UIN SYARIF HIDAYATULLAH JAKARTA OPTIMASI
advertisement
UIN SYARIF HIDAYATULLAH JAKARTA OPTIMASI DAYA DAN WAKTU IRADIASI MICROWAVE PADA REAKSI KONDENSASI SENYAWA ETIL p-METOKSISINAMAT DENGAN ASETON SKRIPSI GHILMAN DHARMAWAN NIM: 1112102000088 FAKULTAS KEDOKTERAN DAN ILMU KESEHATAN PROGRAM STUDI FARMASI JAKARTA AGUSTUS 2016 UIN SYARIF HIDAYATULLAH JAKARTA OPTIMASI DAYA DAN WAKTU IRADIASI MICROWAVE PADA REAKSI KONDENSASI SENYAWA ETIL pMETOKSISINAMAT DENGAN ASETON SKRIPSI Diajukan sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar Sarjana Farmasi GHILMAN DHARMAWAN NIM: 1112102000088 FAKULTAS KEDOKTERAN DAN ILMU KESEHATAN PROGRAM STUDI FARMASI JAKARTA AGUSTUS 2016 i HALAMAN PERNYATAAN ORISINALITAS Skripsi ini adalah benar hasil karya sendiri, Dan semua sumber baik yang dikutip maupun dirujuk telah saya nyatakan benar. Nama : Ghilman Dharmawan NIM : 1112102000088 Tanda Tangan : Tanggal : Agustus 2016 ii HALAMAN PERSETUJUAN PEMBIMBING Nama NIM Program Studi Judul Proposal : Ghilman Dharmawan : 1112102000088 : Strata-1Farmasi : Optimasi Daya dan Waktu Iradiasi Microwave pada Reaksi Kondensasi Senyawa Etil p-metoksisinamat dengan Aseton Disetujui oleh: Pembimbing I Pembimbing II Ismarni Komala Ph.D., Apt. NIP. 197806302006042001 Dr. Nurmeilis M. Si., Apt. NIP. 197404302005012003 Mengetahui, Ketua Program Studi Farmasi Fakultas Kedokteran dan Ilmu Kesehatan UIN Syarif Hidayatullah Jakarta Dr. Nurmeilis M. Si., Apt. NIP. 197404302005012003 iii HALAMAN PENGESAHAN Skripsi ini diajukan oleh: Nama : Ghilman Dharmawan NIM : 1112102000088 Program Studi : Strata-1 Farmasi Judul Skripsi : Optimasi Daya dan Waktu Iradiasi Microwave pada Reaksi Kondensasi Senyawa Etil p-metoksisinamat dengan Aseton Telah berhasil dipertahankan di hadapan Dewan Penguji dan diterima sebagai persyaratan yang diperlukan untuk memperoleh gelar Sarjana Farmasi pada Program Studi Farmasi Fakultas Kedokteran dan Ilmu Kesehatan (FKIK), Universitas Islam Negeri (UIN) Syarif Hidayatullah Jakarta DEWAN PENGUJI Pembimbing 1 : Ismiarni Komala, M.Sc., Ph.D., Apt. ( ) Pembimbing 2 : Dr. Nurmeilis, M.Si., Apt. ( ) Penguji 1 : Lina Elfita, M.Si., Apt. ( ) Penguji 2 : Putri Amelia, M.Farm., Apt. ( ) Ditetapkan di : Ciputat Tanggal : Agustus 2016 iv ABSTRAK Nama Program Studi Judul Skripsi : Ghilman Dharmawan : Strata-1 Farmasi : Optimasi Daya dan Waktu Iradiasi Microwave Reaksi Kondensasi Senyawa Etil p-metoksisinamat dengan Aseton Etil p-metoksisinamat (EPMS) diisolasi dari kencur (Kaemferia galanga Linn.) melaui maserasi menggunakan n-heksan menghasilkan rendemen sebesar 5,1%. EPMS merupakan senyawa metabolit sekunder yang memiliki aktivitas antiinflamasi. Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui kondisi optimal daya dan waktu iradiasi microwave pada reaksi kondensasi EPMS dengan aseton. Reaksi kondensasi EPMS dilakukan melaui 3 tahap. Pertama, hidrolisis EPMS dengan katalis basa menghasilkan asam p-metoksisinamat (APMS) dengan rendemen 82.3%. Kedua, oksidasi APMS menggunakan kalsium nitrat menghasilkan 4metoksi benzaldehid dengan rendemen 7,9%. Ketiga, kondensasi 4-metoksi benzaldehid dengan aseton menghasilkan 4-(4-methoxyphenyl)but-3-en-2-one dengan rendemen 67,33%. Kondisi iradiasi microwave yang optimal pada reaksi kondensasi EPMS didapatkan pada daya 600 W dan selama 20 menit. Kata Kunci : Etil p-metoksisinamat, optimasi, aseton v kondensasi, hidrolisis, oksidasi, ABSTRACT Name Study Program Title : Ghilman Dharmawan : Bachelor of Pharmacy : Optimization of power and time of microwave iradiation for Condensation Reaction Ethyl p-methoxycinnamate with Aceton Ethyl p-methoxycinnamate (EPMC) isolated from kencur (Kaemferia galanga Linn.) by maseration using n-hexane with 5.1 % yield. EPMS is secondary metabolites which have anti-inflamatory activity. This study aims to determine the optimal condition of power and time of microwave iradiation for condensation reaction ethyl p-methoxycinnamate with aceton. EPMS condensation reaction is done through three stages. First, base catalized hydrolysis produces pmethoxycinnamic acid (PMCA) in 82.3% yield. Second, PMCA oxidation using calcium nitrate produces 4-methoxy benzaldehid in 7.9% yield. Third, condensation 4-metoksi benzaldehid using aceton produces 4-(4methoxyphenyl)but-3-en-2-one in 67.33% yield. Conditions of microwave irradiation are optimal for condentation reaction EPMS with aceton obtained at the power of 600 W and for 20 minutes. Keywords : Ethyl p-methoxycinnamate, condentation, hydrolysis, oxidation, optimization, aceton. vi KATA PENGANTAR Segala puji dan syukur kehadirat Allah SWT yang senantiasa mencurahkan segala rahmat-Nya kepada kita semua, khususnya penulis dalam menyelesaikan skripsi yang berjudul “Optimasi Daya dan Waktu Iradiasi Microwave Reaksi Kondensasi Senyawa Etil p-metoksisinamat dengan Aseton”. Shalawat dan salam senantiasa terlimpah kepada junjungan kita Nabi Muhammad SAW, teladan bagi umat manusia dalam menjalani kehidupan. Skripsi ini disusun untuk memenuhi salah satu syarat menempuh ujian akhir guna mendapatkan gelar Sarjana Farmasi pada Program Studi Farmasi Fakultas Kedokteran dan Ilmu Kesehatan Universitas Islam Negeri Syarif Hidayatullah Jakarta. Selesainya penelitian ini dan panyusunan skripsi in tidak terlepas dari bantuan berbagai pihak, maka dalam kesempatan ini perkenankanlah penulis menyampaikan ucapan terima kasih yang tulus dan sebesar-besarnya, khususnya kepada: 1. Bapak Prof. Dr. H. Arief Sumantri, M.Kes. selaku Dekan Fakultas Kedokteran dan Ilmu Kesehatan Univesitas Islam Negeri (UIN) Syarif Hidayatullah Jakarta. 2. Ibu Ismiarni Komala, Ph.D., Apt. Sebagai Pembimbing I dan Ibu Dr. Nurmeilis, M.Si., Apt. sebagai Pembimbing II yang telah memberikan ilmu, nasehat, waktu, tenaga, dan pikiran selama penelitian dan penulisan skripsi. 3. Ibu Dr. Nurmeilis, M.Si., Apt. selaku Ketua Program Studi Farmasi Fakultas Kedokteran dan Ilmu Kesehatan Univesitas Islam Negeri (UIN) Syarif Hidayatullah Jakarta. 4. Seluruh dosen di Program Studi Farmasi Fakultas Kedokteran dan Ilmu Kesehatan Univesitas Islam Negeri (UIN) Syarif Hidayatullah Jakarta, atas ilmu pengetahuan yang telah diberikan kepada penulis. 5. Kedua orang tua, ayahanda Ruswan dan Ibunda Nurul Khotimah yang selalu memberikan kasih sayang, doa yang tak pernah teputus dan dukungan baik moril maupun materil. Tak ada satu hal pun di dunia ini yang dapat membalas semua kebaikan, cinta dan kasih sayang yang telah kalian berikan. vii 6. Kepada adikku tercinta, Naufal Dharmawan yang selalu memberikan semangat dan doa hingga penelitian ini berjalan dengan lancar. 7. Teman-teman “Kingdom EPMS” seperjuangan Beny, Thantowi, Nufus, Mutia, Conny, Nita, Rifatul, Windi, Ani, dan Elsa yang telah banyak memberi bantuan baik tenaga, waktu dan semangat. 8. Teman-teman “Kontrakan Ceria” Okin, Thantowi, Adia, Galih, Boy, Santo, Ivan, Gunawan, Irham, dan Brendi yang senantiasa memberi motivasi tersendiri untuk menyelesaikan skripsi ini. 9. Anis Khilyatul Auliya yang menjadi teman berbagi suka, duka, dan semangat selama masa perkuliahan hingga penulisan skripsi ini. 10. Dan tak lupa teman-teman Program Studi Farmasi Angkatan 2012 yang telah memberi semangat, kerja sama dan kebersamaan dalam berjuang menyelesaikan skripsi ini. 11. Serta pihak-pihak lain yang tidak dapat disebutkan satu persatu yang telah memberikan dukungan hingga terwujudnya skripsi ini. Penulis menyadari bahwa skripsi ini masih jauh dari sempurna, namun penulis berharap semoga hasil penelitian ini bermanfaat bagi perkembangan ilmu pengetahuan pada umumnya, dan ilmu kefarmasian pada khususnya. Akhir kata, penulis berharap Allah SWT berkenan membalas segala kebaikan semua pihak yang telah membantu penulisan dalam penelitian ini. Ciputat, Agustus 2016 Penulis viii HALAMAN PERNYATAAN PERSETUJUAN PUBLIKASI TUGAS AKHIR UNTUK KEPENTINGAN AKADEMIS Sebagai sivitas akademik Universitas Islam Negeri (UIN) Syarif Hidayatullah Jakarta,saya yang bertanda tangan di bawah ini: Nama : Ghilman Dharmawan NIM : 1112102000088 Program Studi : Strata-1 Farmasi Fakultas : Kedokteran dan Ilmu Kesehatan (FKIK) Jenis Karya : Skripsi Demi pengembangan ilmu pengetahuan, saya menyetujui skripsi/karya ilmiah saya, dengan judul: OPTIMASI DAYA DAN WAKTU IRADIASI MICROWAVE REAKSI KONDENSASI SENYAWA ETIL P-METOKSISINAMAT DENGAN ASETON Untuk dipublikasi atau ditampilkan di internet atau media lain, yaitu Digital Library Perpustakaan Universitas Islam Negeri (UIN) Syarif Hidayatullah Jakarta untuk kepentingan akademik sebatas sesuai dengan Undang-Undang Hak Cipta. Demikian pernyataan publikasi karya ilmiah ini saya buat dengan sebenarnya: Dibuat di : Ciputat Pada Tanggal : Agustus 2016 Yang Menyatakan: (Ghilman Dharmawan) ix DAFTAR ISI HALAMAN JUDUL ......................................................................................... i HALAMAN PERNYATAAN ORISINALITAS ............................................ ii HALAMAN PERSETUJUAN PEMBIMBING ............................................. iii HALAMAN PENGESAHAN ........................................................................... iv ABSTRAK ......................................................................................................... v ABSTRACT ....................................................................................................... vi KATA PENGANTAR ....................................................................................... vii HALAMAN PERSETUJUAN PUBLIKASI KARYA ILMIAH .................. ix DAFTAR ISI ...................................................................................................... x DAFTAR GAMBAR ......................................................................................... xii DAFTAR TABEL ............................................................................................. xiii DAFTAR LAMPIRAN .................................................................................... xiv BAB 1. PENDAHULUAN ................................................................................ 1 1.1. Latar Belakang ........................................................................................... 1 1.2. Rumusan Masalah ...................................................................................... 3 1.3. Tujuan Penelitian ....................................................................................... 3 1.4. Manfaat Penelitian ..................................................................................... 3 BAB 2. TINJAUAN PUSTAKA ....................................................................... 4 2.1. Tumbuhan Kencur ..................................................................................... 4 2.1.1. Klasifikasi ........................................................................................... 4 2.1.2. Kandungan Kimia Kaemferia galanga Linn ...................................... 5 2.2. Senyawa Etil p-metoksisinamat (EPMS)................................................... 5 2.3. Aseton ........................................................................................................ 7 2.4. Natriun Hidroksida .................................................................................... 7 2.5. Reaksi Kondensasi ..................................................................................... 8 2.6. Iradiasi Microwave .................................................................................... 8 2.6.1. Mekanisme Reaksi Secara Polarisasi Dipolar dalam Iradiasi Microwave ............................................................................................................ 9 2.6.2. Mekanisme Reaksi Secara Konduksi dalam Iradiasi Microwave.... 9 2.6.3. Pengaruh Iradiasi Microwave terhadap Laju Reaksi ......................... 10 2.7. Identifikasi ................................................................................................. 10 2.7.1. Kromatografi ...................................................................................... 10 a. Kromatografi Lapis Tipis ................................................................... 11 b. Kromatografi Kolom .......................................................................... 12 c. Kromatografi Gas ............................................................................... 13 2.7.2. Spektrofotometri ................................................................................. 14 a. Spektrofotometri UV-VIS............................................................... 14 b. Spektrofotometri FTIR (Fourier Transform Infra Red) .................. 15 c. Spektrofotometri Resonansi Magnetik ........................................... 16 x BAB 3. METODOLOGI PENELITIAN ......................................................... 3.1. Tempat dan waktu penelitian ..................................................................... 3.1.1. Tempat ................................................................................................ 3.1.2. Waktu ................................................................................................. 3.2. Alat dan Bahan .......................................................................................... 3.2.1. Alat ..................................................................................................... 3.2.2. Bahan .................................................................................................. 3.3. Prosedur Penelitian .................................................................................... 3.3.1. Preparasi Sampel ................................................................................ a. Pengambilan Sampel .......................................................................... b. Determinasi Tumbuhan ...................................................................... c. Penyiapan Bahan untuk Ekstraksi ...................................................... d. Isolasi Etil p-metoksisinamat ............................................................. 3.3.2. Modifikasi Senyawa Etil p-metoksisinamat ....................................... a. Hidrolisis Etil p-metoksisinamat ........................................................ b. Pembentukan senyawa Aldehid melalui reaksi Oksidasi ................... c. Reaksi Kondensasi Senyawa Aldehid ................................................ 3.3.3. Pemurnian dengan Kromatografi Lapis Tipis Preparatif .................... a. Pembuatan Plat KLT Preparatif .......................................................... b. Pemurnian Senyawa Hasil Reaksi ...................................................... 3.3.4. Identifikasi Senyawa........................................................................... a. Identifikasi Organoleptis .................................................................... b. Pengukuran Titik Leleh ...................................................................... c. Identifikasi Senyawa Menggunakan GCMS ...................................... d. Identifikasi Senyawa Menggunakan 1H-NMR ................................... BAB 4. HASIL DAN PEMBAHASAN ............................................................ 4.1. Tumbuhan Kencur ..................................................................................... 4.1.1. Hasil Determinasi ............................................................................... 4.1.2. Pembuatan Serbuk Simplisia .............................................................. 4.1.3. Isolasi Senyawa Etil p-metoksisinamat .............................................. 4.2. Modifikasi Struktur Etil p-metoksisinamat ............................................... 4.2.1. Reaksi Hidrolisis Etil p-metoksisinmat .............................................. 4.2.2. Pembentukan Senyawa Aldehid melalui Oksidari Alkena ................. 4.2.3. Reaksi Kondensasi Senyawa Akdehid Hasil Oksidasi ....................... 4.3. Identifikasi Senyawa Hasil Modifikasi ...................................................... 4.3.1. Senyawa Hasil Hidroisis Etil p-metoksisinamat ................................ 4.3.2. Senyawa Aldehid ................................................................................ 4.3.3. Senyawa Hasil Kondensasi ................................................................. BAB 5. KESIMPULAN DAN SARAN ............................................................ 5.1. Kesimpulan ............................................................................................... 5.2. Saran .......................................................................................................... DAFTAR PUSTAKA ........................................................................................ LAMPIRAN ....................................................................................................... xi 18 18 18 18 18 18 18 19 19 19 19 19 19 20 20 20 21 22 22 22 22 22 22 22 23 24 24 24 24 25 26 26 28 29 31 31 32 34 39 39 39 40 44 DAFTAR GAMBAR Gambar 2.1 Gambar 2.2 Gambar 2.3 Gambar 2.4 Gambar 2.5 Gambar 2.6 Gambar 2.7 Gambar 4.1 Gambar 4.2 Gambar 4.3 Gambar 4.4 Gambar 4.5 Gambar 4.6 Gambar 4.7 Gambar 4.8 Gambar 4.9 Gambar 4.10 Gambar 4.11 Gambar 4.12 Gambar 4.13 Gambar 4.14 Gambar 4.15 Gambar 4.16 Gambar 4.17 Gambar 4.17 Gambar 4.18 Rimpang Kencur ....................................................................... 4 Etil p-metoksisinamat................................................................ 5 Jalur asam sikimat dalam biosintesa fenil propanoid untuk menghasilkan etil p-metoksisinamat ......................................... 6 Atom hidrogen alfa pada aseton ................................................ 7 Reaksi umum kondensasi aldol ................................................. 8 Peegerakan molekul dipolar teradiasi microwave ..................... 9 Skema kromatografi lapis tipis.................................................. 12 Rimpang kencur ....................................................................... 24 Serbuk kering simplisia kencur ................................................. 25 KLT senyawa etil p-metoksisinamat......................................... 26 Mekanisme reaksi hidrolisis EPMS .......................................... 27 Pola spot KLT hasil reaksi hidrolisis ........................................ 27 Mekanisme reaksi oksidasi alkena ............................................ 28 Optimasi waktu reaksi kondensasi ............................................ 29 Mekanisme reaksi kondensasi ................................................... 30 Identifikasi senyawa modifikasi dengan KLT .......................... 31 Fragmentasi MS senyawa hasil hidrolisis ................................. 32 Struktur asam p-metoksisinamat .............................................. 32 Pola KLT senyawa aldehid hasil reaksi nitrasi APMS ............ 33 Fragmentasi MS senyawa 4-metoksi benzaldehid ................... 34 Fragmentasi massa GCMS senyawa hasil kondensasi .............. 34 Spektrum GCMS senyawa hasil kondensasi ............................. 35 Fragmentasi MS senyawa hasil kondensasi .............................. 35 (a) Etil p-metoksisinamat .......................................................... 36 (b) 4-(4-methoxyphenyl)but-3-en-2-one ................................... 36 Spektrum 1H-NMR senyawa hasil kondensasi ......................... 37 xii DAFTAR TABEL Tabel 3.1 Tabel 4.1 Kondisi optimasi reaksi kondensasi ............................................... 21 Data pergeseran kimia (δ) spektrum 1H-NMR senyawa A (CDCl3, 500 MHz) ....................................................................................... 36 xiii DAFTAR LAMPIRAN Lampiran 1 Lampiran 2 Lampiran 3 Lampiran 4 Lampiran 5 Lampiran 6 Lampiran 7 Lampiran 8 Lampiran 9 Lampiran 10 Lampiran 11 Lampiran 12 Kerangka Penelitian..................................................................... Determinasi Tanaman Kencur ..................................................... Skema Isolasi EPMS dari Rimpang Kencur ................................ Skema Identifikasi Senyawa Hasil Modifikasi............................ Alur Kerja Reaksi Kondensasi .................................................... Alat dan Bahan Penelitian ........................................................... Perhitungan Reaksi ...................................................................... Gambar Senyawa ......................................................................... Spektrum GCMS Asam p-metoksisinamat ................................. Spektrum GCMS Senyawa Aldehid ............................................ Spektrum GCMS Senyawa Hasil Kondensasi ............................. Spektrum 1H NMR Senyawa Hasil Kondensasi .......................... xiv 44 45 46 47 48 59 52 54 55 56 57 58 1 BAB 1 PENDAHULUAN 1.1. Latar Belakang Indonesia merupakan negara kepulauan yang luas dan memiliki kekayaan alam melimpah meliputi berbagai jenis tumbuhan dan sumber daya alam lain. Di Indonesia diperkirakan terdapat 100 sampai dengan 150 famili tumbuh-tumbuhan, dan dari jumlah tersebut sebagian besar mempunyai potensi untuk dimanfaatkan sebagai tanaman industri, tanaman buah-buahan, tanaman rempah-rempah dan tanaman obat-obatan (Nasution, 1992). Kencur (Kaemferia galanga L.) merupakan salah satu tumbuhan yang dikembangkan sebagai tanaman obat asli Indonesia yang mempunyai nilai ekonomis cukup tinggi (Rostiana et al., 2003). Kencur termasuk ke dalam family Zingiberaceae dan merupakan tanaman asli india yang penyebarannya sudah mamasuki kawasan Asia Tenggara termasuk Indonesia. Rimpang Kencur secara empiris telah dimanfaatkan dalam mengobati berbagai penyakit seperti radang lambung, radang anak telinga, influenza pada bayi, masuk angin, sakit kepala, batuk, memperlancar haid, mata pegal, keseleo, diare, menghilangkan darah kotor dan mengusir lelah (Al-Fattah, 2011). Aroonrerk dan Kamkaen (2009) melaporkan bahwa efek anti-inflamasi dengan penghambatan IL-6 diproduksi oleh tanaman ini. Selain itu, efek farmakologi lain seperti relaksan otot polos dan vasorelaksan juga dilaporkan (Mustafa et al., 1996; Othman et al., 2006). Minyak atsiri yang diperoleh dari tanaman ini memiliki aktivitas terhadap bakteri dan fungi (Tewtrakul et al., 2005). Etil p-metoksisinamat merupakan senyawa metabolit sekunder terbanyak yang dihasilkan oleh tanaman kencur. Menurut Umar et.al. (2012) kandungan dari ekstrak Kaemferia galanga L. diantaranya adalah etil pmetoksisinamat (80,05%), β-sitosterol (9,88%), asam propionat (4,71%), pentadekan (2,08%), asam tridekanoat (1,81%), dan 1,21-docosadiene (1,47%). UIN Syarif Hidayatullah Jakarta 2 Etil p-metoksisinamat berperan penting terhadap aktivitas antiinflamasi yang dimiliki oleh tanaman kencur. Dalam studi in vitro, etil pmetoksisinamat secara non-selektif mampu menghambat aktivitas COX-1 dan COX-2, dengan masing-masing nilai IC50 1,12 µM dan 0,83 µM. Hasil ini memvalidasi aktivitas antiinflamasi kencur yang dihasilkan oleh penghambatan COX-1 dan COX-2 (Umar et al., 2012). Modifikasi etil p-metoksisinamat dewasa ini mulai menjadi perhatian para ahli kimia medisinal (Mufidah, 2014). Modifikasi struktur dari etil pmetoksisinamat yang telah dilakukan antara lain melalui proses amidasi, hidrolisis, transesterifikasi, degradasi sinamat, reduksi, amidasi dengan dietanolamin, sintesis menjadi turunan thiourea, sintesis menjadi pmetoksistiril keton, serta dimetilasi (Riyanto, 1986; Barus, 2009; Bangun, 2011; Ekowati, 2012; Hadi, 2014; Mufidah, 2014; Omar et al, 2014). Untuk memperkaya referensi mengenai modifikasi struktur senyawa etil p-metoksisinamat, maka dilakukan penelitian mengenai optimasi pengaruh perbedaan daya dan lama waktu iradiasi micowave pada reaksi kondensasi senyawa tersebut. Pada hubungan struktur aktivitas AINS turunan asam arilasetat, dinyatakan bahwa pengurangan atau penambahan atom C dapat mempengaruhi aktivitas antiinflamasi (Siswandono, 2000). Menurut Mufidah (2014) perlu adanya penelitian lebih lanjut tentang bagaimana efek antiinflamasi ketika dilakukan penambahan C pada gugus ester untuk mengeksplorasi lebih dalam tentang efektifitas gugus ester pada aktivitas antiinflamasi. Berdasarkan hal tersebut, ada potensi besar ketika dilakukan modifikasi atom C pada gugus ester etil p-metoksisinamat dalam aktivitas senyawa tersebut sebagai antiinflamasi. Reaksi kondensasi dilakukan dengan bantuan iradiasi microwave. Reaksi dengan bantuan iradiasi microwave ini memiliki kelebihan seperti produk yang lebih bersih dengan waktu reaksi yang cepat dan hasil yang lebih baik daripada metode konvensional (Bhuiyan, 2011). Selain itu, jumlah pelarut, produk dan reagen dapat diminimalisir dengan bantuan pemanasan microwave. Keuntungan tersebut dianggap berasal dari efek termal dan UIN Syarif Hidayatullah Jakarta 3 tergantung pada bebrapa faktor (tekanan, suhu, waktu, dan pelarut yang digunakan) (Koca et al, 2015). Berdasarkan faktor-faktor tersebut, proses optimasi dirasa perlu untuk menentukan kondisi yang sesuai untuk reaksi kondesasi senyawa etil p-metoksisinamat melaui iradiasi microwave. 1.2. Rumusan Masalah Bagaimana kondisi optimal daya dan waktu iradiasi microwave kondensasi senyawa etil p-metoksisinamat dengan aseton? 1.3. Tujuan Penelitian a. Melakukan optimasi reaksi kondensasi senyawa etil p-metoksisinamat dengan aseton melalui reaksi iradiasi microwave. b. Melakukan purifikasi senyawa hasil modifikasi etil p-metoksisinamat melaui reaksi kondensasi dengan aseton. c. Melakukan elusidasi struktur senyawa hasil modifikasi etil p- metoksisinamat melaui reaksi kondensasi dengan aseton. 1.4. Manfaat Penelitian Hasil penelitian ini diharapkan dapat memberikan informasi baru mengenai proses modifikasi senyawa etil p-metoksisinamat melalui reaksi kondensasi. UIN Syarif Hidayatullah Jakarta 4 BAB 2 TINJAUAN PUSTAKA 2.1 Tumbuhan Kencur Kencur (Kaemferia galanga Linn.) sudah sejak lama dikenal dan ditanam di Indonesia. Tanaman ini diperkirakan berasal dari daerah Asia Tropika. Sebagian kalangan menduga bahwa asal usul kencur adalah dari kawasan Indo-Malaysia. Dalam perkembangan selanjutnya, diketahui bahwa keluarga Zingiberaceae ini merupakan salah satu jenis temu-temuan yang dipakai dalam obat tradisional (Rukmana, 1994). Daun kencur berbentuk bulat lebar, tumbuh mendatar diatas permukaan tanah, panjang daun 10-12 cm dengan lebar 8-10 cm berdaging agak tebal, mudah patah, berbentuk elips, melebar atau bundar (Backer C.A., 1986). Rimpangnya kokoh bercabang banyak, rapat seperti umbi, tidak berserat dan berdiameter sampai 1,5 cm, kulit rimpang berwarna cokelat mengkilap, licin dan tipis sedangkan bagian dalam berwarna putih berair dengan aroma yang tajam (Afriastini, 2002). Gambar 2.1 Rimpang Kencur (Sumber: Koleksi pribadi) 2.1.1 Klasifikasi (USDA) Kingdom : Plantae Subkingdom : Traecheobionta Superdivisi : Spermatophyta Divisi : Magnoliophyta UIN Syarif Hidayatullah Jakarta 5 Kelas : Liliopsida Sub Kelas : Commenlinidae Ordo : Zingiberales Famili : Zingiberaceae Genus : Kaemferia Species : Kaemferia galanga Linn. 2.1.2 Kandungan Kimia Kaemferia galanga Linn. Kaemferia galanga Linn. Mempunyai kandungan kimia salah satunya minyak atsiri, yang terdiri atas etil p-metoksisinamat (80,05%), beta-sitosterol (9,88%), asam propionat (4,71%), pentadekan (2,08%), asam tridekanoat (1,81%) dan 1,21-docosadiene (1,47%) (Umar et al. 2012). Selain itu pada penelitian Tewtrakul et al. juga disebutkan bahwa terdapat kandungan α-pinen, kamphen, karvon, benzen, eukliptol, borneol dan metil sinamat. 2.2. Senyawa Etil p-metoksisinamat (EPMS) Asam sinamat memiliki berbagai aktivitas biologis, antara lain antibakteri, anestetik, antiinflamasi, antispasmodik, antimutagenik, fungisida, herbisida serta penghambat enzim tirokinase. Salah satu turunan asam sinamat yang terdapat di alam ialah etil p-metoksisinamat yang terdapat dalam rimpang kencur (Kaemferia galanga) (Hartanti dan Setiawan, 2009). Gambar 2.2 etil p-metoksisinamat (PubChem) Etil p-metoksisinamat termasuk kedalam senyawa ester yang mengandung cincin benzena dan gugus metoksi yang bersifat non polar dan juga gugus karbonil yang mengikat etil yang bersifat sedikit polar sehingga UIN Syarif Hidayatullah Jakarta 6 dalam ekstraksinya dapat menggunakan pelarut-pelarut yang mempunyai variasi kepolaran yaitu etanol, etil asetat, metanol, air dan heksan (Barus, 2009). Etil p-metoksisinamat merupakan turunan sinamat yang biosintesanya termasuk jalur sikimat. Pembentukan asam sikimat dimulai dengan kondensasi aldol antara suatu tetrosa, yakni eritrosa dan asam fosfoenolpiruvat. Pada kondensasi ini, gugus metilen C=CH2 dari asam fosfoenolpiruvat berlaku sebagai nukleofil dan beradiasi dengan gugus karbonil C=O dari eritrosa, menghasilkan suatu gula yang terdiri dari 7 atom karbon. Selanjutnya, reaksi yang analog (intramolekuler) menghasilkan 5dehidrokuinat yang mempunyai lingkar sikloheksana, yang kemudian diubah menjadi asam sikimat. Reaksi pararel yang sejenis terhadap tirosin yang mempunyai tingkat oksidasi yang lebih tinggi menghasilkan asam p-kumarat. (Bangun, 2011). Gambar 2.3 Jalur asam sikimat dalam biosintesa fenil propanoid untuk menghasilkan etil p-metoksisinamat (Bangun, 2011). UIN Syarif Hidayatullah Jakarta 7 2.3. Aseton Rumus molekul : C3H6O Berat molekul : 58.08 gram/mol Titik didih pada 760 mmHg : 56,05 oC Titik beku : -94,7 oC Densitas pada 20 oC : 0,7845 g/ml Viskositas pada 20 oC : 0,32 cP Kelarutan : Larut dalam benzena, air, alkohol, kloroform. Aseton memiliki 6 hidrogen yang berposisi α. Hidrogen yang berposisi α mudah disingkirkan oleh suatu basa kuat sehingga membentuk ion enolat yang stabil karena pengaruh resonansi. Ion enolat ini dapat digunakan sebagai nukleofil dalam reaksi organik (Setiadi, 2008). Gambar 2.4 Atom hidrogen alfa pada aseton 2.4. Natrium Hidroksida Sifat fisika kimia natrium hidroksida (PubChem) : Rumus molekul : NaOH Berat molekul : 39,992509 g/mol Organoleptis : Padatan putih, bersifat higroskopik Titik didih : 1388 oC Titik leleh : 323 oC Kelarutan : Larut dalam alkohol, air dan gliserol Stabilitas : Mudah teroksidasi ketika terpapar karbon dioksida di udara Natrium hidroksida (NaOH) sebagai basa lemah digunakan dalam reaksi kondensasi claisen sebagai katalis. Basa akan membantu pembentukan enolat dari suatu karbonil. UIN Syarif Hidayatullah Jakarta 8 2.5. Reaksi Kondensasi Reaksi kondensasi karbonil adalah salah satu dari reaksi yang paling banyak diterapkan dalam kimia organik. Reaksi ini dapat digunakan pada segala macam senyawa karbonil, termasuk aldehida, keton, ester, amida, ester thiol, dan nitril (Daley, 2005). Dalam reaksi kondensasi, dua atau kadang lebih senyawa bergabung membentuk senyawa baru (Daley, 2005). Manfaat besar dari kondensasi karbonil adalah bahwa mereka adalah salah satu metode umum untuk membentuk ikatan antar atom karbon, dan memungkinkan untuk membentuk senyawa yang lebih besar (McMurry, 2008). Salah satu metode kondensasi yang sering digunakan adalah metode kondensasi aldol. Dalam sebuah kondensasi aldol, reaksi suatu enol dan enolat dari aldehida atau keton bereaksi dengan aldehida atau keton kedua membentuk ikatan karbon-karbon baru. Reaksi aldol membutuhkan sebuah aldehid atau keton yang mengandung setidaknya satu α-hidrogen. Atom αhidrogen dibutuhkan untuk pembentukan gugus enol dan enolat (Jones, 2010). Dalam reaksi yang dikatalisasi oleh basa, atom α-hidrogen yang bersifat asam akan terdeprotonisasi oleh basa membentuk enolat. Enolat bersifat nukleofilik akan bereaksi dengan karbonil yang bersifat elektrofilik dari aldehida atau keton. Gambar 2.5 Reaksi umum kondensasi aldol (Jones, 2010) 2.6. Iradiasi Microwave Gelombang mikro adalah radiasi elektromagnetik yang terletak diantara frekuensi radiasi inframerah dan radio, dengan panjang gelombang mulai dari 1 mm hingga 1 m, frekuensinya mulai dari 300 MHz hingga 300 UIN Syarif Hidayatullah Jakarta 9 GHz (Bogdal, 2005; Loupy, 2006). Radiasi gelombang mikro merupakan radiasi nonionisasi yang dapat memutuskan suatu ikatan sehingga mengasilkan energi yang dimanifestasikan dalam bentuk panas melalui interaksi antara zat dengan medium. Energi tersebut direfleksikan, ditransmisikan atau diabsorbsikan (Varma, 2011). 2.6.1. Mekanisme Reaksi Secara Polarisasi Dipolar dalam Iradiasi Microwave Prinsip dari mekanisme ini adalah terjadinya polarisasi dipolar sebagai akibat adanya interaksi dipol-dipol antara molekul-molekul polar ketika diradiasikan dengan microwave. Dipol tersebut sangat sensitif terhadap medan listrik yang berasal dari luar sehingga dapat mengakibatkan terjadinya rotasi pada molekul tersebut sehingga menghasilkan sejumlah energi (Lidstrom et al, 2001). Energi yang dihasilkan pada proses tersebut adalah energi kalor sehingga hal tersebut dikenal dengan istilah efek termal (pemanasan dielektrik) (Perreux, 2001). Ilustrasi pergerakan molekul dalam mekanisme polarisasi dipolar saat diberi radiasi microwave dapat dilihat pada gambar 2.6. Gambar 2.6 Pergerakan molekul dipolar teradiasi microwave (Kingdom, 1998) Molekul-molekul yang dapat dipanaskan dengan gelombang micro adalah molekul-molekul yang bersifat polar, karena pada molekulmolekul yang bersifat non-polar tidak akan terjadi interaksi dipol-dipol antara molekulnya. Molekul-molekul non-polar tersebut bersifat inert terhadap gelombang mikro dielektrik (Perreux, 2001). 2.6.2. Mekanisme Reaksi Secara Konduksi dalam Iradiasi Microwave Mekanisme secara konduksi dapat terjadi pada larutan-larutan yang mengandung ion. Bila suatu larutan mengandung suatu partikel UIN Syarif Hidayatullah Jakarta 10 bermuatan atau ion yang berkaitan dengan suatu medan listrik maka ionion tersebut akan bergerak. Pergerakan tersebut akan menyebabkan terjadinya peningkatan kecepatan dari tumbukan antar molekul sehingga akan merubah energi kinetik menjadi energi kalor (Kingston, 1988). 2.6.3. Pengaruh Iradiasi Microwave terhadap Laju Reaksi Ketergantungan konstanta laju reaksi (k) terhadap suhu dapat dinyatakan dengan persamaan Arrhenius: K= Ae-Ea/RT Ea adalah energi aktivasi dari suatu reaksi (dalam kiloJoule per mol), R adalah konstanta gas (8,314 J/Kmol), T adalah suhu mutlak, dan e adalah basis dari skala logaritma. Besaran A menyatakan frekuensi tumbukan dan dinamakan faktor frekuensi. Faktor ini dapat dianggap sebagai konstanta untuk sistem reaksi tertentudalam kisaran suhu yang cukup (Chang, 2005). Microwave dapat menginduksi kenaikan vibrasi suatu molekul sehingga berpengaruh terhadap faktor A pada persaman diatas (Lindstrom et al, 2001). Kenaikan nilai A akibat kenaikan vibrasi suatu molekul berbanding lurus dengan nilai K, sehingga K pun juga meningkat (Reza, 2015). Kenaikan nilai K berarti bahwa laju reaksi mengalami peningkatan. 2.7. Identifikasi 2.7.1. Kromatografi Kromatografi merupakan teknik pemisahan yang paling umum dan paling sering digunakan dalam bidang kimia analisis dan dapat dimanfaatkan untuk melakukan analisis baik analisis kualitatif atau kuantitatif. Kromatografi merupakan suatu teknik pemisahan yang menggunakan fase diam (stationary phase) dan fase gerak (mobile phase) (Gandjar dan Rohman, 2007). UIN Syarif Hidayatullah Jakarta 11 Berdasarkan pada alat yang digunakan, kromatografi dapat terbagi atas: kromatografi kertas, kromatografi lapis tipis, kromatografi cair kinerja tinggi, dan kromatografi gas (Gandjar dan Rohman, 2007). a. Kromatografi Lapis Tipis Diantara berbagai jenis teknik kromatografi, kromatografi lapis tipis adalah yang paling banyak digunakan untuk analisis obat di laboratorium farmasi, metode ini hanya memerlukan investasi kecil untuk perlengkapan dan menggunakan waktu yang singkat untuk analisis (15-60 menit), memerlukan jumlah cuplikan yang sangat sedikit (kira-kira 0,1 g) (Stahl Egon dalam Khirunni’mah, 2012). Fase diam yang digunakan dalam KLT merupakan penjerap berukuran kecil dengan diameter partikel antara 10-30 µm. Semakin kecil ukuran rata-rata partikel fase diam dan semakin sempit kisaran ukuran fase diam, maka semakin baik kinerja KLT dalam hal efisiensi dan resolusinya (Gandjar dan Rohman, 2007). Fase gerak pada KLT dapat dipilih dari pustaka, tetapi lebih sering dengan mencoba-coba karena waktu yang diperlukan hanya sebentar. Sistem yang paling sederhana adalah campuran dua pelarut organik karena daya elusi campuran kedua pelarut ini mudah diatur sedemikian rupa sehingga pemisahan dapat terjadi secara optimal (Gandjar dan Rohman, 2007). Menurut Farmakope Indonesia IV, tatalaksana identifikasi senyawa dengan KLT adalah sebagai berikut: totolkan larutan uji dan larutan baku menurut cara yang tertera pada masing-masing monografi dengan jarak antara lebih kurang 1,5 cm dan lebih kurang 2 cm dari tepi bawah lempeng, dan biarkan mengering (tepi bawah lempeng adalah bagian lempeng yang pertama kali dilalui oleh alat saat membuat lapisan pada waktu melapiskan zat penjerap). Beri tanda pada jarak 10 hingga 15 cm diatas titik penotolan. Tempatkan lempeng pada rak penyangga hingga tempat penotolan terletak di sebelah bawah, dan masukkan rak ke dalam bejana kromatografi. UIN Syarif Hidayatullah Jakarta 12 Pelarut dalam bejana harus mencapai tepi bawah lapisan penjerap tetapi titik penotolan jangan sampai terendam. Letakkan tutup bejana pada tempatnya dan biarkan sistem hingga pelarut merambat 10 cm hingga 15 cm di atas titik penotolan, umumnya diperlukan waktu lebih kurang 15 menit hingga 1 jam. Keluarkan lempeng dari bejana di udara dan amati bercak mula-mula dengan cahaya ultraviolet gelombang pendek (254 nm) dan kemudian dengan cahaya ultraviolet gelombang panjang (365 nm). Ukur dan catat jarak tiap bercak yang diamati. Tentukan harga Rf untuk bercak utama. Jika diperlukan, semprot bercak dengan pereaksi tertentu, amati dan bandingkan kromatogram zat uji dengan kromatogram baku pembanding (Deparemen Kesehatan, 1995). Gambar 2.7 Skema Kromatografi Lapis Tipis (Mufidah, 2014) b. Kromatografi Kolom Alat-alat yang diperlukan untuk kromatografi kolom sangat sederhana, terdiri dari tabung kromatografi dan sebuah batang pemampat yang diperlukan untuk memadatkan wol kaca atau kapas pada dasar tabung jika diperlukan, serta untuk memadatkan zat penjerap atau campuran zat penjerap dan air secara merata di dalam tabung. Kadang-kadang digunakan cakram kaca berpori yag melekat pada dasar tabung untuk menyangga isinya. Tabung berbentuk silinder dan terbuat dari kaca, kecuali bila dalam monografi, disebutkan terbuat dari bahan lain. Sebuah tabung mengalir dengan diameter yang lebih kecil untuk mengeluarkan cairan yang menyatu dengan tabung UIN Syarif Hidayatullah Jakarta 13 atau disambung melalui sambungan anti bocor pada ujung bawah tabung utama (Departemen kesehatan, 1995). Ukuran kolom bervariasi; kolom yang umum digunakan dalam analisis farmasi mempunyai diameter dalam antara 150 mm hingga 400 mm, tidak termasuk tabung pengalir. Tabung pengalir, umumnya berdiameter dalam antara 3 mm hingga 6 mm, dapat dilengkapi dengan sebuah kran untuk mengatur laju aliran elarut yang melalui kolom dengan teliti. Batang pemampat merupakan suatu batang silinder, melekat kuat pada sebuah tangkai yang terbuat dari plastik, kaca, baja tahan karat, atau alumunium, kecuali bila dinyatakan lain dalam monografi. Tangkai batang pemampat biasanya mempunyai diameter yang lebih kecil dari kolom dan panjang minimal 5 cm melebihi panjang efektif kolom, batang mempunyai diameter lebih kurang 1 mm lebih kecil dari diameter dalam kolom (Departemen kesehatan, 1995). Zat penjerap atau fase diam (bisa berupa alumuniom oksida yang telah diaktifkan, silika gel, tanah diatome terkalsinasi, atau tanah silika yang dimurnikan untuk kromatografi) dalam keadaan kering atau dalam campuran dengan air, dimampatkan ke dalam tabung kromatografi kaca atau kuarsa. Zat uji yang dilarutkan dalam sejumlah kecil pelarut, dituangkan ke dalam kolom dan dibiarkan mengalir ke dalam zat penjerap. Zat berkhasiat diadsorpsi dari larutan secara kuantitatif oleh bahan penjerap berupa pita sempit pada permukaan atas kolom. Dengan penambahan pelarut lebih lanjut melalui kolom, oleh gaya gravitasi atau dengan memberikan tekanan, masing-masing zat bergerak turun dalam kolom dengan kecepatan tertentu, sehingga terjadi pemisahan yang diperoleh kromatogram (Departemen kesehatan, 1995). c. Kromatografi Gas Kromatografi gas merupakan teknik pemisahan senyawasenyawa yang mudah menguap (dan stabil terhadap panas) bermigrasi UIN Syarif Hidayatullah Jakarta 14 melalui kolom yang mengandung fase diam dengan suatu kecepatan yang tergantung pada rasio distribusinya. Pada umumnya senyawa akan terelusi berdasarkan titik didihnya, kecuali jika ada interaksi khusus antara senyawa dengan fase diam. Fase gerak yang berupa gas akan mengelusi senyawa dari ujung kolom untuk meghantarkannya ke detektor. Penggunaan suhu yang meningkat (biasanya pada kisaran 50-300 oC) bertujuan untuk menjamin bahwa senyawa akan menguap dan karenanya akan cepat terelusi (Gandjar dan Rohman, 2007). Ada beberapa kelebihan kromatografi gas, diantaranya kita dapat menggunakan kolom lebih panjang untuk menghasilkan efisiensi pemisahan yang tinggi. Gas dan uap mempunyai viskositas yang rendah, demikian juga kesetimbangan partisi antara gas dan cairan berlangsung cepat, sehingga analisis relatif cepat dan sensitivitasnya tinggi. Fase gas dibandingkan fase cair tidak bersifat reaktif terhadap fase diam dan zat-zat terlarut. Kelemahannya adalah teknik ini terbatas untuk zat yang mudah menguap (Khopkar, 2003). 2.7.2. Spektrofotometri a. Spektrofotometri UV-VIS Spektroskopi UV umumnya mengacu pada transisi elektronik yang terjadi di wilayah spektrum elektromagnetik (λ di kisaran 200 – 380 nm) yang dapat diakses dengan spektrometer UV standard. Transisi elektronik juga bertanggung jawab untuk penyerapan pada wilayah visual (λ di kisaran 380 – 800 nm). Spektrum UV digunakan untuk penentuan struktur yang diperoleh daam larutan (Field, 2007). Pengukuran dengan alat spektrofotometer UV-Vis didasarkan pada hubungan antara berkas radiasi elektromagnetik yang ditransmisikan atau yang diabsorbsi dengan tebalnya cuplikan dengan dari komponen penyerap. Hubungan tersebut dinyatakan dalam hukum Lambert-Beer (Sastroamidjojo, 1985) : UIN Syarif Hidayatullah Jakarta 15 A=a.b.c Keterangan: a = Daya Serap ; b = Tebal Kuvet ; c = Konsentrasi larutan ; A = Serapan b. Spektroskopi FTIR (Fourier Transform Infra Red) Spektrofotometri Infra Merah merupakan alat untuk merekam spektrum di daerah inframerah yang terdiri dari suatu sistem optik dengan kemampuan menghasilkan cahaya monokromatik di daerah 4000 cm-1 hingga 625 cm-1 (lebih kurang 2,5 µm hinga 16 µm) dan suatu metode untuk mengukur perbandingan intensitas perbandingan cahaya yang ditransmisikan cahaya datang. Spektrum IR digunakan untuk mengidentifikasi gugus fungsi (Departemen Kesehatan, 1995). Spektroskopi FTIR memiliki banyak keunggulan dibanding spektroskopi inframerah diantaranya yaitu lebih cepat karena pengukuran dilakukan secara serentak (simultan), serta mekanik optik lebih sederhana dengan sedikit komponen yang bergerak (Suseno dan Firdausi, 2008). Jika sinar inframerah dilewatkan melalui sampel senyawa organik, maka terdapat sejumlah frekuensi yang diserap dan ada yang diteruskan atau ditransmisikan tanpa diserap. Serapan cahaya oleh molekul tergantung pada struktur elektronik dari molekul tersebut. Molekul yang menyerap energi tersebut terjadi perubahan energi vibrasi dan perubahan pada tingkat energi rotasi. Pada suhu kamar, molekul senyawa organik dalam keadaan diam, setiap ikatan mempunyai frekuensi yang karakteristik untuk terjadi vibrasi ulur (streching vibration) dan vibrasi tekuk (bending vibration) dimana sinar inframerah dapat diserap pada frekuensi tersebut (Suseno dan Firdausi, 2008). UIN Syarif Hidayatullah Jakarta 16 c. Spektrofotometri Resonansi Magnetik Spektrometri Resonansi Magnetik Inti (NuclearMagnetik Resonance) NMR merupakan alat yang berguna pada penentuan struktur molekul organik. Teknik ini memberikan informasi mengenai berbagai jenis atom hidrogen dalam molekul. Struktur NMR memberikan informasi megenai lingkungan kimia atom hidrogen, jumlah atom hidrogen dalam setiap lingkungan dan struktur gugusan yang berdekatan dengan setiap atom hidrogen (Cresswell and Campbell, 1982). Spektrum NMR biasanya ditentukan dari larutan substansi yang akan dianalisis. Untuk itu pelarut yang digunakan tidak boleh mengandung atom hidrogen karena akan mengganggu puncak spektrum. Ada dua cara untuk mencegah gangguan oleh pelarut. Kit dapat menggunakan pelarut seperti tetraklormetana, CCl4 yang tidak mengandung hidrogen atau pelarut yang atom hidrogennya telah diganti dengan isotopnya yaitu deuterium, sebagai contoh CDCl3. Atom-atom deuterium mempunai sifat magnetik yang sedikit berbeda dengan hidrogen, sehingga mereka akan menghasilkan puncak pada area spektrum berbeda (Sudjadi, 1983). Instrumen NMR terdiri atas komponen-komponen sebagai berikut (Willard et al., 1988) : 1. Magnet Merupakan suatu alat tambahan yang berguna untuk menstabilkan medan magnet. 2. Probe sampel Tempat meletakkan sampel dan temat terjadinya resonansi. 3. Sumber dan detektor radiasi radioaktif Merekam perubahan magnetisasi sampel dan peluruhannya yang disebabkan oleh pengaruh waktu. UIN Syarif Hidayatullah Jakarta 17 4. Rekorder data Memberikan infirmasi berupa sinyal yang dikirim ke suatu komputer untuk diproses, diakumulasi lalu ditransformasikan secara otomatis (Atta-ur-Rahman, 1986, Willard et al., 1988). UIN Syarif Hidayatullah Jakarta 18 BAB 3 METODOLOGI PENELITIAN 3.1. Tempat dan Waktu Penelitian 3.1.1. Tempat Penelitian optimasi metode reaksi kondensasi senyawa etil pmetoksisinamat dengan aseton melalui reaksi iradiasi microwave dilaksanakan di Laboratorium Penelitian I, Laboratorium Farmakognosi dan Fitokimia, Laboratorium Kimia Obat, dan Laboratorium Analisa Obat dan Pangan Halal, Program Studi Farmasi, Fakultas Kedokteran dan Ilmu Kesehatan. 3.1.2. Waktu Penelitian ini dimulai pada bulan November 2015 sampai dengan Agustus 2016. 3.2. Alat dan Bahan 3.2.1. Alat Spektrofotometri 1H-NMR dan 13C-NMR (500 MHz, JEOL), spektrofotometer UV-VIS (HITACHI), vacuum rotary evaporator (SB1000 Eyela), digital water bath (SB-100 Eyela), spektrofotometri IR (SHIMADZU), GCMS (AGILENT TECHNOLOGIES), lemari pendingin, plat alumunium TLC silica gel 60 F254 (Merck), timbangan analitik, statif, labu reaksi, corong, erlenmayer, labu nasu flask, gelas piala, rak, tabung reaksi, corong pisah, chamber KLT, termometer, blender, pipet eppendorf, mikropipet, batang pengaduk, pinset, pengaduk magnetik, kertas saring, kapas, alumunium foil, vial, botol, pH meter. 3.2.2. Bahan Senyawa etil p-metoksisinamat, aseton (Merck), natriun hidroksida (Merck), Silica gel 60, Silica gel GF254 (Merck). Pelarut dan bahan pembantu lain seperti aquades, metanol, etanol, etil-asetat, nheksan. UIN Syarif Hidayatullah Jakarta 19 3.3. Prosedur Penelitian 3.3.1. Preparasi Sampel a. Pengambilan Sampel Sampel kencur diperoleh dari kebun Balitro (Balai Penelitian Tanaman Rempah dan Obat) di wilayah Bogor, Jawa Barat pada bulan November 2015. b. Determinasi Tumbuhan Determinasi tumbuhan kencur (Kaemferia galangan L.) dilakukan di Lembaga Ilmu Pengetahuan Indonesia (LIPI), Pusat Konservasi Tumbuhan Kebun Raya, Bogor. c. Penyiapan Bahan untuk Ekstraksi Sebanyak 55 Kg kencur dibersihkan, dicuci dengan air mengalir, kemudian dirajang sekitar 2-3 mm. Kencur yang telah dirajang dijemur tanpa terkena sinar matahari. Setelah kencur yang dijemur berwarna cokelat muda lalu dihaluskan menggunakan blender (Barus, 2009). d. Isolasi Etil p-metoksisinamat Serbuk simplisia kencur dimaserasi dengan menggunakan pelarut n-heksan yang telah didestilasi dengan waktu perendaman 5 hari sambil sesekali dilakukan pengocokan. Setelah 5 hari disaring sehingga diperoleh ampas dan filtrat. Ampas dilakukan maserasi ulang sebanyak 4 kali hingga hasil maserasi menunjukkan warna hampir menyerupai jernih. Seluruh filtrat hasil maserasi dipekatkan dengan vacuum rotary evaporator. Filtrat pekat ini akan mengendap pada suhu kamar sampai terbentuk kristal (Mufidah, 2014). Kristal yang terbentuk pada filtrat dipisahkan dengan penyimpanan. Kristal yang diperoleh dimurnikan menggunakan nheksan dan rekristalisasi dengan cara melarutkan kristal dalam nheksan dan beberapa tetes metanol dan kemudian dibiarkan pada suhu kamar sehingga terbentuk kristal kembali. Kristal dipisahkan dengan pengotornya menggunakan teknik penyaringan. Kristal UIN Syarif Hidayatullah Jakarta 20 murni dilarutkan dalam etil asetat dan dicek menggunakan KLT dengan eluen n-heksan : etil asetat 9:1. Lalu dilakukan identifikasi terhadap kristal yang didapat (Mufidah, 2014). Penghitungan rendemen kristal: % rendemen = 3.3.2. x 100% Modifikasi Senyawa Etil p-metoksisinamat a. Hidrolisis Etil p-metoksisinamat Metode hidrolisis etil p-metoksisinamat mengacu pada cara kerja yang telah dilakukan oleh mufidah (2014) dengan modifikasi. Sebanyak 1,5 g (0,0375 mol) NaOH dilarutkan dengan 100 mL etanol p.a dalam gelas kimia dengan pengadukan menggunakan pengaduk magnetik sambil dipanaskan di atas hot plate dengan suhu 60-70 oC. Kemudian ditambahkan senyawa EPMS sebanyak 5 g (0,024 mol) ke dalamnya. Proses hidrolisis dilakukan selama 5 jam (Aulia, 2015). Pengecekan reaksi dilakukan dengan menggunakan KLT dengan eluen heksan-etil asetat (4:1). Hasil reaksi dilarutkan dengan 200 mL aquades hingga larut sempurna, kemudian ditambahkan 15% HCl untuk membentuk endapan hingga pH filtrat mencapai 4. Setelah itu dilakukan pensyaringan dengan kertas saring untuk mendapatkan endapan/residu tersebut. Residu yang didapatkan merupakan hasil hidrolisis yang kemudian dikeringanginkan. b. Pembentukan senyawa aldehid melalui reaksi oksidasi Asam p-metoksisinmat (APMS) sebanyak 2 gram ditambahkan 5 gram Ca(NO3)2 dan asam asetat glasial sebanyak 10 mL. Kocok-kocok sampai APMS larut dalam asam asetat glasial. Campuran diiradiasi menggunakan microwave 300 watt selama 2 menit. Setelah reaksi dilakukan, sesegera mungkin dicampurkan ke dalam aquades dingin dan disimpan dalam refigerator. Campuran reaksi kemudian dipartisi menggunakan n-heksan ± 30 mL. Lapisan n-heksan kemudian dievaporasi. Didapatkan hasil reaksi UIN Syarif Hidayatullah Jakarta 21 berupa minyak berwarna kuning. Hasil reaksi tersebut dicek dengan KLT (Bose, 2006). c. Reaksi Kondensasi Senyawa Aldehid Aseton (10 mmol) dan senyawa aldehid (10 mmol) ditambahkan dalam 50 mL larutan NaOH 5%. Campuran tersebut ditempatkan dalam microwave yang berada di samping wadah yang berisi es. Campuran tersebut diiradiasi menggunakan microwave dengan kondisi daya dan waktu yang bervariasi seperti pada tabel 3.1, dengan setiap interval 10 detik dimasukkan dalam wadah es dan kembali diiradiasi. Campuran dinetralisasi menggunakan HCl dingin (Shakil, 2010). Selanjutnya dipartisi menggunakan campuran aquades : etil asetat (1:1). Fase etil asetat diuapkan dan kemudian hasil reaksi dicek menggunakan KLT. Tabel 3.1 Kondisi Optimasi Reaksi Kondensasi Kondisi 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 Daya 300 W 450 W 600 W Waktu 5 menit 10 menit 15 menit 20 menit 5 menit 10 menit 15 menit 20 menit 5 menit 10 menit 15 menit 20 menit Hasil reaksi kemudian dipartisi menggunakan aquades dan etil asetat dengan perbandingan 1:1. Campuran tersebut akan membentuk 2 fase yaitu fase etil asetat (atas) dan fase aquades (bawah). Lapisan etil asetat diuapkan lalu dimurnikan dengan KLT preparatif. UIN Syarif Hidayatullah Jakarta 22 3.3.3. Pemurnian dengan Kromatografi Lapis Tipis Preparatif a. Pembuatan plat KLT preparatif Sebanyak 5 g silika GF 254 dilarutkan dalam 11 ml aquades. Aduk sebesar hingga campuran menjadi homogen. Tuang diatas plat kaca 10x10 cm hingga merata. Dikeringkan selama 120 menit pada suhu ruang, kemudian diaktivasi dengan pemanasan 120oC selama 60 menit di dalam oven (Merck). b. Pemurnian Senyawa Hasil Reaksi Larutkan senyawa hasil modifikasi dalam etil asetat. Buat batas atas dan batas bawah selebar 1 cm pada bagian atas dan bawah plat KLT. Totolkan senyawa hasil modifikasi menggunakan pipa kapiler sepanjang batas bawah plat KLT. Elusi menggunakan campuran n-heksan dan etil asetat dengan perbandingan 4:1. Hasil elusi dapat dilihat dibawah sinar UV pada panjang gelombang 254 nm. Pisahkan pita hasil elusi, selanjutnya dipartisi menggunakan etil asetat dan diuapkan. 3.3.4. Identifikasi Senyawa a. Identifikasi Organoleptis Senyawa yang didapat dari hasil modifikasi diidentifikasi warna, bentuk dan juga bau. b. Pengukuran Titik Leleh Senyawa yang didapat dari hasil modifikasi diidentifikasi titik lelehnya menggunakan alat apparatus melting point. c. Identifikasi Senyawa Menggunakan GCMS Kolom yang digunakan adalah HP-5MS (30m x 0,25 mm ID x 0,25 µm); suhu awal 70 oC selama 2 menit, dinaikkan ke suhu 285 o C. Kecepatan aliran 1,2 mL/min dengan split 1:100. Parameter scanning dilakukan dari massa paling rendah yakni 35 sampai paling tinggi 550 (Umar et al, 2012). UIN Syarif Hidayatullah Jakarta 23 d. Identifikasi Senyawa Menggunakan 1H-NMR dan 13C-NMR Sedikit sampel padat (kira-kira 10 mg), kemudian dilarutkan dalam pelarut kloroform bebas proton (khusus NMR), setelah dilarutkan kemudian dimasukkan ke dalam tabung khusus NMR untuk dianalisis. UIN Syarif Hidayatullah Jakarta 24 BAB 4 HASIL DAN PEMBAHASAN Pada penelitian ini dilakukan optimasi daya dan waktu iradiasi microwave pada reaksi kondensasi senyawa etil p-metoksisinamat dengan aseton. Tujuan penelitian ini yaitu melakukan optimasi metode reaksi, melakukan purifikasi senyawa, dan melakukan elusidasi struktur modifikasi senyawa etil pmetoksisinamat. 4.1 Hasil Isolasi Senyawa Etil p-metoksisinamat 4.1.1 Hasil Determinasi Gambar 4.1 Rimpang Kencur (Sumber: Koleksi pribadi) Untuk memastikan kebenaran tumbuhan yang digunakan dalam penelitian ini, maka dilakukan determinasi di Pusat Penelitian Biologi LIPI, Bogor, Jawa Barat. Hasil determinasi menunjukkan bahwa sampel meupakan spesies tanaman Kaemferia galanga L. Sertifikat hasil determinasi dapat dilihat pada lampiran 2. 4.1.2 Pembuatan Serbuk Simplisia Rimpang kencur diperoleh dari kebun Balitro (Balai Penelitian Tanaman Rempah dan Obat) sebanyak 55 Kg. Setelah melalui rangkaian proses pembuatan simplisia (lampiran 3) diperoleh serbuk simplisia kencur sebanyak 7,97 Kg. Serbuk simplisia yang diperoleh berwarna kecokelatan (Gambar 4.2) UIN Syarif Hidayatullah Jakarta 25 Gambar 4.2 Serbuk kering simplisia kencur (Kaemferia galanga L.) (Sumber: Koleksi pribadi) 4.1.3 Isolasi Senyawa Etil p-metoksisinamat Isolasi senyawa etil p-metoksisinamat dilakukan dalam berbagai tahapan (lampiran 3). Mulai dari preparasi simplisia rimpang kencur sebanyak 55 Kg hingga menjadi serbuk simplisia sebanyak 7,97 Kg, ekstraksi menggunakan metode maserasi serbuk simplisia dengan nheksan, kemudian dievaporasi menggunakan vaccum rotary evaporator dengan suhu pemanasan 45-50oC dan selanjutnya dilakukan rekristalisasi menggunakan n-heksan dan metanol. Proses rekristalisasi dilakukan dengan melarutkan kristal etil pmetoksisinamat dalam pelarut n-heksan dan metanol secara bergantian. Kristal etil p-metoksisinamat yang didapatkan sebanyak 409.5 gram. Kristal yang didapat berwarna putih kemudian dilakukan identifikasi menggunakan KLT. Eluen yang digunakan pada saat KLT adalah nheksan : etil asetat dengan perbandingan 4:1, didapatkan nilai Rf = 0,5625 seperti pada gambar 4.3. Nilai persentase rendemen kristal: % rendemen = x 100 % = 5,1 % UIN Syarif Hidayatullah Jakarta 26 Gambar 4.3 KLT senyawa etil p-metoksisinamat 4.2 Modifikasi Struktur Etil p-metoksisinamat Pada percobaan pendahuluan, reaksi kondensasi dilakukan langsung pada senyawa etil p-metoksisinamat (EPMS) dengan berbagai kondisi. Senyawa yang dihasilkan mayoritas terjadi self kondensasi antara aseton dengan aseton, dan tidak terbentuk reaksi antara EPMS dengan aseton. Berdasarkan percobaan pendahuluan tersebut, maka senyawa EPMS diubah menjadi bentuk aldehid terlebih dahulu sehingga diharapkan lebih reaktif dengan senyawa aseton. Untuk mendapatkan senyawa aldehid dari EPMS, dilakukan 2 tahapan reaksi yaitu hidrolisis dan oksidasi. 4.2.1 Reaksi Hidrolisis Etil p-metoksisinamat Reaksi hidrolisis dilakukan dengan NaOH sebagai katalis basa dan etanol p.a sebagai pelarut. Mekanisme reaksi hidrolisis diinisiasi oleh protonasi pada karbonil oksigen. Protonasi menyebabkan keadaan terpolarisasi pada gugus karbonil melepaskan proton dari karbon sehingga bersifat lebih elektrofolik dan akan menerima penambahan nukleofilik OH (Larson dan Weber, 1994). Etanol NaOH Stirrer 5 jam Suhu 60 oC HCl NaOH H2O Gambar 4.4 Mekanisme Reaksi Hidrolisis EPMS UIN Syarif Hidayatullah Jakarta 27 Proses hidrolisis dilakukan menggunakan metode penelitian Aulia (2015). NaOH sebanyak 1,5 gram (0,0375 mol) dilarutkan dengan 100 mL etanol pro analisys hingga larut sempurna dengan menggunakan bantuan magnetic stirrer di atas hot plate, kemudian ditambahkan EPMS sebanyak 5 gram (0,024 mol). Campuran tersebut selanjutnya dipanaskan pada suhu 60oC selama 5 jam sampai terbentuk koloid. Hasil reaksi dimonitor setiap selang waktu 15 menit sampai terbentuk spot asam pmetoksisinamat (APMS) dan tidak ada lagi spot EPMS yang tersisa dengan menggunakan kromatografi lapis tipis seperti yang trlihat pada gambar berikut. EPMS APMS Gambar 4.5 Pola Spot KLT Hasil Reaksi Hidrolisis Keterangan: 1) EPMS ; 2) APMS Ketika reaksi ini selesai, dilakukan filtrasi dan pencucian dengan aquades. Filtrat yang diperoleh memiliki pH basa yakni 13 kemudian ditambahkan HCl 15% untuk mengikat Na+ sehingga terbentuklah endapan putih berupa hasil hidrolisis sampai pH 4 atau tidak lagi terbentuk endapan. Residu yang didapat kembali dicuci dengan aquades untuk menghilangkan garam yang terbentuk kemudian dikeringanginkan (Mufidah, 2014). Residu yang didapatkan berwarna putih (lihat lampiran 8). Bobot rendemen asam p-metoksisinamat yang didapatkan sebesar 4.115 mg, berikut hasil perhitungan % rendemen senyawa APMS: UIN Syarif Hidayatullah Jakarta 28 % Rendemen Hidrolisis = x 100% = 82,3 % 4.2.2 Pembentukan Senyawa Aldehid Melalui Oksidasi Alkena Oksidasi merupakan suatu reaksi penambahan unsur oksigen terhadap suatu senyawa. Reaksi oksidasi pada rantai alkena disertai dengan pelepasan rantai rangkap pada senyawa tersebut. Reaksi oksidasi alkena dilakukan pada senyawa asam p-metoksisinamat untuk membentuk senyawa aldehid. Reaksi oksidasi akan terjadi jika senyawa ditambahkan dengan suatu oksidator. Oksidator yang digunakan pada reaksi kali ini yaitu kalsium nitrat (Ca(NO3)2) yang bersifat oksidator kuat. + Ca(NO3)2 Gambar 4.6 Mekanisme reaksi oksidasi alkena Reaksi oksidasi alkena ini dilakukan menggunakan prosedur reaksi nitrasi senyawa asam p-metoksisinamat. Reaksi dilakukan menggunakan iradiasi microwave 300 W selama 2 menit. Senyawa yang telah diiradiasi ditambah dengan aquades dingin untuk menurunkan suhu dan menjaga agar senyawa aldehid tetap stabil (Bose, 2006). Selanjutnya campuran tersebut di partisi menggunakan n-heksan dan dievaporasi menggunakan vacuum rotary evaporator. Dikarenakan bukan prosedur reaksi major, maka persentase rendemen yang didapatkan kecil. Bobot rendemen senyawa 4-metoksi benzaldehid yang didapatkan sebesar 158 mg, berikut hasil perhitungan % rendemen senyawa 4-metoksi benzaldehid. % Rendemen Hidrolisis = x 100% = 7,9 % UIN Syarif Hidayatullah Jakarta 29 4.2.3 Reaksi Kondensasi Senyawa Aldehid Hasil Oksidasi Reaksi kondensasi merupakan reaksi penggabungan 2 senyawa menjadi senyawa yang lebih besar. Reaksi kondensasi dilakukan pada senyawa 4-metoksi benzaldehid yang didapat dari reaksi sebelumnya dengan senyawa aseton. Basa yang digunakan sebagai katalis reaksi kondensasi yaitu senyawa natrium hidroksida (NaOH). Senyawa 4-metoksi benzaldehid sebanyak 60 mg (0,44 mmol) dimasukkan dalam tabung reaksi, kemudian ditambahkan 33,310 µL (0,44 mmol) aseton dan 1,1 mL NaOH 10%. Campuran beberapa senyawa tersebut dihomogenisasi menggunakan vorteks. Campuran yang telah homogen tersebut ditempatkan dalam microwave yang berada di samping wadah berisi es. Campuran tersebut diiradiasi pada daya 600 W selama 20 menit (berdasarkan optimasi pada gambar 4.7), dengan setiap interval 10 detik dimasukkan dalam wadah es dan kembali diiradiasi. Pemilihan daya dan waktu tersebut dirasa optimal dikarenakan pada daya dan waktu tersebut senyawa hasil kondensasi sudah terbentuk, namun pada daya dan waktu lebih dari itu ada kemungkinan senyawa masih terbentuk. Kemudian fungsi pendinginan pada interval 10 detik pada saat reaksi yaitu untuk menjaga agar senyawa aldehid yang digunakan tetap stabil. Campuran dinetralisasi menggunakan HCl dan selanjutnya dipartisi menggunakan campuran etil asetat dan n-heksan dengan perbandingan 1:1. Fase etil asetat dipisahkan dan diuapkan. 10 15’ 20’ (a) Ald 5’ 10 15’ 20’ 5’ (b) 10 15’ 20’ (c) Gambar 4.7 Optimasi waktu reaksi kondensasi Keterangan: (a) 300 W (b) 450 W (c) 600 W UIN Syarif Hidayatullah Jakarta 30 Mekanisme reaksi kondensasi (gambar 4.8) diawali dengan pembentukan enolat ion dari aseton yang dikatalisasi oleh NaOH. Aseton akan melepaskan 1 atom α-hidrogen sehingga terjadi resonansi seperti pada gambar. Enolat ion dari aseton yang bersifat nukleofil akan bereaksi dengan senyawa 4-metoksi benzaldehid sehingga membentuk senyawa 4hydroxy-4-(4-methoxyphenyl)butan-2-one. Akibat dari penambahan asam klorida (HCl) berlebih dalam proses ekstraksi, senyawa tersebut mengalami dehidrasi sehingga melepaskan senyawa H2O dan membentuk senyawa hasil berupa senyawa 4-(4-methoxyphenyl)but-3-en-2-one atau dengan nama lain p-metoksibenzaldehid. NaOH Aseton Ion Enolat + H 4-metoksi benzaldehid +HCl berlebih 4-(4-methoxyphenyl)but-3-en-2-one 4-hydroxy-4-(4-methoxyphenyl)butan-2-one Gambar 4.8 Mekanisme reaksi kondensasi Bobot rendemen senyawa 4-(4-methoxyphenyl)but-3-en-2-one yang didapatkan sebesar 40,4 mg, berikut hasil perhitungan % rendemen senyawa tersebut: % Rendemen senyawa hasil = x 100% = 67,33 % UIN Syarif Hidayatullah Jakarta 31 4.3 Identifikasi Senyawa Hasil Modifikasi Identifikasi senyawa hasil modifikasi yang paling mudah adalah membandingkan nilai Rf seluruh senyawa yang di KLT menggunakan eluen heksan : etil asetat dengan perbandingan 4:1. Nilai Rf yang didapat adalah sebagai berikut: Etil p-metoksisinamat : 0,5625 Asam p-metoksisinamat : 0,0875 Senyawa aldehid : 0,4750 Senyawa hasil kondensasi : 0,3250 N-Heksan : Etil Asetat (4:1) 1 2 3 4 Gambar 4.9 Identifikasi senyawa modifikasi dengan KLT Keterangan: 1) EPMS; 2) APMS; 3) Aldehid; 4) Hasil kondensasi 4.3.1 Senyawa Hasil Hidrolisis Etil p-metoksisinamat Senyawa hasil hidrolisis etil p-metoksisinamat memiliki karakteristik sebagai berikut: Warna : Putih Bau : Tidak berbau Bentuk : Serbuk Senyawa hasil hidrolisis dilakukan elusidasi struktur dengan analisa menggunakan instrumen GCMS. Analisa hanya dilakukan dengan GCMS karena senyawa asam p-metoksisinamat merupakan senyawa antara dalam proses modifikasi struktur EPMS melalui reaksi kondensasi. Interpretasi data GCMS pada senyawa hasil hidrolisis menunjukkan bahawa senyawa hasil hidrolisis muncul pada waktu UIN Syarif Hidayatullah Jakarta 32 retensi 9,637 yang memiliki berat molekul 178,0 dengan pola fragmentasi massa pada 161; 131; 117; 89; 77 dan 63 (Gambar 4.10) -OH M: 178,0 M/Z: 160 -CO -OCH3 M/Z: 77 - M/Z: 107 M/Z: 133 Gambar 4.10 Fragmentasi MS senyawa hasil hidrolisis Berdasarkan berbagai data identifikasi organoleptis, KLT, dan GCMS terhadap senyawa hasil hidrolisis yang telah dilakukan diatas dapat diketahui bahwa reaksi hidrolisis telah berhasil dilakukan untuk merubah gugus etil p-metoksisinamat menjadi gugus asam pmetoksisinamat. Gambar 4.11 Struktur asam p-metoksisinamat 4.3.2 Senyawa Aldehid Senyawa hasil oksidasi yang merupakan senyawa aldehid memiliki karakteristik organoleptis sebagai berikut: Warna : Kuning Bau : Tidak berbau Bentuk : Kristal UIN Syarif Hidayatullah Jakarta 33 Hasil reaksi oksidasi terdiri dari beberapa senyawa. Salah satu senyawa yang dihasilkan yaitu 4-metoksi benzaldehid dengan persentase rendemen sebanyak 7,9%. Identifikasi senyawa 4-metoksi benzaldehid yang merupakan turunan dari senyawa etil p-metoksisinamat dilakukan menggunakan kromatografi lapis tipis dan GCMS. 1 2 Gambar 4.12 Pola KLT senyawa aldehid hasil reaksi oksidasi APMS Keterangan: 1) APMS; 2) 4-metoksi benzaldehid Berdasarkan pola KLT yang terbentuk (gambar 4.12), didapatkan nilai Rf senyawa APMS sebesar 0,0875 dan nilai Rf senyawa 4-metoksi benzaldehid sebesar 0,4750. Analisa senyawa 4-metoksi benzaldehid yang dilakukan menggunakan instrumen GCMS menunjukkan bahwa senyawa hasil reaksi muncul pada waktu retensi 6,657 menit yang memiliki berat molekul (BM) 135,0 serta fragmentasi massa pada 107; 92; dan 77. Berikut fragmentasi senyawa 4-metoksi benzaldehid: UIN Syarif Hidayatullah Jakarta 34 -COH -CH3 M/Z: 135 M/Z: 92 M/Z: 107 -O M/Z: 77 Gambar 4.13 Fragmentasi MS senyawa 4-metoksi benzaldehid 4.3.3 Senyawa Hasil Kondensasi Senyawa hasil kondensasi 4-metoksi benzaldehid dengan aseton memiliki karakteristik sebagai berikut: Warna : Merah kehitaman Bau : Tidak berbau Bentuk : Serbuk Pengkuran titik leleh dilakukan menggunakan alat melting point. Rentang titik leleh senyawa hasil kondensasi 4-metoksi benzaldehid dengan aseton ada pada 75-78 oC. Identifikasi selanjutnya dilakukan menggunakan instrumen GCMS 1 dan H-NMR. Hasil interpretasi GCMS menunjukkan bahwa senyawa hasil kondensasi muncul pada waktu retensi 9,283 dan memiliki berat molekul 176 dengan fragmentasi massa pada 161, 133, 103, dan 77 (lihat Gambar 4.14). Adapun fragmentasi massa tersebut adalah sebagai berikut: M/Z: 176 M/Z: 77 M/Z: 161 M/Z: 103 M/Z: 133 Gambar 4.14 Fragmentasi massa GCMS senyawa hasil kondensasi UIN Syarif Hidayatullah Jakarta 35 Gambar 4.15 Spektrum GCMS senyawa hasil kondensasi Gambar 4.16 Fragmentasi MS senyawa hasil kondensasi UIN Syarif Hidayatullah Jakarta 36 Data analisa dan interpretasi GCMS selanjutnya dikonfirmasi dengan analisa 1 H-NMR. Interpretasi analisa NMR berupa nilai pergeseran kimia (δ) dalam satuan ppm (Pavia et al, 2008). Adapun hasil analisis senyawa hasil kondensasi dengan 1 H-NMR (Lampiran 12) ditunjukkan pada tabel 4.1 dengan panduan gambar 4.17 (a) (b) Gambar 4.17 (a) Etil p-metoksisinamat (b) 4-(4methoxyphenyl)but-3-en-2-one Tabel 4.1 Data pergeseran kimia (δ) spektrum 1H-NMR senyawa A (CDCl3, 500 MHz) Senyawa Hasil Kondensasi Posisi 13 2 3 5&9 6&8 11 Pergeseran Kimia (δ, ppm) 2,36 (s, 3H) 6,61 (d, 1H, J=16,0) 8,04 (d, 1H, J=16,0) 6,93 (d, 2H, J=9,35) 7,49 (d, 2H, J=11,02) 3,85 (s, 3H) Etil p-metoksisinamat (Mufidah, 2014) Pergeseran Kimia ((δ, Posisi ppm) 15 1,33 (t, 3H, J=7,15) 14 4,25 (q, 2H, J=7,15) 2 6,31 (d, 1H, J=15,6) 3 7,65 (d, 1H, J=16,25) 5&9 6,90 (d, 2H, J=9,05) 6&8 7,47 (d, 2H, J=8,45) 11 3,82 (s, 3H) UIN Syarif Hidayatullah Jakarta 37 Gambar 4.18 Spektrum 1H-NMR senyawa hasil kondensasi Berdasarkan data 1H NMR pada tabel diatas, pergeseran kimia 1,33 ppm dan 4,25 ppm pada senyawa EPMS sudah tidak muncul pada data senyawa hasil kondensasi, hal tersebut menandakan senyawa hasil kondensasi sudah tidak memiliki gugus ester. Kemudian pada pergeseran kimia pada 2,36 ppm berbentuk singlet menunjukkan gugus metil pengganti gugus ester pada EPMS. Pada pergeseran kimia 6,61 ppm dan 8,04 ppm berbentuk doublet dengan rentang konstanta kopling (J) 16,1 dan 15,9 Hz. Suatu puncak dengan konstanta kopling (J) 11-18 Hz dapat mengindikasikan bahwa proton tersebut memiliki konfigurasi trans (Pavia et al, 2008). Kemudian pada pergeseran kimia 6,93 ppm – 7,49 ppm (4H) merupakan proton-proton dari benzen dengan dua substitusi. Pola sinyal ini menunjukkan 2 proton ekivalen terkopling secara orto dengan 2 proton ekivalen lainnya, yang kemudian menunjukkan bahwa UIN Syarif Hidayatullah Jakarta 38 sinyal ini adalah sinyal dari H 5/9 dan H6/8. Kemudian pada pegeseran kimia 3,85 ppm berbentuk singlet dengan integrasi 3 proton. Sinyal ini menunjukkan gugus CH3 yang berikatan dengan oksigen (-OCH3; metoksi) sehingga pergeseran yang terbentuk lebih downfield. UIN Syarif Hidayatullah Jakarta 39 BAB 5 KESIMPULAN DAN SARAN 5.1 Kesimpulan 1. Kondisi daya dan waktu yang optimal iradiasi microwave pada kondensasi senyawa etil p-metoksisinamat dengan aseton yaitu 600 W selama 20 menit. 2. Kondensasi senyawa etil p-metoksisinamat dengan aseton melaui reaksi iradiasi microwave menghasilkan senyawa 4-(4-methoxyphenyl)but-3en-2-one. 5.2 Saran Perlu dilakukan uji antiinflamasi secara in vitro dan in vivo terhadap senyawa 4-(4-methoxyphenyl)but-3-en-2-one dibandingkan dengan senyawa etil p-metoksisinamat. UIN Syarif Hidayatullah Jakarta 40 DAFTAR PUSTAKA Afriastini, J.J., 2002. Bertanam Kencur.Edisi Revisi. Penerbit Penebar Swadaya. Hal. 1-33. Al-Fattah, Muhammad Hatta. 2011. Mukjizat Pengobatan Herbal dalam AlQur’an Mirqat: Jakarta. Aroonerk, N. Dan Kamkaen, N. 2009. Anti-Inflamatory activity of Quercus infectora, Glyrriza uralentis, Kaemferia galanga, dan Captis chinensis, the main component of thai herbal remedies for ophthous ulcer. Journal of Health Research. 23 (1). 17-22. Backer. C. A. R. C. B. Van der Briak. 1986. “Flora Of Java”. Vol 2 Walters Noordhoff. N. V. Groningen. P. 33 Bangun, Robijanto. 2011. Semi Sintesis N,N-Bis(2-Hidroksietil)-3-(4- Metoksifenil) Akrilamida dari Etil P-Metoksisinamat Hasil Isolasi Rimpang Kencur (Kaempferia Galanga, L) melalui Amidasi dengan Dietanolamin. Skripsi. Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam Universitas Sumatera Utara. Medan. Barus, Rosbina. 2009. Amidasi Etil p-Metoksisinamat yang Diisolasi dari Kencur (Kaempferia galanga, Linn). Tesis. Sekolah Pascasarjana Universitas Sumatera Utara. Medan. Bhuiyan., Hossain, Mahmud and Al-Amin, M. 2011. Microwave-assisted Efficient Synthesis of Chalcones as Probes for Antimicrobial Activities. Chemistry Journal. 3(2) : 2465 – 2479. Chandra, Sangita. 2012. Evaluation of in vitro anti-inflammatory activity of coffe againts the denaturation of protein. Asian Pasific Journal of Tropical Biomedicine S178S180. Cresswell, C. J. Runquis dan Campbell. 1982. Analisis Spektrum Senyawa Organik. Edisi kedua. Bandung: Penerbit ITB. Daley, Richard F. dan Sally J. Daley. 2005. Organic Chemistry Chapter 20 Carbnyl Condensation Reaction. Departemen Kesehatan RI. 1995. Farmakope Indonesia Edisi IV. Jakarta. UIN Syarif Hidayatullah Jakarta 41 Ekowati, J,; Tejo, B. A.; Sasaki, S.; Highasiyama, K.; Sukardiman; Siswandono; Budiati, T. 2012. Structure Modification of Ethyl p- Methoxycinnamate and Their Bioassay as Chemopreventive Agent Against Mice’s Fibrosarcoma. International Journal of Pharmacy and Pharmaceutical Sciences. 4(3). Gandjar, G.H., dan Rohman, A., 2007. Kimia Farmasi Analisis. Pustaka Pelajar: Yogyakarta. Hadi, Qudsi. 2014. Modifikasi Sttruktur Senyawa Etil p-Metoksisinamat yang Diisolasi dari Kencur (Kaemferia Galanga L.) dengan Metode Reaksi Reduksi dan Uji Aktivitas Antiinflamasinya secara In Vitro. Skripsi. Fakultas Kedokteran dan Ilmu Kesehatan UIN Syarif Hidayatullah Jakarta. Jakarta. Hartanti, Lanny dan Setiawan, Henry K. 2009. Daya Hambat Beberapa Turunan Asam Sinamat SintetikTerhadap Enzim Tirosinase. Indo. J. Chem. 9(1). Katzung, G.B. 1998. Farmakologi Dasar dan Klinik edisi 6. Salemba Medika. Jakarta. Khopkar, S. M., 2003, Konsep Dasar Kimia Analitik, Jakarta, UI-Press. Koca, Murat; Ali S. Erturk; Adil Umaz. 2015. Microwave-assisted intermolecular aldol condensation: efficient one-step synthesis of 3-acetyl isocoumarin and optimization of different reaction conditions. Arabian Journal of Chemistry. McMurry, John. 2008. Organic Chemistry. Thomson Higher Education. Belmont: USA. Mufidah, Syarifatul. 2014. Modifikasi Struktur Senyawa Etil p-metoksisinamat yang Diisolasi dari kencur (Kaemferia galanga Linn.) Melalui Transformasi Gugus Fungsi Serta Uji Aktivitas Sebagai Antiinflamasi. Jakarta: UIN Syarif Hidayatullah. Mustafa, M., Mustafa, A.M. and Hoshum, S. 1996. Vasorelaxant effect of the chloroform extract of Kaemferia galanga Linn on smooth muscle of the rat aorta. Asia Pasific Journal of Pharmacology. 11 (3-4). 97-101. Nasution, R.E. 1992. Prosiding Seminar dan Loka Karya Nasional Etnobotani, Departemen Pendidikan dan Kebudayaan RI-LIPI. Perpustakaan Nasional RI. Jakarta. UIN Syarif Hidayatullah Jakarta 42 Omar, M. N.; Hasali, N. H. M.; Alfarra, H. Y.; Yarmo, M. A., Zuberdi, A. M. 2014. Antimicrobial activity and microbial transformation of ethyl pmethoxycinnamate extracted from Kaemferia galanga. Orient. J. Chem. 30 (3). Opie EL. On The Relation of Necrosis and Inflamation to Denaturation of Proteins. J Exp Med. 1961; 115; 597-608. [PMCID: PMC2137504] [PubMed: 14482110]. Othman, R., Ibrahim, H., Mohd, M.A., Mustafa, M.R., and Awang K. 2006. Bioassay-guided Isolation of vasorelaxant active compound from Kaemferia galanga L., Phytomedicine. 13, 61-66. Oyedapo, O. O.; B.A Akimpeu, K.F. Akinwunmi; M.O Adeyika; F.O Sipeolu. 2010. Red Blood Cell Membrane Stabilizing Potential of Extract of Lantana camara and Its Fractions. International Journal of Plant Physiology and BioChemistry Vol. 2(4) 46-51. Pubchem. Akses online via http://pubchem.ncbi.nlm.nih.gov/ (diakses pada tanggal 20 Februari 2016). Riyanto, Sugeng. 1986. Transformasi Etil p-Metoksisinamat yang berasal dari Kaemferia galanga Linn. Menjadi p-Metoksistiril Metil Keton. Tesis. Program Pasca Sarjana Institut Teknologi Bandung. Bandung Rukmana, Rahmat. 1994. Kencur. Yogyakarta: Penerbit Kanisius. Cetakan ke-13. Rostiana, O., Rosita SMD, W. Haryudin, Supriadi dan S. Aisyah, 2003. Status pemuliaan tanaman kencur. Status Penelitian Tanaman Rempah dan Obat. Perkembangan Teknologi Tanaman Rempah dan Obat. Vol XV. No 2. Hal. 25-37. Sastroamidjojo, Hardjono. 1985. Kromatografi. Yogyakarta: Liberty. Sen, S. et al. 2010. Analgesic and Anti-inflamantory Herbs: A Potential Source of Modern Medicine. IJPSR, 2010; Vol. 1 (11): 32-44 ISSN: 0975-8232. Setiadi, Irwan Muhammad. 2008. Sintesis Maltovanilat melalui Mekanisme Steglich menggunakan Pelarut Aseton. Skripsi. Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam Universitas Indonesia. Depok. Siswandono dan Bambang Soekardjo. 2008. Kimia Medisinal. Surabaya: Airlangga University Press. UIN Syarif Hidayatullah Jakarta 43 Sudjadi. 1983. Penentuan Struktur Senyawa Organik. Fakultas Farmasi UGM. Bandung: Ghalia Indonesia, Stahl, Egon. 1985. Analisis Obat Secara Kromatografi dan Mikroskopi. Institut Teknologi Bandung. Tewtrakul, Supinya; Supreeya Yuenyongsawad; Sopa Kummee; Latthya Atsawajaruwan. 2005. Chemical Components and Biological Activities of Volatile Oil of Kaemferia galanga Linn. Songklanakrin J. Sci. Technol Vol. 27 (Suppl. 2): Thai Herbs. Umar, Muhammmad I; Mohd Zaini Asmawi; Amirin Sadikun; Item J. Atangwho 1; Mun Fei Yam; Rabia Altaf; Ashfaq Ahmed. 2012. Bioactivity-Guided Isolation of Ethyl p-methoxycinnamate, an Anti-inflamatory Constituent, from Kaemferia galanga L. Extract. Molecules, 17, 8720-8734. Umapathy E, Ndebia EJ, Meeme A, Adam B, Menziwa P, Nkeh-Chungag BN, et al. An Experimental Evaluation of Albuca Setosa Aqueous Extract on Membrane Stabilization, Protein Denaturation and White Blood Cell Migration During Acute Inflammation. J Med Plant Res. 2010; 4: 789-795. Willard, Hobart H.; Lynne L. Merritt, Jr.; John A. Dean; Frank A. Settle, Jr. 1988. Instrumental Methods of Analysis Seventh Edition. Wadsworth Publishing Company. California. UIN Syarif Hidayatullah Jakarta 44 Lampiran 1. Kerangka Penelitian Isolasi Senyawa Etil p-metoksisinamat dari Rimpang Kencur Senyawa Etil p-metoksisinamat Hidrolisis Asam p-metoksisinamat Oksidasi Senyawa Aldehid Kondensasi Senyawa Pemurnian Senyawa Identifikasi Struktur Senyawa UIN Syarif Hidayatullah Jakarta 45 Lampiran 2. Determinasi Tanaman Kencur UIN Syarif Hidayatullah Jakarta 46 Lampiran 3. Skema Isolasi EPMS dari Rimpang Kencur Rimpang Kencur Dibersihkan Dirajang Dikeringkan Diblender Serbuk Simplisia Maserasi menggunakan n-heksan Ekstrak Kencur Dievaporasi Kristal Rekristalisasi menggunakan n-heksan dan metanol Kristal EPMS murni UIN Syarif Hidayatullah Jakarta 47 Lampiran 4. Skema Identifikasi Senyawa Hasil Modifikasi Senyawa Hasil Modifikasi Kromatografi Lapis Tipis KLT Preparatif Identifikasi menggunakan Instrumen Spektrofotometri IR GCMS 1 H-NMR & 13C-NMR Analisis Data dan Elusidasi Struktur UIN Syarif Hidayatullah Jakarta 48 Lampiran 5. Alur Kerja Reaksi Kondensasi 60 mg 4-metoksi benzaldehid + 33,3 µL Aseton + 1,1 mL NaOH 10% dimasukkan dalam tabung reaksi bertutup Homogenkan menggunakan vorteks Iradiasi dengan variasi daya &waktu Masukkan dalam microwave yang berada di samping wadah berisi es 10 “ 10 “ Masukkan dalam wadah berisi es ditambahkan HCl dan dipartisi dengan campuran aquades : etil asetat (1:1) Ambil fase etil asetat dan selanjutnya diuapkan UIN Syarif Hidayatullah Jakarta 49 Lampiran 6. Alat dan Bahan Penelitian Gambar 1. NaOH Gambar 2. HCl Gambar 3. Kalsium Nitrat Tetra-Asetat Gambar 4. Asam Asetat Gambar 5. Aseton Gambar 6. Alat Melting Point UIN Syarif Hidayatullah Jakarta 50 Gambar 7. Microwave 1 2 5 4 3 Gambar 8. GCMS Ket: 1) Injektor; 2) Tempat sampel; 3) Oven dan kolom; 4) Detektor; 5) Display UIN Syarif Hidayatullah Jakarta 51 Gambar 7. NMR UIN Syarif Hidayatullah Jakarta 52 Lampiran 7. Perhitungan Reaksi 1. Perhitungan Bahan untuk Reaksi Hidrolisis a. Etil p-metoksisinamat Terpakai = 5,00 g BM = 206,24 g/mol Mol = = = 0,024 mol b. NaOH BM = 40 g/mol Mol = 1,5 x 0,024 = 0,036 mol Massa (g) = mol x BM = 0,036 x 40 = 1,44 g, terpakai 1,5 gram 2. Perhitungan Bahan untuk Reaksi Oksidasi a. Asam p-metoksisinamat Terpakai = 2,00 g BM = 178 g/mol Mol = = = 0,011 mol b. Kalsium nitrat tetra-hidrat (Ca(NO3)2) Terpakai = 5,00 g BM = 236,15 g/mol Mol = = 0,021 mol UIN Syarif Hidayatullah Jakarta 53 c. Asam Asetat Glasial (CH3COOH) Terpakai = 10 mL BM = 60,05 g/mol ρ = 1,05 g/mL Massa = Volume x ρ = 10 mL x 1,05 g/mL = 10,5 g Mol = = = 0,175 mol 3. Perhitungan Bahan untuk Reaksi Kondensasi a. Senyawa Aldehid Hasil Oksidasi Massa = 60 mg BM = 136 g/mol Mol = = = 0,00044 mol = 0,44 mmol b. Aseton Mol = 0,44 mmol BM = 58,07 g/mol ρ = 0,79 g/mL Massa = mol x BM = 0,44 mmol x 58,07 g/mol = 0,0256 g Volume = = = ± 0,033 mL = ± 33 µL UIN Syarif Hidayatullah Jakarta 54 Lampiran 8. Gambar Senyawa Gambar 1. Etil p-metoksisinamat Gambar 2. Asam p-metoksisinamat Gambar 3. 4-metoksi benzaldehid Gambar 4. 4-(4-methoxyphenyl)but-3-en-2-one UIN Syarif Hidayatullah Jakarta 55 Lampiran 9. Spektrum GCMS Asam p-metoksisinamat UIN Syarif Hidayatullah Jakarta 56 Lampiran 10. Spektrum GCMS Senyawa Aldehid UIN Syarif Hidayatullah Jakarta 57 Lampiran 11. Spektrum GCMS Senyawa Hasil Kondensasi UIN Syarif Hidayatullah Jakarta 58 Lampiran 12. Spektrum 1H NMR Senyawa Hasil Kondensasi UIN Syarif Hidayatullah Jakarta 59 (Lanjutan) UIN Syarif Hidayatullah Jakarta 60 (Lanjutan) UIN Syarif Hidayatullah Jakarta
