PENENTUAN STRUKTUR SENYAWA

JKK, Tahun 2017, Vol 6(2), halaman 78-82
ISSN 2303-1077
PENENTUAN STRUKTUR SENYAWA COUMARINOLIGNAN PADA FRAKSI
DIKLOROMETANA KULIT BATANG DURIAN KLAWING (Durio graveolens Becc.)
1
Yoga Pratama1*, Rudiyansyah1, Harlia1
Program Studi Kimia, Fakultas MIPA Universitas Tanjungpura, Jl. Prof. Dr. H. Hadari Nawawi,
*Email: [email protected].
ABSTRAK
Durian klawing (D. graveolens Becc.) merupakan tumbuhan durian yang menghasilkan daging
buah berwarna merah dan pada tiap ruasnya memiliki satu buah biji. Tumbuhan durian ini
merupakan salah satu tumbuhan endemik di Kalimantan. Tujuan penelitian adalah untuk
mengisolasi, memurnikan, dan menentukan struktur senyawa coumarinolignan dari fraksi DCM
kulit batang D. graveolens Becc. Isolat yang dihasilkan berbentuk kristal jarum bening sebanyak
14 mg. Penentuan struktur senyawa menggunakan NMR-H1, NMR-C13, COSY, HSQC, dan
HMBC. Data spektrum NMR-1H isolat YGP22
-21O (C 0.075; (CH3)2CO) (CD3OD, 500 MHz)
δ (ppm), HRMS-ESI-TOF m/z: 401.0510 [M+H]- (C20H19O9): 7,88 (1H, d, J = 9,55 Hz, H-3); 6,30
(1H, d, J = 9,5 Hz, H-4); 6,80 (1H, s, H-5); 6,60 (1H, d, J = 1,25 Hz, H-2’); 6,62 (1H, s, H-6’);
4,95 (1H, d, J= 8 Hz, H-7’); 4,14 (1H, t, J= 4,1 Hz, H-8’); 3,55 (1H, dd, J=12,65; 3,85 Hz, H-9’);
3,86 (1H, d, 3’-OMe); 3,84 (1H, s, 5’-OMe); 13C-NMR(CD3OD, 500 MHz) δ (ppm): 146,3(C3);
114,0(4); 101,9(C5); 109,554(C2’); 104,1(C6’); 78,2(C7’); 79,9(C8’); 61,7(C9); 56,8(3’-OMe);
56,6(5’OMe). Berdasarkan data dan kajian literatur isolat YGP22 adalah daphnecin.
Kata Kunci: coumarinolignan, D. graveolens Becc., daphnecin, durian
PENDAHULUAN
dilaporkan. Oleh karena itu, perlu dilakukan
penelitian kandungan metabolit sekunder
terhadap kulit batang D. graveolens dari
fraksi diklorometan (DCM). Hasil penelitian
ini
diharapkan
dapat
mengungkap
kandungan senyawa metabolit sekunder
khususnya turunan kumarin untuk dapat
menambah referensi baru mengenai
senyawa golongan fenol yang terdapat
pada durian.
Kalimantan merupakan pulau yang
memiliki hutan dengan keanekaragaman
tergolong tertinggi di dunia. Tumbuhan
durian (Durio) sangat subur tumbuh di
tanah Kalimantan, dan berdasarkan
literatur terdapat 19 spesies tumbuh di
Kalimantan dari 28 spesies yang telah
ditemukan (Uji, 2004; 2005).Tumbuhan
durian termasuk famili Malvaceae. Famili
Malvaceae terdiri dari 243 genus dan 4300
jenis. Sebagian besar tumbuhan famili
Malvaceae diketahui memiliki kandungan
senyawa golongan fenol (Hardiana R.,
2012).
Sejumlah penelitian terhadap spesies
durian yang telah dilakukan kandungan
fenolik antara lain, yaitu, D. kutejensis, D.
zibethinus, D. oxleyanus, dan D. affinis
Becc. Pada durian spesies D. kutejensis,
D. zibethinus, D. affinis Becc., dan D.
oxleyanus telah ditemukan senyawa
turunan kumarin seperti fraksidin dan
skopoletin (Rudiyansyah dkk, 2015; Saziati
O., 2010).
Penelitian tentang kandungan kimia
pada kulit batang D. graveolens khususnya
senyawa fenolik sampai sekarang belum
METODOLOGI PENELITIAN
Alat dan Bahan
Alat-alat yang digunakan diantaranya
alat gelas, alat evaporasi, peralatan
kromatografi, spektroskopi NMR BRUKER500 MHz dan MS Waters LCT Premier XE
HRMS ESI-TOF.
Bahan-bahan yang digunakan adalah
berbagai jenis pelarut organik, kulit batang
durian klawing (D. graveolens Becc.)
pereaksi uji fitokimia, reagen serium sulfat
5%, plat KLT silika gel 60 F254, silika gel 60
(60-70 mesh), silika gel 60 (230-400
mesh), silika gel 60 GF254.
78
JKK, Tahun 2017, Vol 6(2), halaman 78-82
ISSN 2303-1077
Prosedur Kerja
100%, dan MeOH 100%, sehingga
diperoleh 6 fraksi (YG1-YG6). Fraksi YG2
(0,83
g)
dengan
pola
pemisahan
kromatogram yang baik dan dipilih untuk
dilakukan pemurnian ke tahap KKG.
Fraksi YG2 (0,83 g) dilakukan
pemurnian menggunakan KKG dan dielusi
menggunakan kombinasi eluen bergradien
dari hasil analisis KLT yaitu DCM:EtOAc
(4:6); (3:7); (2:8); (1:9), EtOAc 100%, dan
MeOH 100%, sehingga diperoleh 44 fraksi
(YGP1-YGP44).
Fraksi
YGP22
menghasilkan 14 mg kristal jarum bening.
Uji kemurnian dilakukan dengan KLT satu
dimensi menggunakan kombinasi eluen
DCM:EtOAc (1:1), n-heksana:EtOAc (3:7),
DCM:MeOH (95:5), yang menunjukkan
kemurnian yang cukup tinggi.
Preparasi Sampel Kulit Batang Durian
Klawing
Sampel kulit batang durian klawing (D.
graveolens Becc.) dibersihkan dari jamur
dan lumut, dipotong-potong kemudian
dikeringkan dalam ruangan. Sampel yang
telah bersih kemudian diserbukkan di
Workshop of Wood Fakultas Pertanian
Universitas Tanjungpura Pontianak.
Maserasi dan Partisi
Sebanyak 3,7 kg serbuk kulit batang
durian klawing dimaserasi dengan metanol
yang telah didestilasi selama 3x24 jam
pada suhu kamar. Maserat kemudian
disaring, fitrat yang diperoleh diuapkan
pelarutnya menggunakan rotary evaporator
sehingga diperoleh 406,779 g (rendemen
10,99 %) maserat kental metanol.
Maserat
kental
metanol
dipartisi
berturut-turut dengan n-heksana dan
diklorometan, sehingga diperoleh fraksi nheksana, diklorometan dan metanol. Fraksi
diklorometan dipekatkan menggunakan
rotary evaporator diperoleh 6,53 g
(rendemen 1,60 %) fraksi diklorometan.
HASIL DAN PEMBAHASAN
Uji Isolasi Golongan Senyawa Isolat
YGP22
Uji fitokimia dilakukan pada fraksi DCM
dengan menggunakan uji FeCl3. Uji FeCl3
digunakan untuk menandakan positif
kandungan
senyawa
fenol
dengan
terbentuknya warna hijau kehitaman seperti
yang ditunjukkan pada GAMBAR 1.
Uji Fitokimia
Uji fitokimia dilakukan terhadap
masing-masing
fraksi
untuk
mengidentifikasi adanya senyawa golongan
fenolik. Tiap fraksi ditambahkan pereaksi
FeCl3 untuk identifikasi golongan senyawa
fenol dengan penandaan warna kuning
kehijauan.
Fraksinasi dan Pemurnian
Fraksi dikloroform (6,53 g) difraksinasi
dengan KCV tahap I. Sampel dielusi
dengan kombinasi pelarut bergradien nheksana 100%, n-heksana:EtOAc (9:1),
(8:2), (7:3), (6:4), (1:1), (4:6); (3:7), (2:8),
(1:9), EtOAc 100%, dan MeOH 100%.
Fraksi
gabungan
yang
didapatkan
sebanyak 11 fraksi (Y1-Y11). Fraksi Y10
(0,90 g) dengan pola pemisahan yang baik
dan massa yang besar dipilih untuk
dilakukan pemurnian pada KVC tahap II.
Fraksi Y10 (0,90 g) dielusi dengan eluen
DCM: EtOAc (7:3); (1:1); (3:7); (1:9); EtOAc
Gambar 1. Uji fenol dengan FeCl3
Karakterisasi Struktur Senyawa
Fraksi diklorometan dari hasil ekstraksi
kulit batang durian klawing (D. graveolens)
telah melalui tahap fraksinasi dan
pemurnian menggunakan serangkaian alat
kromatografi untuk mendapatkan isolat
YGP22 (GAMBAR 2). Struktur isolat YGP22
ditentukan melalui spektroskopi NMR-H,
dan NMR-C13, serta NMR 2 dimensi
HSQC, COSY, HMBC, dan MS.
79
JKK, Tahun 2017, Vol 6(2), halaman 78-82
ISSN 2303-1077
Tabel 1. Data Spektrum Isolat YGP22
Posisi
2
3
4
5
6
7
8
9
10
1’
2’
3’
4’
5’
6’
7’
8’
9’
3’-OMe
5’-OMe
δH (J, Hz)
6,30 (d, J= 9,5 Hz)
7,88 (d, J= 9,5 Hz)
6,80 (s)
6,60 (d, J=1,25 Hz)
6,62 (s)
4,95 (d, J= 8Hz)
4,14 (t, J= 4,1 Hz)
3,55 (dd,J=12,65; 3,85 Hz)
3,86 (s)
3,85 (s)
δC13
163,0
114,0
146,0
101,9
146,8
139,1
133,4
139,9
113,1
127,6
109,5
149,7
136,1
147,5
104,1
78,2
79,9
61,7
56,8
56,6
COSY
HMBC
H-4
H-3
C10, C2
C5, C9, C2
C9, C7, C4
C6’
H-8’
H-7’, H-9’
H-8’
C7’, C1’, C2’ C4’ C3’
C8’, C6’, C2’, C1’
C5’, C3’
TABEL 2. Perbandingan data δ spektrum NMR-1H dan NMR-13C dari senyawa Daphnecin
pelarut C5D5N dan isolat YGP22 pelarut CD3OD
Posisi
2
3
4
5
6
7
8
9
10
1’
2’
3’
4’
5’
6’
7’
8’
9’
3’-OMe
5’-OMe
Isolat YGP22
δH (mult., J, Hz)
δC
6,62 (s)
4,95 (d, J= 8)
4,14 (t, J= 4,1)
3,55 (dd,J=12,65; 3,85)
163,0
114,0
146,0
101,9
146,8
139,1
133,4
139,9
113,1
127,6
109,5
149,7
136,1
147,5
104,1
78,2
79,9
61,7
3,86 (s)
3,85 (s)
56,8
56,6
6,30 (d, J= 9,5)
7,88 (d, J= 9,5)
6,80 (s)
6,60 (d, J=1,25)
80
Daphnecin
δH (mult., J, Hz)
6,38 (d, J=9,5)
7,70 (d, J=9,5)
6,62 (s)
7,18 (s)
7,18 (s)
5,59 (d, J=7,9)
4,43 (m)
4.31 (dd, J=12.7; 7.5)
3.96 (dd, J=12.7; 3.5)
3,81 (s)
3,81 (s)
δC
160,5
113,3
144,5
101.5
145,5
136,8
131,4
144,3
113,7
126,6
106,4
147,9
138,5
147,9
106,4
77,9
80,1
60,8
56,5
56,5
JKK, Tahun 2017, Vol 6(2), halaman 78-82
ISSN 2303-1077
pada geseran δ 3,86; dan δ 3,84. Dua
gugus metoksi δ 3,86 (δ 56,8); dan δ 3,84
(δ 56,6) berikatan dengan karbon
kuarterner δ 149,7(C3’); 147,5(C5’). Sinyal
gugus metin berintegrasi 1H (δ 109,5(C2’);
dan 104,1(C6’)) menunjukan keberadaan
karbon yang terikat pada proton δ 6,62
(H6’); dan δ 6,60 (H2’). Satu gugus karbon
kuarterner δ 136,1(C4’) berikatan dengan
gugus hidroksil (OH) dan satunya lagi δ
127,6(C1’). Grup ini
membentuk 3’,5’dimetoksi-4’hidroksifenil dan terikat dengan
bagian propanoid (CH3-CH(-O-)-CH(-O-)-)
(unit C3).Berdasarkan TABEL 2 didapatkan
informasi bagian propanoid (CH3-CH(-O-)CH(-O-)-) melalui sinyal pada geseran δ
4,95(H7’) memiliki proton oxybenzil dan δ
4,14 (H8’) menunjukan adanya proton oxy
metin integrasi 1H (δ 78,2(C7’); dan
79,9(C8’)) bersama geseran δ 3,55 (H9’)
integrasi 2H (δ 61,7(C9’)) yang berikatan
dengan hidroksil (OH). Kerangka kumarin
(C6C3)
dan separuh lignan
(C6C3)
dihubungkan oleh cincin benzodioxan
sehingga
terbentuk
senyawa
coumarinolignan (Bong-Sik dkk, 2001).
Isolat YGP22 yang didapatkan berupa
padatan kristal jarum sebanyak 14 mg,
formula kimianya C20H18O9 menunjukan
puncak
pada
HRMS-ESI-TOF
m/z:
401.0510 [M+H]-. Pada NMR-C13 isolat
YGP22 memiliki 10 karbon kuarterner, 7
karbon metin, 2 metil, dan 1 metilen.
Spektrum H-NMR menggunakan pelarut
CD3OD menunjukan dua sinyal karakteristik
untuk struktur kumarin pada geseran kimia
δ 7,88(H4) dan δ 6,30(H3) (d, J= 9,5 Hz).
Kedua geseran kimia proton tersebut
menunjukan adanya sistem alkena yang
tersubtitusi pada cincin benzena.
Menurut Yeon dkk (2005), pada
geseran kimia sekitar δ 7,88(H4) dan δ
6,30(H3) dengan nilai kopling (J) 9,5 Hz
menunjukan inti kumarin. Terdapat sinyal
metin aromatik pada δ 6,80(H5); δ 6,62
(H6’); dan δ 6,60 (H2’). Sinyal pada geseran
δ 4,95(H7’) adalah untuk proton oxybenzil
dan δ 4,14 (H8’) menunjukan adanya proton
oxy metin (Yeon dkk, 2005). Kedua sinyal
tersebut dan geseran δ 3,55 (H9’) menurut
Bong-Sik dkk (2001) adalah bagian
propanoid (CH3-CH(-O-)-CH(-O-)-). Pada
spektrum ini juga terdapat dua gugus
metoksi (-OCH3) yang berada digeseran δ
3,86; dan δ 3,84.
Spektrum
C13-NMR
menunjukan
adanya lima sinyal untuk karbon metin (δ
146,3(C4);
114,0(C3);
109,5(C2’);
104,1(C6’); 101,9(C5)) dan sepuluh karbon
kuarterner (δ 163,0(C2); 149,7(C3’);
147,5(C5’);
146,8(C6);
139,9(C9);
139,1(C7);
136,1(C4’);
133,4(C8);
127,6(C1’); 113,1(C10)). Informasi lainnya
menunjukan adanya dua gugus CH-O (δ
78,2(C7’); 79,9(C8’)), sinyal gugus C-OH (δ
61,7(C9’)), dan dua gugus metoksi (δ
56,8(3’-OMe); 56,6(5’-OMe)) (Syah 2016).
Hasil dari H-NMR dan C-NMR
memberikan informasi sinyal gugus metin
masing-masing
berintegrasi
1H
(δ
146,3(C3); 114,0(C4); dan 101,9(C5))
menunjukan keberadaan karbon yang
terikat pada proton δ 7,88(H4); δ 6,30(H3);
dan δ 6,80(H5). Satu gugus karbon
kuarterner δ 146,8(C6) berikatan dengan
gugus hidroksil (OH), dan dua gugus karbon
kuarterner δ 133,4(C8); dan δ 139,9(C9)
berikatan dengan oksigen dari
proton
oxybenzil dan proton oxy metin.
Unit separuh lignan C6C3 ditunjukkan
melalui informasi pembentukan cincin
aromatik (unit C6) dari 2 gugus metoksi
HO
5
6
9
7
8
O
9'
8'
OH
2'
3'
H3CO
4'
3
2
O
O
O
7'
1'
4
10
6'
5'
OCH3
OH
Gambar 2. Struktur isolat YGP22
Senyawa daphnecin pertama kali
ditemukan oleh Rasool M.A dkk (2010) dari
spesies Daphne mucronate, ordo Malvales,
famili Thymelaeaceae. Hasil geseran kimia
pada TABEL 2 menunjukan banyak
kemiripan. Perbedaan yang dihasilkan
karena penggunaan pelarut berbeda.
Daphnecin
yang
telah
ditemukan
menggunakan pelarut C5D5N sedangkan
isolat YGP22 yang ditemukan pada
penelitian ini menggunakan pelarut CD3OD.
Hasil
perbandingan
menunjukan
banyak kesamaan. Pada NMR-C13 senyawa
isolat YGP22 dan dephnecin sama-sama
memiliki 10 karbon kuarterner, 7 karbon
81
JKK, Tahun 2017, Vol 6(2), halaman 78-82
ISSN 2303-1077
metin, 2 metoksi, dan 1 metilen. Hasil
HMBC (TABEL 1) menunjukan adanya
bagian propanoid CH(O)CH(O)CH2OH dan
kerangka kumarin pada sinyal proton δ 4,95
yang berkorelasi dengan δ 79,9(C8’), δ
104,1(C6’), dan δ 109,5(C2’), sehingga
diketahui urutan 3 karbon pembentuk
struktur
3’,5’-dimetoksi-4’hidroksifenil.
Spektrum COSY menunjukan adanya
hubungan proton δ 4,14 dengan proton δ
4,95, dan δ 3,55 membentuk propanoid
(CH3-CH(-O-)-CH(-O-)-). Korelasi pada
HMBC dan COSY dapat dilihat pada
GAMBAR 3. Pada posisi C7’ dan C8’
menunjukan konstanta kopling J= 8 Hz
yang menandakan stereokimia trans. Nilai
putaran optik
isolat YGP22
-21O (C
0.075; (CH3)2CO) sedangkan daphnecin
+ 2 (C 0.3 ; (CH3OH)).
H
H
HO
H
174 (2012), ISSN 0215-9945,
UNNES
Bong-Sik Yun, In-Kyoung Lee, In-Ja Ryoo
dan
Ick-Dong
Yoo,
2001,
Coumarins
with
Monoamine
Oxidase Inhibitory Activity and
Antioxidative
Coumarino-lignans
from Hibiscus syriacus. J Nat Prod
64: 1238
Hardiana R., 2012, Aktivitas Antioksidan
Senyawa Golongan Fenol dari
Beberapa Jenis Tumbuhan Famili
Malvaceae,
Jurnal
Kimia
Khatulistiwa, Vol 1 No 1 hal 8-13
Rasool M.A., Khan R., Malik A., Bibi N., dan
Kazmi S.U., 2010
Structural
Determination of Daphnecin, a
New
Coumarinolignan
from
Daphne macronata, Journal of
Asian Natural Product Research,
Vol 12 No 4 hal 324-327
Rudiyansyah; Panthong, K.. dan Garson,
M.J.,
2015,
Chemistry
and
Pharmacognosy of the Genus
Durio,
Natural
Product
Communications Vol. 10 (11)
Saziati, O., 2010, Penentuan Struktur
Senyawa Kumarin dari Fraksi
Kloroform Kulit Batang Durian
Burung (Durio affinis Becc.),
Universitas Tanjungpura, Fakultas
Matematika dan Ilmu Pengetahuan
Alam, Pontianak, (Skripsi).
Syah Y. M., 2016, Dasar-dasar Penentuan
Struktur Molekul Berdasarkan
Data Spektrum 1H & 13C NMR,
Perpustakaan Nasional RI. Data
Katalog dalam Terbitan
Uji, T., 2004, Keanekaragaman Jenis,
Plasma Nutfah dan Potensi Buahbuahan Asli Kalimantan, Herbarium
Bogoriense, Bidang Botani, Pusat
Penelitian Biologi- LIPI, Bio Smart,
6: 117-125.
Uji, T., 2005, Keanekaragaman Jenis dan
Sumber Plasma Nutfah Durian
(Durio spp.) di Indonesia, Buletin
Plasma Nutfah, 11: 28-33.
Yeon, K.S., Ming, H.L., dan Yong, N.H.,
2005, A New Antisepsychotic
Effective Neolignan from Firmiana
Simplex, Arch Pharm Res Vol 28,
No 1, 34-38
H
O
O
O
O
H
H
OH
H
H
COSY
HMBC
H3CO
OCH3
OH
Gambar 3. Korelasi 1H-1H COSY dan
HMBC
untuk
senyawa
daphnecin
SIMPULAN
Hasil dari penelitian ini didapatkan
senyawa daphnecin berbentuk kristal jarum
bening sebanyak 14 mg dari fraksi DCM
durian klawing (D. graveolens Becc).
Penemuan senyawa daphnecin pertama
kali dilaporkan pada genus Durio, sehingga
membuka
pengetahuan
keberadaan
senyawa coumarinolignan pada genus
Durio.
DAFTAR PUSTAKA
Arum, Y. P., Supartono, Sudarmin, 2012,
Isolasi dan Uji Daya Antimikroba
Ekstrak Daun Kersen (Muntingia
Calabura), Jurnal MIPA 35 (2):16582