SENYAWA 7-hidroksi-6-metoksi kumarin DARI - Digilib

DAFTAR ISI
Prosiding Seminar Nasional Sains dan Teknologi Nuklir
PTNBR – BATAN Bandung, 4 Juli 2013
Tema: Pemanfaatan Sains dan Teknologi Nuklir serta
Peranan MIPA di Bidang Kesehatan, Lingkungan dan
Industri untuk Pembangunan Berkelanjutan
SENYAWA 7-hidroksi-6-metoksi kumarin
DARI KULIT BATANG Chisocheton macrophyllus (MELIACEAE)
Lisa Fahmiati Muflihah1, Nurlelasari1, Desi Harneti P. Huspa1, Unang Supratman1
1
Kimia, Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam, Universitas Padjadjaran, Jl. Raya SumedangBandung KM 21 Jatinangor, Sumedang, 45363, [email protected]
ABSTRAK
SENYAWA 7-hidroksi-6-metoksi kumarin DARI KULIT BATANG Chisocheton macrophyllus
(MELIACEE). Chisocheton macrophyllus (Meliaceae) yang disebut juga ma-aa, bekak, atau pasak
lingga, merupakan salah satu spesies tumbuhan endemik Indonesia. Beberapa spesies dari genus yang
sama telah diketahui mengandung banyak senyawa golongan terpenoid, turunan triterpenoid, limonoid,
steroid, dan sedikit senyawa dari golongan fenolik. Dalam penelitian yang berkelanjutan untuk mencari
kandungan metabolit sekunder dari genus Chisocheton, telah dilakukan kajian fitokimia senyawa
fenolik terhadap tumbuhan C. macrophyllus. Kulit batang C. macrophyllus diekstraksi dengan teknik
maserasi menggunakan pelarut n-heksana, etil asetat dan metanol, berturut-turut. Ekstrak etil asetat
dipisahkan senyawanya menggunakan beberapa teknik kromatografi sehingga dihasilkan isolat berupa
senyawa fenil propanoid. Penentuan struktur isolat ditetapkan berdasarkan data-data spektroskopi
meliputi UV, IR, MS, NMR 1D, NMR 2D serta perbandingan data-data spektra yang diperoleh dari
penelitian terdahulu sehingga dihasilkan suatu senyawa kelompok fenil propanoid, 7-hidroksi-6-metoksi
kumarin. Penemuan senyawa tersebut dari C. macrophyllus dilaporkan untuk pertama kalinya dalam
penelitian ini.
Kata kunci: Meliaceae, Chisocheton macrophyllus, fenil propanoid, kumarin, skopoletin
ABSTRACT
7-hydroxy-6-methoxy coumarin COMPOUND FROM THE BARK OF Chisocheton
macrophyllus (MELIACEAE). Chisocheton macrophyllus (Meliaceae), which is also called ma-aa,
bekak, or pasak lingga, is one of endemic plant species in Indonesia. Some species of the same genus
have known contains many terpenoid group compounds, limonoid, steroid, and a few of phenolics group
compounds. In the ongoing research to find the content of secondary metabolites from Chisocheton
genus, it has been conducted study about phytochemical of phenolics compound from C. macrophyllus
plant. The Bark of C. macrophyllus extracted using maceration technique by n-hexane, ethyl acetate and
methanol, stepwise. The compound in ethyl acetate extract were separated using several
chromatographic techniques and it has been isolated the phenyl propanoid compound, the determination
of the structure determined by spectroscopic data covering UV, IR, MS, 1D NMR, 2D NMR data and
comparison of spectra obtained from previous studies to produce a compound as phenyl propanoid
group, 7-hydroxy-6 -methoxy coumarin. The discovery of these compounds from C. macrophyllus
reported for the first time in this study.
Key words: Meliaceae, Chisocheton macrophyllus, phenil propanoid, coumarin, scopoletin.
135
Prosiding Seminar Nasional Sains dan Teknologi Nuklir
PTNBR – BATAN Bandung, 4 Juli 2013
Tema: Pemanfaatan Sains dan Teknologi Nuklir serta
Peranan MIPA di Bidang Kesehatan, Lingkungan dan
Industri untuk Pembangunan Berkelanjutan
1. PENDAHULUAN
3. TATAKERJA (BAHAN DAN METODE)
Meliaceae atau disebut juga keluarga
mahoni, merupakan
keluarga
tumbuhan
berbunga, terdiri dari ± 550 spesies yang
terdistribusi pada 50 genus [1]. Tumbuhan
keluarga Meliaceae yang tumbuh subur di
daerah tropis ini merupakan salah satu kekayaan
tumbuhan Indonesia. Beberapa senyawa aktif
yang telah diisolasi dari tumbuhan keluarga
Meliaceae, diantaranya ialah azadirachtin
(Azadirachta indica) bersifat insektisida alami
dan sudah dipasarkan sebagai insektisida botani
di Amerika Serikat dan India. Akar Lansium
domesticum varduku mengandung triterpenoid
lansiolida yang memiliki aktivitas antimalaria
baik secara in vitro maupun secara in vivo. A.
indica dan Cedrela odorata mengandung
limonoid gedunin yang memiliki aktivitas
antimalaria tiga kali lebih kuat dari klorokuinin
tetapi dua puluh kali lebih lemah dari kuinin [2].
3.1. Alat
Alat yang digunakan dalam penelitian ini
adalah rotary evaporator R-200 Buchi dengan
pompa vakum Vac V-500 Buchi dan penangas
air B-490 Buchi, lampu UV Vilbert Luomart (λ
254 nm dan λ 365 nm), mesin grinding,
SSpektrofotometer ultraviolet (UV) 8452A
Diode Array, FTIR Shimadzu 8400 dengan
lempeng KBr. Spektrometer Nuclear Magnetic
Resonance (NMR) JEOL tipe ECA 500 dengan
medan magnet 500 MHz. Spektrometer massa
resolusi tinggi Time of Flight Mass Spectroscopy
(HRTOF MS) Waters.
3.2. Bahan
Bahan tumbuhan yang digunakan dalam
penelitian ini adalah bagian kulit batang C.
macrophyllus yang diperoleh dari Kebun Raya
Bogor Jawa Barat pada September 2011. Pelarut
yang digunakan dalam proses pemisahan ialah
n-heksana, etil asetat, metanol, dan kloroform.
2. TEORI
Chisocheton adalah salah satu genus dari
keluarga Meliaceae. Kandungan senyawa pada
genus Chisocheton telah banyak dilaporkan
memiliki aktivitas yang sangat bermanfaat baik
dalam bidang kesehatan maupun pertanian,
diantaranya
ialah
sebagai
antimalaria,
antimikobakteri, sitotoksik [3-4], antiplasmodial
[5], dan antiinflamasi [6]. Potensi ditemukannya
senyawa baru dari tanaman yang termasuk
dalam genus ini sangat besar, seperti senyawa
malayanin A dan malayanin B yang diisolasi
dari C. erytrocarpus Hiern pada tahun 2012 [7].
Inada et al., [8] melaporkan bahwa dari
daun Chisocheton macrophyllus (Meliaceae)
mengandung 3 triterpenoid yang memiliki
aktivitas antitumor yaitu 24-hidroksidamara20,25-dien-3-on, asam moronat dan asam
betulonat. Dalam penelitian yang berkelanjutan
terhadap tanaman ini, telah dilaporkan terdapat
senyawa damaradienon, [9] dan stigmastan baru,
7-Metoksi-3β sitosterol, [10] dari kulit batang
tanaman fraksi n-heksana. Selain itu terdapat
pula senyawa 7-hidroksi-6-metoksi kumarin
(skopoletin) yang diisolasi dari kulit batang
tanaman tersebut fraksi etil asetat. Makalah ini
mendekskripsikan elusidasi struktur dari
skopoletin.
3.3. Metode Penelitian
Kulit batang tanaman C. macrophyllus
dideterminasi, dikumpulkan, dikeringkan dan
dihaluskan menggunakan mesin grinding.
Serbuk halus kulit batang C. macrophyllus (3,1
kg) diekstraksi menggunakan teknik maserasi
(ekstraksi padat-cair) dengan pelarut n-heksana,
etil asetat, dan metanol pada suhu ruangan.
Ekstrak etil asetat dipekatkan dengan rotary
evaporator sehingga didapatkan ektrak seberat
53,53 g yang selanjutnya dipisahkan kandungan
senyawa kimianya dengan teknik kromatografi
cair vakum dengan fase diam silika gel dan fase
gerak campuran pelarut berupa n-heksana, etil
asetat, metanol; 10%,
secara bergradien
sehingga diperoleh 9 fraksi (fraksi A- fraksi I).
Diantara fraksi A-I, fraksi D yang dipilih untuk
selanjutnya dipisahkan kandungan kimianya
dengan teknik kromatografi cair vakum
sehingga diperoleh 9 fraksi (fraksi D1 - fraksi
D9). Fraksi D5 dan D6 selanjutnya dipisahkan
dengan teknik kromatografi kolom dengan fase
diam silika gel G60 (70-230 mesh) dan fase
geraknya berupa perbandingan pelarut tetap
kloroform:metanol
(9,75:0,25)
sehingga
dihasilkan isolat D5-6 yang selanjutnya
136
Prosiding Seminar Nasional Sains dan Teknologi Nuklir
PTNBR – BATAN Bandung, 4 Juli 2013
Tema: Pemanfaatan Sains dan Teknologi Nuklir serta
Peranan MIPA di Bidang Kesehatan, Lingkungan dan
Industri untuk Pembangunan Berkelanjutan
dikristalisasi pada suhu ruangan sehingga
dihasilkan padatan yang dimurnikan dengan
teknik pencucian padatan menggunakan pelarut
n-heksana sehingga dihasilkan isolat murni
seberat 31 mg. Seluruh tahapan pemisahan
dipantau dengan kromatografi lapis tipis di
bawah sinar UV pada panjang gelombang 254
nm dan 365 nm. Isolat murni D5-6 tersebut
dielusiasi
strukturnya
dengan
metode
spektroskopi UV, IR, NMR 1D, NMR 2D dan
MS.
Adanya cincin lakton direpresentasikan oleh
proton olifenik pada δH 6,14 ppm dan proton
olifenik yang kurang terperisai pada δH 7,58
ppm, kedua proton ini menunjukkan sinyal
doublet (J= 9,75 Hz).
Pada spektrum 13C-NMR dapat diamati
adanya 10 sinyal karbon. Enam karbon aromatik
teramati pada δC 103,3 (C-8); 108,1 (C-5); 111,2
(C-10); 145,4 (C-6); 151,0 (C-7) dan 150,0 ppm
(C-9), dua karbon olifenik teramati pada δC
112,2 (C-4) dan 144,3 ppm (C-3), sedangkan
satu karbonil ester taramati dengan jelas pada δC
162,7 ppm (C-2) (Gambar 1). Karbon sp3 pada
senyawa ini teramati pada δC 56,28 ppm yang
memperkuat keberaaan gugus metoksi pada
senyawa ini.
4. HASIL DAN PEMBAHASAN
Skopoletin diisolasi sebagai padatan amorf
berwarna kuning tua (jingga). Hasil pengukuran
massa molekul relatif padatan tersebut
menggunakan High Resolution Time Of Flight
Mass Spectroscopy (HRTOFMS) menunjukkan
puncak [M+H]+ pada m/z 193,0448 sesuai
dengan rumus molekul C10H8O4.
Spektra UV dalam pelarut metanol
menunjukkan adanya lima puncak pada panjang
gelombang 345, 295, 253, 226 dan 204 nm.
Spektra dalam pereaksi penggeser yaitu
campuran dari metanol dan natrium hidroksida
(MeOH + NaOH) menunjukkan pergeseran
batokromik pada pita 1 (345 nm) ke 391 nm,
pita 3 (253 nm) ke 274 nm, dan pita 5 (204 nm)
ke 212 nm. Pergeseran batokromik ini
menunjukkan adanya gugus -OH bebas yang
dapat memperpanjang konjugasi pada sejumlah
ikatan rangkap.
Adsorpsi IR menunjukkan adanya gugus
hidroksil (-OH) terlihat pada bilangan
gelombang 3425,58 cm-1, adanya regang C-O
ester dan C=O ester lakton beranggota 6
masing-masing pada daerah 1292,31 cm-1 dan
1707,00 cm-1 mengindikasi adanya ester siklik
(lakton) beranggota 6. Selain itu terdapat pula
regang C=C aromatik pada daerah 1566,20 cm-1
juga lentur C-H ke luar bidang dari suatu cincin
aromatik pada daerah 1141 cm-1 dan adanya pita
kombinasi lemah dan overton mengindikasi kuat
bahwa struktur isolat mengandung cincin
aromatik yang tersubstitusi.
Spektrum H-NMR menunjukkan adanya
karakteristik proton metoksi dan hidroksil
masing-masing pada δH 3,84 ppm singlet dan δH
4,83 ppm broad singlet, proton aromatik
ditunjukkan pada δH 6,78 ppm dan 6,79 ppm.
8
HO
9
O
7
H3CO
6
O
2
3
5
4
Gambar 1. Penomoran skopoletin
Gambar 2 menunjukkan korelasi NMR 2D..
Korelasi
heteronuclear
Multiple
Bond
Correlation (HMBC) menunjukkan bahwa
terdapat korelasi antara suatu proton pada δH
7,58 ppm terhadap karbon pada δC 108,1 ppm
dengan jarak 4J (penjodohan jarak jauh), δC
150,0 ppm dengan jarak 3J, δC 162,7 ppm
dengan jarak 2J. Selanjutnya terdapat pula
korelasi antara δH 6,14 ppm terhadap δC 162,7
ppm dengan jarak 3J dan δC 111,2 ppm dengan
jarak 2J. Selanjutnya ialah proton pada δH 6,79
ppm terhadap δC 111,2 ppm dengan jarak 5J dan
δC 151,0 ppm dengan jarak 3J. Terdapat pula
korelasi antara proton pada δH 6,78 ppm
terhadap δC 150,0 ppm dengan jarak 2J. Dan
yang terakhir ialah korelasi antara proton
metoksi pada δH 3,84 ppm terhadap δC 145,4
ppm dengan jarak 2J. Sesuai dengan adanya
korelasi antara proton dan karbon tersebut,
membuktikan bahwa posisi gugus metoksi
terikat pada karbon dengan δC 145,4 ppm.
Sedangkan gugus hidroksil terikat pada karbon
dengan δc 151,0 ppm.
Dari korelasi H-H COSY (jelaskan apa ini?)
dapat diketahui bahwa proton H-3 pada δH 6,14
ppm berkorelasi dengan proton H-4 pada δH
7,58 ppm.
137
Prosiding Seminar Nasional Sains dan Teknologi Nuklir
PTNBR – BATAN Bandung, 4 Juli 2013
Tema: Pemanfaatan Sains dan Teknologi Nuklir serta
Peranan MIPA di Bidang Kesehatan, Lingkungan dan
Industri untuk Pembangunan Berkelanjutan
Tabel 1. Hasil spektroskopi NMR 1D dan 2D
dari LIPI Serpong untuk pengukuran NMR,
Laboratorium Kimia Bahan Alam ITB untuk
pengukuran UV dan MS.
Posi
si
C
1H-NMR
δH(ppm),
(H,mult,Hz)
13 CNMR
δC(ppm)
2
-
3
4
5
6
7
8
9
10
OC
H3
1H-
162,7
HMB
C
(HC
)
-
1
H
COS
Y
-
7,58 (1H, d,
9,75)
6,14 (1H, d,
9,75)
6,79 (1H, s )
6,78 (1H, s)
-
144,3
5,9,2
H-4
112,2
2,10
H-3
108,1
145,4
151,0
103,3
150,0
10,7
9
-
-
3,84 (1H,s)
111,2
56,3
6
-
7. DAFTAR PUSTAKA
1.
2.
3.
4.
HO
O
H3CO
O
H
H
HMBC
H
1
H-1H COSY
5.
Gambar 2. Hasil analisis NMR 2D
5.
KESIMPULAN
Berdasarkan hasil interpretasi spektrum UV,
IR, MS, 1H-NMR, 13C-NMR, DEPT, HMQC,
HMBC, H-H COSY dan data-data pembanding,
isolat berupa padatan amorf berwarna kuning
pucat sebanyak 31 mg yang diisolasi dari 3,1 kg
serbuk kulit batang C. macrophyllus ditetapkan
sebagai senyawa fenil propanoid yaitu 7hidroksi-6-metoksi kumarin (skopoletin) dengan
rumus molekul C10H8O4 dan struktur molekul
sebagai berikut :
HO
O
6.
7.
O
H3CO
8.
Gambar 3. Struktur skopoletin
6. UCAPAN TERIMAKASIH
Terimakasih kami ucapkan kepada LPPM
UNPAD untuk Dana Hibah Penelitian Andalan,
Dr. Ahmad Darmawan dan Sofa Fajriah, M.Si
138
LIM, C.S., Master Science Thesis,
Department of Chemistry, University
Malaya, Malaysia (2008).
JAIN, D. C. and TRIPATHI, A. K.,
Potential of natural products as insect
antifeedants, Phytother 7, (1993) 327-334.
LAPHOOKHIEO, S., SYERS, J.K.,
KIATTANSAKUL, MANEERAT, W.,
KOYSOMBOON,
S.,
and
CHANTRAPROMMA, K., Antimalaria,
Antimicobacterial and Cytotocsic limonoid
from
Chisocheton
siamensis.
Phytomedicine 15, (2008) 1130-1135.
AWANG, K., Lim, C.S. Mohamad K.,
Morita, H., Hirasawa, Y., Takeya, K.,
Thoison, O., and HADI, A.H.A.,
Erythrocarpines A-E, new cytotoxic
limonoids from Chisocheton erytrocarpus,
Bioorg. Med. Chem, 15, (2007) 5997-6002.
MORITA,
H.,
MOHAMAD,
K.,
YUSUKE, H., LITAUDON, M., AWANG,
K., HADI, H.A., TAKEYA, K., WIWIED,
E., WIDYAWARUYANTI, A., and ZAINI,
C.N., Ceramicines B-D new antilasmodial
limonoid from Chisocheton ceramicus,
Bioorganic & Medicinal Chemistry 17,
(2008) 727-730.
KONG, L.Y., MING, H.Y., WANG, J.S.,
LUO, J.G., and WANG, X.B., Chisopanins
A-K, 11 new protolimonoids from
Chisocheton paniculatus and their antiinflammatory activities, Bioorganic and
Madicinal Chemistry 19, (2011) 1409-1417.
AWANG, K,. LIM, C.S., MARTIN,
T.M., MOKHTAR, M.R., CHAN, G.,
LITAUDON, M., GUERITTE, F., and
MOHAMAD, K., Malayanines A and B,
two
limonoids
from
Chisocheton
erythrocarpus Hiern. Tetrahedron Letter.
53. (2012) 5355-5359.
INADA,
A.,
SUKEMAWA,
M.,
MURATA,
H.,
NAKANISHI,
T.,
TOKUDA,
H.,
NISHINO,
H.,
IWASHIMA, A., DARNAEDI, D., and
MURATA, J., Phytochemical studies on
Maleaceous Plant. Part VIII. Structures and
Inhibitory Effects on Epstein-Barr Virus
Activation of Triterpenoids from Leaves of
Chisocheton macrophyllus King. Chem.
Pharm. Bull. 41, (1993) 617–619.
Prosiding Seminar Nasional Sains dan Teknologi Nuklir
PTNBR – BATAN Bandung, 4 Juli 2013
Tema: Pemanfaatan Sains dan Teknologi Nuklir serta
Peranan MIPA di Bidang Kesehatan, Lingkungan dan
Industri untuk Pembangunan Berkelanjutan
9.
10. MAULIDDIAN, S., Skripsi Sarjana,
Jurusan Kimia, Universitas Padjadjaran,
Indonesia (2012).
FERDIANA, A. N., Skripsi Sarjana,
Jurusan Kimia, Universitas Padjadjaran,
Indonesia (2012).
DISKUSI
Tati Herlina
Bagaimana aktivitas hasil isolasi?
Lisa Fahmiati Muflihah:
Uji aktivitas belum dilakukan
139