Sintesis Isopropil Indometasin Dari Indometasinil Klorida Dengan

Jurnal Ilmiah Kesehatan, 5(2); Mei 2013
Sintesis Isopropil Indometasin Dari Indometasinil Klorida Dengan Isopropil Alkohol
Devina Ingrid Anggraini1, Pudjono2, Yunius Albert3
1
Program Studi Anafarma STIKes MH. Thamrin
Sekolah Tinggi Ilmu Farmasi Yayasan Pharmasi Semarang
3
Fakultas Farmasi Universitas Gadjah mada Yogyakarta
2
Alamat korespondensi:
Prodi Anafarma STIKes MH. Thamrin, Jln. Raya Pondok Gede No. 23-25 Kramat Jati Jakarta Timur 13550
Telp: 021 8096411 ext 1304; email:[email protected]
Abstrak
Indometasin merupakan senyawa obat antiinflamasi non steroid yang memiliki aktivitas sebagai antiinflamasi dan
analgesik-antipiretik yang sebanding dengan aspirin. Indometasin hingga saat ini masih digunakan sebagai analgesik dan
antiinflamasi. Efek samping obat ini adalah iritasi lambung, karena masih adanya gugus karboksil bebas pada
molekulnya. Oleh karena itu, perlu dilakukan modifikasi struktur molekulnya dengan membuat bentuk ester dari gugus
karboksil tersebut untuk menurunkan efek iritasinya. Penelitian ini bertujuan untuk mensintesis isopropil indometasin
melalui reaksi esterifikasi dari indometasinil klorida dengan isopropil alkohol.
Sintesis dilakukan dengan mereaksikan antara indometasin dengan pereaksi tionil klorida berkatalis piridin,
kemudian indometasinil klorida yang terbentuk direaksikan lagi dengan isopropil alkohol berlebih. Produk yang diperoleh
dimurnikan melalui pencucian dengan larutan NaHCO 3 5% dan ditentukan kemurniannya melalui uji KLT serta uji jarak
lebur. Selanjutnya senyawa hasil sintesis diidentifikasi menggunakan uji organoleptis dan uji kelarutan, sedangkan
elusidasi strukturnya ditentukan berdasarkan interpretasi spektrum dari spektroskopi UV-Vis, spektroskopi IR (FTIR),
dan spektroskopi massa (GC-MS).
Hasil penelitian menunjukkan terjadinya reaksi esterifikasi. Senyawa hasil sintesis yang diperoleh berbentuk serbuk,
berwarna hijau kecoklatan, berbau khas, dan tidak berasa. Senyawa hasil sintesis mempunyai harga Rf 0,95 dan jarak
lebur 96-99 oC dengan rendemen sebesar 75% serta mempunyai kemurnian yang kurang murni secara titik lebur. Dengan
membandingkan uji organoleptis, uji jarak lebur, uji kelarutan, dan uji KLT serta hasil interpretasi analisis spektroskopi
pada elusidasi struktur senyawa hasil sintesis menunjukkan bahwa senyawa yang terbentuk dari sintesis ini adalah ester
isopropil indometasin dan telah berbeda dari senyawa awal yaitu indometasin sebagai pembanding.
Kata kunci: Isopropil indometasin, Indometasin, Isopropil alkohol, Esterifikasi
Pendahuluan
Indometasin merupakan salah satu obat antiinflamasi
non steroid turunan asam heteroarilasetat yang memiliki
aktivitas antiinflamasi dan analgesik-antipiretik yang
sebanding dengan aspirin (Boyer, dkk., 2009). Indometasin
bekerja dengan cara menghambat kedua jenis enzim
siklooksigenase, yaitu COX-1 dan COX-2 melalui
mekanisme pengikatan kedua jenis enzim tersebut
sehingga terjadi penghambatan pada prostaglandin
sintetase akibatnya sintesis prostaglandin juga terhambat
(Dannhardt, dkk., 2001). Prostaglandin mempunyai fungsi
sebagai penghambat sekresi asam lambung dan melindungi
lambung terhadap iritasi lambung.
Selain itu kebanyakan obat-obat AINS merupakan asam
organik sehingga bersifat asam, yang menyebabkan obatobat tersebut lebih banyak terkumpul dalam sel-sel yang
berdekatan dengan suasana asam, seperti di lambung,
ginjal, dan jaringan inflamasi. Sifatnya yang demikian
dapat menyebabkan efek samping iritasi lambung pada
pemakaian per oral. Berdasarkan struktur molekulnya
indometasin mengandung gugus karboksil bebas sehingga
bersifat asam dan berhubungan dengan timbulnya efek
samping iritasi lambung yang akut. Melihat kenyataan
tersebut telah dilakukan usaha untuk membuat turunannya
dengan tujuan menurunkan efek samping dan
meningkatkan aktivitas terapetiknya (Ackerstaff, dkk.,
2007).
Salah satu cara yang dapat dilakukan untuk
menurunkan efek samping dan meningkatkan aktivitas
terapetiknya yaitu memodifikasi struktur molekulnya
dengan mengubah gugus karboksil melalui pembentukkan
ester (Siswandono dan Soekardjo, 2000). Gugus karboksil
ini dapat mengalami reaksi substitusi nukleofilik asil
membentuk senyawa turunannya ester. Berdasarkan hal ini
telah dilakukan modifikasi struktur molekul indometasin
tersebut, beberapa di antaranya adalah dengan membuat
bentuk turunan ester metil, ester etil, dan γ-lakton dari
indometasin (Chao, dkk., 2005).
Pada penelitian ini dipilih metode esterifikasi dari asil
halida dengan alkohol yaitu esterifikasi dari indometasinil
klorida dengan isopropil alkohol karena struktur molekul
indometasin yang sterik dan kurang reaktif serta untuk
mendapatkan hasil rendemen yang tinggi. Metode
esterifikasi dari asil halida dengan alkohol bermanfaat
untuk sintesis ester yang sterik dan kurang reaktif
(Fessenden dan Fessenden, 1997).
35
Jurnal Ilmiah Kesehatan, 5(2); Mei 2013
diuapkan di atas waterbath sampai habis dalam almari
asam. Produk senyawa kering yang diperoleh kemudian
ditambahkan 30 mL isopropil alkohol dan 0,226 mL
piridin. Campuran digojog pelan-pelan hingga larut
sempurna kemudian direfluks di atas waterbath pada suhu
80-85 oC selama 1 jam dalam almari asam.
2. Isolasi dan Pemurnian Isopropil Indometasin
Setelah selesai direfluks, kelebihan isopropil
alkoholnya diuapkan di atas waterbath sampai habis dalam
almari asam. Produk senyawa hasil sintesis kering yang
diperoleh tersebut diambil sedikit untuk diuji dengan KLT
dan dideteksi di bawah lampu UV 254 nm. Senyawa hasil
sintesis dicuci dengan larutan NaHCO3 5%, untuk
melarutkan sisa indometasin. Setelah itu dicuci lagi dengan
akuades dingin sampai bereaksi netral. Kemudian
dikeringkan dalam oven pada suhu 80 oC selama 15 menit,
setelah itu dilakukan uji dengan KLT (Clarke, 1986).
Metode Penelitian
Objek Penelitian
Objek yang diteliti dalam penelitian ini adalah isopropil
indometasin yang disintesis dari indometasinil klorida
dengan isopropil alkohol.
Variabel Penelitian
Variabel terikat yaitu senyawa hasil sintesis isopropil
indometasin, variabel bebas yaitu kereaktifan indometasinil
klorida, dan variabel terkendali yaitu jumlah pereaksi,
suhu, waktu refluks, cara kerja, dan alat-alat penelitian.
Alat
Seperangkat alat refluks, seperangkat alat KLT,
timbangan analitik, oven, lampu UV 254 nm, waterbath,
alat-alat gelas pada umumnya (Iwaki pyrex), thermophan
(Mel-Themp
with
Pyrometer
Digital
1202D),
spektrofotometer UV-Vis (Shimadzu Spectronic UV-Vis
1240), spektrometer IR (Shimadzu FTIR-8201PC), dan
seperangkat alat GC-MS (Shimadzu GCMS-QP2010S).
Hasil dan Pembahasan
1. Uji pendahuluan
Sintesis isopropil indometasin dilakukan dengan
merefluks indometasin dengan pereaksi tionil klorida
berkatalis piridin, kemudian indometasinil klorida yang
terbentuk direaksikan lagi dengan isopropil alkohol
berlebih berkatalis piridin. Reaksi esterifikasi ini dilakukan
melalui pembentukan senyawa antara indometasinil klorida
karena indometasin memiliki halangan sterik yang besar
sehingga bersifat kurang reaktif. Indometasinil klorida
memiliki reaktifitas yang tinggi karena memiliki gugus
pergi yang baik yaitu atom klorida sehingga reaksi
esterifikasi ini berjalan cepat akibatnya rendemen ester
yang dihasilkan tinggi. Penambahan piridin sebagai katalis
bertujuan untuk mengikat HCl sebagai hasil samping
reaksi (McMurry, 2004). Persamaan reaksi esterifikasi ini
seperti
terlihat
pada
gambar
1.
Bahan
Indometasin (kualitas analisis, LKTlabs); isopropil
alkohol, tionil klorida, piridin, metanol, etanol, etil asetat,
ammonia, aseton, kloroform, eter, NaHCO 3, NaOH, HCl
(mutu analisis, Merck); dan lempeng silica gel GF254.
Cara Kerja
1. Sintesis Isopropil Indometasin
Ke dalam labu alas bulat yang telah diisi dengan batu
didih, dimasukkan sejumlah 1,0037 gram indometasin, 2
mL tionil klorida dan 0,226 mL piridin. Campuran digojog
pelan-pelan hingga larut sempurna kemudian direfluks di
atas waterbath pada suhu 75-80 oC selama 1 jam dalam
almari asam. Setelah itu kelebihan tionil kloridanya
O
O
C
R
OH
+
asam karboksilat
SOCl2
R3N atau
N
C
R
Cl
+ HCl
NH Cl
tionil klorida
O
O
C
R
+ SO2
Cl
asil klorida
+
C
R' OH
N
alkohol
piridin
R
OR'
ester
+ HCl
NH Cl
piridinium klorida
Gambar 1. Reaksi umum esterifikasi dari asil klorida dengan alkohol
Isolasi senyawa hasil sintesis dilakukan dengan
menguapkan kelebihan isopropil alkohol. Hasil uji KLT
menggunakan fase diam silica gel GF254 dan fase gerak etil
asetat : metanol : amonia (85:10:5) memperlihatkan satu
bercak noda dengan nilai Rf lebih tinggi dibanding
indometasin. Hal tersebut menunjukkan bahwa senyawa
hasil sintesis tersebut telah murni secara KLT dan
mempunyai polaritas yang lebih rendah dibanding
indometasin sehingga esterifikasi pada gugus karboksil
dari indometasin dimungkinkan telah terjadi. Esterifikasi
juga ditegaskan dengan sukar larutnya senyawa hasil
sintesis tersebut dalam NaOH sedangkan indometasin
sendiri larut dalam NaOH karena senyawa hasil sintesis
tidak dapat diubah menjadi bentuk garamnya.
36
Jurnal Ilmiah Kesehatan, 5(2); Mei 2013
No.
1.
2.
3.
4.
5.
Tabel 1. Data uji pendahuluan senyawa hasil sintesis dan indometasin
Keterangan
Senyawa hasil sintesis
Indometasin
Organoleptis
Serbuk hijau kecoklatan,
Serbuk putih kekuningan,
berbau khas, tidak berasa
tidak berbau, tidak berasa
Jarak lebur
96-99 °C
154-156 °C
Kelarutan :
Air
NaOH 0,1
Kloroform
Aseton
Nilai Rf
Rendemen
Pratis tidak larut
Sukar larut
Larut
Mudah larut
0,95
75 %
2. Elusidasi Struktur
Spektrum UV-Vis dari indometasin maupun senyawa
hasil sintesis memperlihatkan serapan maksimum pada
panjang gelombang yang hampir sama. Indometasin
memberikan serapan maksimum pada λ 248 nm,
sedangkan senyawa hasil sintesis pada λ 256 nm,
menunjukkan adanya pergeseran ke arah panjang
gelombang yang lebih panjang karena adanya substitusi
gugus isopropoksi.
Pratis tidak larut
Larut
Agak sukar larut
Larut
0,30
Substitusi gugus isopropoksi pada senyawa hasil
sintesis memberikan perubahan pada spektrum IR.
Beberapa pita masih menunjukkan profil gugus fungsi
yang sama dengan indometasin, namun pita yang berbeda
tampak pada pita O−H ulur asam karboksilat, pita C−O
ulur asam karboksilat juga mengalami pergeseran karena
adanya gugus isopropil yang memberikan efek induksi
pada atom O sehingga melemahkan ikatan antara atom O
dengan atom C gugus karbonil, dan pita –CH3 (isopropil)
pada dearah sidik jari yang khas.
Tabel 2. Hasil interpretasi spektra IR senyawa hasil sintesis dan indometasin
Gugus
Senyawa hasil sintesis
Indometasin
O–H ulur asam karboksilat
Tidak ada
Ada
–CH3 ulur (isopropil)
Ada
Tidak ada
C=O ulur karbonil
Ada
Ada
C–O ulur asam karboksilat
Tidak ada
Ada
C–O ulur ester
Ada
Tidak ada
O
C
Cl
N
H3CO
CH3
O
CH2
C
CH3
O
CH
CH3
Benzen tersubstitusi p
C=C ulur aromatis
−CH3 ulur alifatis
C−N ulur
C−H ulur alifatis
C−Cl ulur
C−H ulur aromatis
C−O ulur alkoksi
C−O ulur ester
C=O ulur ester
Gambar 2. Spektrum IR senyawa hasil sintesis
37
Jurnal Ilmiah Kesehatan, 5(2); Mei 2013
Benzen tersubstitusi p
Cl
C
O
N
H3CO
CH3
CH2
O
C
OH
O−H ulur asam karboksilat
C=C ulur aromatis
−CH3 ulur alifatis
C−H ulur alifatis
C−Cl ulur
C−H ulur aromatis
C−O ulur asam karboksilat
C=O ulur asam karboksilat
C−O ulur alkoksi
C−N ulur
Gambar 3. Spektrum IR indometasin
Berdasarkan spektrum massa senyawa hasil sintesis
menunjukkan puncak ion molekul pada m/z 399 yang
merupakan bobot molekulnya, menginformasikan bahwa
senyawa target telah terbentuk yaitu isopropil indometasin
dengan rumus molekul C22H22ClNO4.
Spektrum massa senyawa hasil sintesis memberikan
puncak dengan kelimpahan relatif 100% pada m/z 139.
Puncak ini merupakan base peak (puncak dasar) dari
keseluruhan fragmentasi molekul. Puncak ini mempunyai
dua harga m/z yang berbeda disebabkan karena molekul
kation mengandung satu atom klorida yang memiliki dua
isotop yang berbeda yaitu 35Cl dan 37Cl.
Gambar 4. Spektrum massa senyawa hasil sintesis
Berdasarkan dari hasil interpretasi data keseluruhan di
atas meliputi uji pendahuluan maupun elusidasi struktur
(O’Brien, dkk., 2007), maka hasil penelitian menunjukkan
bahwa senyawa hasil sintesis yang dihasilkan dari
esterifikasi antara indometasinil klorida dengan isopropil
alkohol adalah isopropil indometasin.
Pada perhitungan rendemen diperoleh persentase
rendemen senyawa hasil sintesis yang tinggi yaitu sebesar
75%. Persentase rendemen ini tinggi dibandingkan dengan
persentase rendemen melalui esterifikasi Fischer pada
umumnya. Hal ini disebabkan karena kereaktifan senyawa
antara indometasinil klorida yang tinggi sehingga mudah
bereaksi dengan isopropil alkohol membentuk ester
isopropil indometasin.
Dapat
disimpulkan
bahwa
sintesis
isopropil
indometasin dari indometasinil klorida dengan isopropil
alkohol dihasilkan senyawa berbentuk serbuk, berwarna
hijau kecoklatan, berbau khas, dan tidak berasa serta jarak
lebur 96-99 °C dengan rendemen sebesar 75%.
Perlu dilakukan penelitian lanjutan mengenai uji
aktivitas farmakologi dan uji toksisitas dari isopropil
indometasin serta pengembangan turunan indometsain
yang lain dengan metode sintesis yang lebih baik agar
didapat rendemen yang lebih tinggi.
Daftar Pustaka
Ackerstaff, E., Gimi, B., Artemov, D., dan Bhujwalla, Z.
M. 2007. Anti-Inflammatory Agent Indomethacin Reduces
Invasion and Alters Metabolism in a Human Breast Cancer
Cell Line. Neoplasia . 9. (3) : 222 – 235
38
Jurnal Ilmiah Kesehatan, 5(2); Mei 2013
Boyer, D., Bauman, J. N., Walker, D. P., Kapinos,
B.,Karki, K., dan Kalgutkar, A. S. 2009. Utility of
MetaSite in Improving Metabolic Stability of the Neutral
Indomethacin Amide Derivative and Selective
Cyclooxygenase-2 Inhibitor 2-(1-(4-Chlorobenzoyl)-5methoxy-2-methyl-1H-indol-3-yl)-N-phenethyl-acetamide.
Drug Metabolism and Disposition. 37. (5) : 999-1008
Dannhardt, D. dan Kiefer, W. 2001. Cyclooxygenase
Inhibitors – Current Status and Future Prospects. Eur. J.
Med. Chem. 36 : 109-126
Chao, Su-Hui., An-Bang WU., Chia-Jung Lee., Fu-An
Chen., dan Ching-Chiung Wang. 2005. Anti-inflammatory
Effects of Indomethacin’s Methyl Ester Derivative and
Induction of Apoptosis in HL-60 Cells. Biol. Pharm. Bull.
28. (12) : 2206-2210.
McMurry, J. 2004. Organic Chemistry. International
Student Edition. England : John Wiley and Sons, Inc.
Clarke, E.G.C. 1986. Isolation and Identification of Drug
in Pharmaceutical, Body Fluid and Post Mortem Material.
2nd Edition. London : The Pharmaceutical Press.
Fessenden, R.J., dan Fessenden, J.S. 1997. Organic
Chemistry. Diterjemahkan oleh A. Hadyana Pudjaatmaka.
Edisi 3. Jilid 1 dan 2. Jakarta : Erlangga
O’Brien, M., J. McCauley., dan E. Cohen. 2007. Analytical
Profiles of Drug Substances. Volume 13. Orlando :
Academic Press, Inc.
Siswandono dan Sukardjo B. 2000. Kimia Medisinal. Edisi
2. Jilid 1 dan 2. Surabaya : Airlangga University Press
39