BABn TINJAUAN PUSTAKA 2.1.Tidjauan Umum Pirazolin Soiyawa

BABn
TINJAUAN PUSTAKA
2.1. Tidjauan Umum Pirazolin
Soiyawa pirazol (1) moigalami reduksi dan membmtuk pirazolin (2).
Sedangkan reduksi senyawa totalnya akan diperol^ piiazolidin (3) dm pirazolon (4).
Pirazolidin merupakan senyawa yang terbentuk oleh turunan keton dari s«iyawa
pirazolin (Samardjo, 2009).
o o o ^
H
H
H
H
(1)
(2)
(3)
(4)
Penemuan mengenai struktur pirazol sd)agai obat modem pada saat ini terns
dikembangkan yakni d^gan cara memodofikasi beberapa stmktur dari moldail obat
tersebut Studi ini selanjutnya menghasilkan senyawa pirazolin yang memiliki
perbedaan aktifitas biologis yang sangat beragam (Demet dkk, 2010)
Pirazolin mempakan senyawa lingkar lima dengan dua heteroatom. Senyawa
ini dikenat sebagai golongan azol dan dibedakan atas kelon^k oksazol (5), tiazol
(6), pirazol (7) dan imidazol (8). Heteroatom untuk oksazol adalah oksigen dan
nitrogai, tiazol adalah belerang dan nitrogen, masing-masing imidazol dan pirazol
adalah dua atom nitrogen (Sumardjo, 2009).
(5)
(6)
(7)
(8)
Pirazolin d ^ t disintesis doigan cara merefluk melalui reaksi antara calkon
dan arilhidrazin dan dapat dikatalis oleh asam asetat dengan pelarut etanol
(Jotliikrisluian dan Sliafi, 2009).
3
Pirazolin atau dihidropirazol mempakan suatu senyawa yang terbentuk dari
reaksi antara hidrazin dengan akrolein (Respati, 1990). Kelaziman pirazol sd)agai
senyawa heterosiklik merupakan suatu soiyawa yang memiliki aktivitas biologis dan
menunjukkan adanya senyawa yang efisien terfaadap kebutuhan obat (Sahu dkk,
2008).
Gambar 1. Reaksi pembentukan senyawa pirazolin
Senyawa pirazolin memiliki aktivitas biologis yang beragam yaitu s^agai
antifungi, antibakteri, antidqiresi, antiinflamasi, antitumor dan antidiabetes (Jadhav
dkk, 2009). Pirazolin dapat dihasilkan doigan mereaksikan smyawa £»iilhidrazin
dengan calkon yang dikatalis oleh suatu basa. Fenilhidrazin mempakan turunan dari
hidrazin yang m^liki mmus kimia PhNHNH2 (9).
(9)
Aktivitas feimakologis dari s^iyawa pirazolin pada umumnya yaitu sd>agai
antimikroba, antibakteri, antiinflamasi dan antitumor. Beibag^i kelompok flmgsional
seperti kloro,fluoio,nitro, metoksi men^nmyai peranan peatixig dalam kimia obat
2JZ, Pembagian Senyawa Pirazolin
2^.1. Pirazolon
Senyawa pirazolon mempakan turunan oksi dari senyawa pirazolin. Hasilhasil subtitusinya d^peroldi dari reaksi antara ester aseto asetat dan fenilhidrazin,
sehingga akan teri^entuk l-fenil-3-metil pirazolon.
4
Gambar 2. Reaksi pemboitukan senyawa pirazolon
2Jt.l.l. Dimetfl fenil pirazolon (Antipirin)
Reaksi antara ester aseto asetat dengan lHnetil-2-fenilhidrazin akan
menghasilkan senyawa dimetilfenilpirazokm.
CH3
Gambar 3. Reaksi pemboitukan sei^wa dimetilfenilpirazolon
Efek &nnakologi dimetilfenilpirazolon, yaitu:
<* Digunakan sebagai obat penolak detnam dan mmimnkan suhu tubuh.
Contoh: antipirin mudah larut dalam alkohol dan larut dalam air, jqpabila ditambah
dengan lamtan FeCb akan terbentuk wama meiah.
<* Jika dimetil fenil pirazolon direaksikan dengan asam nitrit dapat menghasilkan
tumnan 4-nitro yang memiliki wama hijau k^iru-binian dan dapat direduksi
menjadi 4-amino antipirin.
Proses metilasi seayzwa. 4-amino antipirin ta^aAi 4 (dimetil amino) antipirin
atau piramidon, yang mempunyai daya pengobatan lebih baik dari pada antipirin.
5
/=\
H. " ^ " v ^
CH3
CH3
/=\
CH3
H3C
\
CH3
Gambar 4. Reaksi pembentukan piramidon
222, Imidazol
Imidazol merupakan isomer dari pirazol yang si&t basanya lebih kuat
dibandingkan doigan pirazol. Imidazol dalam air dapat moi^iasilkan garam yang
stabil dan pada temperatur normal, imidazol ben^a kristal yang mudah lamt dalam
air dan alkohol, tetsqii sukar larut dalam eter.
Carapembuatan:
Kondoisasi dari glioksal (12 diketon) doigan NH3 dan alddiid dalam lanitan air atau
alkohol.
.0
H
0*
3H2O
Gambar 5. Reaksi pembentukan imidazol
Berdasaikan cara pembuatan diatas maka imidazol digambaikan doigan stmktur 3H1,2,4-oksadiazol-l-ium (10), Iff-imidazol (11) dan 4H-imidazol (12).
C>
(10)
0
H
(11)
6
O
(12)
2 J, Calkon
Calkon (13) merupakan suatu senyawa metabolit sekunder dari golongan
flavonoid yang beiasal dari jalur "sikimaf^ dan "asetat maJonar (Markfaam, 1988).
Calkon dapat berasal dari isolasi tumbuhan yang memiliki aglikon flavonoid G^aitu
flavonoid tanpa gula t^ikat) maupun doigan cara sintesis melalui kondensasi aldoL
(13)
Calkon dapat diperoldi d^gan cara mmgisolasi suatu tumbuhan, namun
untuk men^roleh senyawa calkon ters^ut terdapat keterbatasan diantaranya
jumLahnya yang sangat teibatas dibandingkan dengan soiyawa flavonoid lain, serta
persentase dan variasi struktumya dalam tumbuhan relatif sedikit (Harbone, 1994).
Modifikasi soiyawa flavonoid lebih lanjut dapat terjadi pada bobagai tahap
dan moi^iasilkan penambahan atau pengurangan hidroksilasi dari suatu senyawa.
Flavonoid yang dianggap pertama kah terbentuk pada proses bbsintesis yaitu h&nxpa
calkon. Hasil biosintesisnya, calkon d^^at dikatakan sdiagai salah satu srayawa
metabolit sekunder yang beiasal dari turunan flavtmoid yang memiliki aktivitas
biologis sangat beragam (Maridiam, 1988).
Struktur umum calkon, terdiri dari dua buah dncin aromatik yang togabung
oleh suatu keton a ^ tak jenuh. Melalui sintesis kimia, kerangka dasar senyawa
calkon d^^t dimodivikasi substituennya oldi alddiid atau keton yang membentuk
calkon tersebut
Diantara aktivitas biologis yang dimiliki oldi calkon antara lain sd)agai
antibakteri, antivirus, antikanker, maupun antiinflamasi (Solankee dkk, 2009). Pada
dasanQra soiyawa flavonoid teid^t pada semua bagian tumbuhan termasuk daun,
akar, batang, kulit, bunga atau biji (Markfaam, 1988).
7
Gambar 6, Hubmigan biogenetik bobagai jenisflavonoid(moiumt Gmd>ach)
(Manitto, 1992)
Senyawa tumnan calkon d^at disintesis melalui kondensasi Aldol atau
melalui kondoisasi Clasein-Schmidt dari suatu keton aromatik dengan alddiid
aromatik. Kondoisasi Aldol mempalon salah satu metode yang ramah lingkungan
dalam pemboitukan ikatan katbon-karbon, karena dalam proses sintesisnya tidak
banyak mraggunakan bahan Idmia yuig berbahaya. Reaksi ini d^at dikatalis doigan
suatu asam atau basa, aldehid atau keton yang mempunyai minimal satu atom
hidrogoi a akan mengalami reaksi adisi sesamanya, reaksi ini kemudian diikuti
8
d^gan reaksi d^idrasi atau pelepasan molekul air (H2O) sdiingga dihasilkan suatu
keton a, tak jenuh.
Calkon merupakan peismyawaan kimia yang penting dalam flavonoid
maupun isoflavonoid. Senyawa ini dapat disintesis melalui kondensasi ClaisenSdimidt antara alddiid dan metil keton pada kondisi basa. Senyawa calkcm juga dapat
dq>eroldi dari kondisi asam yakni dengan moiggunakan asam perklorat dan asam
asetat (Asaddkk, 2008).
Gambar 7. Mdcanisme reaksi pembentukan calkon
2.4. Metode Refluk
Refluk merupakan suatu cara menguapkan lanitan dan mengembunkan
uapnya kembali ke dalam labu reaksi. Teknik refluk ini digunakan dalam reaksireaksi oiganik dengan mraipertahankan jumLah pereaksi dan suhu yang konstan.
Metode refluk ini dapat mencegah poididihan lamtan ld)ih dari yang dibutuhkan,
sdiingga eneigi tidak teibuang pada saat lefluk beriangsung (Mbhrig dkk, 1979).
2.5. Analisis Kromatografi Lapis Tipis
Kromatografi lapis tipis (KLT) adalah suatu metode kromatografi cair yang
paling sedediana yang banyak digunakan tmtuk keperluan pemisahan komponea
campuran. Fase diam KLT adalah sdniah l^isan tipis dan &se geiaknya mengalir
karena gaya kq>iler. Biasanya yang sering digunakan untuk materi pelapisnya adalah
silika gel, leiapi kadang-kadang bubuk selulosa dan tanah diatom, kieselguhr juga
dapat digunakan (Khopkar, 2002).
Dalam kromatografi lapis tipis, ^vitas penjer^ teigantung teibadap eluoi
yang berpengaruh terhad^ hasil kromatografi. Keakti&n zat penjerap meningkat
karena udara lembab, poiahanan (retensi) bahan atau seayswa. yang dipisahkan
9
menurun sdiingga ada kemun^cinan harga Rf dari senyawa yang dipisahkan itu
bertukar
(AuterfaofTdan Kovar, 2002).
2.6. Rekrutalj«ui
Pada dasaraya hasil yang didapat dalam suatu penelitian, baik melalui isolasi
bahan alam maupun sintesis hasil yang didapatkan tidak selalu mumi, sdiingga
smyawa yang didapat tersebut hams dimumikan terld>ih dahulu. Rekristalisasi
mempakan metode yang biasa dilakukan di laboratorium untuk memisahkan senyawa
yang masih bercanqmr dengan sedikit pengotoraya. Pada prinsipnya metode
pemumian dengan cara rekristalisasi men^iakan suatu proses pembentukan kristal
kembali suatu padatan melalui pengendapan yang salah satunya baik pengotor
maupun hasil isolasi dalam pelarut panas, tetapi tidak melantdcan salah satunya pada
suasana dingin
(M$^o dkk, 1994).
Rekristalisasi mempakan metode yang sangat penting dalam pemumian
senyawa organik yang
bempa padatan. Prinsip dasar rekristalisasi adalah
poigkristalan kmibali yang salah satunya baik pragotor maupun hasil isolasi dalam
pelarut panas
(Yuharmen dan SyafrO, 2003).
2.7. Penentaan Thik Ldeh
Poientuan titik leldi diperiukan untuk dua hal yaitu:
a. Penentuan kemumian
Pada penoituan titik leleh suatu senyawa, bila haiga yang diperoleh memiliki
selisih angka kecildari
2^C, tasks, scayawa itu dikatakan sudah
mumi. Bila
selisihnya besar dari I'C maka senyawa itu dikatakan belum mumi.
b. IdentifilQisi senyawa yang tak dikenal
Dalam hal ini, data titik leleh yang diperoleh dicocokkan d^gan data standar
(hand book). Jika titik leldi soiyawa tak dikoial tersd^ut sesuai dengan data dan
hand book, maka soiyawa tersdnit dapat diketahui.
10
2Ji. Metode KarakterbMi
2.8.1. Spektroskopi ultraviolet
Semua s^yawa organik m^yer^ sinar ultraviolet. Spektra ultraviolet dan
tampak dari senyawa-senyawa organik mempakan transisi antara tingkat-tingkat
energi eldctronik yang meliputi eksitasi elektron dari orbital ikatan dan bukan ikatan
ke orbital anti-ikatan (Jasril, 2005).
Kegunaan ^)dctioskopi ultraviolet ini adalah untuk moigetahui adanya ikatan
rangkap terkonyugasi dalam suatu senyawa. Dalam spektroskopi ultraviolet terd^at
\xberapn istilah antara lain :
- Kromofor : suatu gugus kovalen tidak jenuh yang dapat moijalani transisi n—*n
dann—*x *sertamenq>engaruhi serapan eldctronik. Sebagai contoh: C=C, C=0, N=N-, NO2, dan Iain-lain.
- Ausokrom : suatu gugus jenuh doigan electron tidak terikat dimana bila
menempel kqmda suatu kromofor, membah baik panjang gelombang dan
intetisitas dari serapan. Gugus ausokrom tidak d^)at menjalani transisi n -* %,
tetapi d^at menjalani transisi elektron. Sebagai contoh: -OH, -OR, -NH2, -NHR, NR2,-X
- Geseran batokromik : geseran dari serapan ke panjang gelombang yang ld>ih
panjang karma sisipan atau pengamh pelarut (gesoan merah).
- Geseran hipsokromik : geseran dari serapan ke panjang gelombang yang ld>ih
pendek karoia gugus ganti atau poiganih pelamt (gesoan bim) (Silverstein dkk,
1986).
Identifikasi soiyawa yang tidak berwama pada kromatogram dilakukan
dengan menggunakan spektroskopi ultraviolet (sinar UV) yakni pada panjang
gelombang antara 254-366 nm, ditandai dengan ada atau tidaknya fluoresensi dari
suatu senyawa yang diteliti (AuterhofT dan Kovar, 2002).
2.8.2. Spektroskopi inframerah
Kegunaan utama dari infiamerah dalam analisis stmktur senyawa oiganik
adalah untuk mengidoitifikasi gugus fimgsi dari suatu molekul. Bila suatu sei^wa
11
ditenqjatkan pada pancaian infiamerah, oiergi yang diserap menyebabkan penibahanpembahan vibrasi ikatan karena setiap gugusfimgsimemihki karakteristik frekuensi
vibrasi tersendiri (Jasrfl, 2005)
Diantara man&at yang sangat poiting dari spektmm infiamerah adalah
memberikan gambaran tentang molekul. Saapan setiap tipe ikatan (N-H, C-H, 0-H,
C-X, C=0, C-0, C-C, C=C, C=N, dan sdbagainya) hanya diperoldi bagian-bagian
kecil t^tentu dari daerah vibrasi infiameiah. Kisaian serapan yang kecil dapat
digunakan untuk menoitukan sdiap tipe ikatan (Sastrohamidjojo, 15>92).
Spektrum infiamerah dapat memberikan puncak-^ucak maksimal yang jelas
sebaik pimcak minimumnya. Posisi relatif atom dalam molekul tidak pasti, tetapi
beiubah-ubah terus-menerus karena moldail teisd)ut moigalami vibrasi. Umumnya
vibrasi diklasifikasikan sd>agai vibrasi ulur dan vibrasi tekuk. Vibrasi ulur
menyangkut konstanta vibrasi antata dua atom disepanjang sumbu ikatan, sedangkan
vibrasi tekuk disd)abkan bembahnya sudut antara dua ikatan (Khopkar, 2002).
Dengan moiggunakan hukum Hooke, frdcuoisi vibrasi suatu i k a ^ d ^ t
dihitung dengan mmggunakan mmus:
dimana: 6=frekuensivibrasi (an'')
k= konstanta gaya untuk ikatan kimia (N cm '*)
ml .m2 = massa atom yang teriibat (gram)
c= kecq)atan cahaya (S-IO'** cm S'')
2Ji3. Spektroskopi resonansi magnet nnklir (NMR)
Resonansi Magnet Nuklir (NMR) adalah sebuah metode yang sangat poiting
pada bidang kimia organik dibandingkan dengan spd(troskopi infiam^ah. Banyak
inti atom yang mungkin bisa dipelajari melalui tdcnik NMR ini, yang sangat umum
digunakan pada spektroskopi NMR adalah karbon dan hidrogoi. Jika spektroskopi
infiamerah menerangkan tentang jenis gugusfimgsiyang ada dalam suatu molekul,
maka NMR memberikan informasi tentaag si&t magnet atom-atom yang berbeda dari
12
senyawa Perpaduan antara data IR dan NMR sudah cukup untuk menentukan dengan
lengkap struktur dari molekul yang belum diketahui (Pavia, 1995).
Apabiia molekul senyawa organik berada dalam medan magnet yang kuat,
spektroskopi NMR didasaikan pada penyerapan gelombang radio oldi inti-inti
tertentu dalam molekul organik tersebut. Dalam spektroskopi NMR, s^yawa yang
digunakan sebagai mjukan (referensi) ialah tetrametilsilana (TMS), (CH3)4Si, yang
proton-protonnya menyeiap pada ujung kanan dalam spektmm NMR. Absorbsi
proton lain kebanyakan dijun^ai dibawah n^dan absoibsi TMS. Selisih antara posisi
absoibsi TMS dan posisi absoibsi suatu proton tetteata disc^ut doigan pergeseran
kimia (chemical shift) yang dilambangkan dengan 5 (Fesseaden, 1994).
2S. Senyawa Antibakteri
Soiyawa antibakteri mempakan senyawa yang dapat men^iambat dan
menguiangi p^mbuhan bakteri yang hcrsi£st patogen maupun yang non^togen.
Soiyawa-senyawa kimia yang d^at meng^iambat pertumbuhan bakteri terdiri dari
garam logam-logam, senyawa fenol, foimalddiid, alkohol, yodium, senyawa klor,
deterjen, sulfonamida dan antibiotik (Tortora, 2001).
Menurut Dwidjosepntro (1994), bakteriostatik adalah suatu zat kimia yang
hanya dapat moighambat pertumbuhan bakteri. Sedangkan bakterisida mempakan zat
kimia yang dapat mematikan bakteri.
Proses kerja senyawa antibakteri dalam menghambat pertumbuhan bakteri,
yaitu (Ajizah dkk, 2007).
1. Menghambat sintesis dinding sel bakteri
2. Moigganggu fiingsi dari membran sel bakteri
3. Menghambat sintesis protein dan asam nukleat bakteri
4. Mengganggu metabolisme sel bakteri
13
2.10. Mikroorganisme
2.10.1. Bakteri
Bakteri merupakan suatu mikroorganisme hM-p bersel satu (uni seluler) yang
sangat penting dan beraneka ragam yang dapat berfaubungan dengan makanan bahkan
dengan manusia. Ada bakteri yang dapat moigakibatkan pembusukan yang tidak
diinginkan pada makanan dan menimbulkan penyakit dan ada pula bakteri yang
menguntungkan diantaranya dapat melangsungkan fermentasi (Buckle dkk, 1985).
Berdasarkan moifologinya ukuran bakteri sangat kecil. Tubuh bakteri bam
d^at dilihat dengan mikroski^ dengan peibesaran antara 1.000 kali atau lebih.
Satuan perbesarannya adalah mikrometer atau mikron. Satu mikron sama dengan
1/1.000 mihmeter. Sedangkan lebar tubuh bakteri biasanya satu sampai dua mikron,
dan panjangnya antara dua sampai lima mikron (Volk dan Wheeler, 1993).
Sel-sel individu bakteri d ^ t beibentuk s^erti clips, bola, batang (silindris),
atau spiral (heliks). Masing-masing ciri ini penting dalam mencirikan morfologi suatu
spesies (Pdczar dan Chan, 2005).
Irianto (2006), moigatakan bahwa bakteri memiliki bentuk yang bermacammacam, antara lain:
<* Bakteri beibentuk bulat (coccus)
<r Bakteri beibentuk batang (Bacillus)
<* Bakteri berbentuk spiral (Spirillum)
Berdasarkan ieknik pewamaaimya, bakteri dapat dikelompokkan taenjadi dua
kelompok besar, yakni (Pelczar dan Chan, 2005):
> Bakteri Gram positif
Bakteri yang dapat menyerap zat wama utama pada pewamaan Gram dan
dapat menahan zat wama tersebut dengan kuat setelah proses poicucian, sdiingga
tidak dapat diwamai lagi dengian zat wama berikutnya. Dinding sel bakteri Gram
positif cukup td>al sddtar20-80 nm, terdiri atas 60-100% peptidokglikan.
> Bakteri Gram negatif
Bakteri yang tidak menyerap zat wama utama pada pewamaan Gram sdiingga
pada proses pencucian akan luntur dan mudah diwamai lagi dengan zat wama
14
berikutnya. Dinding selnya terdiri atas 10-20% pqrtidoglikan. Diluar lapisan ada
struktur membran kedua yang tersusun dari protein, fosfolipid, dan lipopolisakarida.
BdTerapa jenis bakteri yang digunakan untuk uji aktivitas antibakteri adalah
sebagai berikut:
1. Escherichia coli
Bakteri Escherichia coli atau sering disebut sebagai E. coli mempakan bakteri
Gram negatif bergerak, beibentuk batang yang bersifet anaerob fekuhatif dan
mempunyai flagel peritrik (Buckle dkk, 1997). Bakteri ini disebut juga dengan
bakteri kolon, karena dapat ditemukan pada sistem pencemaan (usus besar) manusia
dan hewan. Infeksi Kcoli yang patogen pada seseorang bersifet verotoksigenik yang
disd)abkan adanya kontak langsung dengan hewan infektif atau akibat
mengkonsumsi makanan s^iti daging, buah, sayur dan air yang telah
teikontaminasi oleh bakteri ini (Sartika dkk, 2005).
2. Staphylococcus aureus
Staphylococcus aureus adalah bakteri Gram-positif yang beibentuk bulat
(coccus) dengan diameter antara 0,7-0,9 (mikron) yang d^at hidup dalam
lingkungan rentang pH 2,6-10 dan c^timum pada pH 6,8-S,2 yang pada umumiQra
berkelompok dengan koloni berwama kuning. Biasanya bakteri ini vimlensinya
ringan, tetapi jika kulit luka atau tericena iritasi bakteri ini dapat moiimbulkan
peaanahan (Tranggono dan Latifah, 2007)
3. Bacillus subtilis
Bacillus subtilis merupakan bakteri Gram-positif bersi&t a^ob dan
berbentuk basil panjang yang disebut streptobasiL Bacillus subtilis banyak ditemukan
dalam tanah, air dan beibagai jenis makanan. Sporanya banyak berbentuk oval atau
silinder dan lebamya tidak melebihi dari sel induknya (Hans dan Sdimidt, 1994).
Bakteri ini dikenal sebagai penyebab keasaman dari makanan kaleng karena
fennentasi gula yang dikandung pada makanan teisebut (Buckle dkk, 1985).
15