JOM FMIPA Volume 2 No.1 Februari 2015 239

SINTESIS DAN UJI TOKSISITAS
ANALOG KALKON TERSUBSTITUSI METOKSI
Edi Prayitno, Jasril, Adel Zamri
Mahasiswa Program Studi S1 Kimia
Bidang Kimia Organik Jurusan Kimia
Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam Universitas Riau
Kampus Bina Widya Pekanbaru, 28293, Indonesia
[email protected]
ABSTRACT
Chalcones have some biological activities such as antimicrobe, antitumor, antioxidant,
antiinflammatory, antimalaria, and anticancer. In this research, a methoxy substituted
chalcone (E)-1-(phenyl)-3-(2-methoxyphenyl)-prop-2-en-1-one (EP1) was synthesized
using kalium hydroxide as catalyst under microwave irradiation and the compound
showed a good yield (49.18%) then characterized by UV, IR, 1H-NMR, and mass
spectroscopy. The toxicity activity of this compound was determined using Brine
Shrimp Lethality Test (BSLT) method against Artemia salina Leach larvae and showed
a good activity with LC50 3.498 µg/mL. The result indicated that this compound was
potential as anticancer.
Keywords: Chalcone, BSLT, toxicity.
ABSTRAK
Senyawa kalkon memiliki beberapa aktivitas biologis yang menarik seperti antimikrob,
antitumor, antioksidan, antiinflamasi, antimalaria, dan antikanker. Pada penelitian ini,
senyawa kalkon tersustitusi metoksi yaitu (E)-1-(fenil)-3-(2-metoksifenil)-prop-2-en-1on (EP1) telah disintesis menggunakan katalis kalium hidroksida di bawah iradiasi
microwave. Senyawa tersebut menunjukkan rendemen yang baik (49,18%) dan telah
dikarakterisasi menggunakan spektroskopi UV, IR, 1H-NMR, dan MS. Aktivitas
toksisitas senyawa tersebut ditentukan dengan metode Brine Shrimp Lethality Test
(BSLT) terhadap larva Artemia salina Leach dan menunjukkan aktivitas yang baik
dengan nilai LC50 = 3,498 µg/mL. Hasil uji toksisitas mengindikasikan bahwa senyawa
tersebut memiliki potensi sebagai antikanker.
Kata kunci: kalkon, BSLT, toksisitas.
PENDAHULUAN
Kanker merupakan penyebab
kematian kedua terbesar di dunia setelah
penyakit jantung (Safavi et al., 2012).
Berbagai
macam
senyawa
telah
dikembangkan untuk mengatasi kanker,
akan tetapi tidak satupun jenis senyawaJOM FMIPA Volume 2 No.1 Februari 2015
senyawa tersebut menghasilkan efek
yang memuaskan dan tanpa efek
samping
yang
merugikan.
Obat
antikanker yang telah ada selain
memiliki khasiat sebagai antikanker juga
dapat merusak sel-sel normal. Oleh
karena itu, hingga saat ini penelitian
239
yang berhubungan dengan penemuan
obat antikanker baru yang ampuh, aman
dan selektif masih terus dilakukan oleh
para peneliti.
Kalkon merupakan senyawa
metabolit sekunder golongan flavonoid
yang dapat ditemukan pada beberapa
jenis tumbuhan. Senyawa kalkon dan
turunannya dikenal memiliki beragam
aktivitas biologis yang menarik, seperti
antiviral, anti-inflamasi, antimikrob,
antitumor,
sitotoksik,
analgesik,
antijamur, antioksidan, antikanker dan
antimalaria (Sarda et al, 2009).
Desmiarti (2012) melaporkan bahwa
senyawa kalkon tersubstitusi metoksi
baik pada cincin aromatik A maupun
cincin aromatik B memiliki nilai
toksisitas yang tinggi.
Senyawa kalkon merupakan
prekursor untuk biosintesis flavonoid
dan isoflavonoid. Dalam bidang sintesis,
senyawa kalkon telah banyak digunakan
untuk membuat berbagai macam
senyawa heterosiklik (Tiwari et al.,
2010) seperti isoksazol, quinolinon,
tiadiazin, benzodiazepin, flavon (Jayapal
et al., 2010), ketimin ,  tak jenuh
(Lonkar et al., 2011), pirazolin dan
turunannya (Sharshira & Hamada, 2011;
Sing et al., 2009), flavonol (Britton et
al., 2012; Jadhav et al., 2008),
flavanonol (Patil, 2012) flavanon
(Kulkarni, 2012) dan senyawa turunan
lainnya yang juga memiliki aktivitas
biologis yang menarik. Oleh karena itu,
senyawa-senyawa analog kalkon dan
turunannya banyak dijadikan sebagai
molekul
target
untuk
keperluan
pencarian
senyawa-senyawa
aktif
sebagai kandidat obat, salah satunya
adalah sebagai obat antikanker.
Proses isolasi senyawa kalkon
membutuhkan biaya yang cukup besar
JOM FMIPA Volume 2 No.1 Februari 2015
dan waktu yang lama, sehingga senyawa
kalkon lebih banyak dihasilkan melalui
proses sintesis. Pada umumnya, sintesis
senyawa kalkon dilakukan melalui reaksi
kondensasi aldol menggunakan turunan
benzaldehid dan asetofenon. Reaksi
pembentukan senyawa kalkon dapat
dipercepat dengan penambahan katalis
asam atau basa. Sintesis dapat dilakukan
dengan metode pengadukan, pemanasan,
refluks, dan iradiasi microwave. Namun
beberapa tahun terakhir ini penggunaan
energi microwave dalam reaksi organik
sangat populer karena lebih aman, ramah
lingkungan (green chemistry), cepat dan
menghasilkan produk yang lebih banyak
dibandingkan metode konvensional.
Senyawa
hasil
sintesis
dikarakterisasi berdasarkan interpretasi
data spektroskopi UV, IR, 1H NMR, dan
MS kemudian diuji sifat toksiknya
dengan metode Brine Shrimp Lethality
Test (BSLT). Uji BSLT merupakan salah
satu
teknik
pendahuluan
untuk
menentukan letalitas atau toksisitas suatu
senyawa. Uji ini merupakan uji
pendahuluan untuk menentukan aktivitas
antikanker yang dimiliki oleh suatu
senyawa. Hal ini didasarkan pada
pemikiran bahwa sebagian besar
senyawa antikanker adalah senyawa
yang bersifat toksik. Pengujian letalitas
sederhana ini tidak spesifik untuk
antikanker, tetapi merupakan indikator
sitotoksik yang baik (Meyer et al.,
1982). Berdasarkan metode BSLT, suatu
tanaman atau hasil isolasi dianggap
menunjukkan aktivitas sitotoksik bila
mempunyai nilai LC50 kecil dari 1000
µg/mL, sedangkan untuk senyawa murni
dianggap
menunjukkan
aktivitas
sitotoksik bila mempunyai nilai LC50
kecil dari 200 µg/mL (Anderson et al.,
1991).
240
METODE PENELITIAN
a.
Alat dan bahan
Alat-alat yang digunakan yaitu
microwave (Samsung ME 109F), alat
pengukur titik leleh Fisher Johns, lampu
UV (254 dan 366 nm), kromatografi
kolom, spektrofotometer UV (Genesys
10S UV-Vis V4.002 2L9N175013),
HPLC
(Shimadzu
LC
20AD),
spektrometer NMR (Agilent 500 MHz)
dan MS (Waters LCT Premier XE mode
positif).
Bahan-bahan yang digunakan yaitu
asetofenon (8.00028.1000), 2’-metoksi
benzaldehid (8.20102.0100), kalium
hidroksida (Merck), Poly ethylen glycol
(PEG-400), asam klorida (Merck),
n-heksana (Merck), etilasetat (Merck),
metanol (Merck), dimetilsulfoksida
(Merck), silika GF60 (70-230 mesh), dan
plat KLT GF254.
b. Sintesis senyawa kalkon
Senyawa asetofenon (5 mmol) dan
2’-metoksi benzaldehid (5 mmol)
dimasukkan ke dalam erlenmeyer 250
mL, dilarutkan dengan 5 mL PEG-400
dan ditambahkan 15 mmol kalium
hidroksida.
Kemudian
campuran
diiradiasi menggunakan microwave
dengan daya 180 Watt selama 8-15
menit. Tahapan reaksi diamati dengan
KLT. Setelah proses reaksi selesai,
campuran ditambahkan asam klorida 3N
dan akuades dingin hingga pH menjadi
netral yang ditentukan dengan pH
indikator. Endapan yang dihasilkan
selanjutnya disaring dengan corong
Buchner, dicuci dengan n-heksana dan
akuades dingin, kemudian divakum
hingga
kering.
Senyawa
kalkon
dimurnikan melalui kromatografi kolom
menggunakan eluen 3% etilasetat dalam
JOM FMIPA Volume 2 No.1 Februari 2015
n-heksana. Analisis kemurnian produk
dilakukan dengan KLT, uji titik leleh,
dan HPLC.
c.
Uji toksisitas
Sampel sebanyak 2 µg dilarutkan
dalam 2 mL metanol larutan induk,
konsentrasi 1000 µg/mL), kemudian dari
larutan induk dibuat konsentrasi larutan
uji yang berbeda yaitu 10 µg/mL, 5
µg/mL, dan 1 µg/mL dengan cara
pengenceran bertingkat. Disiapkan vial
yang sudah dikalibrasi 5 mL untuk
masing-masing konsentrasi. Sampel
dipipet ke dalam masing-masing vial,
lalu diuapkan hingga mengering.
Selanjutnya, kedalam masing-masing
vial ditambahkan 50 µL DMSO dan air
laut. Sebanyak 10 ekor larva udang yang
sudah disiapkan dimasukkan kedalam
vial tersebut dan ditambahkan air laut
hingga batas kalibrasi 5 mL. Tingkat
toksisitas
diukur
dengan
cara
menghitung jumlah larva udang yang
mati dalam selang waktu 24 jam.
Pengujian dilakukan dengan 3 kali
pengulangan dan data dianalisis untuk
menentukan nilai LC50 dengan metode
kurva menggunakan tabel analisis probit.
HASIL DAN PEMBAHASAN
Senyawa kalkon (E)-1-(fenil)-3(2-metoksifenil)-prop-2-en-1-on (EP1)
diperoleh melalui reaksi kondensasi
aldol antara asetofenon dan 2’-metoksi
benzaldehid. Proses sintesis dipercepat
dengan penambahan larutan KOH 3N
sebagai katalis dibawah kondisi iradiasi
microwave dengan daya 180 Watt
selama 8-15 menit. Skema reaksi sintesis
senyawa analog kalkon EP1 tersebut
dapat dilihat pada Gambar 1.
241
O
O
O
+
H
OCH3
OCH3
KOH
PEG-400
Gambar 1. Skema reaksi sintesis analog kalkon (EP1)
Senyawa kalkon (EP1) hasil
sintesis berupa serbuk berwarna putih
kekuningan. Rendemen senyawa murni
yang dihasilkan cukup baik (49,18%).
Analisis kemurnian senyawa analog
kalkon hasil sintesis ditentukan melalui
KLT, titik leleh, dan HPLC. Analisis
kemurnian dengan KLT dilakukan
menggunakan sistem eluen berbeda dan
menunjukkan satu noda. Hasil analisis
kemurnian dengan titik leleh diketahui
bahwa titik leleh senyawa kalkon (EP1)
56-58oC. Analisis kemurnian dengan
HPLC
menghasilkan
kromatogram
dengan satu puncak dominan pada tR=
13,6 menit. Data tersebut menunjukkan
bahwa senyawa analog kalkon EP1yang
dihasilkan telah murni. Senyawa analog
kalkon dikarakterirasi menggunakan
spektroskopi UV, IR, 1H-NMR dan MS.
Sifat Fisik senyawa EP1 dapat dilihat
pada Tabel 1.
Spektrum UV senyawa EP1
dalam
pelarut
metanol
(MeOH)
memperlihatkan
adanya
serapan
maksimum pada λ 206 nm, 297 nm, dan
346 nm yang menunjukkan adanya
ikatan rangkap terkonjugasi yang
merupakan ciri khas dari senyawa
kalkon. Spektrum FTIR senyawa EP1
memperlihatkan adanya serapan pada
bilangan gelombang (cm-1) 1630
mengindikasikan adanya gugus C=O
terkonjugasi dengan ikatan rangkap α,β
tak jenuh. Serapan pada bilangan
gelombang
1585
mengindikasikan
adanya ikatan C=C alkena yang
terkonjugasi dengan karbonil dan cincin
aromatik. Serapan pada bilangan
gelombang
3065
mengindikasikan
adanya ikatan C-H aromatik. Serapan
pada
bilangan
gelombang
1208
mengindikasikan adanya ikatan C-OMe.
Spektrum 1H-NMR senyawa
analog kalkon EP1 menunjukkan
pergeseran yang khas pada proton gugus
metoksi. Proton tersebut terdapat pada
pergeseran kimia δ 3,00-4,00 ppm
dengan puncak singlet dan integritas 3H.
Proton yang terdapat pada Cα dan Cβ
memiliki nilai tetapan kopling (J) 15-16
Hz dengan puncak doublet. Nilai tetapan
kopling tersebut menunjukkan bahwa
ikatan rangkap pada Cα dan Cβ
mempunyai
konfigurasi
trans.
1
Interpretasi data H-NMR senyawa
kalkon EP1 dapat dilihat pada Tabel 2.
Tabel 1 : Data fisik senyawa analog kalkon (EP1)
Rumus
Molekul
C16H14O2
Massa Molekul
(g/mol)
238,1072
Berat
Senyawa (g)
0,5853
JOM FMIPA Volume 2 No.1 Februari 2015
Rendemen
(%)
49,18
Titik Leleh
(oC)
56-58
Warna
Kristal
Putih
Kekuningan
242
Tabel 2 : Interpretasi data 1H-NMR (CDCl3)
Nomor
Atom
1
2
3
4
5
6
Cα
Cβ
1’
2’
3’
4’
5’
6’
-OCH3
δH (ppm)
6,95 (d, 1H, J=8,5 Hz)
7,38 (t, 1H, J=8,5 Hz)
6,99 (t, 1H, J=7,5 Hz)
7,64 (d, 1H, J=6,5 Hz)
7,62 (d, 1Hα, J=16 Hz)
8,12 (d, 1Hβ, J=16 Hz)
8,02 (d, 2H, J=7,5 Hz)
7,49 (t, 2H, J=7 Hz)
7,57 (t, 1H, J=7,5 Hz)
7,49 (t, 2H, J=7 Hz)
8,02 (d, 2H, J=7,5 Hz)
3,92 (s, 3H)
Berat molekul senyawa-senyawa
hasil sintesis dikonfirmasi melalui
spektroskopi massa (HRMS). Berat
molekul senyawa EP1 ditunjukkan oleh
spektrum massa yang dihitung sebagai
C16H15O2 [M+H]+ dengan puncak ion
molekul m/z 239,1072 dan ditemukan
pada spektrum massa dengan puncak ion
molekul m/z 239,1073, selisih massa
molekul tersebut 0,0001. Selisih massa
molekul hasil perhitungan dengan yang
ditemukan pada spektrum massa
menunjukkan perbedaan yang sangat
kecil (sesuai dengan struktur senyawa
yang diharapkan) dan dapat dikatakan
bahwa senyawa kalkon tersebut sangat
murni.
Uji toksisitas senyawa analog
kalkon dilakukan dalam konsentrasi
yang berbeda. Hal ini dilakukan untuk
melihat perbedaan tingkat toksisitas
senyawa analog kalkon. Hasil uji
JOM FMIPA Volume 2 No.1 Februari 2015
toksisitas dari senyawa EP1 pada
konsentrasi 1000, 100 dan 10 µg/mL
terhadap larva A. salina yang dianalisis
dengan
metode
analisis
probit
menunjukkan efek kematian larva A.
salina 100%. Oleh karena itu, senyawa
EP1 tersebut diuji aktivitas toksisitasnya
pada konsentrasi yang lebih rendah yaitu
10, 5 dan 1 µg/mL dan menunjukkan
sifat toksik yang baik dengan nilai LC50
3,948 µg/mL.
Aktivitas
biologis
senyawa
kalkon dipengaruhi
oleh adanya
substituen yang terdapat pada cincin
aromatik A dan B. Pada penelitian ini,
senyawa analog kalkon memiliki
substituen metoksi pada cincin aromatik
B. Hasil penelitian menunjukkan bahwa
senyawa
analog
kalkon
tersebut
memiliki aktivitas toksisitas yang baik.
Atom oksigen merupakan atom
elektronegatif yang menarik elektron
melalui efek induksi negatif (-I) dan
memiliki pasangan elektron bebas yang
243
dapat disumbangkan melalui efek
resonansi (mesomeri). Induksi negatif
pada senyawa kalkon EP1 lebih besar
terhadap gugus karbonil α,β-tak jenuh,
sehingga gugus metoksi pada senyawa
EP1 lebih elektronegatif. Semakin kuat
efek induksi negatif yang dihasilkan
maka toksisitas dari senyawa analog
kalkon tersebut akan semakin tinggi.
KESIMPULAN
Senyawa analog kalkon (E)-1(fenil)-3-(2-metoksifenil)-prop-2-en-1on (EP1) telah disintesis menggunakan
katalis kalium hidroksida di bawah
iradiasi microwave dengan daya 180
Watt selama 8-15 menit dan diperoleh
rendemen sebesar 49,18%. Hasil
karakterisasi menggunakan spektroskopi
UV, IR dan 1H-NMR menunjukkan
bahwa struktur senyawa yang diperoleh
dari hasil penelitian ini sesuai dengan
struktur senyawa yang diharapkan.
Senyawa ini memiliki aktivitas toksisitas
dengan nilai LC50 yaitu 3,498 µg/mL.
Hal ini menunjukkan bahwa senyawa ini
berpotensi sebagai antikanker. Oleh
karena itu, perlu dilakukan uji sitotoksik
untuk mengetahui aktivitas senyawa
sebagai antikanker.
UCAPAN TERIMAKASIH
Penulis sangat berterimakasih
kepada Bapak Prof. Dr. Adel Zamri, MS,
DEA dan Bapak Prof. Dr. Jasril, MS
yang telah bersedia meluangkan waktu,
tenaga dan pikiran dalam memberikan
bimbingan dan arahan kepada penulis
selama melakukan penelitian serta
kepada semua pihak yang telah
membantu dalam penyelesaian penelitian
ini.
JOM FMIPA Volume 2 No.1 Februari 2015
DAFTAR PUSTAKA
Anderson, J.E. Goetz, C.M., &
Mclaughlin, J.L. 1991. A blind
comparison of simple bench top
bioassay and human tumor cell
cytotoxicity
as
antitumor
prescreens. Pytochemical Analysis.
2(3): 107-111.
Britton, R.G., Horner-Glister, E.,
Pomenya, O.A., Smith, E.E.,
Denton, R., Jenkins, P.R., Steward,
W.P., Brown, K., Gescher, A., &
Sale, S. 2012. Synthesis and
biological evaluation of novel
flavonols as potential anti-prostate
cancer agent. European Journal of
Medicinal Chemistry. 54: 952-958.
Desmiarti, Z. 2012. Sintesis dan uji
toksisitas senyawa calkon turunan
4-metoksiasefenon.
Skripsi.
FMIPA UR, Pekanbaru.
Jadhav, S.B., Bagul, K.R., Bagul, P.R.,
& Gaikwad, K.V. 2008. Synthesis
of some novel flavonol derivatives
and it’s antimicrobial activity.
Oriental Journal of Chemistry.
24(2): 583-588.
Jayapal, M.R., Prasad, K.S., & Sreedhar,
N.Y.
2010.
Synthesis
and
characterization of 2,6-dihydroxy
substituted chalcones using PEG400 as a recyclable solvent. J.
Pharmaceutical Sciences and
Research. 2(8):450-458.
Kulkarni, P., Wagh, P., & Zubaidha, P.
2012. An improved and ecofriendly method for the synthesis
of flavanone by the cyclization of
244
2’-hydroxy
chalcone
using
methane sulphonic acid as catalyst.
Chemistry Journal. 2(3): 106-110.
Lonkar, S.M., Mokle, S.S., Vibhute,
A.Y., & Vibhute, Y.B. 2011.
Green approach for the synthesis
of some new α,β-unsaturated
ketimines under water suspension.
Orbital
Electronic
Journal
Chemistry. 3(4):197-203.
Meyer, B.N., Ferrigni, N.R., Putnam,
J.E., Jacosen, L.B., Nichols D.E.,
& McLaughin, J.L. 1982. Brine
shrimp: a convenient general
bioassay
for
active
plant
constituens. Journal of Medicinal
Plant Research Planta Medica. 45:
31-34.
Patil, V.J. 2012. Synthesis and in vitro
antiplaque activity of chalcone,
flavonol and flavanol derivatives.
International
Journal
Pharmaceutical Sciences and
Research. 3(12): 5006-5014.
Safavi, M., Esmati, N., Ardestani, S. K.,
Emami, S., Ajdari, S., Davoodi, J.,
Shafiee, B., & Foroumadi, A.
2012. Halogenated flavanones as
potensial
apoptosis-including
JOM FMIPA Volume 2 No.1 Februari 2015
agent: Synthesis and biological
activity evaluation. European
Journal of Medicinal Chemistry.
58:573-580.
Sarda, S.R., Bhusare, S.R., Dake, S.A.,
Jadhav, W.N., & Pawar, R.P.
2009. Solvent-free NaOH-Al2O3
supported synthesis of 1,3-diaryl2-propene-1-ones.
International
Journal of ChemTech Research.
1(2): 265-269.
Sharshira, E.M. & Hamada, N.M.M.
2011. Synthesis and in vitro
antimicrobial activity of some
pyrazolyl-1-carboxamide
derivatives. Molecules. 16: 77367745.
Sing, P., Negi, J.S., Pant, G.J.N., Rawat,
M.S.M. & Budakoti, A. 2009.
Synthesis and Characterization of a
novel 2-Pyrazoline. Molbank, 613:
1-4.
Tiwari, B., Pratapwar, A.S., Tapas, A.R.,
Butle, S.R., & Vatkar, B.S. 2010.
Synthesis
and
antimicrobial
activity
of
some
chalcone
derivatives. International Journal
of ChemTech Research. 2(1): 499503.
245