Tiga Turunan Santon Dari Kulit Batang Mundu Garcinia Dulcis

Seminar Nasional Kimia VIII
Surabaya, 8 Agustus 2006
Tiga Turunan Santon Dari Kulit Batang Mundu
Garcinia Dulcis (Roxb.) Kurz. Sebagai Antioksidan
Nurul Ainiyah dan Taslim Ersam*)
Kelompok ”Penelitian Aktivitas Kimiawi Tumbuhan ITS” (PAKTI)
Program Studi Magister Kimia,
Jurusan Kimia, FMIPA
Institut Teknologi Sepuluh Nopember Surabaya
Abstrak
Tiga turunan santon telah dapat diisolasi dari fraksi etil asetat kulit batang G. dulcis yaitu
santon sederhana, 1,3,4,5,8-pentahidroksisanton (1) dan dua santon terprenilasi 1,5,8-trihidroksi-6,6dimetilpirano(2,3:6,7)-6″,6″-dimetilpirano (2″,3″:2,3)santon (2) dan 1,8-dihidroksi-6,6-dimetilpirano
(2,3:6,7)-6″,6″-dimetilpirano(2″,3″:3,4)santon (3). Ketiga senyawa tersebut tidak sama dengan
penemuan sebelumnya, walaupun memiliki kerangka dasar yang sama. Senyawa (1) memiliki aktifitas
yang lebih aktif dari pada senyawa (2) dan (3) terhadap uji antioksidan. Pemisahan senyawa dimulai
dari maserasi dalam pelarut etil asetat, fraksinasi menggunakan berbagai cara kromatografi dan
pemurnian senyawa dengan cara kristalisasi dalam dua sistem pelarut. Elusidasi struktur
memanfaatkan data spektroskopi (UV, IR dan 1H-NMR), sedangkan aktivitas antioksidan ditentukan
menggunakan cara 1,1-difenil-2-pikril hidrazil sebagai radikal bebas.
Kata kunci : Garcinia dulcis, santon, antioksidan, DPPH
PENDAHULUAN
Hutan tropik di Indonesia memiliki
tumbuhan tingkat tinggi yang berpotensi
sebagai sumber bahan kimia hayati dan telah
dimanfaatkan masyarakan sebagai obat
tradisional sejak dulu, termasuk dari kelompok
tumbuhan manggis. Hasil penelitian pada
tumbuhan ini diketahui sebagai sumber utama
senyawa santon, flavonoid dan benzofenon
dengan bioaktifitas yang beragam dan menarik
diantaranya
antikanker,
antiinflamasi,
antitumor, obat hepatitis dan antileukimia
(Dharmaratne dan Wanigasekera, 1996;
Huang, 2001; Peres dan Nagem, 1997) juga
sebagai antimikrobakteri (Suksamrarn, 2003),
antijamur, antimalaria dan anti HIV (Kosela,
2000) juga sebagai antiradikal bebas atau
antioksidan (Lannang, 2005; Minami, 1996).
Penelitian tumbuhan G. dulcis telah
banyak dilaporkan diantaranya kulit batang
asal Papua New Guinea (Ito, 1997), daun asal
Bogor (Kosela, 2000) dan buah asal Thailand
(Deachathai, 2005) yang menghasilkan
beberapa senyawa santon, seperti santon
teroksigenasi, terprenilasi, pirano dan termodi
fikasi.
Afinitas kimiawi suatu spesies pada
dasarnya sama, perbedaan kuantitatif dapat
terjadi akibat pengaruh ekologi, topologi dan
geografis tempat tumbuh, di samping itu
kandungan kimia pada bagian tumbuhan yang
berbeda akan dapat pula menghasilkan
senyawa yang berbeda. Dalam makalah ini
akan dilaporkan hasil isolasi dan uji
bioaktifitas senyawa santon dari kulit batang
G. dulcis asal D. I. Yogyakarta.
METODOLOGI PENELITIAN
Bahan: tumbuhan dari kulit batang kering
sebanyak 3 Kg yang telah diidentifikasi oleh
*)
Alamat korespondensi; [email protected] &
[email protected]
Tim Laboratorium
TaksonomiTumbuhan
Fakultas Biologi UGM.
Seminar Nasional Kimia VIII
Surabaya, 8 Agustus 2006
HCl, quersetin, aseton-d6, tetra metil silan dan
DPPH. ), peralatan kromatografi cair vakum
(KCV), peralatan maserasi, lampu ultraviolet
(UV) dengan λ 254 dan 366 nm, BUCHI
Rotavapor R-114, alat titik leleh Fisher Johns,
Spektrofotometer
UV
Shimadzu
UVPharmaSpec 1700 dan Spektrofotometer IR
BUCK Scientific Model 500 Spektrometer 1HNMR Hitachi FT-NMR R-1900. Spektro
fotometer UV Hitachi 557 Double Wavelength
Double beam.
Pelarut organik n-heksana teknis dan pa,
diklorometana teknis dan pa, kloroform pa, etil
asetat teknis dan pa, aseton teknis dan pa,
metanol teknis dan pa, alumunium foil, kertas
saring Whatman 40, silika gel 60 (35-70
mesh) untuk kromatografi kolom, silika gel 60
G254 untuk KLT, plat silika gel Merc 60 GF254
0,25 mm ukuran 20 x 20 cm dengan
alumunium sebagai penyangga fasa diam,
larutan penampak noda 1,5% serium sulfat
dalam 1,5% H2SO4 2N, larutan NaOH, AlCl3,
.
Isolasi Senyawa dari G. dulcis
Serbuk kering dari kulit batang dimaserasi
dengan pelarut etil asetat pada suhu kamar (5 x
24 jam). Ekstrak hasil maserasi diuapkan
pelarutnya dihasilkan ekstrak pekat (188 g).
Sebagian dari ekstrak (21 g) difraksinasi tiga
kali (masing-masing 7 g) dengan KCV di atas
silika gel sebagai absorban dan dielusi dengan
eluen
diklorometana-etil
asetat.
Hasil
fraksinasi dikelompokkan berdasarkan harga
Rf yang sama dihasilkan delapan fraksi, yaitu
fraksi A, B, C, D, E, F, G dan H. Fraksi E (6,4
g) difrasksinasi dengan KCV menggunakan
eluen diklorometan-etil asetat (10%, 15%,
17%, 20%, 30% dan 40%) dihasilkan 39 fraksi
dan dikelompokkan berdasarkan Rf menjadi
tujuh fraksi, yaitu E1, E2, E3, E4, E5, E6 dan E7.
Fraksi fraksi E4, E5 dan E6 digabung disebut
fraksi M (3,5 g) difrasinasi dengan KCV
menggunakan heksana-aseton (25%, 30%,
32% dan 35%) dihasilkan 49 fraksi dan
dikelompokkan berdasarkan Rf yang sama
menjadi tiga kelompok yaitu M1, M2 dan M3.
Fraksi M3 dikristalisasi sebanyak dua kali
dengan etil asetat dan heksana diperoleh
senyawa (1) berupa kristal kuning 1,2 g.
Fraksi C dan D didekantasi dihasilkan
padatan C dan D. Padatan C dan D digabung
dan disebut fraksi CD (175 mg) difraksinasi
dengan KLTp dihasilkan tiga fraksi CD1, CD2
dan CD3. Fraksi CD3 (51 mg) dan CD2 (47 mg)
masing-masing dikristalisasi menggunakan etil
asetat-heksana diperoleh kristal kuning
masing-masing 35,1 mg sebagai senyawa (2)
dan 17 mg sebagai senyawa (3).
HASIL PERCOBAAN
UV UV λ maks (MeOH+AlCl3) nm 358 dan
394, spektrum UV λ maks (MeOH+AlCl3+HCl)
nm 355 dan 392. Spektrum IR υmaks (KBr)
dalam cm-1: 3386, 1648, 1616, 1363, 1255,
1162 dan 835 Spektrum 1H-NMR pelarut
(CD3)2CO; 90 MHz; δH ppm 13,10 (1H, s, 1OH); 12,30 (1H, s, 8-OH); 7,16; 2H (masingmasing 1H, d, J = 9, H-1′ dan H-1″); 6,63 (1H,
brs, H-4); 6,04; 2H (masing-masing 1H, d, J =
9, H-2′ dan H-2″); 5,81 (1H, s, 5-OH); dan
1,29; 12H (masing-masing 3H, s, 3H-4′, 3H-5′,
3H-4″, 3H-5″).
Senyawa (3), kristal kuning (17 mg),
titik leleh 249-2500C. Spektrum UV λ maks
(MeOH) nm= 288 dan 333. Spektrum UV
λmaks (MeOH+NaOH) nm 321dan 401.
Senyawa (1), kristal kuning (1,2 g), titik leleh
231-2330C. Spektrum UV λmaks (MeOH) nm
288 dan 347, spektrum UV λmaks (MeOH+
NaOH) nm 322 dan 404. Spektrum UV λmaks
(MeOH+AlCl3) nm 280 dan 437, spektrum UV
λmaks (MeOH+AlCL3+HCl) nm 288 dan 354.
Spektrum IR νmaks (KBr) cm-1 = 3306, 1604,
1368, 1260 1175 dan 831. Spektrum 1H-NMR
pelarut (CD3)2CO; 90 MHz; δH ppm 13,06
(1H, s, 1-OH); 12,29 (1H, s, 8-OH); 9,74 (1H,
s, 3-OH); 8,75 (1H, s, 5-OH); 8,31 (1H, s, 4OH); 7,16 (1H, d, J = 9, H-6); 6,48 (1H, d, J
= 9, H-7) dan 6,04 (1H, s, H-2).
Senyawa (2), kristal kuning (35,1 mg),
titik leleh 216-2170C. Spektrum UV λ maks
(MeOH) nm 288 dan 339. Spektrum UV λmaks
(MeOH+NaOH) nm 322 dan 413. Spektrum
2
Seminar Nasional Kimia VIII
Surabaya, 8 Agustus 2006
Spektrum UV UV λ maks (MeOH+AlCl3) nm
345 dan 387, spektrum UV λ maks
(MeOH+AlCl3+HCl) nm 342 dan 389.
Spektrum IR υmaks (KBr) dalam cm-1: 3306,
1649, 1646, 1363, 1247, 1166 dan 835.
Spektrum 1H-NMR pelarut (CD3)2CO; 90
MHz; δH ppm 13,08 (1H, s, 1-OH); 12,30 (1H,
s, 8-OH); 7,16 2H (masing-masing 1H, d, J =
9, H-1′ dan H-1″); 6,55 (1H, s, H-5); 6,04 (1H,
s, H-2); 5,76 (1H, d, J = 9,H-2″); 5,12 (1H, d,
J = 9, H-2′) dan 1,29 12H (masing-masing 3H,
s, H-4′, H-5′, 3H-4″, H-5″).
PEMBAHASAN
Maserasi serbuk kering kulit batang G.
Dulcis menggunakan pelarut etil asetat setelah
difraksinasi teknik KCV dan KLTp menghasil
kan senyawa (1), (2) dan (3).
Spektrum UV senyawa (1) menunjuk
kan puncak serapan pada λmaks 288 nm yang
mengisyaratkan adanya eksitasi elek tron π
→ π∗, merupakan kromofor yang khas untuk
sistem ikatan rangkap terkonju gasi (-C=CC=C-) dari suatu senyawa aromatik. Serapan
pada daerah 347 nm menunjukkan adanya
eksitasi elektron n → π∗, hal ini menunjukkan
adanya ikatan rangkap terkonjugasi dari
heteroatom dengan sistem π aromatik (-C=CC=C-C=O), selanjutnya dengan penambahan
pereaksi NaOH menyebabkan
pergeseran
batokromik pada pita I sebesar 57 nm dari λmaks
347 ke 404 nm yang mengindikasikan adanya
gugus fenol yang mengalami kesetimbangan
keto-enol dengan gugus karbonil (C=O) Dari
analisis UV dapat disimpulkan bahwa senyawa
(1) mempunyai ikatan rangkap terkonjugasi
dari cincin aromatik yang tersubstitusi oleh
gugus keton dan hidroksil. Sedangkan dengan
penambahan pereaksi geser aluminium klorida
memperlihatkan pergeseran batokromik pada
pita I sebesar 90 nm dari λmaks 347 ke 437
nm dan mengalami pergeseran kembali pada
penambahan asam klorida, yang menunjuk kan
bahwa senyawa (l) mempunyai sistem ortodihidroksi yang tersubstitusi pada kerangka
dasarnya.
Spektrum IR menunjukkan adanya
serapan melebar sebagai vibrasi ulur O-H pada
daerah 3306 sampai 3233 cm-1 yang diperkuat
dengan vibrasi ulur C-O pada daerah 1260 cm-1
dan daerah 1175 cm-1 yang mendukung adanya
gugus hidroksil. Selanjutnya adanya gugus
karbonil ditunjukkan dengan adanya vibrasi
ulur C=O di daerah 1647 cm-1 (Ito, 1997).
Serapan pada 1604 cm-1 merupakan ciri khas
untuk suatu sistem aromatik. Sesuai data
spektrum UV dan IR diketahui bahwa senyawa
(1) mempunyai gugus hidroksil, karbonil dan
cincin aromatik dan senyawa ini dihipotesiskan
mempunyai kerangka santon.
Data spektrum 1H-NMR menunjuk kan
adanya beberapa kelompok sinyal yang terdiri
8 1H. Munculnya sinyal singlet pada daerah δH
13,06 dan 12,29 ppm berturut-turut
menunjukkan adanya gugus hidroksil pada
posisi C-1 dan C-8 yang berikatan hidrogen
dengan gugus karbonil. Selan jutnya sinyal
singlet pada daerah δH 9,74; 8,75 dan 8,31 ppm
mengisyaratkan adanya gugus hidroksil bebas
berturut-turut pada posisi C-3, C-5 dan C-4.
Adanya sinyal singlet pada daerah δH 6,04
ppm adalah khas untuk proton aromatis pada
posisi C-2, sementara itu proton aromatis
lainnya ditunjukkan pada sinyal doblet yang
terkopling orto pada δH 7,16 ppm (1H, d, J =
9 Hz) dan 6,48 1H, d, J = 9 Hz). Dari analisa
spektrum 1H-NMR di atas mengisya ratkan
bahwa senyawa (1) merupakan santon
sederhana dengan lima gugus hidrok sil
tersubstitusi pada kerangka dasarnya.
Berdasarkan hasil analisis data UV, IR
dan 1H-NMR di atas disarankan bahwa
senyawa (1) sesuai dengan 1,3,4,5,8-pentahid
roksisanton. Kesimpulan ini diper kuat dengan
membandingkan data per geseran kimia 1HNMR dengan senyawa 1,4,5-trihidroksisanton
yang diisolasi dari G. xanthochymus (Iinuma,
1995), senyawa rubrasanton dari G. Dioca dan
garbogiol dari G. cambogia (Iinuma, 1996).
Spektrum UV senyawa (2) mirip
dengan senyawa (1), pada penambahan
aluminium klorida mengalami pergeseran akan
tetapi penambahan asam klorida tetap tak
bergeser sehingga tidak ada orto-dihidroksi.
Spektrum IR mirip dengan senyawa
(1), tetapi pada daerah 2933 cm-1 memberikan
petunjuk kemungkinan adanya gugus prenil
3
Seminar Nasional Kimia VIII
Surabaya, 8 Agustus 2006
(Ito, 1997) dan 1363 adanya gem dimetil
(Waterman, 1980).
Sesuai dengan analisis spektrum UV
dan IR senyawa (2) mempunyai gugus
hidroksil, karbonil, aromatik, prenil dan gem
dimetil senyawa dihipotesiskan mempunyai
kerangka santon terprenilasi yang mengalami
siklisasi.
Spektrum 1H-NMR menunjukkan
adanya beberapa kelompok sinyal yang terdiri
minimal 20 proton. Munculnya sinyal singlet
pada daerah δH 13,10 dan 12,30 ppm berturut
turut menunjukkan adanya gugus hidroksil
pada posisi C-1 dan C-8 yang berikatan
hidrogen dengan gugus karbonil. Daerah δH
5,81 menunjukkan gugus hidroksil bebas pada
C-5 (Waterman, 1980; Ito, 1997). Selanjutnya
sinyal singlet pada 6,63 khas untuk proton
aromatik posisi C-4 (Waterman, 1980; Kosela,
2000). Pada δH 6,02 dan 7,16 sebanyak 4H
mengisyaratkan adanya gugus metin pada C-1′,
C-1″, C-2′ dan C-2″. Pada δH 1,29 sebanyak
12H menunjukkan adanya gugus metil
berturut-turut pada C-4′, C-4″, C-5′, C-5″
(Waterman, 1980). Dari analisis spektrum ini
mengisyaratkan bahwa senyawa (2) merupakan
santon terprenilasi yang sudah mengalami
siklisasi oksidatif dengan tiga gugus hidroksil
yang tersubstitusi pada kerangka dasarnya.
Berdasarkan hasil analisis data UV, IR,
1
H-NMR diatas dapat disarankan bahwa
senyawa (2) sesuai dengan 1,5,8-trihidroksi6,6-dimetilpirano(2,3:6,7)-6″,6″dimetilpirano(2″,3″:2,3)- santon (2). Kesim
pulan tersebut diperkuat dengan membanding
kan data pergeseran kimia 1H-NMR dari pirano
jakarubin (Waterman, 1980) dulsanton F dari
G. dulcis (Kosela, 2000) dan bangangsanton B
dari G. polyantha Oliv (Lannang, 2005).
Spektrum UV dan IR senyawa (3)
mirip dengan senyawa (2) mempunyai gugus
hidroksil, karbonil, aromatik, prenil dan gem
OH
O
OH
OH
O
OH
OH
O
OH
1'
1"
1
8
dimetil senyawa dihipotesiskan mempunyai
kerangka santon terprenilasi yang mengalami
siklisasi.
Data spektrum 1H-NMR menunjukkan
adanya beberapa kelompok sinyal yang terdiri
minimal 20 proton. Munculnya sinyal singlet
pada daerah δH 13,10 dan 12,30 ppm berturutturut menunjukkan adanya gugus hidroksil
pada posisi C-1 dan C-8 yang berikatan
hidrogen dengan gugus karbonil. Daerah δH
7,16 sebanyak 2H mengisyaratkan adanya
gugus metin pada C-1′, C-1″. Pada δH 5,76 dan
5,12 mengisyaratkan adanya gugus metin pada
C-2″ dan C-2′. Selanjutnya sinyal singlet pada
δH 6,04 dan 6,55 khas untuk proton aromatik
posisi C-2 dan C-5. Selanjutnya pada δH 1,29
sebanyak 12H menunjukkan adanya gugus
metil berturut-turut pada C-4′, C-4″, C-5′ dan
C-5″ (Waterman, 1980). Dari analisis spektrum
ini mengisyaratkan bahwa senyawa (3)
merupakan santon terprenilasi yang sudah
mengalami siklisasi oksidatif dengan dua
gugus hidroksil yang tersubstitusi pada
kerangka dasarnya.
Berdasarkan hasil analisis data UV,
IR, 1H-NMR di atas dapat disarankan bahwa
senyawa (3) sesuai dengan 1,8-dihidroksi-6,6dimetilpirano(2,3:6,7)-6″,6″dimetilpirano(2″,3″:3,4)santon (3). Kesimpul
an tersebut diperkuat dengan mem bandingkan
data pergeseran kimia 1H-NMR dari redia
santon A yang dilaporkan oleh Waterman dan
Roquf (1980), senyawa piranojakarubin dari
G. densivenia (Waterman dan Crichton, 1980)
dan dulkissanton A dari G. dulcis (Deachathai,
2005). Tiga senyawa santon yang dihasilkan
sebagai berikut :
4'
O
OH
(1)
4
OH
OH
4"
O
5"
O
O
OH
5'
O
(3)
(2)
O
O
5'
1'
4'
4
Seminar Nasional Kimia VIII
Surabaya, 8 Agustus 2006
Uji Antioksidan
Hasil
uji
antioksidan
dengan
antiradikal bebas DPPH senyawa (1) lebih
aktif dibandingkan senyawa (2) dan (3) yang
ditandai dengan berubahnya warna ungu pada
santon (2) dan 1,8-dihidroksi-6,6-dimetilpira
no(2,3:6,7)-6″,6″-dimetilpirano(2″,3″:3,4) san
ton (3) dengan bioaktifitas senyawa (1) lebih
aktif sebagai antioksidan dibandingkan
senyawa (2) dan (3).
DPPH menjadi difenil pikril hidrazin yang
berwarna kuning dengan EC50 senyawa (1)
sebesar 3,75 ppm, sedangkan senyawa standar
quersetin EC50-nya sebesar 1,75 ppm.
KESIMPULAN
Dari kulit batang G. dulcis asal
Yogjakarta dihasilkan senyawa 1,3,4,5,8pentahidroksisanton (1) dan dua santon
terprenilasi
1,5,8-trihidroksi-6,6-dimetilpira
no (2,3:6,7) -6″,6″- dimetilpirano -(2″,3″:2,3)
UCAPAN TERIMA KASIH
Disampaikan terima kasih kepada
Direktorat Dikmenjur Depdiknas, Ketua
Program Pasca Sarjana dan Ketua Jurusan
FMIPA ITS, Dr. Tukiran, Dr. Marcellino,
Sukarmin , M. Pd dan Fuad Hafid, M. Si yang
telah membantu hingga terselesainya penelitian
ini.
DAFTAR PUSTAKA
1.Deachathai, S. (2005) “Phenolic Compounds
from the Fruit of Garcinia dulcis”
Phytochemistry, in Press
2.Dharmaratne, H. R. W., Wanigasekera, W.
M. A. P. (1996) ”Xanthone from
Root
Bark
of
Chalophyllum
thwaitesii”, Phytochemistry 42(1)
249 – 250
3.Huang, Y. L., dkk. (2001) ”Three Xanthones
and a Benzophenone from Garcinia
mangostana”, J. Nat. Prod. 64 903 –
906
4.Iinuma, M., dkk. (1996) “Three New
Xanthones from Bark of Garcinia
dioica”, Chem. Pharm. Bull. 44(1)
232 – 234
5.Kosela, S., dkk. (2000) “Dulxanthones F –
H, Three New Pyranoxanthones
from Garcinia dulcis”, J. Nat. Prod.
63 406 – 407
6.Lannang,
A.M.,
et
al.,
(2005),”Bangangxanthone A and B,
two xanthones from the Steam Bark
of Garcinia poliantha Oliv.”,
Phytochemistry.
7.Minami, H., et al., (1996),”Novel Prenilated
Xanthones
With
Antioxidant
Property from the wood of G.
subelliptica “, Chem. Phar. Bull, 44
(11), 2103-2106.
8.Peres V., And Nagem, T. J., (1997),
Tryoxigeneted naturally occurring
xanthones, Phytochemistry, 44 (2),
191-214.
*)
Alamat korespondensi; [email protected] &
[email protected]
9.Suksamrarn, S., et al ., (2003) ,
“Antimycobacterial Activity of
Prenylated Xanthones from The
Fruit of Garcinia mangostana”,
Chem. Pharm. Bull, 51(7), 857-859.
10.Waterman, P. G., Crichton, E.G.,
(1980),”Xanthones and Biflavonoids
from Garcinia densivenia Steam
Bark”, Phytochemistry, 19, 27232726.