bab i pendahuluan

BAB I
PENDAHULUAN
I.1
Latar Belakang
Perkembangan kesehatan global semakin meningkat, terutama penyakit yang
disebabkan oleh infeksi bakteri patogen. Infeksi bakteri sangat berbahaya dan dapat
menyebabkan kematian. Maka untuk menghambat daya infeksi agar tidak
berkelanjutan, perlu adanya antibiotik sebagai obat. Antibiotik sendiri merupakan
zat hasil isolasi dari sel mikroorganisme, di mana pada konsentrasi rendah dapat
menghambat atau membunuh organisme lainnya. Hasil uji antibakteri yang
dilaporkan oleh Dallas dkk. (2013) terhadap salah satu senyawa antibiotik, pada
konsentrasi 30 ppm, tetrasiklin mampu menghambat pertumbuhan bakteri hingga
24 mm. Tetapi penggunaan antibiotik yang terlalu sering dan panjang dapat
mengalami resistensi bakteri terhadap antibiotik tersebut. Salah satu contohnya
adalah antibiotik penisilin yang diisolasi dari bakteri Staphylococcus yang tidak
mampu lagi menghambat antibakteri jenis betalactam. Oleh karena itu, penyakit
yang disebabkan oleh bakteri menjadi ancaman utama bagi kesehatan.
Berbagai usaha telah dilakukan untuk mengisolasi senyawa aktif yang berasal
dari bahan alam ini, namun ketersediaanya terbatas. Metode isolasi juga
membutuhkan waktu yang lebih lama dan biaya relatif mahal (Jasril dkk., 2012).
Usaha lain yang dilakukan adalah merancang dan mengembangkan senyawa aktif
dengan pendekatan sintesis kimia. Metoda sintesis kimia merupakan upaya yang
dianggap mampu memberikan solusi dan lebih efektif untuk menghasilkan senyawa
aktif. Metoda sintesis juga dapat menghasilkan berbagai struktur analog dari
senyawa aktif yang lebih variatif, sehingga senyawa yang berpotensi memiliki
aktivitas biologis yang baik dapat diperoleh. Oleh karena itu, penelitian dan
penemuan senyawa – senyawa baru hasil sintesis untuk senyawa obat antibiotik,
terutama sebagai antibakteri, semakin berkembang.
Salah satu senyawa sintesis yang telah diketahui memiliki potensi
farmakologis dan biologis yang baik adalah senyawa pirazolina. Senyawa turunan
pirazolina termasuk dalam senyawa turunan dari golongan 1,2-diazol yang
1
2
membentuk struktur heterosiklik cincin lima yang mengandung dua atom nitrogen
dan diketahui mampu memberikan sumbangan aktivitas biologis yang baik
(Chovatia dkk., 2009). Penelitian yang telah dilakukan oleh Joshi dkk. (2016)
dengan metode molecular docking terhadap novel turunan pirazolina dengan
subtituen yang terikat, melaporkan bahwa gugus hetero–aril yang terikat dan cincin
aromatik senyawa pirazolina ini yang mampu memberikan sumbangan keaktifan
biologis senyawa. Beberapa sifat aktivitas biologi senyawa turunan pirazolina yang
telah dilaporkan, antara lain sebagai antibakteri (Hassan, 2013; Kitawat dan Singh,
2014), antijamur (Deng dkk., 2012; Behalo, 2010), antiradang (Ovais, 2013),
antikanker (Havrylyuk, 2009), kardiovaskular (Malhotra dkk., 2002) dan
antidepresan (Özdemir dkk., 2007).
Berdasarkan analisis pendekatan retrosintesis senyawa pirazolina, bahan awal
yang digunakan dalam sintesis merupakan suatu turunan benzaldehida. Tiga
turunan benzaldehida yang digunakan adalah 4-hidroksi-3-metoksibenzaldehida,
3,4-dimetoksibenzaldehida, dan 4-metoksibenzaldehida. Ketiga bahan awal
diketahui merupakan bahan yang berlimpah dan mudah ditemukan di alam.
Senyawa 4-hidroksi-3-metoksibenzaldehida ditemukan dalam tanaman vanilin dan
kesediaanya yang berlimpah. Senyawa 3,4-dimetoksibenzaldehida dengan nama
lain veratraldehida merupakan hasil derivatisasi vanilin yang termetilasi. Senyawa
4-metoksibenzaldehida atau p-anisaldehida banyak ditemukan dalam minyak asiri
tanaman adas. Ketiga senyawa bahan alam ini juga telah banyak diteliti sebagai
bahan awal sintesis senyawa pirazolina (Venkataraman dkk., 2010; Santhi dkk.,
2014)
Senyawa pirazolina disintesis melalui reaksi antara senyawa intermediet
kalkon dengan turunan hidrazin. Senyawa kalkon diketahui merupakan hasil reaksi
kondensasi antara senyawa aldehida aromatik dan keton aromatik dalam suasana
asam ataupun basa. Dua cincin aromatik yang terikat pada tiga atom karbon dan
mengandung gugus karbonil dengan sistem α,β–tak jenuh dilaporkan memiliki
berbagai aktivitas biologis, seperti sebagai senyawa antibakteri (Ansari dkk., 2005
dan Atsiri dan Khan, 2011), antikanker (Syam dkk., 2012; Kumar dkk., 2013),
antiradang (Chen dkk., 2013), dan lain – lain. Salah satu senyawa turunan kalkon
3
yang telah dilaporkan memiliki sifat antibakteri adalah turunan senyawa
2’-hidroksikalkon (Ansari dkk., 2005) yang disintesis dari 4-metoksibenzaldehida
dengan 2’–hidroksiasetofenon dalam kondisi basa NaOH 4M dan direfluk selama
6 jam. Hasil uji aktivitas antibakteri menggunakan metode disk diffusion,
memperlihatkan adanya efek penghambatan terhadap bakteri Gram positif (S.
aureus) sebesar 9,70 mm.
Penelitian sintesis senyawa pirazolina dari senyawa intermediet kalkon
sebagai senyawa antibakteri telah banyak dilakukan dan dilaporkan mampu
meningkatkan aktivitas antibakteri. Salah satunya senyawa pirazolina yang telah
disintesis oleh Venkataraman dkk. (2010), yakni mengembangkan senyawa
2’-hidroksikalkon menjadi senyawa pirazolina, yang direaksikan dengan hidrazin
monohidrat. Hasil uji aktivitas antibakteri terhadap senyawa pirazolina
memperlihatkan adanya peningkatan aktivitas sebesar 0,3 mm dari senyawa
2’-hidroksikalkon sebelumnya.
Hasil uji antibakteri yang dilakukan oleh Bajia dan Srivastava (2007) dengan
mereaksikan 2’–hidroksikalkon dengan hidrazin monohidrat dan asam format
menggunakan gelombang mikro melaporkan bahwa penambahan gugus formil
pada cincin N pirazolina tidak memberikan efek penghambatan terhadap
pertumbuhan bakteri, terutama bakteri S. aureus. Sebelumnya pada tahun 2003,
Vibhute dan Baseer telah melaporkan bahwa penambahan gugus pendonor elektron
(–OH) posisi para pada cincin aromatik mampu meningkatkan aktivitas biologis
senyawa. Oleh karena itu, kajian lanjut sintesis turunan pirazolina dari turunan
senyawa 4’-hidroksikalkon perlu dikembangkan untuk memperoleh hasil yang
lebih baik dibandingkan pirazolina dari turunan 2’-hidroksikalkon yang telah
dikembangkan sebelumnya.
Sintesis senyawa turunan 4’-hidroksikalkon telah banyak dilakukan, tetapi
belum banyak dilaporkan aktivitas biologisnya, terutama sebagai antibakteri. Pada
sintesis senyawa 4’-hidroksikalkon terjadi melalui reaksi kondensasi aldol
Claisen – Schmidt antara senyawa 4’-hidroksiasetofenon dan turunan aldehida
alifatik atau aromatik. Sintesis senyawa kalkon bergantung dari katalis yang
digunakan, baik katalis asam maupun basa. Perkembangan sintesis senyawa
4
turunan 4’-hidroksikalkon yang telah dilakukan masih dalam kondisi asam.
Efektivitas katalis asam dalam sintesis senyawa 4’-hidroksikalkon telah banyak
dilakukan dan dilaporkan. Francis dkk, (2004) telah mensintesis 4’-hidroksikalkon
yang disintesis melalui reaksi antara 4-hidroksi-3metoksibenzaldehida dengan
4-hidroksiasetofenon pada kondisi asam, HCl dan diperoleh rendemen sebesar
85%. Narender dan Reddy (2007) juga telah berhasil mensintesis senyawa turunan
4’-hidroksikalkon, di mana mereaksikan 3,4-dimetoksibenzaldehida dengan
4-hidroksiasetofenon dalam kondisi asam menggunakan BF3–ET2O yang direfluk
selama 2 jam dan diperoleh rendemen sebesar 90%. Perkembangan sintesis
senyawa 4’-hidroksikalkon menggunakan katalis basa masih belum banyak
dilakukan dan perolehan rendemen yang masih rendah. Sultan dkk. (2013) telah
mensintesis senyawa turunan 4’-hidroksikalkon menggunakan 1,15 ek NaOH dan
hasil penelitian dilaporkan hanya memperoleh rendemen sebesar 32%. Susanti dkk.
(2014) telah mensintesis 2’-hidroksikalkon dengan mereaksikan 0,01 mol 3,4–
dimetoksibenzaldehida dan 0,01 mol 2-hidroksiasetofenon pada kondisi basa
NaOH 50% dan pengadukan suhu ruang selama 24 jam, diperoleh rendemen
sebesar 75%. Oleh karena itu, efisiensi dalam sintesis senyawa 4-hidroksikalkon
bergantung pada konsentrasi katalis basa.
Hasil penelitian yang telah dilakukan beberapa peneliti menunjukkan bahwa
penggunaan refluk dianggap lebih efisien dibandingkan metode lainnya dalam
sintesis senyawa. Bajia dan Srivastava (2007) telah menggunakan metode modern,
yakni microwave dalam mensintesis senyawa pirazolina dan mampu meminimalisir
waktu reaksi hingga 6 menit. Jauhari dkk. (2012) meneliti bahwa penggunaan
gelombang mikro untuk sintesis senyawa organik kurang efisien dan memiliki
kelemahan, yakni penggunaan energi panas yang terlalu tinggi sehingga sulit untuk
dikontrol dan ruang yang tertutup rapat sangat berbahaya sehingga menimbulkan
ledakan yang mengakibatkan kebakaran, mengingat senyawa kimia organik
merupakan senyawa volatil yang mudah terbakar. Oleh karena itu, penggunaan
refluk lebih efisien, terutama proses reaksi sintesis senyawa dapat terpantau dengan
baik dan didapatkan perolehan yang efisien.
5
I.2
Tujuan Penelitian
Berdasarkan latar belakang yang diuraikan di atas maka tujuan dari penelitian
ini adalah:
1. Mensintesis senyawa 4’-hidroksikalkon dari 4-hidroksi-3-metoksibenzaldehida,
3,4-dimetoksibenzaldehida,
dan
4-metoksibenzaldehida
dengan
4-
hidroksiasetofenon dalam kondisi basa NaOH dan refluk melalui metode reaksi
kondensasi Claisen – Schmidt.
2. Mensintesis senyawa turunan pirazolina dari senyawa 4’-hidroksikalkon yang
telah disintesis.
3. Mempelajari pengaruh subtituen pada senyawa turunan 4’-hidroksikalkon dan
pirazolina hasil sintesis terhadap bakteri Gram positif dan Gram negatif.
I.3
Manfaat Penelitian
Adapun manfaat dari penelitian ini antara lain:
1. Memberikan manfaat dan nilai guna dari ketiga bahan alam yang digunakan.
2. Mendapatkan senyawa baru sebagai kandidat senyawa antibakteri.
3. Memberikan kontribusi dalam pengembangan ilmu pengetahuan khususnya
bidang pengobatan dengan ditemukannya senyawa antibakteri yang baru.