2-hidroksi-N-oktilbenzamida [S4] ......................
4.3. Analisis Senyawa Menggunakan Spektrum IR ………………..
4.3.1. Senyawa 3-hidroksi-N-oktilpikolinamida [S1] .............. ..........
4.3.2. Senyawa 2-hidroksi-N-fenilbenzamida [S2] ....................
4.3.3. Sintesis 3-hidroksi-N-fenilpikolinamida [S3] ....................
4.3.4. Sintesis 2-hidroksi-N-oktilbenzamida [S4] ......................
4. 4. Analisis Senyawa Menggunakan Spektrum NMR …………….
4.4.1. Senyawa 3-hidroksi-N-oktilpikolinamida [S1] ..................
4.4.2. Senyawa 2-hidroksi-N-fenilbenzamida [S2] ....................
4.4.3. Sintesis 3-hidroksi-N-fenilpikolinamida [S3] ....................
4.4.4. Sintesis 2-hidroksi-N-oktilbenzamida [S4] ......................
4.5. Uji Sitotoksisitas Sel Kanker Murine leukemia P-388 ..............
V. KESIMPULAN dan SARAN ..............................................................
5.1. Kesimpulan ...............................................................................
5.2. Saran ………………………………………………………………..
DAFTAR PUSTAKA ………………………………………………………..
LAMPIRAN …………………………………………………………………..
45
46
49
50
51
53
54
55
55
57
58
59
60
61
64
67
70
73
78
78
79
80
86
Sintesis senyawa..., Husniati, FMIPA UI, 2008
ix
DAFTAR GAMBAR
Halaman
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.
9.
10.
11.
12.
13.
14.
Struktur UK-2A, UK-3A, dan Antimisin A3 ............................................. .9
Struktur senyawa UK-2A (OMe), UK-2A (NMe), dan hasil
hidrolisis senyawa UK-2A .................................................................... 12
Struktur molekul hidrolisis UK-3A ......................................................... 17
Retrosintesis senyawa A=pikolinamida (R=C8H17/C6H5) dan
senyawa B=benzamida (R=C8H17/C6H5) ............................................... 19
Tahapan reaksi pembentukan senyawa A=pikolinamida
(R=C8H17/C6H5) dan senyawa B= benzamida (R=C8H17/C6H5) ........... 20
Mekanisme reaksi pengaktifan gugus karboksilat oleh aktivator
DCC ...................................................................................................... 22
Mekanisme katalisis reaksi amidasi yang dikatalisis oleh DMAP
dan diaktivasi oleh DCC ........................................................................ 23
Reaksi reduksi MTT menjadi formazan ................................................ 27
Mekanisme reaksi sintesis 3-hidroksi-N-oktilpikolinamida [S1].....
Mekanisme reaksi sintesis 2-hidroksi-N-fenilbenzamida [S2] …...
Mekanisme reaksi sintesis 3-hidroksi-N-fenilpikolinamida [S3]…..
Mekanisme reaksi sintesis 2-hidroksi-N-oktilbenzamida [S4]........
Spektrum UV senyawa 3-hidroksi-N-oktilpikolinamida [S1]
dengan λmax = 246, 298,5, dan 326 nm ........................................
Spektrum UV senyawa 2-hidroksi-N-fenilbenzamida [S2] dengan
9
11
15
18
18
20
21
25
41
44
46
48
51
Sintesis senyawa..., Husniati, FMIPA UI, 2008
x
15.
16.
17.
18.
19.
20.
λmax = 246, 298,5, dan 328,5 nm...................................................
Spektrum UV senyawa 3-hidroksi-N-fenilpikolinamida [S3]
dengan λmax =246, 298,5, dan 354,5 nm…………………………...
Spektrum UV senyawa 2-hidroksi-N-oktilbenzamida [S4] dengan
λmax 246nm, 299,5 dan 324nm ……………………………………...
Struktur senyawa 3-hidroksi-N-oktilpikolinamida [S1] ..................
Struktur senyawa 2-hidroksi-N-fenilbenzamida [S2] ............................. 65
Struktur senyawa 3-hidroksi-N-fenilpikolinamida [S3] ..................
Struktur senyawa 2- hidroksi-N-oktilbenzamida [S4] ……………..
52
54
55
61
64
67
70
Sintesis senyawa..., Husniati, FMIPA UI, 2008
xi
DAFTAR TABEL
Halaman
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.
9.
10.
11.
Nilai IC50 (µg/mL) dari hasil senyawa UK-3A,UK-2A, UK-2
(OMe), UK-2 (NMe), dan AA terhadap uji hambatan
pertumbuhan sel kanker ...............................................................
Sintesis beberapa senyawa analog UK-3A berdasarkan
modifikasi dilakton cincin sembilan ...................................................... 25
Karakteristik dan hasil perhitungan rendemen senyawa analog
hasil sintesis …………………………………………………………..
Daftar daerah spektrum gugus fungsi senyawa [S1] …………......
Daftar daerah spektrum gugus fungsi senyawa [S2] …………......
Daftar daerah spektrum gugus fungsi senyawa [S3] …………......
Daftar daerah spektrum gugus fungsi senyawa [S4] …………......
Data pergeseran kimia (δ, ppm) spektrum 1H-NMR dan 13C-NMR
senyawa [S1] (CDCl3, 500 MHz) …………………………………...
Data pergeseran kimia (δ, ppm) spektrum 1H-NMR dan 13C-NMR
senyawa [S2] (CDCl3, 500 MHz) …………………………..............
Data pergeseran kimia (δ, ppm) spektrum 1H-NMR dan 13C-NMR
senyawa [S3] (CDCl3, 500 MHz) …………………………..............
Data pergeseran kimia (δ, ppm) spektrum 1H-NMR dan 13C-NMR
senyawa [S4] (CDCl3, 500 MHz) …………………………............
Hasil uji sitotoksisitas senyawa analog UK-3A terhadap sel
12
23
43
56
57
58
60
62
65
68
71
Sintesis senyawa..., Husniati, FMIPA UI, 2008
xii
12.
13.
kanker Murine leukemia P-388 …………………………………...
Analisis nilai logP dari senyawa analog UK-3A baru, UK-3A,
taxol, dan antimisin A3 ……………………………………………..
74
77
Sintesis senyawa..., Husniati, FMIPA UI, 2008
xiii
DAFTAR LAMPIRAN
Halaman
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.
9.
10.
11.
12.
13.
14
Perhitungan Rendem……………………………………………….
Spektrum FT-IR senyawa 3-hidroksi-N-oktilpikolinamida [S1]....
Spektrum FT-IR senyawa 2-hidroksi-N-fenilbenzamida [S2]…..
Spektrum FT-IR senyawa 3-hidroksi-N-fenilpikolinamida [S3] ...
Spektrum FT-IR senyawa 2-hidroksi-N-oktilbenzamida [S4] …..
Spektrum 1H-NMR 3-hidroksi-N-oktilpikolinamida [S1] ………...
Spektrum 13C-NMR 3-hidroksi-N-oktilpikolinamida [S1]………...
Spektrum 1H-NMR 2-hidroksi-N-fenilbenzamida [S2]…………...
Spektrum 13C-NMR 2-hidroksi-N-fenilbenzamida [S2]………….
Spektrum 1H-NMR 3-hidroksi-N-fenilpikolinamida[S3]………….
Spektrum 13C-NMR 3-hidroksi-N-fenilpikolinamida [S3] ………..
Spektrum 1H-NMR 2-hidroksi-N-oktilbenzamida [S4]…………...
Spektrum 13C-NMR 2-hidroksi-N-oktilbenzamida [S4]………….
Hasil uji aktivitas secara invitro terhadap Murine leukemia
P-388 ………………………………………………………………
86
87
88
89
90
91
92
93
94
95
96
97
98
Sintesis senyawa..., Husniati, FMIPA UI, 2008
I. PENDAHULUAN
1.1. Latar Belakang
Berdasarkan catatan Badan Kesehatan Dunia, WHO (World Health
Organization), mengenai jumlah penderita kanker di dunia terjadi
pertambahan setiap tahun sekitar 6,25 juta orang dan diperkirakan dalam 10
tahun mendatang 9 juta orang akan meninggal akibat penyakit yang
menakutkan ini. Jumlah penderita kanker di dunia sebagian besar terdapat di
negara-negara berkembang dan Indonesia sebagai salah satu negara
berkembang, diperkirakan setiap tahunnya memiliki angka prevalensi yang
tinggi yaitu 100 penderita kanker yang baru dari setiap 100.000 jumlah
penduduk (Yayasan Kanker Indonesia, 2006). American Cancer Society
melaporkan pada tahun 2007 telah terjadi kematian di dunia karena penyakit
kanker sebanyak 7,6 juta (Wikipedia, 2008). Hasil Survai Kesehatan Rumah
Tangga (SKRT) Departemen Kesehatan RI menyatakan bahwa jumlah
kematian yang disebabkan kanker meningkat terhadap jumlah penduduk dari
tahun ke tahun yaitu tahun 1989 terdapat 4,5 % jumlah kematian, 4,7% pada
tahun 1992, dan 4,9 % pada tahun 1995 (Yayasan Kanker Indonesia, 2006).
Fakta yang ada dari pertambahan jumlah penderita kanker yang
terjangkit setiap tahun menandakan bahwa masalah tersebut dipicu oleh
kemajuan peradaban yang semakin pesat dalam berbagai bidang yang ada
hubungannya dengan penyebab kanker yang tidak dapat dihindari. Sebagian
besar timbulnya kanker disebabkan oleh gaya hidup yang tidak sehat seperti
Sintesis senyawa..., Husniati, FMIPA UI, 2008
2
kebiasaan makan tidak seimbang, kebiasaan merokok dan minum alkohol,
paparan bahan radioaktif atau sinar matahari yang berlebihan, dan
pencemaran lingkungan oleh limbah bahan berbahaya. Hal-hal tersebut
dapat memberi kontribusi dalam memperburuk kondisi kesehatan
masyarakat saat ini dan memberikan akibat munculnya berbagai jenis kanker
sebagai faktor dominan penyebab kematian seseorang (Siswondono, 2004,
Wikipedia, 2008).
Penyakit kanker ditandai oleh kontrol pertumbuhan dan pembagian sel
yang tidak terbatas dan bersifat agresif, invasif dan menyebar ke jaringan
dan bagian tubuh yang lain. Kanker dapat terjadi pada semua orang baik tua
maupun muda pada berbagai organ tubuh manusia (Wikipedia, 2008).
Penyakit kanker darah (leukemia) di Indonesia menduduki peringkat tertinggi
pada usia anak-anak. Penderita kanker darah dapat mencapai 25-30 persen
dari seluruh penderita kanker. dr. Djajadiman Gatot dari sub bagian
hematologi-onkologi, bagian ilmu kesehatan anak Fakultas Kedokteran
Universitas Indonesia Rumah Sakit Cipto Mangunkusumo (FKUI-RSCM),
menjelaskan, terjadinya leukemia disebabkan bertambahnya sel darah putih
abnormal secara berlebihan dan tidak terkendali, menyebar ke seluruh
bagian tubuh mengakibatkan gangguan bahkan merusak fungsi tubuh.
Selain penyakit leukemia banyak terjadi pada usia anak, penyakit lain seperti
tumor otak, kanker mata/ retinoblastoma, dan kanker usus juga banyak
menyerang anak-anak (Siswandono, 2004).
Perkembangan yang pesat dari jumlah penderita kanker yang
mengalami kematian mendorong berbagai upaya dalam melakukan
Sintesis senyawa..., Husniati, FMIPA UI, 2008
3
penelitian, penemuan, dan produksi obat untuk diagnosis, pengobatan,
maupun pencegahan yang lebih tepat. Penelitian tentang berbagai obat yang
berpotensi sebagai antikanker telah dilakukan mulai dari isolasi bahan alam
sampai dengan sintesis senyawa obat baru. Senyawa obat yang diperoleh
dari hasil isolasi bahan alam dari berbagai sumber seperti tumbuhan, hewan,
maupun mikroorganisme terdapat dalam jumlah yang terbatas. Kemajuan
teknologi memungkinkan untuk melakukan sintesis senyawa obat baru
berdasarkan modifikasi struktur antibiotika yang sebelumnya telah ditemukan
secara alamiah dari hasil isolasi bahan alam. Penemuan obat baru dengan
cara pengembangan struktur senyawa induk yang telah diketahui
aktivitasnya diyakini lebih ekonomis, efisien, dan sederhana, sehingga
pengembangan sintesis senyawa obat baru tersebut dapat memiliki aktivitas
antikanker mendekati aktivitas senyawa aslinya atau lebih aktif (Siswandono
& Soekardjo, 2000, Patrick, 2001).
UK-3 sebagai komponen minor telah berhasil diisolasi dari miselium
Streptomyces sp. 517-02. Senyawa UK-3 merupakan senyawa kompleks
yang terdiri dari lima komponen yaitu: UK-3A, UK-3B, UK-3C, UK-3D, dan
UK-3E, dan senyawa UK-3A merupakan komponen utamanya. Senyawa UK-
2 sebagai komponen mayor juga telah diisolasi dari isolat tersebut dan
memiliki aktivitas sebagai anti bakteri dan anti jamur (Shimano, et al., 1998)
sedangkan senyawa UK-3A memiliki aktivitas dalam menghambat
pertumbuhan jamur, bakteri, dan sel kanker, sehingga berpotensi untuk
dijadikan sebagai salah satu obat anti jamur, anti bakteri dan anti kanker
(Hanafi, 1995). Ueki, et al., (1997) melaporkan bahwa senyawa UK-3A telah
Sintesis senyawa..., Husniati, FMIPA UI, 2008
4
terbukti memiliki daya sitotoksik terhadap pertumbuhan sel kanker Murine
leukemia P-388 dengan nilai IC50 sebesar 1,5 µg/mL (Ueki, et al., 1997a, Ueki,
et al., 1997b ). Sintesis senyawa UK-3A dilakukan melalui beberapa rute reaksi
yang cukup panjang sehingga memerlukan pembiayaan yang cukup besar dan
kurang ekonomis (Hanafi, 1995). Sintesis senyawa baru berdasarkan
modifikasi struktur UK-3A telah dirancang untuk memperoleh senyawa analog
dengan UK-3A induk, sintesis tersebut dilakukan melalui rute reaksi lebih
sederhana dan memerlukan pembiayaan yang cukup ringan namun tetap
memiliki aktivitas biologi relatif sama atau lebih besar dari senyawa UK-3A
induk.
Penelitian ini dilakukan untuk mensintesis empat senyawa baru analog
UK-3A yaitu senyawa 3-hidroksi-N-oktilpikolinamida [S1], 2-hidroksi-N-fenil-
benzamida [S2], 3-hidroksi-N-fenilpikolinamida [S3], dan 2-hidroksi-N-
oktilbenzamida [S4]. Sintesis beberapa senyawa baru tersebut dilakukan
melalui satu tahapan reaksi yaitu reaksi amidasi. Keempat senyawa analog
tersebut diharapkan dapat dikembangkan untuk mendapatkan senyawa obat
dengan rendemen (yield) yang cukup tinggi, mempunyai aktivitas dalam
menghambat pertumbuhan sel kanker terutama leukemia, dan dihasilkan dari
reaksi sederhana. Masing-masing rancangan senyawa analog tersebut
memiliki gugus aktif yang sama dengan UK-3A seperti gugus hidroksil (-OH)
dan amida (-CONH). Gugus aktif tersebut memiliki aktivitas dalam
menghambat pertumbuhan sel kanker maupun mikroba (Hanafi, 1997).
Modifikasi percobaan sintesis senyawa baru dalam penelitian ini dibuat dengan
cara melakukan:
Sintesis senyawa..., Husniati, FMIPA UI, 2008
5
a. variasi dalam rantai samping amida struktur UK-3A dengan gugus
aromatik dan gugus alifatik rantai panjang yang bersifat lipofilik.
b. variasi gugus hidroksil dari cincin aromatik yang diikat oleh gugus piridin
(pikolinat) atau gugus fenol (salisilat).
Hasil penelitian yang telah dilaporkan sebelumnya (Wulandari, 2007,
Adinata, 2007) bahwa modifikasi dilakton rantai tertutup yang sulit disintesis
diubah menjadi rantai terbuka yang mengandung rantai panjang dan bersifat
lipofilik dapat memberikan aktivitas terhadap sel kanker leukemia. Hasil sintesis
senyawa analog pada penelitian ini diharapkan dapat memberikan pula
informasi ilmiah mengenai pengaruh kehilangan dilakton cincin sembilan
menjadi senyawa amida yang terbentuk dari ikatan amida dengan asam
aromatiknya melalui beberapa perlakuan percobaan yang telah disebutkan di
atas dan selanjutnya dilakukan uji aktivitas biologi dalam menghambat
pertumbuhan sel kanker Murine leukemia P-388.
1.2. Tujuan penelitian:
1. Melakukan sintesis senyawa analog UK-3A melalui reaksi amidasi
terhadap senyawa 3-hidroksi-N-oktilpikolinamida [S1], 2-hidroksi-N-
fenil-benzamida [S2], 3-hidroksi-N-fenilpikolinamida [S3], dan 2-
hidroksi-N-oktilbenzamida [S4].
2. Menentukan aktivitas biologi dari masing-masing senyawa hasil
sintesis terhadap sel kanker Murine leukemia P-388 dibandingkan
Sintesis senyawa..., Husniati, FMIPA UI, 2008
6
dengan aktivitas biologi senyawa Antimisin A3 (AA) sebagai standar
senyawa yang memiliki sifat antibiotik dan antikanker.
1.3. Manfaat Penelitian
Hasil penelitian ini diharapkan dapat memberikan kajian dan informasi
ilmiah mengenai hasil síntesis senyawa analog baru yang kemungkinan
mempunyai potensi sebagai obat antikanker seperti UK-3A. Senyawa-
senyawa yang dihasilkan tersebut adalah senyawa sederhana dan dapat
dikembangkan sebagai calon obat antikanker yang bermanfaat untuk
penyembuhan penyakit kanker. Modifikasi gugus fungsi yang telah dirancang
dalam penelitian ini bermanfaat untuk mendapatkan informasi mengenai
hubungan struktur kimia relatif terhadap aktivitas biologi senyawa dalam
menghambat pertumbuhan sel kanker leukemia secara invitro.
1.4. Hipotesis
a. Variasi gugus aktif bersifat non polar atau lipofilik dari senyawa
analog dapat mempengaruhi aktivitas biologi senyawa dalam
menghambat pertumbuhan sel kanker Murine leukemia P-388.
b. Gugus hidroksil yang terikat pada cincin piridin (pikolinat) atau
cincin fenol (gugus salisilat) dapat memberikan perbedaan
bioaktivitas
Sintesis senyawa..., Husniati, FMIPA UI, 2008
II. TINJAUAN PUSTAKA
2.1. Senyawa UK-3A
Penelitian Ueki et.al telah berhasil mengisolasi senyawa antibiotika
baru UK-1, UK-2, dan UK-3 dari mycelium Streptomyces sp. 517-02 yang
diperoleh dari contoh tanah di sekitar kampus Sugimoto, Universitas Osaka,
Jepang (Ueki,et.al.,1996a; Hanafi,et.al., 1996; Taniguchi, et.al., 1995).
Antibiotika UK-2 diisolasi dari mycelium sebagai komponen mayor
sedangkan UK-1 dan UK-3 sebagai komponen minornya (Ueki,et.al.,1996a).
Senyawa UK-1 mengandung gugus benzoxazol, komponen dalam senyawa
tersebut yang mempunyai sifat anti kanker sedangkan sifat anti jamur telah
dibuktikan pada senyawa UK-2A, UK-2B, UK-2C, dan UK-2D yang
mengandung dilakton cincin sembilan (Ueki, et.al.,1993; Shibata, et.al., 1993;
Hanafi,et.al.,1996; Ueki,et.al.,1996). UK-3 sebagai komponen minor dalam
mycelium ini merupakan senyawa aktif sebagai anti jamur dan anti kanker.
Senyawa UK-3 diperoleh sebagai senyawa kompleks yang terdiri dari lima
komponen A, B, C, D, dan E, dan senyawa UK-3A merupakan komponen
utamanya dan struktur molekulnya telah diketahui namun struktur untuk
komponen lain seperti, UK-3B, UK-3C, UK-3D, dan UK-3E, belum ditetapkan
kemungkinan mempunyai kemiripan dengan struktur UK-3A dengan
perbedaan hanya pada panjang rantai ester yang terikat pada C-3 (Shimano,
et.al.,1998).
Sintesis senyawa..., Husniati, FMIPA UI, 2008
8
Senyawa UK-2A mempunyai kemiripan struktur dengan senyawa
antimycin A3 (AA) yang telah dikenal baik sebagai antibiotika anti jamur
(Wikipedia, 2008; Ueki,et.al., 1996; Hanafi, et.al., 1996; Ueki, et.al., 1997b;
Usuki, et.al., 2005; Murray, 2003). AA menginhibisi transfer elektron antara
cyt b dan cyt c1 dalam rantai respirasi dalam mitokondria dengan cara
mengikat kompleks III protein sehingga tidak terjadi konversi energi untuk
kelangsungan hidupnya. Sitokrom oksidase merupakan komponen terakhir
rantai respirasi dalam mitokondria dan bertanggung jawab untuk transfer
elektron dari reaksi oksidasi molekul substrat oleh dehidrogenase ke oksigen
sebagai akseptornya (Murray, 2003). Kemiripan struktur antara kedua
senyawa, UK-2A maupun AA, sama-sama memiliki gugus dilakton cincin
sembilan yang terikat oleh ikatan amida. UK-2A memiliki struktur molekul
yang sebagian terdiri atas 3-hidroksi-4-metoksi pikolinat sedangkan struktur
senyawa AA adalah 3-formamido salisilat. Akivitas anti kanker dari senyawa
UK-2A telah dilaporkan kurang aktif terhadap beberapa sel mamalia seperti
P388, B16, LLC-PK1, KB, dan COLO201 dibandingkan senyawa AA (Usuki,
et.al., 2005). Shimano (1998) memberi batasan bahwa suatu senyawa tidak
memperlihatkan aktivitas biologi dengan IC50 di atas 100 µg/mL untuk
beberapa jenis sel kanker tertentu (Shimano, 1998).
Senyawa UK-3A juga memiliki kemiripan struktur molekul dengan UK-
2A. Senyawa UK-3A tidak memiliki gugus metoksi sebagaimana senyawa
UK-2A namun pada cincin piridinnya terdapat gugus hidroksil OH (Gambar
1). UK-3A merupakan antibiotik alamiah yang mempunyai aktivitas biologi
dalam menghambat pertumbuhan sel kanker sehingga berfungsi sebagai
Sintesis senyawa..., Husniati, FMIPA UI, 2008
9
obat anti kanker. Aktivitas tersebut dinyatakan juga sebagai aktivitas
sitotoksik. Hasil uji beberapa sel kanker terhadap UK-3A ditunjukkan bahwa
UK-3A memiliki aktivitas yang tinggi dalam menghambat pertumbuhan sel
kanker. Senyawa UK-3A juga memiliki struktur yang mirip dengan senyawa
AA. Gugus hidroksi pada senyawa tersebut mempunyai kemampuan
meningkatkan aktivitas dalam menghambat pertumbuhan sel kanker (Hanafi
& Thelma, 1998 ; Ueki, et al., 1997a; Ueki, et al., 1997b).
N
OH O
HN
O
O
O
O
O
O
RUK-2A : R = OMeUK-3A : R = H
Antimisin A3OH O
HN
O
O
O
O
O
O
NH
H O
Gambar 1. Struktur UK-2A, UK-3A, dan Antimisin A3
Studi hubungan gugus-gugus aktif yang berperan dalam struktur
molekul terhadap aktivitas biologi memberikan informasi dalam
Sintesis senyawa..., Husniati, FMIPA UI, 2008
10
pengembangan sintesis senyawa analog (Patrick, 2001). Gugus-gugus aktif
pada senyawa UK-2A dan UK-3A dapat diketahui melalui reaksi metilasi dan
reaksi pemutusan rantai pada senyawa UK-2A yang memiliki kemiripan
struktur dengan senyawa UK-3A. Metilasi senyawa UK-2A dengan
diazometan dihasilkan senyawa UK-2A termetilasi pada gugus hidroksilnya
(UK-2A OMe) dan senyawa UK-2A termetilasi pada gugus amidanya (UK-2A
NMe) (Gambar 2). Berdasarkan data uji aktivitas anti kanker untuk kedua
senyawa UK-2A yang termetilasi, UK-2A (OMe) dan UK-2A (NMe),
menunjukkan bahwa terjadi kehilangan aktivitas biologi sebagai antikanker.
Hal ini membuktikan bahwa gugus hidroksil dan amida dalam keadaan bebas
merupakan gugus aktifnya. Apabila gugus-gugus aktif tersebut tersubstitusi
oleh molekul tertentu dapat menghilangkan daya sitotoksiknya (Hanafi, et
al.,1996).
Peran gugus aktif dilakton cincin sembilan dapat juga diamati pada
reaksi pemutusan rantai senyawa UK-2A. Hasil reaksi pemutusan rantai atau
hidrolisis dengan menggunakan gas HCl dalam metanol sesuai Gambar 2,
menghasilkan senyawa 4-metoksi-3-hidroksipikolinil-metil-serin-ester
(HPMSE) dan senyawa 2-benzil-3-hidroksi-4-metil-γ-butirolakton. Aktivitas
antijamur untuk kedua senyawa hasil hidrolisis tersebut menjadi hilang jika
dibandingkan dengan senyawa awal, UK-2A, yang memiliki aktivitas biologi
(Hanafi, et al.,1996).
Sintesis senyawa..., Husniati, FMIPA UI, 2008
11
N
O O
HN
O
O
O
O
O
O
O
N
OH O
N
O
O
O
O
O
O
O
UK-2A (NMe)UK-2A (OMe)
N
OH O
HN
O
O
O
O
O
O
O
UK-2A
N
OH O
HN
O
OH
O
OHO
O
HCl(g), MeOH O
O
4-metoksi-3-hidroksipikolinil-metil-serin-ester
2-benzil-3-hidroksi-4-metil-γ-butirolakton
asam isobutirat Gambar 2. Struktur senyawa UK-2A (OMe) dan UK-2A (NMe) dan hasil
reaksi hidrolisis senyawa UK-2A (Hanafi, et al.,1995).
Senyawa UK-3A mempunyai aktivitas dalam menghambat
pertumbuhan sel kanker P388, sel kanker B16, sel kanker KB dan sel kanker
COLO-201 seperti ditunjukkan pada Tabel 1. UK-3A memiliki aktivitas yang
tinggi dalam menghambat pertumbuhan sel kanker tertentu dibuktikan dari
nilai IC50 dibawah 100 µg/mL (Shimano, 1998). Hasil uji beberapa senyawa
Sintesis senyawa..., Husniati, FMIPA UI, 2008
12
yang ditunjukkan dalam Tabel tersebut disertai oleh senyawa AA sebagai
senyawa standar anti kanker (Ueki,et all, 1997).
Tabel 1. Nilai IC50 (µg/mL) dari hasil uji senyawa UK-3A, UK-2A, UK-2
(OMe), UK-2 (NMe), dan AA terhadap hambatan pertumbuhan sel kanker (Ueki,et all., 1997)
Sel kanker UK-3A UK-2A UK-2 (OMe) UK-2 (NMe) AA
P388 38 100 60 >100 0,015
B16 18 100 50 >100 0,020
KB 20 17 - - 0,063
COLO-201 45 35 - - 0,018
3T3 100 100 - - 15
Keterangan :
• P388 = Mouse Leukemia
• B16 = Mouse Melanoma
• KB = Human Oral Epidermoid Carcinoma KB
• COLO-201 = Human Colon Adenocarcinoma COLO-201
• 3T3 = Mouse Fibroblast 3T3
Senyawa AA digunakan sebagai standar uji untuk senyawa UK-2A
dan UK-3A (Hanafi, et al., 1996) karena kedua senyawa memiliki struktur
yang menyerupai senyawa AA. Senyawa AA dihasilkan dari Streptomyces
sp. K01-0031 (Shiomi, et al., 2005) dan telah diketahui memiliki aktivitas
antikanker yang sangat tinggi. Senyawa AA diketahui mempunyai posisi
yang tepat terhadap pusat aktif protein Bcl-2 yang diperlukan dalam proses
apoptosis melalui jalur intrinsik (Martin, 1999). Bcl-2 adalah kelompok protein
Sintesis senyawa..., Husniati, FMIPA UI, 2008
13
yang mempunyai peranan dalam pembawa sinyal apoptosis dalam sel
(Leusault, et.al., 2002; Shi, et al., 2003). Apoptosis adalah gejala fisiologis
secara normal dari kematian terprogram sel bunuh diri. Apoptosis merupakan
mekanisme penting untuk mencegah proliferasi sel yang mengalami
kerusakan DNA, agar sel-sel dengan lesi DNA tersebut tidak dapat
dilipatgandakan. Kelainan pada mekanisme apoptosis dapat meningkatkan
ketahanan hidup sel dan menyebabkan ekspansi sel ganas (Martin, 1996;
Bowolaksono, 2007). Antimisin A3 dapat menginduksi apoptosis sel
leukemia HL-60. Bcl-2 terdapat dalam 90% sel kanker usus, 80% B-sel
limfomas, dan 70% sel kanker payudara (Liu et al. 2003).
2.2. Sintesis Senyawa Analog UK-3A
Senyawa analog adalah senyawa yang dibuat berdasarkan senyawa
induk yang telah ditemukan mempunyai aktivitas biologi. Ada dua alasan
penting disintesisnya senyawa analog ini adalah sebagai studi identifikasi
gugus fungsi yang penting dalam menjelaskan mekanisme pengikatan
senyawa induk dengan targetnya serta mempunyai keuntungan dalam
pengembangan obat bahwa aktivitas senyawa induk dapat diperbaiki dan
mengurangi efek samping. Sintesis senyawa analog mempunyai seminimal
mungkin tahapan reaksi dan menggunakan bermacam-macam reaktan
sehingga sebanyak mungkin senyawa analog berbeda dapat disintesis
(Patrick, 2001).
Sintesis senyawa analog mempunyai tujuan untuk menciptakan suatu
senyawa baru yang serupa dengan senyawa induknya dan diramalkan
Sintesis senyawa..., Husniati, FMIPA UI, 2008
14
mempunyai sifat lebih unggul/lebih aktif (Pine, et.al., 1998). Sintesis senyawa
analog dilakukan dengan cara melakukan modifikasi dalam struktur molekul
senyawa induk yang telah diketahui mempunyai aktivitas tertentu.
Keuntungan melakukan modifikasi struktur molekul adalah; (1) senyawa
analog diharapkan mempunyai sifat farmakologis yang serupa atau lebih
unggul, (2) menemukan gugus pharmacophore penting pada bagian molekul
obat yang dapat memberikan aksi farmakologis, (3) produksi senyawa obat
menjadi cepat dan lebih ekonomis (Siswondono & Soekardjo, 2000).
Modifikasi struktur molekul telah dikembangkan pada awal tahun 1974
oleh suatu pendekatan dari model Topliss. Model Topliss dikembangkan
berdasarkan pendekatan hubungan struktur yang akan dirancang serupa
dengan struktur induk yang telah diketahui mempunyai aktivitas. Modifikasi
model Topliss adalah memasukkan gugus-gugus yang mempunyai sifat
lipofilik, elektronik, dan sterik tertentu pada posisi tertentu dari struktur
senyawa induk. Hasil rancangan modifikasi tersebut dihasilkan senyawa
yang memiliki aktivitas relatif lebih tinggi, serupa, atau lebih rendah
dibandingkan dengan aktivitas yang dimiliki oleh senyawa induk, kemudian
jalur sintesis ditetapkan berdasarkan rute sintesis yang paling
menguntungkan (Widodo, 1998). Model Topliss yang telah dilakukan melalui
modifikasi struktur di ataranya adalah modifikasi pada cincin aromatik dan
rantai gugus alkil yang kemungkinan terdapat senyawa ester, keton, amin
dan amida (Siswandono & Soekardjo, 2000).
Sintesis senyawa..., Husniati, FMIPA UI, 2008
15
2.3. Strategi Perancangan Sintesis Senyawa Analog UK-3A
Strategi perancangan dalam suatu sintesis senyawa analog dari
struktur senyawa induk dilakukan berdasarkan aktivitas senyawa induk yang
telah diketahui mempunyai aktivitas tertentu. Pada penelitian ini telah
dilakukan modifikasi struktur molekul dalam senyawa analog UK-3A dengan
cara melakukan variasi dalam struktur molekul senyawa induk. Beberapa
variasi yang dilakukan dalam merancang senyawa analog UK-3A di
antaranya adalah (1) mengganti cincin piridin dengan fenol dan gugus
hidroksil (-OH) ada pada cincin aromatik tersebut, (2) mengubah gugus
dilakton cincin sembilan menjadi rantai terbuka. Kedua teknik modifikasi dari
struktur senyawa UK-3A induk tersebut dapat memberikan informasi
mengenai pembentukan senyawa baru dengan bahan dasar yang cukup
murah, tidak menimbulkan efek samping, tetapi memiliki aktivitas menyerupai
atau lebih tinggi dari senyawa induknya (Hanafi,et.al. 1997)
Modifikasi struktur molekul yang telah dikembangkan oleh Hanafi, et.al.
(Hanafi, et.al., 2008) mengenai pengaruh lipofilisitas beberapa senyawa
analog UK-3A terhadap aktivitas antikanker leukemia P388 memberikan hasil
signifikan dengan adanya kenaikan lipofilisitas. Struktur dilakton cincin
sembilan dalam senyawa UK-3A apabila mengalami hidrolisis oleh
asam/basa atau mengalami trans esterifikasi menghasilkan senyawa seperti
ditunjukkan pada Gambar 3 yaitu 3-hidroksipikoliin serin metil ester (HPSME)
dan ester lakton cincin lima. Kedua senyawa hasil reaksi hidrolisis, HPSME
dan lakton cincin lima, masing-masing tidak mempunyai aktivitas anti kanker
Sintesis senyawa..., Husniati, FMIPA UI, 2008
16
terutama pada sel Murine leukemia P-388 yang sebelumnya ada aktivitas
anti kanker dalam senyawa UK-3A induk. Dengan demikian dapat dikatakan
bahwa dilakton cincin sembilan mempunyai peranan penting dalam aktivitas
antikanker (Hanafi, et.al.,2008).
N
OH O
HN
O
O
O
O
O
O
H
UK-3A
N
O O
HN
O
OH
O
O
O
OH
H
HPSME
Senyawa dilkton cincin lima Gambar 3. Struktur molekul hidrolisis UK-3A
Beberapa teknik telah dikembangkan untuk meningkatkan aktivitas
dari senyawa hidroksipikolinil serin metil ester (HPSME) melalui reaksi
esterifikasi senyawa ini dengan beberapa senyawa asam karboksilat
sehingga menghasilkan pembentukan senyawa baru yang memiliki struktur
dilakton cincin terbuka dengan gugus ester rantai panjang yang bersifat non
polar (lipofil) (Hanafi, et.al.,2008). Lipofilisitas dari senyawa tersebut
memberikan pengaruh terhadap kemampuannya untuk menembus membran
sel kanker yang sebagian besar penyusunnya adalah senyawa lipid. Makin
lipofil suatu senyawa maka makin tinggi bioaktivitas senyawa tersebut untuk
Sintesis senyawa..., Husniati, FMIPA UI, 2008
17
berinteraksi dengan reseptor dalam jaringan target namun bioaktivitas
senyawa tersebut mencapai batas maksimal kemudian akan turun bila sifat
hidrofilik senyawa hilang (Siswandono & Soekardjo, 2000). Membran sel
tersusun oleh lipid, protein dan karbohidrat. Molekul non polar hanya
memerlukan sedikit energi bebas untuk berpindah ke dalam medium
hidrofilik, namun pada ujung yang lain tidak banyak energi yang dikeluarkan
karena sifat hidropobik/lipofilik yang sama (Murray, 2003). Salah satu contoh
hasil penelitian sintesis senyawa lipofilik tersebut adalah PSMOE (3-hidroksi
pikolinil serin metil oktil ester) memberikan nilai IC50 15,4 µg/mLuntuk sel
kanker Murine leukemia P-388 lebih tinggi dari pada aktivitas antikanker
senyawa UK-3A induk (Hanafi, et.al.,2008). Peningkatan aktivitas senyawa
HPSME juga telah dilakukan oleh Wulandari (2007) melalui reaksi esterifikasi
dan diperoleh senyawa PLGP (L-diamilpikolinil glutamat ester) dan PLGH (L-
diheksil-pikolinil glutamat ester) masing-masing memberikan nilai IC50 untuk
sel kanker Murine leukemia P-388 adalah 9 dan 8,4 µg/mL. Sintesis senyawa
lipofil lain juga telah dibuktikan dari penelitian Adinata (2007), diperoleh
senyawa EA1 (3-hidroksi pikolinil dioktil glutamat) dan EA2 (2-hidroksi
nikotinil dioktil glutama) memberikan berturut-turut nilai IC50 9,8 dan 5µg/mL
(Adinata, 2007; Wulandari, 2007).
Pada penelitian ini dilakukan beberapa sintesis senyawa analog UK-
3A melalui reaksi amidasi yaitu 3-hidroksi-N-oktilpikolinamida [S1] dengan
rumus molekul C14H22 O2N2, 2-hidroksi-N-fenil-benzamida [S2] dengan rumus
molekul C13H11NO2, 3-hidroksi-N-fenilpikolinamida [S3] dengan rumus
Sintesis senyawa..., Husniati, FMIPA UI, 2008
18
molekul C12H10N2O2, dan 2-hidroksi-N-oktilbenzamida [S4] dengan rumus
molekul C15H23NO2. Sintesis senyawa analog yang dilakukan dalam
penelitian ini dengan cara menghilangkan gugus dilakton rantai terbuka
sehingga senyawa analog baru menjadi lebih sederhana karena
pembentukannya melalui satu tahap reaksi yaitu reaksi amidasi antara suatu
asam karboksilat dengan amina primer. Senyawa analog ini tetap
mempertahankan gugus-gugus aktif seperti hidroksil -OH dan amida –CONH
dan memiliki perbedaan pada sifat lipofilisitas senyawa analog berantai
panjang alifatik atau aromatik untuk posisi pengikatan gugus aktif hidroksil (-
OH) aromatik pada cincin piridin (pikolinat) atau fenol (salisilat). Variasi-variasi
tersebut diharapkan akan memberikan informasi masing-masing prilaku
pembentukan senyawa sehingga dapat dibuktikan peranan suatu gugus aktif
dalam meningkatkan aktivitas penghambatan pertumbuhan sel kanker
Murine leukemia P-388.
Reagen-reagen bahan baku yang dibutuhkan dalam reaksi sintesis
dapat diketahui dengan cara melakukan proses retrosintesis (Gambar 4).
Pembentukan senyawa A (kelompok senyawa pikolinamida) yaitu 3-hidroksi-
N-oktilpikolinamida [S1] dan 3-hidroksi-N-fenilpikolinamida [S3], diperoleh
dari reaksi antara asam 3-hidroksipikolinat dengan amina primer dari
oktilamin dan arilamin. Kelompok senyawa benzamida (senyawa B)
diperoleh dari bahan baku asam salisilat dengan amina primer bila aminanya
dari oktil amin maka dihasilkan senyawa 2-hidroksi-N-oktilbenzamida [S4]
dan anilin untuk senyawa 2-hidroksi-N-fenil-benzamida [S2].
Sintesis senyawa..., Husniati, FMIPA UI, 2008
19
OH
HN
O
R
[S2]=2-hidroksi-N-fenilbenzamida, R=aril[S4]=2-hidroksi-N-oktilbenzamida, R=oktil
OH
OH
OAsam salisilat
H2N R
B
N
OH
HN
O
R
[S1]=3-hidroksi-N-oktilpikolinamida, R=oktil[S3]=3-hidroksi-N-fenilpikolinamida, R=aril
N
OH
OH
O
Asam 3-hidroksipikolinat
H2N R
A
R=oktil/aril
R=oktil/aril
Gambar 4. Retrosintesis senyawa A=pikolinamida dan B=benzamida (R=C8H17/C6H5)
Berdasarkan hasil retrosintesis tersebut kemudian disusun tahapan
reaksi dengan menambahkan reagen-reagen yang dibutuhkan. Tahapan
reaksi sintesis senyawa tersebut dapat dilihat pada Gambar 5.
R=oktil/aril
H2N R
N
OH
OH
O
Asam 3-hidroksipikolinat
DCC/DMAP
24 jam,600C
N
OH
HN
O
R
[S1]=3-hidroksi-N-oktilpikolinamida, R=oktil[S3]=3-hidroksi-N-fenilpikolinamida, R=aril
A
R=aril/oktil
H2N R
OH
HN
O
R
[S2]=2-hidroksi-N-fenilbenzamida, R=aril[S4]=2-hidroksi-N-oktilbenzamida, R=oktil
DCC/DMAP
24 jam,600C
OH
OH
O
Asam salisilat
B
Gambar 5. Tahapan reaksi pembentukan senyawa A=pikolinamida dan B= benzamida (R=C8H17/ C6H5).
Sintesis senyawa..., Husniati, FMIPA UI, 2008
20
Secara umum, reaksi sintesis senyawa analog UK-3A pada Gambar 5
adalah reaksi amidasi. Agar reaksi bekerja secara optimal maka diperlukan
suatu katalis. Katalis adalah suatu zat yang mempunyai fungsi dapat
mempercepat reaksi kimia dengan cara menurunkan energi aktivasi. Katalis
yang biasa digunakan dalam reaksi amidasi adalah katalis basa seperti
golongan klorida asam dan 4-dimetil amino piridin (DMAP) (Carey &
Sunberg, 1991).
2.4. Reaksi Amidasi
Senyawa amida adalah senyawa turunan dari asam karboksilat yang
terbentuk dari substitusi gugus hidroksil (-OH) dengan gugus amina (-NH2).
Reaksi amidasi dapat berlangsung secara optimal dengan adanya
penggunaan aktivator dan katalisator. Aktivator yang umum digunakan
adalah karbodiimidazol (CDI) dan N,N-disikloheksilkarbodiimida (DCC).
Katalisator yang sering digunakan dalam reaksi amidasi adalah N,N-4-dimetil
aminopiridin (DMAP), N-hidroksibenzotriazol (HOBt), N-hidroksi suksinamida
(HOSu) dalam berbagai pelarut seperti tetrahidrofuran (THF), diklorolometan,
dimetilformamida (DMF), piridin, dan trietilamin (Carey & Sunberg, 1991).
Senyawa N,N’-disikloheksilkarbodiimida (DCC) adalah senyawa yang
berfungsi mengaktifkan gugus karboksilat menjadi suatu agen pengasilasi
yang reaktif. Gugus aktif senyawa ini adalah gugus imida dari isourea (-
N=C=N-) yang mengandung atom pusat karbon yang kekurangan elektron
setelah bereaksi dengan proton dari asam karboksilat sehingga sangat
Sintesis senyawa..., Husniati, FMIPA UI, 2008
21
mudah diserang oleh suatu nukleofilik dan membentuk asil isourea. Gugus
asil isourea ini sangat reaktif karena mampu memecah ikatan asil-oksigen
dan mengubah ikatan rangkap karbon-nitrogen dari isourea menjadi gugus
karbonil yang lebih stabil. Pada akhir reaksi terbentuk disikloheksilurea
(DCU) sebagai hasil samping penggunaan DCC. DCU berupa padatan yang
tak larut dalam sebagian besar pelarut organik (Bailey, 1992; March, 1992).
Mekanisme reaksi pengaktifasi gugus karboksilat dengan menggunakan
aktivator DCC dapat dilihat pada Gambar 6.
R C
O
OHN C N
R C
O
O N C N
H-+
+
R C
O
O C
N
NH R C
O
+O C
NH
NH+
DCU
DCC
Gambar 6. Mekanisme reaksi pengaktifan gugus karboksilat oleh aktivator
DCC (Carey & Sunberg, 1991; Bailey, 1992). Senyawa N,N-4-dimetil amino piridin (DMAP) adalah senyawa yang
mempunyai fungsi sebagai katalis. DMAP memiliki efek katalitik yang kuat
dan digunakan sebagai katalis nukleofilik. Gugus dimetil amino dalam DMAP
berfungsi sebagai substituen donor elektron, memperbesar efek
Sintesis senyawa..., Husniati, FMIPA UI, 2008
22
nukleofilisitas dan kebasaan dari nitrogen piridin. Mekanisme reaksi amidasi
yang dikatalisis oleh DMAP dan diaktivasi oleh DCC dapat ditunjukkan pada
Gambar 7. Penggabungan aktivasi karboksil oleh DCC dan katalis DMAP
secara bersamaan merupakan suatu metode untuk mengaktivasi asam
karboksilat ketika akan direaksikan dengan nukleofil seperti alkohol atau
amida pada temperatur kamar (Hanafi, et.al., 1997).
N
N
N
N R
O
O
C
N
N
C6H11
C6H11
R
O
OC
N
NH
C6H11
C6H11
DCC
..
..
R=hidroksi piridin/fenol
R
O
O
N
N
H
C
NH
NH
C6H11
O
C6H11
R
O
H2N R'R
O
NR'
DCU
H
R
O
O
R'=alkil/aril
H
Senyawa amida
DMAP
N
N
H
Gambar 7. Mekanisme katalisis reaksi amidasi yang dikatalisis oleh DMAP
dan diaktivasi oleh DCC
Sintesis senyawa..., Husniati, FMIPA UI, 2008
23
2.5. Perkembangan Senyawa Analog UK-3A
Sintesis senyawa analog yang telah dilakukan dan dilaporkan
sebelum ini adalah hasil modifikasi pada gugus dilakton cincin sembilan
menjadi rantai terbuka dan rantai alifatik panjang. Variasi tersebut
memberikan pengaruh terhadap aktivitas biologis/daya sitotoksik senyawa
analog terhadap sel kanker Murine leukemia P-388 (Usuki et al. 2006). Tabel
2 diperlihatkan beberapa senyawa analog UK-3A yang telah disintesis pada
penelitian sebelumnya dan hasil uji aktivitas biologis senyawa terhadap sel
kanker Murine leukemia P-388.
Aktivitas biologis dari senyawa analog berdasarkan modifikasi cincin
terbuka ester berantai panjang memberikan hasil penghambatan
pertumbuhan sel kanker Murine leukemia P-388 meningkat oleh adanya
peningkatan lipofilisitas senyawa. Aktivitas beberapa senyawa analog
ditunjukkan pada Tabel tersebut memberikan nilai IC50 lebih rendah dari IC50
untuk senyawa UK-3A induk artinya daya sitotoksik dari senyawa analog UK-
3A lebih tingi dari senyawa induknya.
Sintesis senyawa..., Husniati, FMIPA UI, 2008
24
Tabel 2. Sintesis beberapa senyawa analog UK-3A berdasarkan modifikasi dilakton cincin sembilan
No Nama senyawa Struktur molekul
Aktivitas
IC50
(µg/mL)
Referensi
1
2
3
4
5
6
PLGP (3-
hidroksipikolinil
diamil glutamat)
PLGH (3-
hidroksipikolinil
diheksilglutamat)
NLGH(2-hidroksi
nikotinil diheksil
glutamat)
EA1(3-hidroksi
pikolinil dioktil
glutamat)
EA2 (2-hidroksi
nikotinil dioktil
glutamat)
PSMOE(3-
hidroksipikolinin
serinmetil oktil
ester)
N
OH OOC5H11
COOC5H11
HN
O
N
OH OOC6H13
COOC6H13
HN
O
N
OH OOC6H13
COOC6H13
HN
O
N
OH OOC8H17
COOC8H17
HN
O
N
OH OOC8H17
COOC8H17
HN
O
N
OH O
HN
O
O
O
9
8,4
49
9,8
5
15,4
Wulandari,R
2007
Wulandari,R
2007
Kurnia, A.
2007
Adinata,
E.,2007
Adinata,
E.,2007
Hanafi,2008
Sintesis senyawa..., Husniati, FMIPA UI, 2008
25
2.6. Uji Sitotoksisitas
Uji sitotoksisitas merupakan salah satu contoh uji yang digunakan
untuk mengevaluasi daya sitotoksik suatu senyawa yang akan digunakan
sebagai bahan obat menggunakan kultur sel secara in vitro. Salah satu
syarat uji sitotoksisitas adalah sistem uji tersebut harus menghasilkan kurva
dosis respon yang reproduksibel dan dapat menggambarkan efek senyawa
uji yang sama bila diberikan secara in vivo. Sistem uji sitotoksisitas ini
merupakan uji kuantitatif dan kualitatif dengan cara menetapkan kematian sel
(Budi, 2006).
Pengembangan metode in vitro sebagai alternatif pengganti pengujian
hewan uji mempunyai tujuan untuk mendeteksi potensi ketoksikan suatu obat
pada manusia (Klassen, 2001; Rahmawati, 2004). Umumnya, hasil uji secara
in vitro dapat menggambarkan efek senyawa uji yang sama bila diberikan
secara in vivo dan dapat memberi informasi secara langsung potensi efek
obat pada sel target manusia yang secara ilmiah memberi hasil yang lebih
valid (Rahmawati, 2004).
Uji sitotoksisitas secara in vitro menggunakan sel primer maupun sub
kultur sel yang merupakan turunan dari sel primer yang sering disebut cell
line (Rahmawati, 2004). Cell line yang digunakan dalam uji sitotoksisitas bisa
berasal dari sel kanker manusia maupun hewan. Sel kanker hewan yang
digunakan untuk uji sitotoksisitas harus memiliki kesamaan sifat dan
karakteristik dengan sel kanker manusia (Harborne & Dey, 1991).
Sintesis senyawa..., Husniati, FMIPA UI, 2008
26
Metode yang digunakan dalam uji sitotoksisitas salah satunya adalah
metode MTT. Metode ini didasarkan atas pengukuran intensitas warna
secara kolorimetri. Intensitas warna sebagai hasil metabolisme suatu
substrat oleh sel hidup menjadi produk berwarna. Garam MTT (3-(4,5-
dimetiltiazol-2-il)-2,5-difenil tetrazolium bromida) yang ditambahkan pada
media akan direduksi oleh sistem reduktase suksinat tetrazolium yang
terdapat di dalam mitokondria aktif menjadi formazan yang merupakan zat
warna ungu. Absorbans dari warna yang terbentuk dikuantifikasi pada
panjang gelombang tertentu dengan kisaran λ= 500-600nm dengan
spektrofotometer UV/VIS (Wikipedia, 2008), seperti terlihat dalam Gambar 8
berikut ini :
Gambar 8. Reaksi reduksi MTT menjadi formazan.
Metode lain yang biasa digunakan dalam uji sitotoksisitas adalah
penghitungan jumlah sel langsung di bawah mikroskop dengan bantuan
haemositometer dan metode pewarnaan mengunakan tripan biru (Budi,
2006).
Sintesis senyawa..., Husniati, FMIPA UI, 2008
27
2.7. Penyakit Kanker dan Leukemia
Kanker adalah penyakit akibat pertumbuhan tidak normal dari sel-sel
jaringan tubuh yang berubah menjadi sel kanker dalam perkembangannya
(Wikipedia, 2008). Dalam jaringan tubuh selalu didapatkan sejumlah sel yang
sedang berada dalam siklus membelah diri (proliferasi). Pada jaringan yang
terkena kanker, jumlah sel yang berada dalam siklus membelah diri jauh
lebih besar. Aktivitas sel yang tengah membelah diri umumnya tertinggi pada
saat kanker tersebut masih kecil dan makin menurun dengan membesarnya
volume jaringan kanker tersebut. Proses terjadinya suatu kanker bukanlah
suatu proses sederhana namun diperlukan beberapa faktor penyebab yang
dapat mempengaruhi suatu sel normal berubah menjadi sel kanker dan
selanjutnya sel-sel kanker ini menyebar dan menyusup ke jaringan sehat
pada alat tubuh lainnya dan merusak fungsi alat tubuh tersebut sehingga
dapat menyebabkan kematian (Wikipedia, 2008).
Sel kanker ditandai oleh tiga ciri khas yaitu (1) proliferasi tidak
terkontrol; (2) invasi pada jaringan setempat; (3) penyebaran atau metastasis
ke bagian tubuh lain. Sel tumor (benigna) juga memperlihatkan penurunan
kontrol pertumbuhan namun tidak menyebar ke bagian tubuh yang lain.
Robert K. Murray (2003) menyatakan bahwa kanker terjadi akibat gen yang
mengkontrol pertumbuhan dan interaksi dengan sel normal lain memiliki
pengaturan yang tidak normal yaitu kegagalan dalam koordinasi fungsi gen
yang diperlukan dalam proses proliferasi dan diferensiasi sel. Kegagalan
dalam fungsi gen memberikan perubahan atau mutasi terhadap material
Sintesis senyawa..., Husniati, FMIPA UI, 2008
28
genetik DNA (asam deoksiribonukleat). Penelitian terhadap gen yang
berhubungan dengan fungsi tersebut pada kanker, saat ini telah banyak
dilakukan seperti: gen BRCA1, P53, dan Bcl-2 yang semuanya terdapat di
dalam inti sel.
Suatu sel berubah menjadi kanker, sel tersebut juga dikatakan telah
kehilangan sifat apoptosis, yaitu kemampuan untuk membunuh sel itu
sendiri, sehingga sel terus bertambah. Hal ini terjadi karena mutasi atau
perubahan genetik sel-sel tubuh yang menjadi sel kanker. Banyak hal yang
diduga menjadi bahan pencetus terjadinya mutasi gen antara lain radikal
bebas yang masuk ke dalam tubuh dan adanya virus tertentu yang
menginvasi sel tubuh. Mutasi spontan merupakan predisposisi terhadap
terjadinya sel kanker dengan frekuensi 10-7 -10-6 per sel per generasi.
Kecepatan ini akan meningkat di dalam jaringan yang memiliki laju proliferasi
tinggi sehingga produksi sel dari sel induk menjadi potensial untuk berubah
menjadi sel kanker (Murray, 2003).
Transformasi sel menjadi kanker adalah transformasi sel
menghasilkan sel-sel ganas dengan sifat yang berbeda dari sel normal dan
perilaku progeninya tidak lagi statik. Kejadian tersebut diwujudkan dalam
bentuk kariotipe yang abnormal, laju pertumbuhan semakin bertambah, dan
kecenderungan untuk menginvasi dan bermetastasis. Fenomena
progresivitas tumor mencerminkan ketidakstabilan dari genom sel tumor
sehingga sel dengan laju pertumbuhan yang lebih cepat memiliki keuntungan
selektif. Profil biokimia sel yang sangat ganas mungkin berbeda jauh dari sel
normal. Pada sel tersebut terjadi banyak perubahan pada profil enzim atau
Sintesis senyawa..., Husniati, FMIPA UI, 2008
29
ketidakstabilan dalam kromosom. Sel yang tumbuh cepat cenderung
memaksimalkan proses anabolik yang terlibat dalam pertumbuhan (seperti
sintesis DNA dan RNA) dan menurunkan fungsi katabolik (Murray, 2003).
Leukemia merupakan penyakit kanker yang terjadi pada sel-sel darah.
Sel-sel darah pada mulanya berasal dari satu jenis sel yang disebut sel induk
(stem sel). Stem sel akan berkembang menjadi sel darah merah, sel darah
putih dan keping-keping darah (Wikipedia, 2008). Leukemia terjadi jika
proses pematangan dari stem sel menjadi sel darah putih mengalami
gangguan dan menghasilkan perubahan ke arah keganasan, karena
proliferasi sel leukemia adalah sel bersifat immortal. Terjadinya proliferasi
seringkali melibatkan penyusunan kembali bagian dari kromosom.
Penyusunan kembali kromosom (translokasi kromosom) mengganggu
pengendalian normal dari pembelahan sel, sehingga sel membelah tak
terkendali dan menjadi ganas, dan akhirnya sel-sel tersebut menguasai
sumsum tulang dan menggantikan tempat dari sel-sel yang menghasilkan
sel-sel darah yang normal. Kanker ini juga bisa menyusup ke dalam organ
lainnya, termasuk hati, limpa, kelenjar getah bening, ginjal, dan otak
(Wikipedia, 2008).
Ada beberapa cara untuk menangani kanker tergantung pada
keadaan/stadium kanker itu sendiri. Beberapa penangan tepat menjadi suatu
alternatif untuk menghambat pertumbuhan kanker berubah menjadi ganas di
ataranya adalah operasi transplantasi sum-sum tulang, radioterapi, atau
kemoterapi dengan pemberian obat yang bersifat sitotoksik.
Sintesis senyawa..., Husniati, FMIPA UI, 2008
III. METODE PENELITIAN
3.1. Waktu dan Tempat Penelitian
Penelitian ini telah dilaksanakan di Laboratorium Bahan Alam Pangan
dan Farmasi Pusat Penelitian Kimia Lembaga Ilmu Pengetahuan Indonesia
(LIPI) PUSPIPTEK (Pusat Penelitian Ilmu Pengetahuan dan Teknologi)
Serpong, dan Laboratorium Kimia Organik Bahan Alam, Departemen Kimia
FMIPA Institut Teknologi Bandung (ITB) pada bulan Januari 2008 hingga
April 2008
3.2. Bahan dan Alat
3.2.1. Bahan
a. Bahan baku : asam 3-hidroksipikolinat, oktilamina, asam salisilat,
anilin.
b. Pelarut : n-heksan, etil asetat, aseton, kloroform, metanol, CDCl3,
diklorometan, aquades, larutan HCl 1%, larutan NaOH 1%.
c. Katalis dan aktifator : N,N’-disikloheksilkarbodiimida (DCC) dan 4-
dimetil amino piridin (DMAP).
d. Zat pengering : magnesium sulfat anhidrat, pelet KOH.
e. Kolom kromatografi silika gel 60 (Merck) dengan ukuran partikel 70-
230 mesh.
Sintesis senyawa..., Husniati, FMIPA UI, 2008
31
f. Plat kromatografi lapis tipis (KLT) Silica gel GF 254 (Merck) dengan
ketebalan 0,25mm.
3.2.2. Alat
Peralatan yang digunakan dalam penelitian ini adalah alat-alat gelas
yang ada di laboratorium kimia seperti: labu, gelas piala, tabung reaksi, gelas
ukur, corong pisah, dan batang pengaduk, seperangkat alat refluks, alat
destilasi, bejana KLT, kolom kromatografi, timbangan analitik, pengaduk
magnet dan hot plate stirrer, termometer, evaporator vakum, oven,
micropipet, lampu UV dengan panjang gelombang 254 dan 365nm, Fisher
Scientific (USA), spektrofotometer FT-IR Shimadzu 2010A, spektrofotometer
UV U-200 Hitachi, spektrometer Nuclear Magnetic Resonance proton dan
karbon (1H NMR dan 13C NMR) JEOL ECA NMR 500 MHz.
3.3. Prosedur Penelitian
Penelitian ini dilakukan melalui dua tahap pekerjaan yang terdiri dari:
(1) Sintesis, identifikasi, dan karakterisasi senyawa analog UK-3A
(2) Uji aktivitas biologi senyawa analog dalam menghambat pertumbuhan sel
kanker Murine leukemia P-388 secara in-vitro.
Sintesis senyawa analog UK-3A dilakukan dengan cara mereaksikan
bahan baku yang terdiri atas senyawa asam karbosilat aromatik dan
senyawa amina primer dan menambahkan aktivator dan katalisator
DCC/DMAP. Hasil yang diperoleh melalui reaksi tersebut berupa produk
Sintesis senyawa..., Husniati, FMIPA UI, 2008
32
amida dan reaksinya disebut reaksi amidasi. Reaksi amidasi berlangsung
pada suhu 60 0C selama 24 jam.
Identifikasi awal untuk produk sintesis diamati mengunakan plat KLT
silika gel Merck GF254. Hasil pengamatan berupa noda (spot) dapat dilihat
secara langsung di bawah lampu ultraviolet (UV) pada λ = 254 dan 360 nm.
Identifikasi kualitatif dari spot yang terbentuk dihitung dengan cara
menentukan nilai retensi Rf dari perbandingan jarak suatu spot dengan jarak
elusi pelarut. Untuk identifikasi seperti penentuan struktur molekul dilakukan
menggunakan alat antara lain : spektrofotometer UV, FT-IR dan
spektrometer NMR (1H-NMR dan 13C-NMR). Karakterisasi senyawa
ditentukan untuk mengetahui spesifikasi senyawa tersebut seperti titik
lelehnya menggunakan alat Fisher scientific.
Uji aktivitas anti kanker Murine leukemia P-388 untuk masing-masing
produk dilakukan dengan mengirimkan sampel ke Laboratorium Kimia
Organik Bahan Alam, Departemen Kimia FMIPA, Institut Teknologi Bandung.
3.3.1. Sintesis Senyawa Analog UK-3A (Anderson dalam Widodo, 1998; Hanafi, 1997).
A. 3-hidroksi-N-oktilpikolinamida [S1]
Sebanyak 0,278 g (2 mmol) asam 3-hidroksipikolinat dan 0,364 mL(2,2
mmol) oktilamina dimasukkan ke dalam labu dan dicampurkan secara
bersamaan dengan katalis dan aktivatornya sebanyak 0,454 g (2,2 mmol)
DCC (disiklo heksil karbodiimida) dan 0,269 g (2,2 mmol) DMAP (dimetil
amino piridin). Seluruh reagen dilarutkan dalam 5 mL kloroform kemudian
Sintesis senyawa..., Husniati, FMIPA UI, 2008
33
labu dihubungkan dengan kondensornya untuk proses reaksi selama kurang
lebih 24 jam pada suhu 60 0C sambil dilakukan pengadukan secara terus
menerus menggunakan pengaduk magnet dan hot plate stirrer . Proses
reaksi dihentikan setelah dilakukan identifikasi kuantitatif menggunakan KLT
untuk mengetahui bahwa produk spesifik berupa spot berwarna ungu telah
terbentuk. Air ditambahkan untuk menghilangkan DCC kemudian DCU
(disikloheksil urea) dapat dipisahkan dengan penyaringan. Filtrat yang
dihasilkan diekstraksi dengan 25mL kloroform sebanyak 3 kali. Air yang ada
pada fasa pelarut organik dihilangkan dengan penambahan magnesium
sulfat anhidrat hingga jenuh. Filtrat (sampel dalam pelarut kloroform)
dikeringkan dari pelarutnya dengan cara penguapan menggunakan
evaporator vakum pada suhu 50 0C.
Sampel [S1] dimasukkan ke dalam kolom kromatografi yang berisi
silika gel dan pelarut dibiarkan mengalir sepanjang kolom dengan
konsentrasi gradien mulai dari 100% n-heksan hingga n-heksan : etil asetat
(1:1). Tiap fraksi yang keluar dari kolom ditampung sebanyak 5 mL
kemudian dilakukan analisis kualitatif menggunakan KLT. Fraksi-fraksi yang
menunjukkan spot tunggal dari produk reaksi yang diinginkan, dikumpulkan
dan diuapkan menggunakan evaporator vakum suhu 50 0C. Senyawa [S1]
murni yang dihasilkan kemudian ditimbang untuk ditentukan rendemennya
dan dilakukan identifikasi titik leleh dan penentuan struktur menggunakan
alat spektrofotometer UV, FT-IR dan spektrometer NMR (1H-NMR dan 13C-
NMR).
Sintesis senyawa..., Husniati, FMIPA UI, 2008
34
B. 2-hidroksi-N-fenil-benzamida [S2]
Sebanyak 0,276 g (2 mmol) asam salisilat dan 0,2 mL (2,2 mmol)
anilin dimasukkan ke dalam labu dan dicampurkan secara bersamaan
dengan katalis dan aktivatornya sebanyak 0,454 g (2,2 mmol) DCC (disiklo
heksil karbodiimida) dan 0,269 g (2,2 mmol) DMAP (dimetil amino piridin).
Seluruh reagen dilarutkan dalam 5 mL kloroform kemudian labu dihubungkan
dengan alat kondensornya untuk proses reaksi selama kurang lebih 24 jam
pada suhu 60 0C sambil dilakukan pengadukan secara terus menerus
menggunakan pengaduk magnet dan hot plate stirrer . Proses reaksi
dihentikan setelah hasil analisis KLT menunjukkan spot berwarna ungu. Air
ditambahkan untuk menghilangkan sisa DCC kemudian DCU (disikloheksil
urea) dapat dipisahkan dengan penyaringan. Filtrat yang dihasilkan
diekstraksi dengan 25mL kloroform sebanyak 3 kali. Air yang ada pada fasa
pelarut organik dihilangkan dengan penambahan magnesium sulfat anhidrat
hingga jenuh. Filtrat (sampel dalam pelarut kloroform) dikeringkan dari
pelarutnya dengan cara penguapan menggunakan evaporator vakum pada
suhu 50 0C.
Sampel [S2] dimasukkan ke dalam kolom kromatografi yang berisi
silika gel dan pelarut dibiarkan mengalir sepanjang kolom dengan
konsentrasi gradien mulai dari 100% n-heksan hingga n-heksan : etil asetat
(1:1). Tiap fraksi yang keluar dari kolom ditampung sebanyak 5 mL
kemudian dilakukan analisis kualitatif menggunakan KLT. Fraksi-fraksi yang
menunjukkan spot tunggal dari produk reaksi yang diinginkan, dikumpulkan
Sintesis senyawa..., Husniati, FMIPA UI, 2008
35
dan diuapkan menggunakan evaporator vakum suhu 50 0C. Senyawa [S2]
murni yang dihasilkan kemudian ditimbang untuk ditentukan rendemennya
dan dilakukan identifikasi titik leleh dan penentuan struktur menggunakan
alat spektrofotometer UV, FT-IR dan spektrometer NMR (1H-NMR dan 13C-
NMR).
C. 3-hidroksi-N-fenilpikolinamida [S3]
Sebanyak 0,278 g (2 mmol) asam 3-hidroksipikolinat dan 0,2 mL (2,2
mmol) anilin dimasukkan ke dalam labu dan dicampurkan secara bersamaan
dengan katalis dan aktivatornya sebanyak 0,454 g (2,2 mmol) DCC (disiklo
heksil karbodiimida) dan 0,269 g (2,2 mmol) DMAP (dimetil amino piridin).
Seluruh reagen dilarutkan dalam 5 mL kloroform kemudian labu dihubungkan
dengan alat kondensornya untuk proses reaksi selama kurang lebih 24 jam
pada suhu 60 0C sambil dilakukan pengadukan secara terus menerus
menggunakan pengaduk magnet dan hot plate stirrer . Proses reaksi
dihentikan setelah hasil analisis KLT menunjukkan spot berwarna ungu. Air
ditambahkan untuk menghilangkan sisa DCC kemudian DCU (disikloheksil
urea) dapat dipisahkan dengan penyaringan. Filtrat yang dihasilkan
diekstraksi dengan 25mL kloroform sebanyak 3 kali. Air yang ada pada fasa
pelarut organik dihilangkan dengan penambahan magnesium sulfat anhidrat
hingga jenuh. Filtrat (sampel dalam pelarut kloroform) dikeringkan dari
pelarutnya dengan cara penguapan menggunakan evaporator vakum pada
suhu 50 0C.
Sintesis senyawa..., Husniati, FMIPA UI, 2008
36
Sampel [S3] dimasukkan ke dalam kolom kromatografi yang berisi
silika gel dan pelarut dibiarkan mengalir sepanjang kolom dengan
konsentrasi gradien mulai dari 100% n-heksan hingga n-heksan : etil asetat
(1:1). Tiap fraksi yang keluar dari kolom ditampung sebanyak 5 mL
kemudian dilakukan analisis kualitatif menggunakan KLT. Fraksi-fraksi yang
menunjukkan spot tunggal dari produk reaksi yang diinginkan, dikumpulkan
dan diuapkan menggunakan evaporator vakum suhu 50 0C. Senyawa [S3]
murni yang dihasilkan kemudian ditimbang untuk ditentukan rendemennya
dan dilakukan identifikasi titik leleh dan penentuan struktur menggunakan
alat spektrofotometer UV, FT-IR dan spektrometer NMR (1H-NMR dan 13C-
NMR).
D. 2-hidroksi-N-oktilbenzamida [S4]
Sebanyak 0,276 g (2 mmol) asam salisilat dan 0,364 mL (2,2 mmol)
oktilamina dimasukkan ke dalam labu dan dicampurkan secara bersamaan
dengan katalis dan aktivatornya sebanyak 0,454 g (2,2 mmol) DCC (disiklo
heksil karbodiimida) dan 0,269 g (2,2 mmol) DMAP (dimetil amino piridin).
Seluruh reagen dilarutkan dalam 5 mL kloroform kemudian labu dihubungkan
dengan alat dean-stark dan kondensornya untuk proses reaksi selama
kurang lebih 24 jam pada suhu 60 0C sambil dilakukan pengadukan secara
terus menerus menggunakan pengaduk magnet dan hot plate stirrer . Proses
reaksi dihentikan setelah hasil analisis KLT menunjukkan spot berwarna
ungu. Air ditambahkan untuk menghilangkan sisa DCC kemudian DCU
(disikloheksil urea) dapat dipisahkan dengan penyaringan. Filtrat yang
Sintesis senyawa..., Husniati, FMIPA UI, 2008
37
dihasilkan diekstraksi dengan 25mL kloroform sebanyak 3 kali. Air yang ada
pada fasa pelarut organik dihilangkan dengan penambahan magnesium
sulfat anhidrat hingga jenuh. Filtrat (sampel dalam pelarut kloroform)
dikeringkan dari pelarutnya dengan cara penguapan menggunakan
evaporator vakum pada suhu 50 0C.
Sampel [S4] dimasukkan ke dalam kolom kromatografi yang berisi
silika gel dan pelarut dibiarkan mengalir sepanjang kolom dengan
konsentrasi gradien mulai dari 100% n-heksan hingga n-heksan : etil asetat
(1:1). Tiap fraksi yang keluar dari kolom ditampung sebanyak 5 mL
kemudian dilakukan analisis kualitatif menggunakan KLT. Fraksi-fraksi yang
menunjukkan spot tunggal dari produk reaksi yang diinginkan, dikumpulkan
dan diuapkan menggunakan evaporator vakum suhu 50 0C. Senyawa [S4]
murni yang dihasilkan kemudian ditimbang untuk ditentukan rendemennya
dan dilakukan identifikasi titik leleh dan penentuan struktur menggunakan
alat spektrofotometer UV, FT-IR dan spektrometer NMR (1H-NMR dan 13C-
NMR).
3.3.2. Prosedur Identifikasi Senyawa
A. KLT (Kromatografi Lapis Tipis)
Sejumlah sampel diambil menggunakan pipa kapiler lalu ditotolkan ke
atas plat KLT yang sebelumnya telah ditetapkan letak sampel yang akan
dilarikan oleh fase gerak KLT yaitu 0,5 cm dari batas bawah dan 0,2 cm dari
batas atas. Produk yang telah ditotol disertakan bersama pereaksi sebagai
Sintesis senyawa..., Husniati, FMIPA UI, 2008
38
pembandingnya. Plat diletakkan dalam bejana kecil yang berisi pelarut yang
tingginya di bawah tempat penotolan pada plat KLT dan bejana ditutup
kemudian pelarut dibiarkan merambat naik sampai batas atas yang telah
ditentukan. Proses pengembangan sampel oleh eluen fasa gerak
menggunakan pelarut n-heksan : etil asetat = 4 : 1.
Hasil analisis KLT diamati menggunakan lampu UV pada panjang
gelombang, λ= 254 dan 360 nm.
B. Spektrofotometer UV (Ultra Violet)
Sampel dilarutkan dalam metanol hingga memberikan konsentrasi
1000 ppm kemudian dianalisis serapannya pada daerah UV dengan kisaran
panjang gelombang, λ= 200-400 nm.
C. Spektrofotometer FT-IR (Fourier Transform Infra Red)
Sampel berupa padatan digerus bersama KBr lalu ditekan menjadi
cakram tipis sedangkan sampel berupa minyak dilarutkan dengan kloroform
absolut kemudian diteteskan pada plat NaCl dan pelarutnya dibiarkan
menguap membentuk film tipis. Sampel padat/cair tersebut diukur
serapannya pada daerah infra merah panjang gelombang, λ= 15,4-2,5 µm
(650-4000 cm-1) menggunakan spektrofotometer FT-IR.
Sintesis senyawa..., Husniati, FMIPA UI, 2008
39
D. Spektrometer NMR (Nuclear Magnetic Resonance) Sampel dilarutkan dalam pelarut kloroform (CDCl3) yang mengandung
TMS (tetra metilsilan). Sampel dimasukkan ke dalam tabung NMR sampai
tinggi larutan berada 4 cm dari tinggi tabung 20cm. Tabung dimasukkan ke
dalam alat NMR untuk analisis 1H NMR dan 13C NMR.
3.3.3. Uji Sitotoksisitas Sel Kanker Murine leukemia P 388 (Sahidin, et al. 2005)
Kultur sel kanker Murine leukemia P-388 sejumlah 3 x 103 sel/mL
pada fase logaritma, disuspensikan ke dalam media RPMI 1640 yang telah
mengandung Fetal Bovine Serum (FBS), penisilin dan streptomisin. Sel pada
hari pertama diinokulasikan ke dalam microplate 96 sumuran (well plate)
kemudian diinkubasi selama 24 jam dalam inkubator CO2 . Hari kedua
dilakukan penambahan sampel yang dilarutkan dalam pelarut DMSO (dimetil
sulfoksida). Pengenceran sampel dilakukan dengan menambahkan PBS
(phosphoric buffer solution dengan pH (7,30–7,65). Sampel dengan
konsentrasi beragam (0,1; 0,3; 1; 3; 10; 30; dan 100 µg/mL.) ditambahkan ke
dalam sel dalam microplate lalu dikocok dengan microplate mixer dan
disimpan kembali dalam inkubator CO2. Sebagai kontrol negatif digunakan
DMSO dan kontrol positif digunakan senyawa standar cis-platina.
Proses inkubasi sel dilanjutkan kembali selama 48 jam, kemudian
ditambahkan reagen MTT [3-(4,5-dimetil thiazol-2-il)-2,5-difenil tetrazolium
bromida] dan dikocok menggunakan microplate mixer. Inkubasi dilanjutkan
kembali selama 4 jam, kemudian ditambahkan stop solution dari pelarut
Sintesis senyawa..., Husniati, FMIPA UI, 2008
40
deterjen SDS (sodium dodesil sulfat) dan campuran dikocok dengan baik
tanpa meninggalkan busa yang dapat mengganggu dalam pengamatan.
Inkubasi sel dilanjutkan kembali selama 24 jam. Perubahan warna dari MTT
kuning menjadi formazan ungu dikuantifikasi pada panjang gelombang (λ) =
550 nm dengan spektrofotometer UV/VIS. Absorbansi (A) larutan diukur
dengan microplate reader setelah 24 jam dari penambahan stop solution. Uji
aktivitas antikanker ini dilakukan dengan tiga kali ulangan.
Sintesis senyawa..., Husniati, FMIPA UI, 2008
IV. HASIL DAN PEMBAHASAN
4.1. Sintesis Senyawa Analog UK-3A
4.1.1. Sintesis Senyawa 3-hidroksi-N-oktilpikolinamida [S1]
Sintesis senyawa [S1] pada penelitian ini telah dilakukan pada kondisi
optimal menggunakan bahan baku asam 3-hidroksi pikolinat dan oktilamin.
Sesuai hasil penelitian sebelumnya bahwa sintesis reaksi amidasi
berlangsung optimal menggunakan aktivator DCC (N,N-disiklo heksil
karbodiimida) dan katalis DMAP (N,N-4-dimetil aminopiridin) (Firmansyah,
2003). Penggunaan aktivator DCC dan katalis DMAP secara bersamaan
dapat memberikan rendemen produk lebih tinggi dibandingkan beberapa
aktivator dan katalis jenis lainnya. Penggabungan aktivator DCC dan katalis
DMAP merupakan suatu metode untuk mengaktifasi asam karboksilat untuk
direaksikan dengan amina pada temperatur yang tidak terlalu tinggi untuk
membentuk amida (Rosalina, 1999).
Reaksi sintesis senyawa [S1] mengikuti mekanisme reaksi yang
tertera pada Gambar 9 berikut. Adanya resonansi/penataan ulang dalam
molekul DMAP menyebabkan kebasaan dan efek nukleofilisitas molekul
senyawa tersebut menjadi meningkat, kemudian bereaksi dengan atom
hidrogen dari asam 3-hidroksi pikolinat membentuk ion 3-hidroksi pikolinat.
Ion pikolinat tersebut membentuk senyawa asil isourea dengan adanya DCC.
Senyawa ini bersifat reaktif dan penataan ulang dalam molekul tersebut
Sintesis senyawa..., Husniati, FMIPA UI, 2008
42
memecahkan ikatan asil-oksigen membentuk karbokation gugus benzil dan
DCU. DCU terbentuk oleh adanya pengubahan ikatan rangkap karbon-
nitrogen dari isourea menjadi gugus karbonil yang lebih stabil. Karbokation
gugus benzil ini kemudian berikatan dengan amina dari oktilamin membentuk
senyawa amida 3-hidroksi-N-oktilpikolinamida [S1].
N
N
N
N
N
OH O
O
H
C
N
N
C6H11
N
OH O
OC
N
NH
C6H11
C6H11
DCC
..
..
Asam 3-hidroksipikolinat
N
OH O
O
N
OH O
O
N
N
H
C
NH
NH
C6H11
O
C6H11
N
OH O
H2N
N
OH O
HN
3-hidroksi-N-oktilpikolinamida
DCU
oktilamina
N,N-dimetilaminopiridin
N
N
H
C6H11
N
N
N,N-dimetilaminopiridin
Gambar 9. Mekanisme reaksi sintesis senyawa 3-hidroksi-N-oktil pikolinamida [S1]
Sintesis senyawa..., Husniati, FMIPA UI, 2008
43
Untuk mendeteksi pembentukan produk reaksi amidasi senyawa [S1]
dilakukan identifikasi awal secara kualitatif dengan KLT menggunakan fase
diam silika gel dan eluen n-heksana dan etil asetat (4:1) sebagai fase gerak.
Pertimbangan penggunaan komposisi eluen tersebut dikarenakan senyawa
produk hasil sintesis cenderung bersifat nonpolar sehingga akan terelusi
dengan baik menggunakan campuran n-heksana dan etil asetat dengan
komposisi sifat nonpolar lebih besar daripada sifat semipolarnya.
Ada empat spot yang teramati untuk produk sintesis senyawa [S1] di
bawah lampu UV pada panjang gelombang, λ= 254 dan 360 nm. Spot yang
terbentuk untuk produk dibandingkan dengan spot yang ada pada reagen
bahan baku oktilamin memberikan nilai Rf sebagai berikut. Rf1=0 adalah spot
yang serupa dengan bahan baku oktilamin, Rf2= 0,23 sebagai produk
samping yang pertama, Rf3 = 0,30 sebagai produk samping yang kedua, dan
Rf4 = 0,70 sebagai produk utama. Spot pada Rf4 terlihat di bawah lampu UV
pada panjang gelombang tersebut berwarna ungu. Senyawa amida mampu
berfluoresensi sendiri jika disinari oleh sinar UV pada panjang gelombang, λ=
254 atau 360nm, sehingga senyawa tersebut tampak dengan mudah (Griffer,
et.al., 1991). Produk utama dengan nilai Rf 0,70 dipisahkan dari produk
lainnya sebagai hasil samping. Produk utama bercampur dengan produk
lainnya maka produk tersebut dikatakan sebagai produk kotor (crude). Untuk
mendapatkan produk utama dilakukan teknik pemurnian dengan kolom
kromatografi. Produk utama ini diperkirakan adalah senyawa 3-hidroksi-N-
oktilpikolinamida [S1]. Nilai Rf senyawa [S1] dapat dilihat pada Tabel 3.
Sintesis senyawa..., Husniati, FMIPA UI, 2008
44
Sintesis senyawa [S1] memberikan rendemen hasil sebanyak 76%.
Rendemen dihitung dari perbandingan mol (Lampiran 1). Karakter fisik untuk
senyawa [S1] diperlihatkan pada Tabel 3. Senyawa [S1] berupa minyak (oily)
berwarna kuning jernih.
Tabel 3. Karakteristik dan perhitungan rendemen senyawa-senyawa analog
hasil sintesis
Senyawa
Rendemen
Mr TL 0C
Wujud
Rf Berat hasil
sintesis (g)
Berat teoritis
(g) Persen
S1
S2
S3
S4
0,3805
0,3417
0,4113
0,4638
0,5000
0,4265
0,4285
0,4987
76
80
96
93
250
213
214
249
-
165-167
83-85
43-45
Minyak
Kristal
Kristal
Kristal
0,70
0,82
0,63
0,70
4.1.2. Sintesis Senyawa 2-hidroksi-N-fenilbenzamida [S2]
Produk senyawa [S2] telah tersintesis dari bahan baku asam 2-
hidroksibenzoat (asam salisilat) dan anilin mengikuti mekanisme reaksi yang
tertera pada Gambar 10 berikut. Adanya resonansi/penataan ulang dalam
molekul DMAP menyebabkan kebasaan dan efek nukleofilisitas molekul
senyawa tersebut menjadi meningkat, kemudian bereaksi dengan atom
hidrogen dari 2-hidroksibenzoat (asam salisilat) membentuk ion salisilat. Ion
salisilat tersebut membentuk senyawa asil isourea dengan adanya DCC.
Senyawa ini bersifat reaktif dan penataan ulang dalam molekul tersebut
Sintesis senyawa..., Husniati, FMIPA UI, 2008
45
memecahkan ikatan asil-oksigen membentuk karbokation gugus benzil dan
DCU. Karbokation gugus benzil ini kemudian berikatan dengan amina dari
anilin membentuk senyawa amida 2-hidroksi-N-fenilbenzamida [S2] dan
katalis DMAP dihasilkan kembali pada akhir reaksi.
Untuk mendeteksi pembentukan produk reaksi amidasi senyawa [S2]
telah tersintesis dari bahan baku maka dilakukan identifikasi awal secara
kualitatif menggunakan KLT dan bila diperoleh spot spesifik tercampur
dengan dua spot lain sebagai hasil sampingnya yang teramati di bawah
lampu UV pada panjang gelombang, λ= 254 dan 360 nm maka dilakukan
proses pemurnian yaitu memisahkan produk samping melalui kolom
kromatografi. Penentuan spot yang terlihat dari produk hasil sintesis
dibandingkan dengan spot yang ada pada bahan baku anilin memberikan
nilai Rf. Rf1=0 adalah spot yang serupa dengan bahan baku anilin, Rf2=
0,455 sebagai produk samping, dan Rf3 = 0,820 sebagai produk utama.
Produk dengan Rf 0,82 terlihat di bawah lampu UV sebagai spot berwarna
ungu. Produk pada Rf 0,82 disebut produk utama untuk selanjutnya
dipisahkan dari produk lainnya. Rendemen hasil untuk sintesis senyawa [S2]
diperoleh sebanyak 80%. Lampiran 1 ditunjukkan penghitungan rendemen
senyawa ini. Karakter fisik dan nilai Rf produk utama untuk senyawa [S2]
diperlihatkan pada Tabel 3. Senyawa [S2] berupa kristal putih berbentuk
jarum dengan titik leleh 165-167°C.
Sintesis senyawa..., Husniati, FMIPA UI, 2008
46
N
N
N
N
OH O
O
H
C
N
N
C6H11
C6H11
OH O
OC
N
NH
C6H11
C6H11
DCC
..
..
asam salisilat
OH O
O
OH O
O
N
N
H
C
NH
NH
C6H11
O
C6H11
OH O
OH O
HN
2-hidroksi-N-fenilbenzamida
DCU
H2N
anilin
N,N-4-dimetilaminopiridin
N
N
H
N
N
N,N-4-dimetilaminopiridin Gambar 10. Mekanisme reaksi sintesis senyawa 2-hidroksi-N-fenil
benzamida [S2]
Sintesis senyawa..., Husniati, FMIPA UI, 2008
47
4.1.3. Sintesis 3-hidroksi-N-fenilpikolinamida [S3]
Produk senyawa 3-hidroksi-N-fenilpikolinamida [S3] telah tersintesis
dari bahan baku asam 3-hidroksi pikolinat dan anilin mengikuti mekanisme
reaksi yang tertera pada Gambar 11 berikut. Penataan ulang dalam molekul
DMAP menyebabkan peningkatan efek nukleofilisitas dan kebasaan dari
nitrogen piridin, kemudian bereaksi dengan atom hidrogen dari 3-hidroksi
pikolinat membentuk ion pikolinat. Ion pikolinat tersebut membentuk senyawa
asil isourea dengan adanya DCC. Senyawa ini bersifat reaktif dan cenderung
melakukan penataan ulang elektron dalam molekul tersebut dan terjadi
pemecahan ikatan asil-oksigen untuk membentuk karbokation gugus benzil
serta DCU. DCU terbentuk karena pengubahan ikatan rangkap karbon-
nitrogen dari isourea menjadi gugus karbonil yang lebih stabil. Karbokation
gugus benzil ini kemudian berikatan dengan amina dari anilin membentuk
senyawa amida 3-hidroksi-N-fenilpikolinamida [S3] dan katalis DMAP
dihasilkan kembali pada akhir reaksi.
Sintesis senyawa..., Husniati, FMIPA UI, 2008
48
N
N
N
N
N
OH O
O
H
C
N
N
C6H11
C6H11
N
OH O
OC
N
NH
C6H11
C6H11
DCC
..
..
Asam 3-hidroksipikolinat
N
OH O
O
N
OH O
O
N
N
H
C
NH
NH
C6H11
O
C6H11
N
OH O
N
OH O
HN
3-hidroksi-N-fenilpikolinamida
DCU
H2N
anilin
DMAP
N
N
H
N
N
DMAP
Gambar 11. Mekanisme reaksi sintesis senyawa 3-hidroksi-N-fenil pikolinamida [S3]
Untuk mendeteksi pembentukan produk reaksi amidasi senyawa [S3]
telah tersintesis dari bahan baku maka dilakukan identifikasi awal secara
kualitatif dengan KLT dan diperoleh spot spesifik bercampur dengan tiga spot
Sintesis senyawa..., Husniati, FMIPA UI, 2008
49
lain sebagai hasil samping yang teramati di bawah lampu UV pada panjang
gelombang, λ= 254 dan 360 nm. Spot yang terlihat dari produk hasil sintesis
dibandingkan dengan spot yang ada pada bahan baku anilin memberikan
nilai Rf. Rf1=0 adalah spot yang serupa dengan bahan baku anilin, Rf2=
0,279 sebagai produk samping yang pertama, Rf3 = 0,630 sebagai produk
utama, dan Rf4= 0,744 sebagai produk samping yang kedua. Produk
dengan Rf 0,63 terlihat di bawah lampu UV sebagai spot berwarna ungu
adalah spesifik senyawa amida yang mempunyai kemampuan berpendar bila
diberi sinar UV pada panjang gelembang tersebut. Produk utama dipisahkan
dari produk lainnya melalui kolom kromatografi. Rendemen hasil untuk
sintesis senyawa ini diperoleh sebanyak 96%. Perhitungan rendemen produk
dihitung berdasarkan perbandingan mol yang ditunjukkan pada Lampiran 1.
Karakter fisik dan nilai Rf untuk senyawa [S3] diperlihatkan pada Tabel 3.
Senyawa [S3] berupa kristal jarum berwarna putih dengan titik leleh 83-85°C.
4.1.4. Sintesis 2-hidroksi-N-oktilbenzamida [S4]
Produk senyawa 2-hidroksi-N-oktilbenzamida [S4] telah tersintesis
dari bahan baku asam salisilat dan oktilamin mengikuti mekanisme reaksi
yang tertera pada Gambar 12 berikut. Gugus dimetil amino dalam molekul
DMAP mempunyai fungsi sebagai substituen donor elektron dan selanjutnya
bereaksi dengan hidrogen dari asam salisilat. Hasil reaksinya memberikan
senyawa ion salisilat. Salisilat ini menyerang atom karbon yang kekurangan
elektron dalam molekul DCC setelah DCC bereaksi dengan proton dari
DMAP. Salisilat menyerang atom karbon adalah untuk membentuk senyawa
Sintesis senyawa..., Husniati, FMIPA UI, 2008
50
asil isourea. Senyawa asil isourea adalah relatif tidak stabil dan bersifat
reaktif. Penataan ulang dalam molekul ini memecahkan ikatan asil-oksigen
membentuk karbokation gugus benzil dan DCU. DCU terbentuk oleh adanya
pengubahan ikatan rangkap karbon-nitrogen dari isourea menjadi gugus
karbonil yang lebih stabil. Karbokation gugus benzil ini kemudian berikatan
dengan amina dari oktilamin membentuk senyawa amida 2-hidroksi-N-
oktilbenzamida [S4] dan katalis DMAP dihasilkan kembali pada akhir reaksi.
Untuk mendeteksi pembentukan produk reaksi amidasi senyawa [S4]
telah tersintesis dari bahan baku maka dilakukan identifikasi awal secara
kualitatif dengan KLT dan diperoleh spot spesifik bercampur dengan satu
spot lain sebagai hasil samping yang teramati di bawah lampu UV pada
panjang gelombang, λ= 254 dan 360 nm. Spot yang terlihat dari produk hasil
sintesis dibandingkan dengan spot yang ada pada bahan baku oktilamin dan
memberikan nilai Rf. Rf1=0 adalah pita yang serupa dengan oktilamin dan
Rf2= 0,697 sebagai produk utama. Produk dengan Rf 0,697 terlihat di bawah
lampu UV sebagai pita berwarna ungu. Produk utama dipisahkan dari produk
lainnya melalui kolom kromatografi. Rendemen hasil untuk reaksi sintesis ini
diperoleh sebanyak 93%. Perhitungan rendemen ditunjukkan pada Lampiran
1. Karakter fisik dan nilai Rf untuk senyawa [S4] diperlihatkan pada Tabel 3.
Senyawa [S4] berupa kristal jarum berwarna putih dengan titik leleh Kristal
pada 43-45°C.
Sintesis senyawa..., Husniati, FMIPA UI, 2008
51
N
N
N
N
OH O
O
H
C
N
N
C6H11
C6H11
OH O
OC
N
NH
C6H11
C6H11
DCC
....
OH O
O
OH O
O
N
N
H
C
NH
NH
C6H11
O
C6H11
OH O
OH O
HN
2-hidroksi-N-oktil-benzamida
DCU
Asam salisilat
H2N
DMAP
N
N
H
Oktilamin
N
N
DMAP
Gambar 12. Mekanisme reaksi sintesis 2-hidroksi-N-oktilbenzamida [S4]
4.2. Analisis Senyawa Menggunakan Spektrum UV
Spektrum UV dapat digunakan dalam penetapan struktur suatu
senyawa organik. Absorbsi cahaya UV mengakibatkan transisi elektronik
yaitu promosi elektron dari orbital keadaan dasar dan berenergi rendah ke
orbital keadaan tereksitasi berenergi lebih tinggi. Elektron yang bertanggung
Sintesis senyawa..., Husniati, FMIPA UI, 2008
52
jawab dalam mengabsorbsi cahaya adalah (1) elektron yang terlibat
langsung dalam pembentukan ikatan antar atom-atom, (2) elektron bebas
atau tak berpasangan (Hendayana, et.al., 1994). Panjang gelombang cahaya
UV bergantung pada promosi elektron. Molekul-molekul memerlukan energi
lebih banyak akan melakukan promosi elektron dan menyerap pada panjang
gelombang lebih pendek sebaliknya molekul-molekul yang memerlukan
energi lebih sedikit akan menyerap pada panjang gelombang lebih panjang.
Senyawa yang menyerap cahaya dalam daerah spektrum panjang
gelombang pada λ= 200-700 nm umumnya mengakibatkan transisi elektron
gugus fungsional tak jenuh atau kromofor (Hendayana, et.al., 1994;
Fessenden, 1991).
4.2.1. Senyawa 3-hidroksi-N-oktilpikolinamida [S1]
Untuk mendeteksi gugus kromofor dari struktur senyawa [S1] maka
dilakukan analisis serapan sinar UV. Pada Gambar 13 diperlihatkan
spektrum UV dari larutan yang mengandung senyawa [S1] discanning sekitar
panjang gelombang UV, λ= 200-400 nm. Hasil absorpsi molekul senyawa
[S1] memberikan serapan maksimal pada titik tertinggi kurva dengan panjang
gelombang 246, 298,5, dan 326 nm. Absorpsi pada panjang gelombang
tersebut diduga akibat transisi dari π π∗ dengan ditandai oleh 3 sinyal/pita
yang berasal dari sistem aromatiknya. Gugus benzen mengabsorbsi dengan
kuat pada puncak pertama λmax 246nm dan selanjutnya menurun pada
Sintesis senyawa..., Husniati, FMIPA UI, 2008
53
puncak-puncak berikutnya yaitu puncak E2 pada λmax 298,5 dan puncak B
pada λmax 326 nm.
Gugus –O- pada –OH dan –N- pada piridin memberikan pengaruh
pada kromofor benzen terutama puncak B. Gugus fungsional tersebut
disebut juga gugus auksokrom, tidak mengabsorbsi di daerah UV namun
memberikan pengaruh menggeser puncak-puncak kromofor pada panjang
gelombang yang lebih besar. Substitusi auksokrom –O- dan –N- pada
molekul tersebut memberikan suatu interaksi antara pasangan elektron
bebas dari atom oksigen/nitrogen dengan elektron π dari cincin benzen.
Interaksi tersebut menstabilkan elektron π* dari benzen terutama puncak B
(Hendayana, et.al., 1994).
Gambar 13. Spektrum UV senyawa 3-hidroksi-N-oktilpikolinamida [S1]
mempunyai λmax = 246, 298,5 dan 326 nm
N
OH O
HN
Sintesis senyawa..., Husniati, FMIPA UI, 2008
54
4.2.2. Senyawa 2-hidroksi-N-fenilbenzamida [S2]
Gugus kromofor dalam senyawa [S2] dianalisis dari Gambar 14 yang
diperoleh dari absorbsi sinar UV. Hasil absorpsi memberikan serapan
maksimal pada titik tertinggi kurva dengan panjang gelombang maksimum
pada λ max = 246, 298,5 (puncak E2) dan 328,5 (puncak B) nm. Munculnya
tiga panjang gelombang maksimum diduga berasal dari transisi π π∗ dari
sistem aromatik (benzen). Gugus –O- dari -OH dalam molekul tersebut
disebut gugus auksokrom yang tidak memberikan serapan pada daerah UV
namun memberikan pengaruh dengan menggeser puncak-puncak kromofor
terutama puncak B ke panjang gelombang yang lebih besar.
Hasil pengamatan senyawa [S2] diperoleh puncak B pada panjang
gelombang maksimum, λ max = 328,5 nm. Pergeseran ke arah panjang
gelombang lebih besar pada hasil spektrum tersebut kemungkinan
disebabkan oleh delokalisasi elektron π∗ dalam molekul karena adanya
proses konjugasi elektron yang dapat menyebabkan elektron dapat
berpindah tempat dalam molekul yang mengandung dua sistem aromatik.
Delokalisasi elektron memberikan pengaruh terhadap penurunan tingkat
energi orbital π∗ dan membuat kurang bersifat antibonding, akibatnya
absorbsi maksimum bergeser ke arah panjang gelombang yang lebih besar
(Hendayana, et.al., 1994).
Sintesis senyawa..., Husniati, FMIPA UI, 2008
55
Gambar 14. Spektrum UV senyawa 2-hidroksi-N-fenilbenzamida [S2] dengan λmax = 246, 298,5 dan 328,5 nm
4.2.3. Sintesis 3-hidroksi-N-fenilpikolinamida [S3]
Gugus kromofor senyawa [S3] dianalisis dari Gambar 15 yang
diperoleh dari absorbsi sinar UV. Hasil absorbsi memberikan serapan
maksimal pada titik tertinggi kurva dengan panjang gelombang maksimum
pada λ max = 246, 298,5 (puncak E2) dan 354,5 (puncak B) nm. Munculnya
tiga panjang gelombang maksimum diduga berasal dari transisi π π∗ dari
sistem aromatik (benzen). Gugus –O-dari -OH dan –N- dari piridin dalam
molekul tersebut merupakan gugus auksokrom yang tidak memberikan
serapan pada daerah UV namun memberikan pengaruh dengan menggeser
puncak-puncak kromofor terutama puncak B ke panjang gelombang yang
lebih besar.
OH O
HN
Sintesis senyawa..., Husniati, FMIPA UI, 2008
56
Hasil pengamatan senyawa [S3] diperoleh puncak B bergeser pada
panjang gelombang maksimum, λ max 354,5 nm. Hasil tersebut kemungkinan
disebabkan adanya proses konjugasi dua sistem aromatik dalam molekul.
Proses konjugasi ini diduga dapat menyebabkan stabilisasi resonansi pada
keadaan tereksitasinya. Konjugasi artinya elektron π∗ dapat berpindah
tempat dalam molekul. Stabilisasi resonansi menurunkan tingkat energi
orbital tereksitasi π∗ dan membuat kurang bersifat antibonding, akibatnya
absorbsi maksimum bergeser ke arah panjang gelombang yang lebih besar
(Hendayana, et.al., 1994; Fessenden, 1990).
Gambar 15. Spektrum UV senyawa 3-hidroksi-N-fenilpikolinamida [S3] dengan λmax 246, 298,5 dan 354,5 nm
4.2.4. Sintesis 2-hidroksi-N-oktilbenzamida [S4]
Analisis serapan sinar UV senyawa [S4] pada panjang gelombang,
λmax = 200-400 nm diperlihatkan pada Gambar 16. Hasil absorpsi
memberikan serapan maksimal pada titik tertinggi kurva dengan panjang
N
OH O
HN
Sintesis senyawa..., Husniati, FMIPA UI, 2008
57
gelombang, λ max = 246, 298,5 (puncak E2) dan 324 (puncak B) nm. Absorpsi
pada panjang gelombang tersebut diduga akibat transisi dari π π∗
dengan ditandai munculnya tiga puncak panjang gelombang maksimum
berasal dari transisi π π∗ dari sistem aromatik (benzen). Gugus –O- dari
OH dalam molekul adalah sebagai gugus auksokrom tidak memberikan
serapan pada daerah UV namun memberikan pengaruh dengan menggeser
puncak-puncak kromofor terutama puncak B ke panjang gelombang yang
lebih besar. Hasil pengamatan diperoleh puncak B pada panjang gelombang
maksimum, λ max =324 nm.
Gambar 16. Spektrum UV senyawa 2-hidroksi-N-oktilbenzamida [S4] dengan
λmax 246, 298,5 dan 324 nm
OH O
HN
Sintesis senyawa..., Husniati, FMIPA UI, 2008
58
4.3. Analisis Senyawa Menggunakan Spektrum IR
Identifikasi gugus-gugus fungsional tertentu pada suatu molekul dapat
ditentukan dengan mengukur serapan radiasi infra merah (IR) menggunakan
instrumen spektrofotometer infra merah pada berbagai frekuensi yang
dinyatakan dalam fungsi bilangan gelombang, υ = 650-4000 cm-1 (λ=15,4-2,5
µm). Letak pita serapan dinyatakan dalam satuan panjang gelombang (λ µm)
atau bilangan gelombang ( υ cm-1) (Sastrohamidjoyo, 1992).
4.3.1. Senyawa 3-hidroksi-N-oktilpikolinamida [S1]
Penafsiran spektrum IR senyawa 3-hidroksi-N-oktilpikolinamida [S1]
(Lampiran 2) dari berbagai bilangan gelombang absorbsi dari masing-masing
gugus fungsi yang spesifik ditunjukkan dalam Tabel 4 yaitu ditemukan pita
serapan pada bilangan gelombang, υ=1651 cm-1 merupakan serapan
spesifik vibrasi ulur dari gugus C=O karbonil yang terkonjugasi dengan ikatan
rangkap dan diperkuat pita serapan tunggal yang ditemukan pada υ = 3344
cm-1 yang merupakan serapan spesifik vibrasi ulur untuk gugus N-H dari
gugus amidanya. Serapan vibrasi ulur O-H ditemukan pita pada υ = 3323
cm-1. Pita serapan pada bilangan gelombang, υ = 2853-2927cm-1 adalah
serapan spesifik vibrasi ulur ikatan antar atom C-H sp3. Informasi adanya
gugus aromatik C=C aril ditunjukkan pada spektrum IR menyerupai deretan
empat pita seperti pita kombinasi/overtone muncul antara, υ = 1450-1600
cm-1. Uluran C-H dalam aril/alkena muncul lemah pada υ = 3323 cm-1.
Vibrasi ulur yang melibatkan jenis ikatan karbon-hidrogen aril/alkena (sp2)
Sintesis senyawa..., Husniati, FMIPA UI, 2008
59
relatif lebih kuat dari pada ikatan karbon-hidrogen alkana (C-H sp3). Makin
kuat ikatan cenderung sukar bervibrasi sehingga memerlukan energi lebih
tinggi untuk bervibrasi.
Tabel 4. Daftar daerah spektrum gugus fungsi senyawa [S1]
Ikatan Daerah absorbsi (υ cm-1)
C=O
N-H
C-H alifatik
C-H aril
C=C aril
O-H
1651
3344
2853-2927
3323
1450-1600
3323
Berdasarkan analisis penafsiran spektrum IR maka senyawa 3-
hidroksi-N-oktilpikolinamida [S1] telah terbentuk karena ditemukannya gugus
fungsi C=O dan N-H, C-H alifatik, C-H aromatik, dan gugus fungsi O-H dalam
struktur molekul tersebut .
4.3.2. Senyawa 2-hidroksi-N-fenilbenzamida [S2]
Penafsiran spektrum IR senyawa [S2] memberikan informasi adanya
gugus fungsi seperti ditunjukkan dalam Tabel 5 (dan Lampiran 3). Pita pada
bilangan gelombang, υ= 1689 cm-1 telah ditemukan merupakan serapan
spesifik vibrasi ulur dari gugus karbonil C=O yang terkonjugasi dengan
ikatan rangkap dan diperkuat dengan ditemukannya pita serapan pada υ=
3307 cm-1 yang merupakan serapan spesifik vibrasi ulur untuk gugus O-H
dan kemungkinan serapan vibrasi ulur gugus N-H dari amida ada pada
Sintesis senyawa..., Husniati, FMIPA UI, 2008
60
frekuensi tersebut. Pita nampak lebih tajam dan kurang intensif, karena ulur
O-H dalam molekul fenol bebas tidak berikatan hidrogen. Informasi adanya
gugus aromatik C=C aril ditunjukkan pada spektrum IR menyerupai deretan
empat pita seperti pita kombinasi/overtone muncul antara, υ= 1450-1600
cm-1. Uluran C-H dalam aril/alkena muncul lemah pada υ= 3066-3205 cm-1.
Tabel 5. Daftar daerah spektrum gugus fungsi senyawa [S2]
Ikatan Daerah absorbsi (υ cm-1)
C=O
O-H dan N-H
C-H aril
C=C aril
1689
3307
3066-3205
1450-1600
Berdasarkan analisis penafsiran spektrum IR senyawa 2-hidroksi-N-
fenilbenzamida [S2] telah terbentuk karena ditemukannya gugus fungsi C=O
dan N-H, C-H aromatik, dan gugus fungsi O-H dan dalam struktur molekul
tersebut .
4.3.3. Sintesis 3-hidroksi-N-fenilpikolinamida [S3]
Penafsiran spektrum IR senyawa [S3] berdasarkan data spektrum
pada Lampiran 4 dan daftar daerah spektrum tercantum pada Tabel 6, yaitu
ditemukan pita serapan pada bilangan gelombang, υ=1647 cm-1 merupakan
serapan spesifik vibrasi ulur dari gugus C=O yang terkonjugasi dengan
ikatan rangkap dan diperkuat dengan ditemukannya pita serapan pada, υ=
3412 cm-1 yang merupakan serapan spesifik vibrasi ulur untuk gugus N-H
Sintesis senyawa..., Husniati, FMIPA UI, 2008
61
dari gugus amidanya. Serapan vibrasi ulur gugus O-H ditemukan pita tajam
pada υ= 3309 cm-1, karena tidak ada ikatan hidrogen intramolekul. Informasi
adanya gugus aromatik C=C aril ditunjukkan pada spektrum IR menyerupai
deretan empat pita seperti pita kombinasi/overton muncul antara υ = 1450-
1600 cm-1. Uluran C-H aromatik muncul pada υ = 3000-3186 cm-1.
Tabel 6. Daftar daerah spektrum gugus fungsi senyawa [S3]
Ikatan Daerah absorbsi (υ cm-1)
C=O
N-H
O-H
C-H aril
C=C aril
1647
3412
3309
3000-3186
1450-1600
Berdasarkan analisis penafsiran spektrum IR maka senyawa 3-
hidroksi-N-fenilpikolinamida [S3] telah terbentuk karena ditemukannya gugus
fungsi C=O dan N-H, C-H aromatik, dan gugus fungsi O-H dan dalam
struktur molekul tersebut .
4.3.4. Sintesis 2-hidroksi-N-oktilbenzamida [S4]
Penafsiran spektrum IR senyawa [S4] (Lampiran 5) dari berbagai
bilangan gelombang absorpsi dari masing-masing gugus fungsi. Daftar
daerah spektrum dari gugus fungsi dijelaskan pada Tabel 7 sebagai berikut
yaitu ditemukan pita serapan pada bilangan gelombang, υ= 1641 cm-1
merupakan serapan spesifik vibrasi ulur dari gugus C=O karbonil yang
terkonjugasi dengan ikatan rangkap dan diperkuat pita serapan tunggal yang
Sintesis senyawa..., Husniati, FMIPA UI, 2008
62
ditemukan pada υ = 3344 cm-1 yang merupakan serapan spesifik vibrasi ulur
untuk gugus O-H dan kemungkinan gugus amida N-H saling tumpang tindih
pada bilangan gelombang yang sama. Serapan vibrasi ulur O-H ditemukan
pita jatam pada υ = 3344 cm-1, spektrum demikian karena ulur O-H dalam
molekul fenol bebas tidak ada ikatan hidrogen intramolekul. Pita serapan
pada bilangan gelombang, υ = 2850-2954cm-1 adalah serapan spesifik
vibrasi ulur ikatan antar atom karbon-hidrogen sp3. Informasi adanya gugus
aromatik C=C aril ditunjukkan pada spektrum IR menyerupai deretan empat
pita seperti pita kombinasi/overton muncul antara, υ=1442-1583 cm-1. Uluran
ikatan C-H dalam aril/alkena muncul lemah pada υ = 3223 cm-1.
Tabel 7. Daftar daerah spektrum gugus fungsi senyawa [S4]
Ikatan Daerah absorbsi (υ cm-1)
C=O
N-H dan O-H
C-H alifatik
C-H aril
C=C aril
1641
3344
2850-2954
3223
1442-1583
Berdasarkan analisis penafsiran spektrum IR maka senyawa 3-
hidroksi-N-oktilpikolinamida [S1] telah terbentuk karena ditemukannya gugus
fungsi C=O dan NH amida, C-H alifatik, C-H aromatik, dan gugus fungsi O-H
dalam struktur molekul tersebut .
Sintesis senyawa..., Husniati, FMIPA UI, 2008
63
4.4. Analisis Senyawa Menggunakan Spektrum NMR
Spektroskopi NMR berdasarkan pada penyerapan gelombang radio
oleh inti-inti tertentu dalam molekul apabila berada dalam medan magnet
(Fessenden, 1990). Sinyal NMR yang terukur berupa nilai pergeseran kimia
(δ) dalam satuan ppm. Nilai δ merupakan perbedaan resonansi frekuensi
suatu inti relatif terhadap standar (Janie, et al., 2006, Akitt, 1983).
Spektrum pengukuran 1H-NMR dan 13C-NMR menggunakan
tetrametilsilan (TMS) sebagai standar. TMS mempunyai 12 atom H dan 4
atom C yang ekivalen sehingga memberikan nilai pergeseran kimia dalam
bentuk singlet yang muncul pada daerah medan magnet yang tinggi (δ = 0
ppm).
Konfirmasi struktur molekul terhadap keempat senyawa [S1], [S2],
[S3], dan [S4] mengunakan analisis spektrum 1H-NMR dan 13C-NMR dapat
mengatasi problema penentuan struktur suatu senyawa hanya melalui
informasi gugus fungsi saja. Informasi pengukuran dari spektrum 1H-NMR
dapat memberikan indikasi dan deskripsi mengenai bagian hidrokarbon
molekul dari nilai pergeseran kimia yang menunjukkan proton untuk masing-
masing lingkungan kimia, konstanta kopling (J), dan jumlah proton dari hasil
integrasinya. Melalui pengukuran dari spektrum 13C-NMR dapat diketahui
jenis karbon primer, sekunder, tersier dan kuartener (-CH3, -CH2-, CH-, -C-,
O-C, C=O, -CONH-, dan lain-lain) [Akitt, 1983].
Sintesis senyawa..., Husniati, FMIPA UI, 2008
64
4.4.1 Senyawa 3-hidroksi-N-oktilpikolinamida [S1]
Analisis penetapan struktur molekul senyawa [S1] menggunakan
spektrometer 1H-NMR (Lampiran 6) dan 13C-NMR (Lampiran 7) dapat
ditunjukkan dalam Tabel 8 dan menggunakan panduan Gambar 17 sebagai
berikut:
N
OH O
HN
1'2
34
5
6
7'
8'1
2'
3'
4'
5'
6'
Gambar 17. Struktur senyawa 3-hidroksi-N-oktilpikolinamida [S1] Tabel 8. Data pergeseran kimia (δ, ppm) spektrum 1H-NMR dan 13C-NMR
senyawa 3-hidroksi-N-oktilpikolinamida [S1] (CDCl3, 500 MHz)
C/H Pergeseran Kimia (δ, ppm)
1H-NMR (m*,J dalam Hz) 13C-NMR 1-CON-
2
3-C-OH
4
5
6
1’
2’
3’-7’
8’
NH
-
-
12,27 (1H,s)
7,30(1H,m)
7,33(1H,m)
8,03(1H, m)
3,43 (2H,q)
1,62 (2H,m)
1,31 (10H, m)
0,87 (3H, t, 7,35)
8,04(1H, d, 4,75)
168,78
139,44
157,85
126,16
128,56
139,44
39,13
31,86
22,71-29,5
14,60
-
m*= multiplisitas, J = konstanta kopling
Sintesis senyawa..., Husniati, FMIPA UI, 2008
65
Pergeseran kimia proton dari gugus -OH pikolinat pada δ = 12,27 ppm
(1H,s) sinyal berbentuk singlet, karena -OH terikat pada atom C3’ aromatik
yang tidak mempunyai proton. Nilai pergeseran kimia ini muncul lebih down
field (medan rendah) menjauhi nilai pergeseran kimia TMS karena atom H
dari gugus -OH membentuk ikatan hidrogen intramolekuler dengan gugus
karbonil dari amida (-C=O). sinyal pada δ = 7,30 ppm (1H, m); δ= 7,33 ppm
(1H,m), dan δ= 8,03 ppm (1H,m) masing-masing merupakan proton aromatik
pada C4, C5, dan C6 dari cincin pikolinat. Sinyal berbentuk multiplet (m)
muncul karena interaksi sebuah proton dengan proton-proton tetangganya
yang tidak ekivalen dengan proton tersebut akan memberikan isyarat NMR
dengan sinyal-sinyal yang terbelah (splitting) menjadi sinyal-sinyal rangkap.
Pergeseran kimia pada δ= 0,87 ppm (3H,t) merupakan pergeseran proton
pada gugus metil, C8’. Sinyal berbentuk triplet karena atom H dalam gugus
metil terikat pada atom karbon metilen tetangganya yang mempunyai dua
proton. Gugus proton dari metilen C3’-C7’ ditunjukkan ada pada δ = 1,31
ppm (10H,m) dengan muncul sinyal berbentuk multiplet. Integrasi atom H
gugus metilen sebanyak 10 menunjukkan adanya 5 gugus metilen (-CH2-).
Nilai pergeseran proton dari C1’, δ= 3,43 ppm, mempunyai nilai pergeseran
kimia lebih ke arah down field dari pada proton dari C2’ dengan δ= 1,62 ppm,
karena adanya efek induksi dan berdekatan dengan gugus amida yang lebih
elektronegatif. Demikian juga halnya, pergeseran kimia proton dari C2’ lebih
down field dari pada proton dari C3’-C7’. Sinyal NMR dari proton C1’
berbentuk kuartet karena adanya interaksi dengan satu proton dari -NH
Sintesis senyawa..., Husniati, FMIPA UI, 2008
66
amida dan 2 proton metilen dari C2’. Proton dari gugus amida ditunjukkan
oleh δ = 8,04 ppm (1H,d), berupa puncak doublet yang berasal dari interaksi
proton amida dengan 1 proton yang diikat oleh C1’. Pergeseran kimia untuk
proton yang terdapat pada pelarut CDCl3 muncul pada δ = 7,26 ppm.
Data spektrum hasil pengukuran menggunakan 13C-NMR
menghasilkan pergeseran kimia antara lain δ = 14,6 ppm yang merupakan
pergeseran kimia dari gugus metil C8’. Pergeseran pada δ = 22,71-29,5
ppm menunjukan gugus metilen (-CH2-) dari C3’-C7’. Pergeseran kimia
makin ke arah down field bila makin dekat dengan atom nitrogen amida yang
lebih elektronegatif. Karbon gugus karbonil pada amida memberikan
pergeseran kimia C1’ dengan δ= 168,78 ppm lebih down field, karena
pengaruh atom oksigen lebih elektronegatif . Sinyal 1H NMR pada δ =
126,16; 128,56; 139,44; dan 157,85 ppm menunjukkan pergeseran kimia
atom karbon aromatik pada cincin pikolinat, yaitu masing-masing C4, C5, C2,
dan C3. Gugus dari C2 dan C6, saling simetris dan mempunyai nilai
pergeseran kimia sama yaitu δ= 139,44 ppm. Gugus C3 memiliki nilai
pergeseran kimia paling down field di antara karbon-karbon lain pada cincin
pikolinat karena C3’ mengikat gugus oksigen yang bersifat elektronegatif.
Hasil spektrum 13C-NMR juga memberikan nilai δ = 77,19 ppm yang
merupakan pergeseran kimia atom karbon dari pelarut CDCl3.
Sintesis senyawa..., Husniati, FMIPA UI, 2008
67
4.4.2 Senyawa 2-hidroksi-N-fenilbenzamida [S2]
Penetapan struktur molekul senyawa [S2] berdasarkan analisis 1H-
NMR (Lampiran 8) dan 13C-NMR (Lampiran 9) dapat ditunjukkan dalam
Tabel 9 dan menggunakan panduan Gambar 18 sebagai berikut:
1
OH O
HN 1'
2'3'
4'5'
6'
65
43
2
7
Gambar 18. Struktur senyawa 2-hidroksi-N-fenilbenzamida [S2]
Tabel 9. Data pergeseran kimia (δ, ppm) spektrum 1H-NMR dan 13C-NMR
senyawa 2-hidroksi-N-fenilbenzamida [S2] (CDCl3, 500 MHz)
C/H Pergeseran Kimia (δ, ppm)
1H-NMR (m*, J dalam Hz) 13C-NMR 1-CON-
2
3-C-OH
4
5
6
7
1’
2’, 6’
3’, 5’
4’
NH
-
-
10,22 (1H,s)
7,03 (1H, m)
7,55 (1H, m)
6,98 (1H, m)
8,09 (1H, m)
-
7,45 (2H, m)
7,60(2H, m)
7,09(1H,m)
7,99 (1H,s)
168,82
118,34
162,50
111,33
128,56
120.17
147,34
14,60
130,32-132,54
123,52-127,29
130,32
-
m*=multiplisitas, J = konstanta kopling
Sintesis senyawa..., Husniati, FMIPA UI, 2008
68
Pergeseran kimia proton dari gugus -OH salisilat pada δ = 10,22 ppm
(1H, s) sinyal berbentuk singlet/tunggal karena -OH terikat pada atom C3
yang tidak mempunyai proton. Nilai pergeseran kimia ini muncul lebih down
field karena gugus -OH membentuk ikatan hidrogen intramolekuler dengan
gugus karbonil dari amida. Proton dari gugus amida ditunjukkan oleh sinyal
berbentuk singlet pada δ = 7,99 ppm (1H, s), karena -NH terikat pada
tetangganya yang masing-masing tidak mempunyai proton dari atom C1’
aromatik dan C1 karbonil (C1-CON-). Pergeseran kimia proton aromatik
muncul antara δ= 7-8,5 ppm. Pergeseran kimia δ= 6,98 ppm (1H, m)
merupakan pergeseran proton C6 gugus metin (–CH-) benzen. Pergeseran
kimia pada δ= 7,03 ppm (1H, m) merupakan pergeseran proton pada C4 dan
δ= 7,55 ppm (1H, m) merupakan pergeseran proton pada C5. Sinyal multiplet
muncul karena suatu proton pada posisi C6/C5/C4 memiliki satu proton
dengan tetangga-tetangganya yang tidak ekivalen dan memberikan suatu
isyarat NMR dengan sinyal-sinyal yang terbelah menjadi puncak rangkap
selain itu proton tersebut juga memiliki ekivalensi dengan proton dari
tetangga-tetangganya yang lain. Kerapatan elektron yang rendah pada posisi
meta meyebabkan C5 lebih down field. Pergeseran kimia pada δ= 7,45 ppm
(2H, m) merupakan pergeseran proton metin (-CH-) benzen pada posisi C2’
dan C6’ yang mempunyai nilai sama. Proton dari gugus C3’ dan C5’
mempunyai pergeseran kimia pada δ= 7,60 ppm (2H, m). Proton dari gugus
C3’ dan C5’ lebih down field dari pada proton dari gugus C2’ dan C6’, karena
terletak pada posisi meta dari gugus amida dan kerapatan elektron pada
Sintesis senyawa..., Husniati, FMIPA UI, 2008
69
posisi tersebut relatif lebih rendah. Proton dari gugus C4’ mempunyai
pergeseran kimia δ= 7,09 ppm (1H, m), karena lebih up field dibandingkan
proton dari gugus C3’dan C5’. Pergeseran kimia untuk proton yang terdapat
pada pelarut CDCl3 muncul pada δ = 7,26 ppm.
Data spektrum hasil pengukuran menggunakan 13C-NMR
menghasilkan pergeseran kimia antara lain δ = 14,6 ppm yang merupakan
pergeseran kimia karbon dari gugus C1’. Pergeseran pada δ = 123,52-127,29
ppm menunjukkan karbon dari C3’ dan C5’. Pergeseran kimia cenderung
down field bila makin dekat dengan atom nitrogen yang lebih elektronegatif
atau terletak pada posisi meta. C4’ terletak pada posisi para sehingga relatif
mempunyai nilai pergeseran kimia yang sama pada posisi orto, C2’ dan C6’.
Karbon gugus karbonil pada amida memberikan pergeseran kimia C1-CON-
pada δ = 168,62 ppm muncul ke arah lebih down field, karena pengaruh
atom oksigen lebih elektronegatif . Sinyal NMR pada δ = 118,34; 162,50;
111,33; 128,56 ppm menunjukkan pergeseran kimia atom karbon aromatik
pada cincin fenol/salisilat, yaitu masing-masing C2, C3, C4, dan C5. Karbon
dari gugus C3 memiliki nilai pergeseran kimia lebih down field di antara
karbon-karbon lain dalam cincin fenol, karena C3 mengikat inti atom oksigen
elektronegatif. Hasil spektrum 13C-NMR juga memberikan nilai δ = 77,19 ppm
yang merupakan pergeseran kimia atom karbon dari pelarut CDCl3.
Sintesis senyawa..., Husniati, FMIPA UI, 2008
70
4.4.3. Sintesis 3-hidroksi-N-fenilpikolinamida [S3]
Hasil analisis senyawa 3-hidroksi-N-fenilpikolinamida [S3]
berdasarkan spektrum 1H-NMR (Lampiran 10) dan 13C-NMR (Lampiran 11)
dapat ditunjukkan dalam Tabel 10 dan menggunakan panduan Gambar 19
sebagai berikut:
1
N
OH O
HN 1'
2'3'
4'5'
6'
65
43
2
Gambar 19. Struktur senyawa 3-hidroksi-N-fenilpikolinamida [S3]
Tabel 10. Data pergeseran kimia (δ, ppm) spektrum 1H-NMR dan 13C-NMR untuk senyawa 3-hidroksi-N-fenilpikolinamida [S3] (CDCl3, 500 MHz)
C/H Pergeseran Kimia (δ, ppm)
1H-NMR (m*, J dalam Hz) 13C-NMR 1-CON-
2
3-C-OH
4
5
6
1’
2’,6’
3’,5’
4’
NH
-
-
11,94 (s,1H)
7,72 (1H, m)
8,13 (1H, m)
7,70 (1H, m)
-
7,42 (2H, m)
7,36 (2H, m)
7,19 (1H, m)
9,92 (1H, s)
167,06
139,13
158,48
126,16
128,56
136,92
131,53
126,00
129,40
129,24
-
m*= multiplisitas, J = konstanta kopling
Sintesis senyawa..., Husniati, FMIPA UI, 2008
71
Pergeseran kimia proton dari gugus -OH pikolinat pada δ = 11,94 ppm
(1H, s) sinyal berbentuk singlet/tunggal, karena -OH terikat pada atom C3
yang tidak mempunyai proton. Nilai pergeseran kimia ini muncul lebih down
field, karena gugus -OH membentuk ikatan hidrogen intramolekuler dengan
gugus karbonil dari amida. Proton dari gugus amida ditunjukkan oleh δ = 9,92
(1H, s) berupa sinyal berbentuk singlet, karena NH terikat pada atom yang
tidak mempunyai proton dari C1’ aromatik dan C1 karbonil (C1-CON-).
Pergeseran kimia pada δ= 8,13 ppm (1H, m) merupakan pergeseran proton
C6 dari metin (-CH-) benzen. Pergeseran kimia pada δ= 7,72 ppm (1H, m)
merupakan pergeseran proton C4 dan δ= 7,70 ppm (1H, m) merupakan
pergeseran proton C5. sinyal multiplet muncul karena memiliki satu proton
tetangga yang tidak ekivalen pada posisi orto dan meta dan memberikan
suatu isyarat yang terbelah menjadi sinyal-sinyal rangkap. Posisi sinyal ke
arah lebih down field sesuai tingkat kerapatan elektron yang ada,dengan
urutan kerapatan elektron makin rendah maka makin down field. Urutan
proton dari C5 lebih down field dari proton C6, sementara proton pada gugus
C6 dan C4 hampir memiliki kesamaan dalam kerapatan elektron. Pergeseran
kimia pada δ= 7,42 ppm (2H, m) merupakan pergeseran proton pada posisi
C2’ dan C6’ yang mempunyai nilai sama. C3’ dan C5’ mempunyai
pergeseran kimia pada δ= 7,36 (2H, m). Proton dari gugus C2’ dan C6’ lebih
down field dari pada proton dari C3’ dan C5’, karena kerapatan elektronnya
relatif lebih rendah dan pososinya berdekatan dengan gugus elektronegatif
dari inti atom nitrogen dari amida. Proton dari gugus C4’ mempunyai
Sintesis senyawa..., Husniati, FMIPA UI, 2008
72
pergeseran kimia δ= 7,19 (1H, m), karena lebih up field (medan magnet
tinggi) dibandingkan proton dari gugus C3’ dan C5’. Pergeseran kimia untuk
proton yang terdapat pada pelarut CDCl3 muncul pada δ = 7,26 ppm.
Data spektrum hasil pengukuran menggunakan 13C-NMR
menghasilkan pergeseran kimia antara lain δ = 131,53 ppm yang merupakan
pergeseran kimia karbon dari gugus C1’. Pergeseran pada δ = 129,4 ppm
menunjukan karbon dari metin (-CH-) pada C3’ dan C5’. Pergeseran kimia
makin bernilai down field bila makin dekat dengan inti atom nitrogen amida
yang lebih elektronegatif atau terletak pada posisi meta. Karbon dari C4’
terletak pada posisi para sehingga relatif lebih down field dari pada posisi
orto, C2’ dan C6’. Karbon gugus karbonil pada amida memberikan
pergeseran kimia C1’ pada δ= 167,06 ppm muncul ke arah lebih down field,
karena pengaruh inti atom oksigen lebih elektronegatif . Sinyal NMR pada δ =
158,48; 139,13; 128,56; dan 126,16 ppm menunjukkan pergeseran kimia
atom karbon aromatik pada cincin pikolinat, yaitu masing-masing C3, C2, C5,
dan C4. Karbon dari Gugus C3 memiliki nilai pergeseran kimia paling down
field di antara karbon-karbon lain pada cincin pikolinat, karena adanya efek
elektronegatif atom oksigen yang berdekatan dengan karbon pada C3. Hasil
spektrum 13C-NMR juga memberikan nilai δ = 77,19 ppm yang merupakan
pergeseran kimia atom karbon dari pelarut CDCl3.
Sintesis senyawa..., Husniati, FMIPA UI, 2008
73
4.4.4. Sintesis 2-hidroksi-N-oktilbenzamida [S4]
Hasil analisis senyawa 2- hidroksi-N-oktilbenzamida [S4] berdasarkan
spektrum 1H-NMR (Lampiran 12) dan 13C-NMR (Lampiran 13) dapat
ditunjukkan dalam Tabel 11 dan menggunakan panduan Gambar 20 sebagai
berikut:
OH O
HN1
23
4
5
6
7
8'
1'
2'
3'
4'
5'
6'
7'
Gambar 20. Struktur senyawa 2- hidroksi-N-oktilbenzamida [S4] Tabel 11. Data pergeseran kimia (δ, ppm) spektrum 1H-NMR dan 13C-NMR
senyawa 2- hidroksi-N-oktilbenzamida [S4] (CDCl3, 500 MHz)
C/H Pergeseran Kimia (δ, ppm)
1H-NMR(m*,J dalam Hz) 13C-NMR 1-CON-
2
3-C-OH
4
5
6
7
1’
2’
3’-7’
8’
NH
-
-
12,43 (1H, s)
6,81(1H, m)
7,36(1H, m)
6,96(1H, m)
7,37(1H, m)
3,42 (2H, q)
1,60 (2H, m)
1,27 (10H, m)
0,87 (3H, t, 7,35)
6,48(1H, d, 4,75)
170,10
114,56
161,00
118,67
134,20
118,75
125,47
39,40
31,90
29,37
14,21
-
m*=multiplisitas, J = konstanta kopling
Sintesis senyawa..., Husniati, FMIPA UI, 2008
74
Data spektrum hasil pengukuran spektrometer 1H-NMR untuk
senyawa [S4] dapat dijelaskan bahwa nilai pergeseran kimia pada δ= 0,87
ppm (3H, t) merupakan pergeseran proton dari gugus metil, C8’. Sinyal
berbentuk triplet karena proton dari gugus metil terikat pada dua proton atom
karbon metilen tetangganya. Proton dari gugus metilen C3’-C7’ ditunjukkan
ada pada δ = 1,27 ppm (10H, m) dengan sinyal muncul berbentuk multiplet.
Integrasi atom H gugus metilen sebanyak 10 menunjukkan adanya 5 gugus
metilen. Nilai pergeseran dari proton C1’ pada δ= 3,42 ppm mempunyai nilai
pergeseran kimia lebih down field dari pada C2’ pada δ= 1,60 ppm, karena
berdekatan dengan gugus amida yang lebih elektronegatif. Demikian juga
halnya, pergeseran kimia dari proton C2’ lebih down field dari pada proton
dari C3’-C7’. Sinyal proton dari C1’ berbentuk kuartet, karena interaksi antara
satu proton dari -NH amida dan 2 proton metilen dari C2’. Proton dari gugus
amida muncul pada pergeseran kimia, δ = 6,48 ppm (1H, s) sinyal berupa
singlet, karena -NH terikat pada atom C1-CON- yang tidak mempunyai
proton. Sinyal pada δ = 6,81 ppm (1H, m ); 7,36 ppm (1H, m); 6,96 ppm (1H,
m); dan 7,37 ppm (1H, m) masing-masing menunjukan adanya 1 proton
aromatik pada C4, C5, C6, dan C7. Multiplisitas terjadi karena terjadinya
splitting (pemecahan) yang disebabkan oleh atom H tetangga yang tidak
ekivalen dan memiliki konstanta kopling yang kompleks dalam signal NMR.
Pergeseran kimia lebih down field pada posisi meta dalam cincin fenol,
karena efek elektronegatif dari atom oksigen dapat mengurangi kerapatan
elektron pada posisi meta tersebut. Pergeseran kimia proton dari gugus -OH
Sintesis senyawa..., Husniati, FMIPA UI, 2008
75
dari fenol muncul pada δ = 12,43 ppm (1H, s) sinyal berbentuk singlet,
karena -OH terikat pada atom C3 aromatik yang tidak mempunyai proton.
Nilai pergeseran kimia ini muncul lebih down field karena gugus OH
membentuk ikatan hidrogen intramolekuler dengan gugus karbonil pada
amida. Pergeseran kimia untuk proton yang terdapat pada pelarut CDCl3
muncul pada δ = 7,26 ppm.
Data spektrum hasil pengukuran menggunakan 13C-NMR
menghasilkan pergeseran kimia antara lain δ = 14,21 ppm yang merupakan
pergeseran kimia karbon dari gugus metil C8’. Pergeseran kimia pada δ =
22,75-29,60 ppm menunjukan nilai dari karbon C3’-C7’. Pergeseran pada δ =
31,9 dan 39,9 ppm untuk karbon dari C2’ dan C1’. Nilai Pergeseran kimia ke
arah lebih down field bila makin dekat dengan atom nitrogen amida yang
lebih elektronegatif, sehingga urutan down field makin tinggi sesuai deret
berikut C1’>C2’>C3’>C8’. Karbon gugus karbonil pada amida memberikan
pergeseran kimia C1-CON pada δ= 170,10 ppm lebih down field, karena
pengaruh atom oksigen lebih elektronegatif. Sinyal 13C NMR pada δ =
114,56; 161,0; 118,67; 134,20; 118,75; dan 125,47 ppm menunjukkan
pergeseran kimia atom karbon aromatik pada cincin fenol, yaitu masing-
masing C2, C3, C4, C5, C6 dan C7. Karbon dari gugus C3 memiliki nilai
pergeseran kimia paling down field di antara karbon-karbon lain pada cincin
fenol, karena C3 mengikat atom oksigen yang elektronegatif. Hasil spektrum
13C-NMR juga memberikan nilai δ = 77,20 ppm yang merupakan pergeseran
kimia atom karbon dari pelarut CDCl3.
Sintesis senyawa..., Husniati, FMIPA UI, 2008
76
4.5. Sitotoksisitas Senyawa Analog terhada Sel Kanker Murine Leukemia P-388
Aktivitas biologi senyawa analog UK-3A, [S1]-[S4], diuji secara in vitro
terhadap sel kanker Murine leukemia P-388. Uji aktivitas sitotoksik ini
dilakukan dengan metode MTT (3-(4,5-dimetiltiazo-2-il-)2,5-difeniltetrazolium
bromide (Alley et.al.1988 diacu dalam Sahidin et.al.,2005) dengan
konsentrasi penambahan senyawa uji dalam ragam konsentrasi 0,1; 0,3; 1;
3; 10; 30; dan 100 µg/mL. Sebagai kontrol positif digunakan senyawa
antikanker cis-platin dengan ragam konsentrasi yang sama.
Pengujian MTT adalah suatu standar pengujian laboratorium secara
kolorimetri (metode pengukuran berdasarkan perubahan warna yang terjadi)
karena mengukur pertumbuhan/perkembangbiakan sel. Metode ini
digunakan untuk menentukan sitotoksisitas zat-zat yang berpotensi sebagai
obat. Sel hidup mempunyai kemampuan untuk mengubah warna MTT
menjadi berwarna ungu, sebaliknya bagi sel mati MTT tetap berwarna
kuning. Sel hidup berbentuk bulat sementara sel mati mempunyai bentuk
tidak teratur (Wikipedia, 2008). Dalam sel hidup, enzim reduktase
mitokondria adalah aktif sehingga pewarna kuning MTT dapat direduksi oleh
enzim tersebut menjadi formazan ungu yang mempunyai panjang
gelombang, λ = 550 nm. Nilai absorbansi (A) merupakan rata-rata untuk tiga
kali ulangan dan selanjutnya diplot suatu grafik sebagai hubungan
persentase penghambatan/inhibisi terhadap konsentrasi senyawa uji.
Kemampuan sitotoksik senyawa uji ditentukan sebagai nilai IC50 yaitu nilai
Sintesis senyawa..., Husniati, FMIPA UI, 2008
77
kemampuan mematikan sel kanker sebanyak 50%. Kemampuan mematikan
(IC) diperoleh dari formulasi berikut.
Berdasarkan formulasi tersebut nilai IC adalah selisih absorban oleh sel
kotrol (A0) dengan Absorban oleh sel dengan perlakuan senyawa uji (As) dan
dibandingkan dengan A0-nya dikalikan 100%. Hasil uji sitotoksisitas masing-
masing senyawa analog dapat dilihat pada Tabel 12 dan Lampiran 14.
Tabel 12. Hasil uji sitotoksisitas senyawa analog UK-3A terhadap sel kanker
Murine leukemia P-388
No. Senyawa IC50 (µg/mL)
1
2
3
4
5
6
3-hidroksi-N-oktilpikolinamida [S1]
3-hidroksi-N-fenilpikolinamida [S3]
2-hidroksi-N-fenilbenzamida [S2]
2-hidroksi-N-oktilbenzamida [S4]
cis-platin (control positif)
UK-3A
13,2
18,5
7,75
7,5
12
39
Berdasarkan tabel di atas, ke-empat senyawa analog UK-3A ;[S1],
[S2], [S3], dan [S4], mempunyai aktivitas antikanker Murine leukemia P-388
lebih tinggi, jika dibandingkan dengan senyawa UK-3A induk. Keuntungan
sintesis senyawa analog tersebut adalah disintesis secara sederhana melalui
satu tahap reaksi amida berdasarkan modifikasi struktur molekul senyawa
induk serta diperolehnya hasil uji IC50 senyawa-senyawa analog tersebut
lebih tinggi aktivitas biologinya dari pada senyawa induk.
A0 - As IC = x 100% As
Sintesis senyawa..., Husniati, FMIPA UI, 2008
78
Aktivitas tertinggi ditunjukkan pada senyawa yang memiliki struktur
molekul salisilat/fenol jika dibandingkan dengan struktur pikolinatnya.
Aktivitas antikanker senyawa-senyawa analog, [S1]-[S4], ditunjukkan oleh
nilai IC50 yang lebih rendah dari IC50 untuk UK-3A. Gugus fungsi seperti fenol
yang ada pada senyawa-senyawa analog [S2] dan [S4] tersebut diperkirakan
mempunyai peranan penting dalam aktivitas. Gugus OH pada senyawa
diduga mempunyai interaksi pengikatan senyawa pada sisi pengikatan
(binding site) sel target melalui ikatan hidrogen yang terlibat antara dua
molekul yang bekerja sebagai donor dan akseptor. Donor ikatan hidrogen
adalah proton dari fenol yang menempel pada atom oksigen yang bersifat
elektronegatif dan sebagai akseptornya adalah gugus-gugus OH yang ada
pada sel target (Patrick, 2001).
Bila struktur salisilat, [S2] dan [S4], berubah menjadi pikolinat
memberikan senyawa [S1] dan [S3], maka aktivitas antikanker senyawa-
senyawa analog berstruktur pikolinat yang ditunjukkan dalam Tabel 12
memberikan aktivitas biologi senyawa pikolinat lebih rendah dari aktivitas
biologi senyawa yang memiliki struktur salisilat. Perubahan struktur molekul
tersebut memberikan pengaruh pada afinitasnya yaitu terjadi penurunan
terhadap aktivitas biologi senyawa terhadap sel kanker Murine leukemia P-
388.
Pengaruh gugus hidrokarbon netral dari senyawa [S4] yang memiliki
gugus alkil dibandingkan dengan senyawa [S2] yang memiliki gugus aril
pada penelitian ini diperoleh hasil signifikan. Gugus alkil mempunyai
kemampuan untuk cocok/tepat ke dalam kantong hidropobik (hydrophobic
Sintesis senyawa..., Husniati, FMIPA UI, 2008
79
pocket) dengan interaksi van der Waals sementara cincin aromatik dapat
berinteraksi dengan daerah planar hidropobik melalui interaksi yang sama
yaitu van der Waals. Kedudukan tempat pengikatan yang berbeda tersebut
diduga mempunyai perbedaan afinitas terhadap sel kanker. Interaksi dari
kedua gugus baik dari alkil maupun cincin aril penting untuk pengikatan
suatu molekul yang berfungsi sebagai obat dengan binding site (Patrick,
2001).
Hasil penelitian aktivitas biologis beberapa senyawa analog UK-3A
dari modifikasi dilakton cincin terbuka (Tabel 2) menunjukkan bahwa aktivitas
sitotoksik makin tinggi bila sifat lipofilik senyawa makin besar. Sifat lipofilik
suatu senyawa berkaitan dengan kemampuan senyawa tersebut untuk
menembus membran sel yang bekerja seperti hidrofobik barier (Patrick,
2001). Kecenderungan sifat lipofilik dari senyawa analog [S1] dibandingkan
[S3] menunjukkan hasil uji aktivitas antikanker lebih tinggi untuk senyawa
[S1], demikian juga halnya untuk sifat lipofilik senyawa [S4] mempunyai
aktivitas antikanker lebih tinggi dari pada senyawa [S2].
Studi sifat fisikokimia dari sejumlah senyawa-senyawa analog UK-3A,
[S1]-[S4], dipelajari menggunakan persamaan matematis secara in-silico
dari software hyperchem 7.0. Salah satu sifat fisikokimia tersebut di
antaranya untuk menentukan karakter hidrofobik/lipofilik suatu senyawa.
Lipofilisitas molekul diukur dari nilai log P dengan P dinyatakan sebagai
koefisien partisi kelarutan dalam lemak/air yang mempunyai rentang nilai -0,4
sampai 5 (optimal pada nilai log P = 3). Tabel 13 diperlihatkan nilai log P dari
senyawa analog UK-3A, [S1]-[S4], hasil penelitian ini dan dibandingkan
Sintesis senyawa..., Husniati, FMIPA UI, 2008
80
dengan nilai log P dari obat komersial taxol, UK-3A, dan Antimisin A3. Aturan
lima Lipinski digunakan untuk mengevaluasi suatu senyawa kimia yang
dapat berfungsi sebagai obat (Lipinski, 1997, Patrick, 2001, Wikipedia,
2008).
Tabel 13. Analisis nilai log P dari senyawa analog UK-3A baru, UK-3A, taxol,
dan antimisin A3
No. Nama Senyawa Log P
1
2
3
4
5
6
7
3-hidroksi-N-oktilpikolinamida [S1]
3-hidroksi-N-fenilpikolinamida [S3]
2-hidroksi-N-fenilbenzamida [S2]
2-hidroksi-N-oktilbenzamida [S4]
UK-3A
Antimisin A3
Taxol
0,73
-1,55
-0,17
2,13
1,61
1,30
1,67
Nilai optimum log P dari aturan tersebut adalah 3, sehingga
berdasarkan hasil tersebut, nilai log P dapat memprediksi bahwa senyawa
analog [S4] mempunyai karakter lipofilik yang optimal dan sesuai dengan
hasil penelitian uji aktivitas biologi senyawa analog [S4] secara in- vitro
menunjukkan nilai IC50 = 7,5 µg/mL.
Studi in-silico bagi senyawa-senyawa analog di atas merupakan salah
satu kajian penting untuk analisis pendahuluan sebelum eksperimen in-vitro.
Namun variasi beberapa senyawa dalam sintesis senyawa analog yang telah
dilakukan pada penelitian ini dimungkinkan untuk kajian lain seperti
pembuktian bahwa senyawa [S4] yang mempunyai struktur kimia asam
salisilat yang memiliki gugus alkil yang lipofilik merupakan senyawa yang
Sintesis senyawa..., Husniati, FMIPA UI, 2008
81
dapat mempengaruhi respon biologis dibandingkan dengan senyawa lain
dari [S1], [S2], dan [S3]. Hasil uji aktivitas biologi secara in-vitro dari keempat
senyawa analog dinyatakan bahwa keempat senyawa mempunyai potensi
sebagai senyawa antikanker Murine Leukemia P-388. Klarifikasi perbedaan
potensi dari kedua hasil uji aktivitas biologi untuk ketiga senyawa lain selain
[S4] baik secara in-vitro maupun in-silico bahwa pada penelitian ini tidak
diperoleh korelasi positif kemungkinan besar disebabkan adanya modifikasi
kimia dan enzimatis sehingga dapat memberikan aktivitas berbeda dari
respon biologi senyawa terhadap sel target.
Sintesis senyawa..., Husniati, FMIPA UI, 2008
BAB V
KESIMPULAN DAN SARAN
5. 1 Kesimpulan
1. Hasil sintesis senyawa-senyawa analog UK-3A diperoleh sebagai
berikut :
a. 3-Hidroksi-N-oktilpikolinamida [S1] berbentuk minyak berwarna
kuning jernih dengan rendemen hasil 76%
b. 2-Hidroksi-N-fenilbenzamida [S2] berbentuk kristal jarum
berwarna putih dengan titik leleh 165-1670C dan rendemen
hasil 80%
c. 3-Hidroksi-N-enilpikolinamida [S3] berbentuk kristal jarum
berwarna putih dengan titik leleh 83-850C dan rendemen hasil
96%
d. 2-Hidroksi-N-oktilbenzamida [S4] berbentuk kristal jarum
berwarna putih dengan titik leleh 43-450C dan rendemen hasil
93%
2. Aktivitas sitotoksik terhadap sel kanker Murine leukemia P-388
memberikan hasil uji IC50 untuk masing-masing senyawa analog
berturut-turut adalah [S1]= 13,2; [S2]= 7,75; [S3]= 18,5; [S4] =7,5
µg/mL.
Sintesis senyawa..., Husniati, FMIPA UI, 2008
83
3. Senyawa analog UK-3A dari hasil penelitian mempunyai aktivitas
sitotoksik terhadap sel kanker Murine Leukemia P-388 lebih tinggi
dibandingkan senyawa UK-3A induk. Senyawa tersebut disintesis
melalui rute reaksi lebih sederhana.
4. Senyawa analog yang mempunyai struktur cincin fenol (salisilat)
memiliki daya hambat pertumbuhan sel kanker Murine leukemia
P-388 lebih tinggi jika dibandingkan senyawa analog yang
memiliki struktur cincin piridin (pikolinat).
5. Lipofilisitas senyawa [S4] dengan nilai log P = 2,13 menunjukkan
peningkatan aktivitas sitotoksik sel kanker Murine leukemia P-388
dibandingkan sampel lainnya ([S1], [S2], [S3]).
5. 2 Saran
v Perlu dilakukan penelitian lanjutan untuk menentukan aktivitas
biologi senyawa [S4] terhadap beberapa sel kanker lain seperti
B16, KB, COLO-201, 3T3 sebagai reseptor.
Sintesis senyawa..., Husniati, FMIPA UI, 2008
DAFTAR PUSTAKA
Akitt, J.W., 1983. “An Introduction to the Fourier Transform-Multinuclear Era”,
2nd ed., Chapman & Hall Ltd., New York, USA.
Ardinata, E., 2007. “Sintesis Senyawa Analog UK-3A : 3-Hidroksipikolinil-
dioktil Glutamat dan 2-Hidroksinikotinildioktil Glutamat dan Uji
Sitotoksisitas terhadap Sel Kanker Murine Leukemia P-388”, Tesis,
Magister Sains Ilmu Kimia, Program Pascasarjana U.I, Depok.
Budi, G.S., 2006. “Identifikasi Senyawa Bioaktif Ekstrak Kulit Batang
Tanjang (Bruguiera gymnorhiza) dalam Etanol dan Uji
Sitotoksisitasnya terhadap Sel HeLa”, Skripsi, Program Sarjana, MIPA
UNSOED, Purwokerto.
Bailey, P.D., 1992. “An introduction to Peptide Chemistry”, John Wiley & son.
New York.
Bowolaksono, A., 2007. “Apoptosis: Bila sel Berqurban”,
http://www.beritaiptek.com/rss/ diakses tanggal 19 Mei 2008 pukul
17.10 WIB.
Carey, F.A., Sunberg, R.J., 1991. “Advanced Organic Chemistry”, 3rd ed.,
Part 3 : Reaction and Synthesis, Plenum Press, New York.
Fessenden, R. J., Fessenden, J. S., 1990. ”Kimia Organik”, Jilid 2, Edisi
Ketiga, Penterjemah: Pudjaatmaka, A. H., Penerbit Erlangga, Jakarta.
Fessenden, R. J., Fessenden, J. S., 1991. ”Kimia Organik”, Jilid 1, Edisi
Ketiga, Penterjemah : Pudjaatmaka, A. H., Penerbit Erlangga, Jakarta.
Firmansyah, F., 2003. “Optimasi Sintesis Senyawa 2-Hidroksi-N-Fenil
Benzamida”. Skripsi, Fakultas Farmasi, Universitas Pancasila,
Jakarta.
Sintesis senyawa..., Husniati, FMIPA UI, 2008
85
Griffer, R.J., Bobbitt, J.M., Schwarting, A.E., 1991. “Pengantar Kromatografi”,
Edisi kedua, ITB Press, Bandung.
Hanafi, M., 1995. “Studies of Novel Antibiotics Metabolites from
Streptomyces sp. 517-02”, Thesis, Departement of Chemistry
Faculty of Science, Osaka City University, Osaka.
Hanafi, M., Shibata, K., Ueki, M., Taniguchi, M. 1996., “UK-2A, B, C, and D: a
Novel Antifungal Antibiotics from Streptomyces sp. 517-02 : II.
Structural Elucidation”, J. Antibiotics, 49 (12): 1226-1226.
Hanafi, M., Ueki, M., Kusumoto, A., Shibata, K., Tanaka, T., Taniguchi, M.,
1997. “UK-3A, a Novel Antifungal from Streptomyces sp. 517-02 :
Fermentation, Isolation, Structural Elucidation, and Biological
Properties”, J. Antibiotics, 50 (7): 551-555.
Hanafi, M., Trisnamurti, R.H., Saefudin, E., Thelma, A.B., Ngadiman., 1997a.
“Sintesis dan uji aktivitas biologi senyawa analog UK-3, 3-
hidroksipikolinil serin metil ester dan turunannya”, Prosiding Seminar
Nasional Kimia II; Yogyakarta 13 Desember 1997, Jurusan Kimia
Fakultas MIPA UGM. ISSN: 1410-8313, Yogyakarta.
Hanafi, M., Trisnamurti, R.H., Thelma, A.B., Herlina., 1997b. “Optimasi
pembentukan senyawa analog antibiotik UK-3, 3-hidroksipikolinil serin
metil ester”, Prosiding Seminar Nasional 24-27 November 1997,
Himpunan Kimia Indonesia Bandung Cabang Jawa Barat, p. 69-74.
Hanafi, M., Thelma A.B., 1998. ”Sintesis Senyawa Analog Antibiotika UK-3,
Pengaruh Gugus Hidroksi terhadap Aktivitas Biologi”, Prosiding
Seminar Nasional II Kimia dalam Pembangunan Holiday Inn.,
Yogyakarta.
Hanafi, M., 1998. “Sintesis Senyawa Analog dengan Antibiotik UK-3”.
Laporan Riset Unggulan Terpadu V 1997/1998”, Kantor Menteri
Negara Riset dan Teknologi Dewan Riset Nasional.
Sintesis senyawa..., Husniati, FMIPA UI, 2008
86
Hanafi, M., Anita,Y., Putra, A.M.J., 2008. ”SintesisPengaruh Lipofilisitas
Pada Analog UK-3A terhadap Aktivitas Antikanker Leukemia P-388”,
Seminar IPT, LIPI, Serpong.
Harbone, J.B., Dey, P.M., 1991. “Method in Plant Biochemistry”, 6, Assay for
Bioactivity, Academic Press, London.
Hendayana, S., Karohman, A., Sumarna, A.A., Supriatna, A., Buchari, 1994.
“Kimia Analitik Instrumen”, IKIP, Semarang Press, Semarang.
http://en.wikipedia.org/wiki/MTT_assay diakses tanggal 19 Mei 2008 pukul
14.50 WIB.
http://en.wikipedia.org/wiki/cancer diakses tanggal 19 Mei 2008 pukul 11.15
WIB.
http://www.labtestsonline.org/understanding/condition/leukemia.html diakses
tanggal 19 Mei 2008 pukul 15.38 WIB.
http/www.oncologychannel.com/leukemias/index.shtml diakses tanggal 19
Mei 2008 pukul 15.38 WIB.
http://en.wikipedia.org/wiki/Electron_transport_chain diakses tanggal 19
Maret 2008 pukul 11.00 WIB.
http://en.wikipedia.org/wiki/apoptosis diakses tanggal 19 Maret 2008 pukul
14.05 WIB.
Lesault, I., Quang, C.T., Frampton, J., Ghusdael, J., 2002. “Direct Regulation
of Bcl-2 by FLI-1 is involved in the survival of FL-1 transformed
erythroblasts”, Embo J., 21(4): 604-703.
Janie, U. A., et al., 2006. “Teknik Modern Spektroskopi NMR : Teori dan
Aplikasi dalam Elusidasi Struktur Molekul Organik dan Biomolekul”,
LIPI Press, Jakarta.
Sintesis senyawa..., Husniati, FMIPA UI, 2008
87
Kurnia, A., 2007. “Sintesis dan Uji Aktivitas Biologi Senyawa Analog
Antibiotika UK-3 : Diamilnikotinil Glutamat Ester dan Diheksil nikotinil
Glutamat Ester”, Tesis, Magister Sains Ilmu Kimia, Program
Pascasarjana U.I, Depok.
Klassen, C.D., 2001. “Toxicology : The basic Science of Poisons”, 6th ed.,
McGraw-Hill corp., New York.
Liu, W., et al., 2003. “Medical Chemistry Anticancer Agent”, J. Medicinial, 3:
217-23.
Lipinski, C., et al., 1997. “Advance Drug”, Del.Rev., 23: 3
March, J., 1992. “Advenced Organic Chemistry, reaction, mechanism and
structure”, 4th ed., A Wiley Interscience, New York.
Martin, G.S., 1999. “Normal cell and cancer cells: In Bioshop”, Weinberg,
R.A., Ed., Molecular oncology, Scientific American, New York, p.13-
40.
Murray, R.K., Dearyl, K. G., Mayes, P.A., Rodwell, V.W., 2003. “Biokimia”,
Andry Hartono, Ed., Edisi ke-25, EGC, Jakarta.
Patrick, G., 2001. “Instant notes in medicinal chemistry”, BIOS Scientific
Publisher.
Pine, S.H., Hendrickson, J.B., Crom, D.C., 1998. “Kimia Orgnik 2”,
Peterjemah: Roehyati, J., Susanti, W.B., Penerbit ITB, Bandung.
Rahmawati, N., 2004. “Uji Sitotoksisitas Ekstrak Etanolik Daun Bandotan
(Ageratum conyzoides L) terhadap Sel HeLa dan Profil Kromatografi
Lapis Tipisnya”, Skripsi, Fakultas Farmasi, Universitas Gadjah Mada,
Yogyakarta.
Rosalina, L., 1999. “Sintesis dan Uji Aktivitas Biologi Senyawa Analog
Antibiotika UK-3A : 3-Hidroksipikolinil Dialkil Glutamat Ester dan 2-
Sintesis senyawa..., Husniati, FMIPA UI, 2008
88
hidroksinikotinil Dialkil Glutamat Ester”, Tesis, Magister Sains Ilmu
Kimia, Program Pascasarjana UI, Depok.
Sahidin, et al., 2005. “Cytotoxic Properties of Oligostilbenoids from the tree
barks of Hopea dryobalanoides”, J. Naturforsch, 60: 723-727.
Sastrohamidjoyo, H., 1992. “Spektroskopi Infra Merah”. UGM, Yogyakarta.
Shiomi, K., Hatae, K., Hatano, H., Matsumono, A., Takahashi, Y., Lin Jiang,
C., Tomoda, H., Kobayashi, S., Tanaka, H., Omura, S., 2005. “A
New Antibiotic, Antimycin A9, Produced by Streptomyces sp. K01-
0031”, J.Antibiotic, 58(1): 74-78.
Shimano, M., Kamei, N., Shibata, T., Inoguchi, K., Itoh, N., Ikari, T., Senda,
H., 1998. “Total Synthesis of the Antifungal Dilactones UK-2A and
UK3A : The Determination of their Relative and Absolute
Configurations”. Tetrahedron Lett., 39 : 4363-4366.
Siswandono, B., Soekardjo, 2000. “Kimia Medisinal”, Jilid 1, Airlangga,
University Press., Surabaya.
Siswondono, 2004. “Leukemia Peringkat Pertama Penyakit pada Anak.
Sumber”, hhtp://www.gizi.net/cgi-bin/berita/fullnews, diakses tanggal
15 Februari 2008, pukul 10.15 WIB.
Shi, Y., Cidlowski, J., Scott, D., Wu, J., Shi, Y.B., 2003. “Molecular
Mechanisms of Programmed Cell Death”. Kluwer Academic/Plenum,
New York
Taniguchi, M., Shibata, K., Abe. K., Kodama, R., Uotani, K., 1995. Jpn.
Pattent, 7-233165.
Taniguchi, M., 2005. “Semisynthesis and Biological Evaluation of Analogues
of UK-3A, a Novel Antifungal Antibiotics from Streptomyces sp. 517-
02”, Bioorg. Med. Chem. Lett. 15: 2011-2014.
Sintesis senyawa..., Husniati, FMIPA UI, 2008
89
Ueki, M., 1995. “Studies on Novel Bioactive Metabolites from Streptomyces
sp. 517-02”. Thesis, Departement of Chemistry Faculty of Science,
Osaka City University, Osaka.
Ueki, M., Hanafi, M., Shabata K., Taniguchi, M., 1996. “UK-2A, B, C and D
Novel antifungal antibiotics from Streptomyces sp. 517-02: Structure
elucidation”, J. Antibiotic, 49 : 1226-1231.
Ueki, M., et al., 1996a. “UK-3A a novel antifungal antibiotics from
Streptomyces sp. 517-02, fermentation, isolation, and biological
properties”, J. Antibiotic, 49 : 639-644.
Ueki, M., et al., 1997a. “UK-3A a novel antifungal antibiotics from
Streptomyces sp. 517-02, fermentation, isolation, structure elucidation
and biological properties”, J. Antibiotic, 50 (7) : 551-555.
Ueki, M., et al., 1997b. “The mode of action of UK-2A and UK-3A novel
antifungal from Streptomyces sp. 517-02”, J. Antibiotic, 50 (12): 1052-
1057.
Usuki, Y., et al., 2006. “Structure activity relationship studies on UK-2A, a
novel antifungal antiniotic from Streptomyces sp. 517-02. Part 5: Roles
of the 9-membered dilactone-ring moiety in respiratory inhibition”. J.
Biorg. Med. Chem. Lett., 16: 3319-3322.
Widodo, W. S., 1998. “Sintesis senyawa analog antibiotika UK-3 (3-
hidroksipikolinil serin isobutil ester dan turunannya”, Skripsi, Fakultas
Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam, Universitas Indonesia,
Depok.
Wulandari, R., 2007. “Sintesis dan Uji Aktivitas Biologi Senyawa Analog
Antibiotika UK-3 : L-Diamilpikolinil Glutamat Ester dan L-Diheksil
pikolinil Glutamat Ester”. Tesis. Magister Sains Ilmu Kimia, Program
Pascasarjana U.I, Depok.
Sintesis senyawa..., Husniati, FMIPA UI, 2008
90
Yayasan Kanker Indonesia, 2006. “Apa Yang Harus Anda Ketahui Tentang
Kanker. Yayasan Kanker Indonesia”,
http://news.indosiar.com/news_read.htm?id=21479, diakses tanggal
11 Februari 2008, pukul 11.45 WIB.
Sintesis senyawa..., Husniati, FMIPA UI, 2008
Top Related