1 SINTESIS FLAVON DARI FENOL DAN BENZOIL KLORIDA LIA ANGGRAINI DEPARTEMEN KIMIA FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM INSTITUT PERTANIAN BOGOR BOGOR 2012
Welcome message from author
This document is posted to help you gain knowledge. Please leave a comment to let me know what you think about it! Share it to your friends and learn new things together.
Transcript
1
SINTESIS FLAVON DARI FENOL DAN BENZOIL KLORIDA
LIA ANGGRAINI
DEPARTEMEN KIMIA
FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM
INSTITUT PERTANIAN BOGOR
BOGOR
2012
2
SINTESIS FLAVON DARI FENOL DAN BENZOIL KLORIDA
LIA ANGGRAINI
Skripsi
sebagai salah satu syarat memperoleh gelar
Sarjana Sains pada
Departemen Kimia
DEPARTEMEN KIMIA
FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM
INSTITUT PERTANIAN BOGOR
BOGOR
2012
i
ABSTRAK
LIA ANGGRAINI. Sintesis Flavon dari Fenol dan Benzoil Klorida. Dibimbing
oleh BUDI ARIFIN dan SUMINAR S ACHMADI.
Flavon merupakan golongan flavonoid yang banyak ditemukan dalam
tumbuhan serta memiliki banyak aktivitas farmakologi. Salah satu rute sintesis
flavon yang digunakan secara luas ialah siklisasi oksidatif berkataliskan-asam β-
diketon yang diperoleh dengan penataan ulang Baker-Venkataraman (BV). Dalam
penelitian ini, flavon taktersubstitusi telah disintesis melalui 5-tahap dari fenol
dengan rendemen 22% dan berhasil meningkatkan rendemen dari penelitian
sebelumnya pada tahap penataan-ulang Fries fenil asetat dan benzoilasi o-HAP.
Fenol diasetilasi menghasilkan 93% fenil asetat. Penataan-ulang Fries
berkataliskan-AlCl3 dengan waktu reaksi 1.5 jam dan suhu 120 °C mengubah fenil
asetat menjadi o-hidroksiasetofenon (o-HAP) dengan rendemen 40%. Katalis
AlCl3 memberikan produk o-HAP dengan rendemen lebih tinggi dan dapat-ulang
daripada katalis BF3·Et2O dan ZnCl2. Benzoilasi o-HAP diikuti dengan penataan-
ulang BV produk ester dengan KOH dalam piridina kering menghasilkan β-
diketon 1-(2-hidroksifenil)-3-fenilpropana-1,3-dion. Rendemen ester dan β-
diketon berturut-turut 71% dan 85%. Akhirnya, siklisasi oksidatif β-diketon
dengan katalis asam sulfat menghasilkan 99% flavon. Produk flavon ini telah
dicirikan secara spektroskopi dan juga dari titik lelehnya.
ABSTRACT
LIA ANGGRAINI. Flavone Synthesis from Phenol and Benzoyl Chloride.
Supervised by BUDI ARIFIN and SUMINAR S ACHMADI.
Flavone is a class of flavonoid, commonly found in plants with wide
bioactivity spectrum. A widely used flavone synthesis route is through acid-
catalyzed oxidative cyclization of β-diketone. In this study, unsubstituted flavone
had been synthesized via 5-step from phenol, with 22% yield and successfully
increased the yield of previous study on Fries rearrangement of phenyl acetate and
benzoylation of o-HAP steps. Phenol was acetylated resulting 93% phenyl acetate.
AlCl3-catalyzed Fries rearrangement in 1.5 hour and at 120 °C converted phenyl
acetate into o-hydroxyacetophenone (o-HAP) with 40% yield. AlCl3 as catalyst
produced o-HAP with higher and reproducible yield compared with BF3·Et2O and
ZnCl2. Benzoylation of o-HAP followed by Baker-Venkataraman rearrangement
of the ester product using KOH in dried pyridine produced β-diketone 1-(2-
hydroxyphenyl)-3-phenylpropane-1,3-dione. The yield of ester and β-diketone
were 71% and 85%, respectively. Finally, oxidative cyclization of β-diketone with
sulphuric acid as catalyst produced 99% of flavone. The flavone product had been
characterized spectroscopically and its melting point as well.
ii
SINTESIS FLAVON DARI FENOL DAN BENZOIL KLORIDA
LIA ANGGRAINI
Skripsi
sebagai salah satu syarat memperoleh gelar
Sarjana Sains pada
Departemen Kimia
DEPARTEMEN KIMIA
FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM
INSTITUT PERTANIAN BOGOR
BOGOR
2012
iii
Judul Skripsi : Sintesis Flavon dari Fenol dan Benzoil Klorida
Nama : Lia Anggraini
NIM : G44096031
Disetujui,
Pembimbing I
Budi Arifin, SSi, MSi
NIP 19830109 200604 1 004
Pembimbing II
Prof Dr Ir Suminar S Achmadi
NIP 19480427 197412 2 001
Diketahui,
Ketua Departemen Kimia
Prof Dr Ir Tun Tedja Irawadi, MS
NIP 19501227 197603 2 002
Tanggal Lulus:
iv
PRAKATA
Segala puji dan syukur ke hadirat Allah SWT atas rahmat dan hidayah-Nya,
penulis dapat menyusun dan menyelesaikan karya tulis ini. Karya tulis ini disusun
berdasarkan kegiatan penelitian dengan judul Sintesis Flavon dari Fenol dan
Benzoil Klorida yang dilaksanakan pada bulan Mei 2011 sampai dengan Mei
2012 di Laboratorium Kimia Organik, Departemen FMIPA IPB, Bogor.
Karya tulis ini merupakan wujud penghargaan untuk orang tua dan keluarga
yang telah memberikan motivasi, doa, serta kasih sayang selama menempuh studi,
penelitian, dan penulisan karya tulis ini. Penulis juga memberikan apresiasi
kepada Budi Arifin, SSi, MSi dan Prof Dr Ir Suminar S Achmadi selaku
pembimbing yang telah banyak memberikan arahan serta masukan atas segala
permasalahan dalam melaksanakan penelitian ini.
Penulis berterima kasih kepada teman-teman dan para staf di laboratorium
penelitian kimia organik (Dwi Artha Solovky, Indra Sugiarto, Wahyu Hendana,
Livia Elsa, Bapak Sabur, dan Ibu Yenni) atas kerja sama, kebersamaan, masukan,
dan semangatnya. Tidak lupa pula, kepada teman-teman Program S1
Penyelenggaraan Khusus Departemen Kimia angkatan 3, atas kebersamaan
selama menempuh studi dan menyelesaikan karya tulis ini memberikan banyak
pengaruh positif. Semoga karya tulis ini dapat bermanfaat bagi ilmu pengetahuan.
Bogor, Juli 2012
Lia Anggraini
v
RIWAYAT HIDUP
Penulis dilahirkan di Bogor pada tanggal 17 Desember 1988, merupakan
anak ketiga dari empat bersaudara dari pasangan Tatang Kaswara dan Ida Sri
Sulastri.
Penulis menyelesaikan pendidikan di SMA Negeri 7 Bekasi pada tahun
2006 dan kemudian diterima di Institut Pertanian Bogor (IPB) pada Program
Diploma Program Keahlian Analisis Kimia melalui jalur ujian mandiri. Pada
bulan Maret–Mei 2009, penulis berkesempatan melaksanakan praktik kerja
lapangan (PKL) di Balai Besar Penelitian dan Pengembangan Pascapanen
Pertanian dengan judul Laju Respirasi dan Sifat Fisiko-kimia Buah Manggis
(Garcinia mangostana) dengan Pelapisan Lilin Lebah dan Asam Giberelat. Tahun
2009 penulis diterima di IPB pada Program S1 Penyelenggaraan Khusus
Departemen Kimia.
vi
DAFTAR ISI
Halaman
DAFTAR TABEL ................................................................................................. vii
DAFTAR GAMBAR ............................................................................................ vii
DAFTAR LAMPIRAN ......................................................................................... vii
PENDAHULUAN ...................................................................................................1
BAHAN DAN METODE Bahan dan Alat ...............................................................................................2 Langkah Kerja ................................................................................................2 Sintesis Fenil Asetat .......................................................................................2 Sintesis o-Hidroksiasetofenon ........................................................................2 Sintesis o-Benzoiloksiasetofenon ...................................................................4 Sintesis β-Diketon...........................................................................................4 Sintesis Flavon ................................................................................................4
HASIL Senyawa o-HAP .............................................................................................4 Senyawa o-BAP ..............................................................................................5 Senyawa β-Diketon .........................................................................................5 Senyawa Flavon ..............................................................................................6
PEMBAHASAN Sintesis o-HAP ...............................................................................................6 Sintesis o-BAP ................................................................................................8 Sintesis β-Diketon dan Flavon ........................................................................9
SIMPULAN ...........................................................................................................11
DAFTAR PUSTAKA ............................................................................................11
LAMPIRAN ...........................................................................................................13
vi
vii
DAFTAR TABEL
Halaman
1 Hasil sintesis o-HAP dan p-HAP dengan ragam kondisi reaksi ........................5
2 Hasil sintesis o-BAP dari o-HAP .......................................................................5
3 Hasil sintesis β-diketon dari o-BAP ...................................................................6
4 Hasil sintesis flavon dari β-diketon ....................................................................6
5 Posisi sinyal-sinyal NMR flavon .......................................................................6
DAFTAR GAMBAR
Halaman
1 Retrosintesis flavon sederhana ...........................................................................1
2 Kromatogram lapis tipis fenil asetat, standar o-HAP, dan sampel o-HAP ........4
3 Penambahan FeCl3 1% ke o-HAP dan fenil asetat dengan kontrol negatif .......5
4 Kristal o-BAP dan kromatogram lapis tipis o-BAP ...........................................5
5 Padatan β-diketon dan kromatogram lapis tipis β-diketon. ...............................6
6 Padatan flavon dan kromatogram lapis tipis flavon ...........................................6
7 Reaksi penataan-ulang Fries fenil asetat ............................................................7
8 Kromatogram hasil reaksi dengan metode Perucchon (2004) ...........................8
9 Reaksi benzoilasi o-HAP ...................................................................................8
10 Reaksi penataan-ulang BV o-BAP menjadi β-diketon ......................................9
11 Siklisasi intramolekul -diketon membentuk flavon .........................................9
12 Struktur resonans flavon. .................................................................................10
DAFTAR LAMPIRAN
Halaman
1 Bagan alir penelitian ........................................................................................14
2 Rendemen o- dan p-HAP .................................................................................15
3 Elusidasi struktur flavon ..................................................................................16
4 Spektrum UV-Vis hasil penataan-ulang Fries dengan MW.............................19
vii
1
PENDAHULUAN
Flavonoid merupakan senyawa metabolit
sekunder yang terbentuk secara alami dalam
tumbuhan, dengan kerangka karbon berupa 2
cincin fenil yang dihubungkan oleh rantai
alifatik 3 karbon (C6−C3−C6). Flavonoid
mempunyai banyak aktivitas farmakologi
antara lain sebagai antioksidan (Zuhra et al.
2008), antibakteri (Sukadana 2009),
antiradang (Kim et al. 2004), antiobesitas
(Lee et al. 2010), antihipertensi, diuretik,
analgesik, antialergi, dan antikarsinogenik
(Aslam & Intekhab 2009). Terkait khasiatnya,
flavonoid banyak dipelajari oleh para
ilmuwan dan digunakan dalam industri obat
dan makanan.
Isolasi flavonoid secara langsung dari
alam biasanya menghasilkan rendemen yang
relatif rendah. Wang et al. (2008) dan
Sukadana (2009) melaporkan rendemen
flavonoid berturut-turut sebesar 2.78−4.10%
dan 0.14%. Selain kandungan flavonoid yang
terbatas dalam tumbuhan, proses isolasi
umumnya cukup panjang sehingga rendemen
flavonoid yang dapat diisolasi relatif rendah.
Oleh sebab itu, perlu dikembangkan sintesis
senyawa golongan flavonoid untuk
mendapatkan rendemen yang lebih tinggi.
Senyawa flavon merupakan salah satu
golongan flavonoid yang terdapat dalam
semua jenis tumbuhan dan tersebar luas dalam
daun (Harborne 1987). Flavon dapat diperoleh
dari hasil isolasi bahan alam atau hasil
sintesis. Flavon lazim disintesis melalui
beberapa tahap reaksi dari turunan asetofenon.
Reaksi penataan-ulang Fries digunakan untuk
menyintesis turunan asetofenon dari esternya,
yang selanjutnya dibenzoilasi dan dilakukan
penataan-ulang Baker-Venkataraman (BV)
untuk menghasilkan β-diketon. Reaksi
siklisasi intramolekul -diketon yang didapat
dalam suasana asam akan menghasilkan
senyawa flavon (Fougerousse et al. 2000).
1-(2-Hidroksifenil)-3-fenilpropana-1,3-
dion (β-diketon) sebagai prekursor flavon
taktersubstitusi telah disintesis oleh Septiani
(2011). Gambar 1 menunjukkan jalur retro-
sintesis yang dilakukan dalam penelitian
tersebut. Sintesis diawali dengan pembentuk-
an senyawa o-hidroksiasetofenon (o-HAP)
(4), melalui proses penataan-ulang Fries
terhadap ester fenil asetat (6) yang diperoleh
dari asetilasi fenol (8).
Fenil asetat diperoleh dengan rendemen
74–95%. Penataan-ulang Fries dengan katalis
AlCl3 pada suhu 65 ke 170 °C menghasilkan
campuran o-HAP dan isomer p-nya berturut-
turut sebesar 34 dan 27%. Benzoilasi o-HAP
menghasilkan ester o-benzoiloksiasetofenon
(o-BAP) (3) sebesar 27–44%. Penataan-ulang
BV terhadap o-BAP menghasilkan β-diketon
(2) sebesar 82–85%. Secara keseluruhan,
Septiani (2011) memperoleh rendemen β-
diketon dari bahan awal fenol sebesar 12%.
O
O
O
OH Ph
O
Cl
O
O
O
+
OH
O O
OH
+O
O
O
O
1 2
3
4 5
68 7
O
Gambar 1 Retrosintesis flavon sederhana.
Penelitian ini bertujuan meningkatkan
rendemen penataan-ulang Fries dan benzoilasi
o-HAP dalam Septiani (2011). Katalis BF3
dan ZnCl2 diujikan untuk penataan-ulang
Fries, dibandingkan dengan AlCl3. Atom
boron memiliki jejari lebih kecil daripada
aluminium sehingga lebih sulit terpolarisasi.
Selain itu, atom fluorin lebih elektronegatif
daripada klorin. Kedua faktor ini menjadikan
BF3 asam lebih keras daripada AlCl3. Gugus
karbonil pada fenil asetat tergolong basa
keras, maka diperkirakan akan terjadi
interaksi asam keras-basa keras yang disukai.
Katalis ZnCl2 juga tergolong asam keras,
namun tidak sekeras AlCl3 dan kadang-
kadang dikelompokkan sebagai asam keras
borderline. Apabila BF3 dan AlCl3 merupakan
asam Lewis netral, maka ZnCl2 tergolong
asam Lewis kationik (Carey & Sundberg
2007). Kekerasan asam diharapkan ber-
pengaruh pada kemudahan pembentukan
kation asetilium yang akan berpengaruh pada
rendemen dan regioselektivitas penataan-
ulang Fries.
Khanna et al. (1992) dan Perucchon
(2004) melaporkan penggunaan katalis BF3
eterat untuk penataan-ulang Fries fenil asetat
dan menghasilkan o-HAP berturut-turut
sebesar 70 dan 92%. Sebelum itu, Hocking
(1980) mengujikan berbagai katalis untuk
penataan-ulang Fries dan melaporkan bahwa
secara umum persen konversi dengan katalis
BF3 dan AlCl3 lebih tinggi daripada dengan
katalis ZnCl2. Regioselektivitas-orto dari
2
katalis AlCl3 dilaporkan lebih baik dan lebih
dapat-ulang dibandingkan dengan katalis BF3.
Selain jenis katalis, penelitian ini juga
meragamkan suhu reaksi dan jumlah katalis
AlCl3. Teknik mikrogelombang (MW) juga
diujikan untuk membandingkan efektivitas
katalitiknya dengan asam Lewis. Paul dan
Gupta (2004) melaporkan penataan-ulang
Fries fenil asetat dengan katalis Zn dalam
N,N-dimetilformamida (DMF) dan secara
spesifik menghasilkan produk o-HAP
sebanyak 70%.
Penelitian ini juga memodifikasi kondisi
reaksi pada tahap benzoilasi o-HAP. Kondisi
yang diragamkan meliputi jumlah pereaksi
benzoil klorida, waktu reaksi, teknik
pengadukan, dan jenis piridina yang
digunakan. Modifikasi kedua tahapan reaksi
tersebut dalam penelitian ini diharapkan akan
menghasilkan senyawa flavon sintetik dengan
rendemen yang tinggi.
BAHAN DAN METODE
Bahan dan Alat
Pereaksi menggunakan bahan-bahan
khusus untuk analisis (p.a) yang diproduksi
oleh Merck, seperti AlCl3, ZnCl2, serbuk Zn,
o-HAP, fenol, anhidrida asetat, DMF, benzoil
klorida, piridina kering (<0.0075% H2O),
piridina, pelet KOH 85%, asam asetat glasial
99.8%, H2SO4 95–97%, metanol, kloroform,
HCl pekat, pelet NaOH, CH3COONa,
NaHCO3, Na2SO4 anhidrat, silika gel 60 F254
untuk kromatografi lapis tipis (KLT), silika
gel 60G dengan ukuran 45 µm untuk
kromatografi cair vakum (KCV), dan silika
gel 60 (0.2–0.5 mm) untuk impregnasi contoh
KCV. Selain itu, digunakan pula BF3·Et2O p.a
(Aldrich), metilena klorida (MTC) teknis yang
didistilasi 2 kali, etil asetat, dan aseton. Semua
bahan p.a digunakan langsung tanpa
praperlakuan.
Peralatan yang digunakan antara lain radas
refluks, radas distilasi uap, radas penentuan
titik leleh Mel-Temp Model 1202D
Barnstead® (tanpa koreksi), dan oven
mikrogelombang komersial Panasonic NN-
S215WF. Spektrum ultraviolet-tampak (UV-
Vis) direkam oleh spektrometer Shimadzu
UV-1601 di Laboratorium Bersama,
Departemen Kimia IPB. Spektrum inframerah
transformasi-Fourier (FTIR) diukur dengan
spektrometer FTIR Perkin Elmer Spectrum
One (resolusi 4 cm-1
) di Laboratorium Bidang
Pangan, Gedung Pusat Laboratorium Terpadu,
Universitas Islam Negeri Syarif Hidayatullah
Jakarta. Spektrum NMR diperoleh melalui
spektrometer JEOL ECA 500 yang bekerja
pada frekuensi 500 MHz (1H) dan 125 MHz
(13
C) di Pusat Penelitian Kimia LIPI,
Puspiptek Serpong.
Langkah Kerja
Tahapan penelitian (Lampiran 1) terdiri
atas sintesis fenil asetat dari fenol dan
anhidrida asetat, penataan-ulang Fries fenil
asetat membentuk o-HAP, benzoilasi o-HAP
dengan benzoil klorida, penataan-ulang BV
ester o-BAP yang terbentuk menghasilkan -
diketon, dan siklisasi intramolekul -diketon
dalam suasana asam menghasilkan flavon.
Produk flavon dicirikan titik lelehnya serta
spektrum UV-Vis, FTIR, dan NMR. Semua
zat antara dalam proses sintesis flavon
diidentifikasi dengan membandingkan nilai Rf,
titik leleh, dan kenampakannya dengan
produk sintesis Septiani (2011).
Sintesis Fenil Asetat
(modifikasi Septiani 2011)
Sebanyak 0.25 mol fenol dicampurkan
dengan 0.375 mol anhidrida asetat dalam
gelas piala. Campuran ini larut sempurna.
Sebanyak 0.018 mol CuSO4 anhidrat
ditambahkan, lalu campuran diaduk selama 3
jam. Selama pengadukan, warna katalis
berangsur-angsur berubah dari putih menjadi
biru. Setelah itu, campuran di-work-up dengan
menambahkan 750 mL larutan NaHCO3 10%,
dan produk fenil asetat diekstraksi
menggunakan MTC. Proses ekstraksi
dikendalikan menggunakan KLT dengan
eluen MTC. Ekstrak MTC dikeringkan
dengan Na2SO4 anhidrat, lalu dipekatkan, dan
ditimbang.
Sintesis o-Hidroksiasetofenon
Penataan-Ulang Fries Fenil Asetat (mo-
difikasi Septiani 2011). Sepuluh mmol AlCl3
dimasukkan ke dalam labu leher dua yang
telah dirangkai dengan pendingin refluks. Gas
N2 dialirkan untuk mengusir udara dan uap air
dari dalam radas, kemudian 10 mmol fenil
asetat ditambahkan tetes demi tetes dengan
bantuan syringe, sambil diaduk dengan
pengaduk magnet pada suhu kamar.
Campuran dipanaskan selama 1.5 jam dengan
variasi suhu 90, 120, dan 130 °C sambil terus
diaduk. Selain variasi suhu, dilakukan juga
modifikasi nisbah reaktan dan katalis menjadi
3
1:1.5. Campuran didiamkan ke suhu kamar,
lalu HCl dingin 1:1 ditambahkan sedikit demi
sedikit hingga suhu tidak naik lagi. Hasil
sintesis berupa pasta berwarna merah.
Campuran isomer o- dan p-HAP dipisahkan
melalui proses distilasi uap. o-HAP terdistilasi
oleh uap, menyisakan p-HAP sebagai residu.
Sisa fenil asetat, sedikit p-HAP, dan pengotor
ikut terbawa bersama distilat. Fenil asetat
memiliki Rf sama dengan o-HAP, maka harus
dipisahkan melalui ekstraksi pengendalian
pH.
Distilat diekstraksi beberapa kali dengan
MTC hingga semua komponen terekstraksi
(dipantau dengan KLT). Fase MTC
dikumpulkan, diuapkan hingga sepertiga
bagian kemudian diekstraksi dengan NaOH
5%. Garam o-HAP akan terbawa ke fase
NaOH 5%, sedangkan fenil asetat tertinggal di
fase MTC. Fase NaOH 5% pada ekstraksi
pertama berwarna kuning tua dan semakin
memudar pada ekstraksi berikutnya. Akhir
ekstraksi ditunjukkan oleh uji FeCl3 negatif
pada fase MTC yang dipekatkan (tidak
menghasilkan warna ungu).
Fase NaOH 5% kemudian diasamkan
dengan HCl 1:1 (pH diperiksa dengan
indikator universal). Warna kuning akan
memudar dan hilang kembali (seperti distilat
awal). Setelah itu, diekstraksi beberapa kali
dengan MTC sampai semua komponen
terekstraksi (dipantau dengan KLT). Selain o-
HAP, sedikit p-HAP dan pengotor masih
terbawa ke fase MTC. Pemurnian o-HAP
untuk skala besar dilakukan dengan KCV,
sedangkan untuk skala kecil digunakan KLT
preparatif, keduanya dengan eluen MTC.
Metode serupa juga dilakukan dengan katalis
ZnCl2 dan BF3·Et2O.
p-HAP takatsiri oleh uap dan tertinggal
sebagai residu. Residu p-HAP direfluks
dengan beberapa porsi air mendidih untuk
memisahkan p-HAP dari tar. Ekstrak air
didekantasi, dibiarkan mendingin ke suhu
kamar, lalu didinginkan di lemari es
semalaman untuk mengkristalkan p-HAP.
Kristal p-HAP yang terbentuk disaring.
Ekstrak air yang tersisa diekstraksi dengan
MTC sampai seluruh p-HAP terambil
(dipantau dengan KLT). Ekstrak MTC
dikeringkan dengan Na2SO4 anhidrat dan
dipekatkan. Seluruh kristal yang terbentuk
digabung dan ditimbang.
Asetilasi Fenol (Perruchon 2004).
Sepuluh mmol fenol dalam 50 mmol (3.30
mL) asam asetat glasial dimasukkan ke dalam
labu leher dua yang telah dirangkai dengan
pendingin refluks dan aliran gas N2.
Campuran didiamkan dalam penangas es.
Setelah suhu mencapai 0 °C, sebanyak 10
mmol (1.30 mL) BF3·Et2O sedikit demi
sedikit dimasukkan ke dalam labu
menggunakan syringe. Campuran lalu
dipanaskan di atas penangas pasir pada suhu
90 °C selama 2 jam. Cairan minyak berwarna
merah yang terbentuk ditambahkan 18 mL
CH3COONa jenuh, lalu diekstraksi dengan
MTC sampai semua komponen terambil
(dipantau dengan KLT). Ekstrak MTC dicuci
dengan 20 mL NaHCO3 10%, lalu dengan 30
mL air sebanyak 3 kali. Setelah itu,
dikeringkan dengan Na2SO4 anhidrat,
dipekatkan, dan komponennya dipisahkan
menggunakan KLT preparatif dengan eluen
MTC. Fenil asetat yang diduga terbentuk
dipisahkan dengan ekstraksi pengendalian pH.
Prosedur yang sama dilakukan dengan
mengganti asam asetat glasial menjadi
anhidrida asetat sebanyak 30 mmol (2.80 mL).
Migrasi Gugus Asetil (modifikasi
Khanna et al. 1992). Sepuluh mmol fenol
dalam 20 mL kloroform dimasukkan ke dalam
labu leher dua, kemudian ditambahkan 30
mmol fenil asetat. Labu dirangkai dengan
pendingin refluks dan aliran gas N2, kemudian
10 tetes BF3·Et2O dimasukkan dengan
menggunakan syringe. Campuran dipanaskan
ke suhu 74 °C selama 3 jam di atas penangas
pasir. Prosedur yang sama juga dilakukan
dengan 1 ekuivalen BF3·Et2O. Terbentuk
cairan minyak berwarna cokelat muda setelah
kloroform diuapkan dengan penguap putar.
Hasil KLT menunjukkan 3 noda yang lebih
lanjut dipisahkan menggunakan KLT pre-
paratif dengan eluen MTC. Sisa fenil asetat
dalam campuran dipisahkan dengan ekstraksi
pengendalian pH.
Teknik Mikrogelombang (Paul &
Gupta 2004) Lima mmol fenil asetat
dimasukkan ke dalam labu 50 mL, lalu
ditambahkan 2.5 mmol Zn dan 2.5 mmol
(0.18 mL) DMF. Campuran diaduk dengan
pengaduk kaca dan dimasukkan ke dalam
oven mikrogelombang selama 3 menit.
Campuran kemudian didinginkan ke suhu
kamar, ditambahkan 5 mL DMF, dan disaring.
Filtrat ditambahkan 100 mL air es, lalu
diekstraksi dengan etil asetat. Ekstrak
dikeringkan dengan Na2SO4 anhidrat,
dipekatkan, dan ditimbang.
4
Sintesis o-Benzoiloksiasetofenon
(modifikasi Septiani 2011)
Lima mmol o-HAP dimasukkan ke dalam
gelas piala 50 mL, kemudian ditambahkan
berturut-turut 2 mL piridina kering dan 10
mmol benzoil klorida tetes demi tetes. Reaksi
berjalan eksoterm. Campuran didiamkan
hingga tidak terbentuk kalor lagi, lalu
ditambahkan 60 mL HCl 3% dan 20 g es
batu secara bersamaan sambil diaduk kuat
dengan batang pengaduk. Terbentuk lapisan
minyak kental berwarna kuning yang dapat
dipisahkan dengan mudah dari air.
Lapisan minyak ditambah dengan bebe-
rapa porsi metanol hingga seluruh minyak
membentuk kristal. Kristal murni o-BAP
kemudian disaring. Filtrat metanol masih
mengandung 3 komponen (hasil pemantauan
KLT), termasuk sebagian o-BAP yang tidak
ikut mengkristal. Metanol diuapkan,
kemudian campuran produk didiamkan dalam
suhu kamar untuk pembentukan kristal.
Kristal o-BAP yang terbentuk masih
mengandung pengotor, dan dicuci dengan 1.5
mL metanol dan 1 mL air dingin.
Air yang dipisahkan dari lapisan minyak
juga masih mengandung sedikit o-BAP dan
didinginkan semalaman pada suhu 0 °C.
Campuran beku kemudian dibiarkan mencair
di suhu kamar, kristal yang terbentuk disaring
dan dikering-udarakan. Seluruh kristal murni
yang terbentuk digabungkan, ditimbang bobot
totalnya, dan ditentukan titik lelehnya.
Sintesis β-Diketon
(Septiani 2011)
Lima mmol o-BAP dalam gelas piala 50
mL ditambahkan 5 mL piridina kering, lalu
dipanaskan ke suhu 50 C dalam penangas air.
Sementara itu, 7.5 mmol (1.5 ekuivalen) KOH
85% dihaluskan dengan alu dan lumpang yang
telah dipanaskan dalam oven 100 C. Serbuk
KOH ini segera ditambahkan ke dalam
campuran di gelas piala dan diaduk selama 15
menit. Selama pengadukan, larutan akan
mengental dan berubah menjadi pasta
berwarna kuning-muda. Campuran dibiarkan
mendingin ke suhu kamar, kemudian
diasamkan dengan 7 mL asam asetat 10%.
Endapan kuning-muda yang terbentuk
disaring, dikeringkan di dalam oven pada
suhu 60 °C. Setelah kering, endapan
ditimbang dan ditentukan titik lelehnya.
Sintesis Flavon
(modifikasi Fougerousse et al. 2000)
Sepuluh mmol β-diketon dimasukkan ke
dalam labu bulat, kemudian ditambahkan 13
mL asam asetat glasial dan 0.5 mL H2SO4
97%. Campuran dikocok perlahan kemudian
labu dirangkai dengan pendingin refluks dan
dipanaskan dalam penangas air dengan suhu
90 °C selama 3 jam. Produk reaksi dituang
panas-panas ke dalam ±72 g es batu sambil
diaduk kuat dengan batang pengaduk kaca.
Pengadukan dilakukan sampai es batu
meleleh. Endapan putih keruh yang terbentuk
disaring, kemudian dicuci dengan akuades
hingga bebas-asam. Endapan dikeringkan di
dalam oven pada suhu 55 °C, kemudian
ditimbang bobotnya dan ditentukan titik
lelehnya. Selain itu, dilakukan pengukuran
spektroskopi UV-Vis, FTIR, dan NMR.
HASIL
Senyawa o-HAP
Fenil asetat yang digunakan sebagai salah
satu bahan baku o-HAP disintesis dengan
metode Septiani (2011) dengan rendemen
92.9%. Fenil asetat dan o-HAP memiliki Rf
yang identik, yaitu 0.88 dengan eluen MTC
(Gambar 2). Kedua senyawa dapat dipisahkan
dengan ekstraksi pengendalian pH.
Gambar 2 Kromatogram lapis tipis fenil
asetat (kiri), standar o-HAP
(tengah), dan sampel o-HAP
(kanan) (eluen: MTC).
Senyawa o-HAP memberikan warna ungu,
sedangkan fenil asetat tidak memberikan
perubahan warna pada penambahan FeCl3 1%
(Gambar 3). Tabel 1 menunjukkan rendemen
o-HAP dan p-HAP yang diperoleh dengan
beberapa ragam kondisi. Data selengkapnya
ditunjukkan pada Lampiran 2.
5
Tabel 1 Hasil sintesis o-HAP dan p-HAP dengan ragam kondisi reaksi
Metode Katalis Nisbah
reaktan
Suhu
(°C)
o-HAP
(%)
p-HAP
(%)
1 AlCl3 1:1 90 a) 37.5 a) 26.9
b) 27.4 b) 42.6
120 a) 38.3 a) 39.8
b) 40.9 b) 38.7
130 a) 35.3 a) 23.7
b) 36.1 b) 42.9
1:1.25 90 a) 38.0 a) 37.3
b) 27.4 b) 26.3
BF3·Et2O 1:1 90 a) 15.5 a) 22.2
b) 18.6 b) 15.1
ZnCl2 1:1 90 a) 5.4 a) 24.9
b) 3.1 b) 28.7
2 BF3·Et2O
(AcOH)
1:1 90 12.5 28.2
BF3·Et2O
(Ac2O)
1:1 90 * *
3 BF3·Et2O 1:10
tetes
74 Tidak bereaksi
1:1 74 a) 22.7 a) 17.7
b) 24.6 b) 19.5
4 Serbuk Zn 1:1 - - -
Ket: 1) Penataan-ulang Fries; 2) Asetilasi fenol; 3) Migrasi asetil; 4) Mikrogelombang, dengan
a) ulangan 1; b) ulangan 2; * tidak ditentukan
(a) (b) (c)
Gambar 3 Penambahan FeCl3 1% ke o-HAP
(a) dan fenil asetat (b) dengan
kontrol negatif (c).
Senyawa o-BAP
Senyawa o-BAP diperoleh dalam bentuk
padatan berwarna putih dengan nilai Rf~0.76
dalam eluen MTC (Gambar 4). Titik leleh
padatan o-BAP diperoleh 85–87 °C, hampir
sama seperti yang dilaporkan Wheeler (1963),
yaitu 87–88 °C.
(a) (b)
Gambar 4 Kristal o-BAP (a) dan kromato-
gram lapis tipis o-BAP (eluen:
MTC) (b).
Modifikasi sintesis o-BAP dilakukan
dengan meragamkan jumlah pereaksi benzoil
klorida, waktu reaksi, teknik pengadukan, dan
jenis piridina. Rendemen o-BAP berkisar
44.9–73.4%. Rendemen tertinggi diperoleh
dengan 2 ekuivalen benzoil klorida, dilakukan
selama 15 menit dengan piridina kering
(<0.0075% H2O) dan dengan pengadukan
secara manual (Tabel 2).
Tabel 2 Hasil sintesis o-BAP dari o-HAP
No o-HAP
(mmol)
BzCl
(mmol)
Waktu Reaksi
(menit)
Rende-
men (%)
1* 10.08 30 60 44.9
2* 5.08 15 60 46.0
3* 4.28 15 60 46.8
4# 5.04 10 60 46.9 5# 5.07 10 60 45.2
6** 33.19 66 15 69.5
7** 33.92 66 15 73.4
Ket: *(piridina berair & pengadukan magnet); #(piridina
kering & pengadukan magnet); **(piridina kering &
pengadukan manual)
Senyawa β-Diketon
Senyawa β-diketon diperoleh dalam
bentuk padatan kuning-muda dengan nilai
Rf~0.49 dalam eluen heksana-MTC (8:2)
(Gambar 5). Rendemen β-diketon sebesar 84–
85% (Tabel 3) dengan titik leleh 115–118 °C.
6
Nilai tersebut juga mendekati yang dilaporkan
Wheeler (1963), yaitu 117–120 °C.
(a) (b)
Gambar 5 Padatan β-diketon (a) dan kroma-
togram lapis tipis β-diketon
(eluen: heksana-MTC (8:2))(b).
Tabel 3 Hasil sintesis β-diketon dari o-BAP
Ulangan o-BAP
(mmol)
β-Diketon
(mmol)
Rendemen
(%)
1 5.02 4.25 84.7
2 29.30 25.08 85.6
Senyawa Flavon
Senyawa flavon dihasilkan dalam bentuk
padatan berwarna putih dengan nilai Rf ~0.45
dalam eluen MTC (Gambar 6). Senyawa
flavon diperoleh sebesar 98% (Tabel 4)
dengan titik leleh 95–97 °C. Nilai tersebut
sama seperti yang dilaporkan Wheeler (1963),
yaitu 95–97 °C.
(a) (b) Gambar 6 Padatan flavon (a) dan kroma-
togram lapis tipis flavon (eluen:
MTC) (b).
Tabel 4 Hasil sintesis flavon dari β-diketon
Ulangan β-diketon
(mmol)
Flavon
(mmol)
Rendemen
(%)
1 10.02 9.15 98.7
2 10.11 9.54 98.5
Spektrum UV-Vis memiliki 2 puncak
serapan di panjang gelombang 248.2 dan
293.6 nm (Lampiran 3a). Spektrum FTIR
(Lampiran 3b) menunjukkan pita-pita serapan
khas flavon dengan bilangan gelombang
1646.60, 1606.18, 1569.50, dan 1495.96 cm-1
(Su et al. 2009). Spektrum 1H dan
13C NMR
flavon dirangkum pada Tabel 5. Spektrum 1H
NMR (Lampiran 3c) menunjukkan sinyal
proton khas vinilik di 6.83 ppm dan 6 sinyal
aromatik di 7.41, 7.52, 7.56, 7.70, 7.93, dan
8.23 ppm. Sementara spektrum 13
C NMR
(Lampiran 3d) menunjukkan sinyal dari
karbon keton di 178.64 ppm dan sinyal dari
C-β pada sistem keton takjenuh-,β di 163.60
ppm, serta 3 sinyal C-kuaterner lainnya.
Selain itu, terdapat 8 sinyal dari atom-atom
karbon-sp2 cincin benzena.
Tabel 5 Posisi sinyal-sinyal NMR flavon
(CDCl3)
O
O
2
34
5
6
7
8 1'
2'
3'4'
5'
6'
9
10
1
Posisi
H 500 MHz (ppm)
(multiplisitas, J (Hz),
H)
C 125 MHz
(ppm)
2 – 163.60
3 6.83 (s, 1H) 107.79
4 – 178.64
5 8.23 (d, J = 7.8, 1H ) 125.41
6 7.41(t, J = 7.8, 1H) 125.89
7 7.70 (td, J = 7.1, 1.3, 1H) 133.95
8 7.56 (d, J = 8.4, 1H) 118.26
9 – 156.46
10 – 124.16
1’ – 131.78
2’ 7.93 (m) 126.48
3’ 7.52 (m) 129.22
4’ 7.52 (m) 131.98
5’ 7.52 (m) 129.22
6’ 7.93 (m) 126.48
PEMBAHASAN
Sintesis o-HAP
Sintesis o-HAP dengan penataan-ulang
Fries dari fenil asetat (Gambar 7) dilakukan
dengan katalis asam Lewis AlCl3, BF3·Et2O,
dan ZnCl2 (modifikasi Septiani 2011 dan
Hocking 1980), serta katalis Zn dengan
mikrogelombang (Paul & Gupta 2004). Fenil
asetat diperoleh dari esterifikasi fenol dengan
anhidrida asetat (modifikasi Septiani 2011)
dengan rendemen yang tinggi, yaitu 92.9%.
Hasil ini hampir sama dengan yang dilaporkan
Septiani (2011), yaitu 74.4 dan 95.2%, atau
Heravi et al. (2006), yaitu 92%.
7
Gambar 7 Reaksi penataan-ulang Fries
fenil asetat.
Dengan asam Lewis, tahap awal penataan-
ulang Fries diusulkan berupa pengompleksan
logam dengan atom oksigen yang terikat pada
cincin benzena. Tarikan elektron oleh asam
Lewis ini memicu pelepasan kation asetilium
yang kemudian dapat mengadisi cincin
benzena di posisi orto atau para (Boyer et al.
2000). Persen konversi dan regioselektivitas
asam Lewis AlCl3, BF3·Et2O, dan ZnCl2
dibandingkan untuk menentukan kondisi
reaksi yang menghasilkan rendemen o-HAP
paling tinggi.
Tabel 1 menunjukkan bahwa metode
modifikasi Hocking (1980) dengan AlCl3
menghasilkan rendemen o-HAP paling tinggi
dengan kisaran 27.4–40.9%. AlCl3 merupakan
asam Lewis keras berwujud padatan anhidrat,
maka reaksi berlangsung dalam sistem
heterogen (padat-cair) tanpa pelarut. AlCl3
digunakan dalam jumlah stoikiometrik tanpa
diaktivasi terlebih dahulu. Beberapa penelitian
sebelumnya melaporkan rendemen o-HAP
yang tidak jauh berbeda dengan menggunakan
AlCl3 pada berbagai kondisi reaksi. Mueller et
al. (1985), misalnya, memperoleh 22–30% o-
HAP dengan AlCl3 pada 170 °C.
Menaikkan suhu reaksi dari 90 ke 120 °C
dengan nisbah fenil asetat-AlCl3 1:1
menaikkan rendemen isomer orto dari 32.5%
menjadi 39.6%. Hasil ini sejalan dengan yang
dilaporkan oleh Ralston et al. (1940). Dalam
penelitian tersebut, penataan-ulang Fries fenil
kaprilat dengan katalis AlCl3 pada suhu 70 oC
menghasilkan isomer o-hidroksikaprilofenon
sebesar 31.4% dan naik menjadi 38.1% pada
100 °C. Harjani et al. (2001) juga melakukan
penataan-ulang fenil benzoat dengan AlCl3
pada suhu 120 °C dan menghasilkan produk
37% isomer orto dan 24% isomer para.
Penggunaan suhu tinggi didasarkan dari
sifat kinetika dan termodinamika dari reaksi
penataan-ulang Fries. Secara kinetik, isomer
p- lebih cepat terbentuk karena halangan
sterik yang lebih kecil bagi masuknya kation
asilium. Namun, secara termodinamik, isomer
o- akan lebih stabil karena dapat membentuk
ikatan hidrogen intramolekul. Oleh karena itu,
pada suhu lebih tinggi, pembentukan isomer
o- lebih disukai daripada isomer p-.
Menaikkan suhu reaksi lebih lanjut dari 120
ke 130 oC didapati sedikit menurunkan
rendemen menjadi 35.7%. Sementara
meningkatkan jumlah katalis AlCl3 praktis
tidak berpengaruh pada rendemen. Pada suhu
90 oC, nisbah fenil asetat-AlCl3 sebesar 1:1.25
memberikan rendemen 32.7%. Oleh karena
itu, kondisi optimum sintesis o-HAP dengan
katalis AlCl3 dalam penelitian ini ialah 120 oC
dengan 1 ekuivalen katalis.
Ketika metode modifikasi Septiani (2011)
dan Hocking (1980) digunakan pada suhu 90 oC dengan katalis asam Lewis yang lebih
keras, yaitu BF3Et2O, maupun yang lebih
lunak, yaitu ZnCl2, persen konversi fenil
asetat membentuk HAP turun menjadi kira-
kira setengahnya. Regioselektivitas juga
menurun. Katalis BF3Et2O menghasilkan
17.1% o-HAP dan katalis ZnCl2 hanya 4.3%
o-HAP. Prakash et al. (2007) melaporkan
hasil penataan-ulang Fries fenil benzoat
dengan katalis BF3·H2O. Suhu 50 dan 75 °C
menghasilkan konversi sebesar 100%, namun
lebih dari 90% produk merupakan p-
hidroksibenzofenon dan praktis tidak
diperoleh isomer o-.
Persen konversi yang lebih tinggi dengan
katalis AlCl3 menunjukkan bahwa tarikan
elektron atom Al ke atom O paling baik dalam
melemahkan ikatan dengan atom C karbonil
untuk membentuk kation asetilium. Secara
teoretis, BF3Et2O yang lebih keras daripada
AlCl3 akan lebih mudah atau setidaknya sama
mudahnya membentuk kation tersebut,
sementara ZnCl2 yang lebih lunak akan lebih
sulit membentuknya. Hasil penelitian ini
sesuai untuk ZnCl2, tetapi berkebalikan untuk
BF3Et2O. Belum dipahami dengan baik
mengapa perbedaan hasil ini dapat terjadi.
Metode 2 (asetilasi fenol) dalam penelitian
ini hanya menghasilkan 12.5% o-HAP, lebih
sedikit daripada isomer p- yang mencapai
28.2%. Hasil ini tidak jauh berbeda dengan
hasil metode modifikasi Hocking (1980),
yaitu 17.1% o-HAP dan 18.7% p-HAP. Akan
tetapi, hasil ini jauh lebih rendah daripada
yang dilaporkan oleh metode aslinya
(Perruchon 2004) bahwa asetilasi fenol
dengan asam asetat glasial dan katalis
BF3Et2O menghasilkan o-HAP dengan
rendemen 92%.
Mengganti asam asetat glasial dengan
anhidrida asetat untuk meningkatkan
kereaktifan reagen asetilasi justru menghasil-
kan 3 noda KLT dengan eluen MTC (Gambar
8). Noda dengan Rf~0.79 merupakan campur-
an o-HAP dengan fenil asetat, Rf~0.58 diduga
asetilasetofenon (AAP), dan Rf~0.44 adalah
fenol. Menurut Konzhevnikova et al. (2003),
8
dalam penataan-ulang Fries fenil asetat
dengan katalis asam heteropoli (heteropoly
acid) pada suhu 150 oC, fenol dapat terbentuk
dari dekomposisi atau hidrolisis fenil asetat
atau merupakan sisa fenol yang tidak
bereaksi, sedangkan p-AAP dihasilkan dari
asetilasi fenil asetat.
Gambar 8 Kromatogram hasil reaksi
dengan metode Perucchon
(2004) menggunakan anhidrida
asetat (eluen: MTC).
Produk dengan Rf~0.58 diduga AAP
pertama-tama karena memberi hasil negatif
ketika diuji dengan FeCl3, yang menunjukkan
tidak adanya gugus –OH fenolik. Posisi Rf di
antara Rf o- dan p-HAP memperkuat dugaan
tersebut. Gugus –OH fenolik p-HAP dapat
berinteraksi kuat dengan gugus –OH pada fase
diam silika gel, maka p-HAP tertahan lebih
lama di fase diam (Rf~0.26; eluen MTC). Pada
o-HAP, gugus –OH fenolik tidak bebas
karena berikatan hidrogen intramolekul, maka
o-HAP mudah terbawa oleh fase gerak dan
selisih Rf-nya dengan p-HAP sangat besar.
Pada AAP, tidak ada –OH fenolik dan karena
itu, tidak ada ikatan hidrogen intramolekul,
maka Rf AAP diperkirakan ada di antara o-
dan p-HAP. Wujud campuran produk mirip p-
HAP (merah kecokelatan), tetapi Gambar 8
tidak menampakkan noda p-HAP, maka
produk tersebut diduga p-AAP, namun hal ini
masih perlu dibuktikan lebih lanjut.
Hasil sintesis metode 3 (Tabel 1) didapati
lebih regioselektif-orto dibandingkan dengan
metode lain yang menggunakan katalis
BF3Et2O dalam penelitian ini, namun persen
konversi keseluruhan tetap rendah. Dihasilkan
23.7% o-HAP dan 18.6% p-HAP dengan 1
ekuivalen katalis. Akan tetapi, hasil ini jauh
lebih rendah daripada yang dilaporkan oleh
Khanna et al. (1992): migrasi gugus asetil dari
fenil asetat ke fenol dalam kondisi refluks
dengan pelarut benzena (td 80.1 °C)
menghasilkan 70% o-HAP. Dalam penelitian
ini digunakan pelarut kloroform (td 61.2 °C)
menggantikan benzena yang karsinogen.
Alasan penggunaan pelarut benzena
diduga ialah titik didihnya yang mendekati
titik didih BF3, yaitu sekitar 90 oC (Hocking
1980). Karena itu, pelarut kloroform dipilih
sebagai pengganti. Kloroform merupakan
pelarut aprotik dengan titik didih yang tidak
berbeda jauh dari benzena dan mudah
dijumpai di laboratorium. Secara keseluruhan,
penelitian ini mendapati bahwa BF3Et2O
bukan katalis yang baik untuk sintesis o-HAP.
Penataan-ulang Fries dengan AlCl3
memberikan hasil yang jauh lebih baik.
Selain dengan asam Lewis, metode MW
yang lebih ramah lingkungan juga diujikan.
Sebagai katalis digunakan serbuk Zn dengan
pelarut DMF (Paul & Gupta 2004). Produk
reaksi memberikan warna ungu dengan FeCl3
1%. Spektrum UV-Vis hanya menunjukkan
efek batokromik pada penambahan pereaksi
geser NaOH, dan tidak memperlihatkan hal
tersebut ketika ditambahkan pereaksi geser
AlCl3 (Lampiran 4). Berdasarkan hasil ini,
disimpulkan bahwa tidak terjadi penataan-
ulang Fries fenil asetat menjadi HAP. Fenil
asetat justru terhidrolisis oleh MW
menghasilkan fenol.
Sintesis o-BAP
Senyawa o-BAP dihasilkan melalui tahap
benzoilasi o-HAP dengan benzoil klorida.
Hidrogen fenolik bersifat lebih asam
dibandingkan dengan hidrogen . Karena itu,
saat proses benzoilasi, benzoil klorida akan
lebih dominan mengesterifikasi fenol
dibandingkan dengan mengadisi karbon
(Gambar 9). Pada tahap ini dilakukan
modifikasi kondisi reaksi dari yang dilaporkan
Septiani (2011), meliputi jumlah pereaksi
(benzoil klorida), waktu reaksi, teknik
pengadukan, dan jenis piridina yang
digunakan. Nisbah antara o-HAP dan benzoil
klorida didapati tidak berpengaruh nyata pada
rendemen o-BAP. Nisbah 1:3 dalam piridina
berair menghasilkan o-BAP sebesar 45.9%
(Tabel 2 ulangan 1–3). Septiani (2011)
sebelumnya melaporkan rendemen 43.5%
untuk nisbah 2:3 dalam piridina berair.
Gambar 9 Reaksi benzoilasi o-HAP
Wheeler (1963) menggunakan piridina
yang dihilangkan airnya terlebih dulu dengan
penambahan NaOH dan selanjutnya
9
didistilasi. Dalam penelitian ini, penghilangan
air tidak dilakukan dan digunakan piridina
kering (<0.0075% H2O) untuk dibandingkan
hasilnya dengan piridina p.a. Dengan
menggunakan piridina kering, nisbah o-HAP-
benzoil klorida 1:2 menghasilkan o-BAP
sebesar 46.1% (Tabel 2 ulangan 4–5).
Berdasarkan hasil ini, kadar air piridina dapat
memengaruhi jumlah benzoil klorida yang
ditambahkan. Benzoil klorida lebih mudah
terhidrolisis oleh komponen air dalam
campuran reaksi dan membentuk asam
benzoat. Reaksi ini tidak diharapkan dan akan
memperbanyak kebutuhan pereaksi benzoil
klorida.
Reaksi dengan nisbah o-HAP-benzoil
klorida 1:2 dalam piridina kering kemudian
dibuat dalam skala besar antara 33 mmol o-
HAP dan 66 mmol benzoil klorida.
Pengadukan dengan pengaduk magnet diganti
dengan batang pengaduk kaca dan dihasilkan
rendemen o-BAP sebesar 71.5% (Tabel 2
ulangan 6–7). Reaksi hanya memerlukan
waktu 15 menit atau sampai tidak terbentuk
kalor, dengan pengadukan yang kuat.
Fougerousse et al. (2000) menyintesis o-BAP
dengan 60.2 mmol o-HAP dan 75.9 mmol
benzoil klorida dan menghasilkan rendemen
sebesar 95%. Reaksi dengan jumlah reaktan
yang besar diperkirakan dapat meminimum-
kan kristal murni yang terbuang saat
pencucian dan penyaringan. Sementara
pengadukan secara manual memungkinkan
interaksi tumbukan antarmolekul reaktan lebih
optimum sehingga waktu reaksi lebih cepat.
Pemantauan dengan KLT menunjukkan
bahwa sedikit produk o-BAP, sisa o-HAP, dan
pengotor masih tersisa dalam fraksi air dan
juga terbawa ke dalam pelarut metanol yang
digunakan dalam proses pencucian.
Pemisahan o-BAP dari dalam campuran
tersebut dilakukan dengan cara kristalisasi.
Kristalisasi o-BAP dari fraksi air dilakukan
pada suhu dingin (lemari es) sebagaimana
lazimnya. Tidak demikian halnya dengan
filtrat metanol, kristal yang terbentuk pada
suhu dingin meleleh kembali di suhu kamar.
Kristalisasi o-BAP dari filtrat metanol justru
berlangsung efektif pada suhu kamar.
o-BAP didapati sedikit larut dalam
metanol dingin dan air, sedangkan sisa o-HAP
dan pengotor sangat larut. Karena itu,
pencucian produk o-BAP dilakukan dengan
kedua pelarut tersebut. Titik leleh padatan o-
BAP murni diperoleh sebesar 85–87 °C. Nilai
tersebut hampir sama seperti yang dilaporkan
Wheeler (1963), yaitu 87–88 °C.
Sintesis β-Diketon dan Flavon
Flavon dihasilkan melalui reaksi siklisasi
intramolekul senyawa -diketon dengan
katalis asam. -Diketon dihasilkan dari
penataan-ulang BV senyawa o-BAP (Gambar
10). Penambahan basa kuat menyebabkan
deprotonasi karbon-α pada senyawa o-BAP.
Anion enolat yang terbentuk memicu
terjadinya penataan-ulang ester melalui
kondensasi Claisen intramolekul. Pengasaman
ion fenoksida yang terbentuk akan
menghasilkan -diketon.
Gambar 10 Reaksi penataan-ulang BV o-
BAP menjadi β-diketon.
Penelitian ini menggunakan basa KOH
85% dan menghasilkan rendemen -diketon
sebesar 85.2%. Hasil ini hampir sama dengan
yang dilaporkan oleh Septiani (2011), yaitu
82–85% maupun Wheeler (1963), yaitu 79–
83%. Titik leleh β-diketon diperoleh sebesar
115–118 °C, mendekati yang dilaporkan oleh
Wheeler (1963), yaitu 117–120 °C.
Siklisasi intramolekul senyawa -diketon
menjadi flavon dilakukan dengan penambahan
asam sulfat dalam asetat glasial (Gambar 11).
Reaksi dilakukan selama 3 jam menghasilkan
rendemen flavon sebesar 98.6%. Wheeler
(1963) melaporkan sintesis flavon dengan
metode yang sama selama 1 jam menghasil-
kan flavon sebanyak 94–97%. Hasil
pemantauan KLT ketika sintesis telah
berlangsung 1 jam menunjukkan masih
adanya noda -diketon.
OH
O O CH3COOH
A C
O
O
B
H2SO4
Gambar 11 Siklisasi intramolekul -
diketon membentuk flavon.
10
Padatan flavon hasil sintesis ditentukan
titik lelehnya dan diperoleh sebesar 95–97 °C.
Nilai tersebut sama seperti yang dilaporkan
Wheeler (1963) untuk flavon kasar, yaitu 95–
97 °C. Selain itu, bukti-bukti spektroskopi
sebagaimana akan dijelaskan di bawah ini
memastikan produk yang diperoleh adalah
flavon.
Spektrum UV-Vis (Lampiran 3a) menun-
jukkan 2 puncak serapan khas pada panjang
gelombang 248.2 dan 293.6 nm. Puncak
serapan di 248.2 nm dihasilkan dari transisi
elektronik pada struktur benzoil, sedangkan di
293.6 nm dihasilkan dari transisi elektronik
struktur sinamoil pada kerangka flavon
(Gambar 12).
O
O-
A
B
+
O
O
A
BO
O-
A
B
+
benzoil
sinamoil
Gambar 12 Struktur resonans flavon.
Sinamoil memunculkan puncak serapan pada
panjang gelombang yang lebih besar karena
sistem terkonjugasinya lebih panjang
dibandingkan dengan benzoil.
Spektrum FTIR (Lampiran 3b)
menunjukkan pita-pita serapan khas flavon
dengan bilangan gelombang 1646.60,
1606.18, 1569.50, dan 1495.96 cm-1
(Su et al.
2009). Pita serapan kuat di 1646.60 cm-1
dihasilkan oleh gugus keton yang terkonjugasi
dengan gugus alkena dan benzena. Bilangan
gelombang 1606.18, 1569.50, dan 1495.96
cm-1
berasal dari vibrasi ulur C=C aromatik.
Spektrum 1H dan
13C NMR flavon
dirangkum pada Tabel 5. Spektrum 1H NMR
flavon (Lampiran 3c) menunjukkan sinyal
proton vinilik di 6.83 ppm. Sinyal ini lebih ke
medan bawah dibandingkan dengan sinyal
proton vinilik pada umumnya, yaitu di 5.0–6.0
ppm. Hal ini diakibatkan adanya tarikan
elektron dari gugus-gugus di sekitarnya.
Selain itu, terdapat 6 sinyal proton aromatik.
Proton aromatik pada cincin A flavon
berposisi orto atau para terhadap gugus
karbonil atau atom oksigen eter. Kedua
substituen tersebut memberikan pengaruh
berbeda. Dua sinyal di medan atas berasal dari
atom hidrogen yang orto (7.56 ppm) dan para
(7.41 ppm) terhadap substituen oksigen eter
penyumbang-elektron. Dua sinyal di medan
bawah berasal dari atom hidrogen yang orto
(8.23 ppm) dan para (7.70 ppm) terhadap
substituen karbonil penarik-elektron. Proton
aromatik pada cincin B flavon menghasilkan
sinyal di 7.93 dan 7.52 ppm. Dua proton di
posisi orto merasakan tarikan elektron dari
sistem keton takjenuh-,β sehingga sinyalnya
lebih ke medan bawah (7.93 ppm). Sementara
sinyal dengan integrasi 2.97 di 7.52 ppm
merupakan tumpang-tindih sinyal yang
berasal dari 3 proton di posisi meta dan para.
Spektrum 13
C NMR flavon (Lampiran 3d)
menunjukkan 5 sinyal karbon kuaterner
dengan intensitas sinyal yang rendah, serta 9
sinyal dari atom-atom karbon-sp2 cincin
benzena. Korelasi antara sinyal proton dan
karbon diperlukan untuk memastikan identitas
sinyal yang dihasilkan. Moon et al. (2005)
telah melakukan pengujian spektroskopi
korelasi 2-dimensi COSY dan HMBC ter-
hadap sinyal 1H dan
13C NMR senyawa
flavon, dan hasilnya dimanfaatkan untuk
elusidasi struktur flavon dalam penelitian ini.
Satu sinyal C-kuaterner berasal dari
karbon keton di 178.64 ppm. Sinyal di 163.60
ppm berasal dari C-β pada sistem keton
takjenuh-,β. Resonans pada sistem enon
menggeser sinyal karbon tersebut lebih ke
medan bawah. Sinyal lainnya di 156.46 ppm
berasal dari C-kuaterner yang mengikat
substituen oksigen. Tarikan kuat oleh oksigen
menyebabkan sinyal lebih ke medan bawah.
Sinyal di 124.16 ppm berasal dari C-kuaterner
yang mengikat substituen karbonil yang juga
membentuk sistem keton takjenuh-,β, dan
sinyal di 131.78 ppm berasal dari C-kuaterner
cincin benzena monosubstitusi.
Sinyal di 107.79 ppm dihasilkan dari C-α
pada sistem keton takjenuh-,β. Sinyal di
129.22 dan 126.48 ppm memiliki intensitas 2
kali lebih tinggi, menunjukkan bahwa masing-
masing berasal dari 2 C-metina yang
ekuivalen pada cincin B. Efek pemerisaian
akan semakin besar seiring dengan semakin
jauhnya posisi suatu atom dari gugus penarik
elektron. Berdasarkan fakta tersebut, sinyal di
129.22 ppm berasal dari karbon orto dan
sinyal di 126.48 ppm dari karbon meta. Sinyal
di 131.98 ppm berasal dari karbon para.
Atom-atom karbon-sp2 cincin benzena
pada cincin A flavon ditunjukkan oleh 4
sinyal lainnya. Dua sinyal di medan atas
berasal dari atom karbon yang orto (118.26
ppm) dan para (125.89 ppm) terhadap
11
substituen oksigen eter pendorong-elektron.
Dua sinyal di medan bawah berasal dari atom
karbon yang orto (125.41 ppm) dan para
(133.95 ppm) terhadap substituen karbonil
penarik-elektron.
SIMPULAN
Senyawa flavon telah disintesis melalui 5
tahap dari bahan awal fenol dan berhasil
meningkatkan rendemen pada tahap penataan-
ulang Fries fenil asetat dan benzoilasi o-HAP
dari hasil penelitian Septiani (2011). Asetilasi
fenol menghasilkan fenil asetat sebesar 93%.
Penataan-ulang Fries fenil asetat memberikan
rendemen terbaik dengan katalis AlCl3 pada
suhu 120 oC dengan 1 ekuivalen katalis.
Rendemen o-HAP diperoleh sebesar 40%,
lebih tinggi dibandingkan dengan Septiani
(2011), yaitu 34% o-HAP.
Kondisi terbaik benzoilasi o-HAP
diperoleh dengan mereaksikan 33 mmol o-
HAP dan 66 mmol benzoil klorida dalam
piridina kering, diaduk dengan pengaduk kaca
selama 15 menit. Rendemen yang diperoleh
sebesar 71%, hampir 2 kali lebih tinggi
dibandingkan dengan Septiani (2011), yaitu
27–44%. Penataan-ulang BV produk ester
membentuk β-diketon dilanjutkan dengan
siklisasi intramolekul β-diketon menghasilkan
flavon. Rendemen kedua tahap tersebut
masing-masing 85 dan 99%. Secara
keseluruhan, rendemen 5 tahap reaksi ini ialah
22%.
DAFTAR PUSTAKA
Aslam M, Intekhab J. 2009. Isolation of a
flavonoid from the roots of Citrus
sinensis. Mal J Pharmaceut Sci 7:1-8.
Boyer JL, Krum JE, Myers MC, Fazal AN,
Wigal CT. 2000. Synthetic utility and
mechanistic implications of the Fries
rearrangement of hydroquinone diesters in
boron trifluoride complexes. J Org Chem
65:4712-4714.
Carey FA, Sundberg RJ. 2007. Advanced
Organic Chemistry. Part A: Structure and
Mechanisms. Ed ke-5. New York:
Springer.
Fougerousse A, Gonzalez E, Brouillard R.
2000. A convenient method for
synthesizing 2-aryl-3-hydroxy-4-oxo-4H-
1-benzopyrans or flavonols. J Org Chem
65:583-586.
Harborne JB. 1987. Metode Fitokimia.
Padmawinata K, penerjemah. Bandung:
ITB. Terjemahan dari: Phytochemical
Methods.
Harjani JR, Nara SJ, Salunkhe MM. 2001.
Fries rearrangement in ionic melts.
Tetrahedron Lett 42:1979-1981.
Heravi M, Behbahani FK, Zadsirjan F,
Oskooie H. 2006. Copper(II) sulfate
pentahydrate (CuSO4·5H2O) a green
catalyst for solventless acetylation of
alcohols and phenols with acetic
anhydride. J Braz Chem Soc 17:1045-
1047.
Hocking MB. 1980. 2-Hydroxyacetophenone
via Fries rearrangement and related
reactions: A comparative applied study. J
Chem Tech Biotechnol 30:626-641.
Khanna RN, Singh KP, Sharma J. 1992. Study
in crossover Fries migration. Org Prep
Proc Int 24:687-690.
Kim HP, Son KH, Chang HW, Kang SS.
2004. Anti-inflammatory plant flavonoids
and cellular action mechanisms. J
Pharmacol Sci 96:229-245.
Kozhevnikova EF, Quartararo J, Kozhevnikov
IV. 2003. Fries rearrangement of aryl
esters catalysed by heteropoly acid. Appl
Catal A: General 245:69-78.
Lee EM et al.. 2010. Pancreatic lipase
inhibition by C-glycosidic flavones
isolated from Eremochloa ophiuroides.
Molecules 15:8251-8259.
Moon BH, Lee Y, Shin C, Lim Y. 2005.
Complete assignments of the 1H and
13C
NMR data of flavone derivatives. Bull
Korean Chem Soc 26:603-608.
Mueller J et al., penemu; United States Patent
and Trademark Office. 2 Apr 1985.
Preparation of o-acylphenols and p-
acylphenols. US patent 4 508 924.
Paul S, Gupta M. 2004. Selective Fries
rearrangement catalyzed by zinc powder.
Synthesis 11:1789-1792.
Perruchon S. 2004. Synthese und struktur-
aktivitats-beziehungen von flavonoiden
[disertasi]. Darmstadts: L’Universite de
Rennes.
Prakash GKS, Panja C, Mathew T, Olah GA.
2007. BF3·H2O catalyzed Fries
rearrangement of phenolic esters. Catal
Lett 114:24-29.
12
Ralston AW, McCorkle MR, Bauer ST. 1940.
Orientation in the acylation of phenol and
in the rearrangement of phenolic esters.
Res Lab Armour Company 645-659.
Septiani D. 2011. Sintesis 1-(2-hidroksifenil)-
3-fenilpropana-1,3-dion dari o-
hidroksiasetofenon dan benzoil klorida
[skripsi]. Bogor: Fakultas Matematika dan
Ilmu Pengetahuan Alam, Institut Pertanian
Bogor.
Su WK, Zhu XY, Li ZH. 2009. First
Vilsmeier-Haack synthesis of flavones
using bis-(trichloromethyl) carbonate/
dimethylformamide. Org Prep Proc Int
41:69-75.
Sukadana IM. 2009. Senyawa antibakteri
golongan flavonoid dari buah belimbing
manis (Averrhoa carambola Linn.). J Kim
3:109-116.
Wang J, Wu FA, Zhao H, Liu L, Wu SQ.
2008. Isolation of flavonoids from
mulberry (Morus alba L.). Afr J
Biotechnol 7:2147-2155.
Wheeler TS. 1963. Flavone. Org Synth Coll
4:478-480.
Zuhra CF, Tarigan JBr, Sihotang H. 2008.
Aktivitas antioksidan senyawa flavonoid
dari daun katuk (Sauropus androgunus (L)
Merr.). J Biol Sumatera 3:7-10.
13
LAMPIRAN
14
Lampiran 1 Bagan alir penelitian
Penataan-ulang Baker-Venkataraman
menjadi -diketon
(Septiani 2011)
Siklisasi intramolekul -diketon
menjadi flavon
(modifikasi Fougerousse et al. 2000)
)2000)
Pencirian titik leleh dan
spektroskopi produk flavon
Penataan-ulang fenil asetat
menjadi o-HAP (modifikasi Septiani
2011; Perruchon 2004; modifikasi
Khanna 1992; Paul & Gupta 2004)
Benzoilasi o-HAP
menjadi o-BAP
(modifikasi Septiani 2011)
Asetilasi fenol
menjadi fenil asetat
(Septiani 2011)
15
Lampiran 2 Rendemen o- dan p-HAP
Metode Katalis Nisbah
reaktan
Suhu
(°C)
PhOAc
(mmol)
Katalis
(mmol)
Fenol
(mmol)
o-HAP
(mmol)
p-HAP
(mmol)
Rendemen
o-HAP (%)
Rendemen
p-HAP (%)
1 AlCl3 1:1 90 a) 9.9 a) 9.9 - a) 3.7 a) 2.7 a) 37.5 a) 26.9
b) 5.0 b) 5.1 - b) 1.4 b) 2.1 b) 27.4 b) 42.6
1:1 120 a) 9.9 a) 10.2 - a) 3.8 a) 3.9 a) 38.3 a) 39.8
b) 10.1 b) 9.9 - b) 4.1 b) 3.9 b) 40.9 b) 38.7
1:1 130 a) 9.9 a) 10.0 - a) 3.5 a) 2.3 a) 35.3 a) 23.7
b) 10.2 b) 10.2 - b) 3.7 b) 4.4 b) 36.1 b) 42.9
1:1.25 90 a) 13.5 a) 13.5 - a) 3.8 a) 3.8 a) 38.0 a) 37.3
b) 4.8 b) 6.3 - b) 1.3 b) 1.3 b) 27.4 b) 26.3
BF3·Et2O 1:1 90 a) 10.0 a) 10.0 - a) 1.6 a) 2.2 a) 15.5 a) 22.2
b) 10.1 b) 10.0 - b) 1.9 b) 1.5 b) 18.6 b) 15.1
ZnCl2 1:1 90 a) 9.7 a) 10.1 - a) 0.5 a) 2.4 a) 5.4 a) 24.9
b) 10.0 b) 10.4 - b) 0.3 b) 2.9 b) 3.1 b) 28.7
2 BF3·Et2O
(AcOH)
1:1 90 - - 10.3 - 2.9 12.5 28.2
BF3·Et2O
((Ac)2O)
1:1 90 - - 25.7 - - - -
3 BF3·Et2O 1:10
tetes
74 30.11 - 10.3 Tidak bereaksi
1:1 74 a) 15.05 a) 5.00 a) 5.22 a) 1.18 a) 0.93 a) 22.7 a) 17.74
b) 14.86 b) 5.00 b) 5.06 b) 1.24 b) 0.99 b) 24.6 b) 19.53
4 Serbuk
Zn
1:1 - 5.09 2.63 - - - - -
Ket: 1) Penataan ulang-Fries; 2) Asetilasi fenol; 3) Migrasi asetil; 4) Mikrogelombang, dengan a) ulangan 1; b) ulangan 2
15
16
Lampiran 3 Elusidasi struktur flavon
(a) Spektrum UV-Vis senyawa flavon.
4000.0 3000 2000 1500 1000 400.0
-4.0
0
5
10
15
20
25
29.8
cm-1
%T
Laboratory Test Result
3752.253736.64
3650.19
3071.71
1646.60
1606.18
1569.50
1495.96
1466.23
1449.71
1376.49
1311.61
1260.66
1226.13
1129.52
1101.03
1079.08
1043.85
1029.30
1010.92
925.28
906.82
868.03
851.16
781.41
768.89
756.52
687.54
673.05
649.87
605.87
529.76
500.55
456.92
(b) Spektrum FTIR flavon hasil sintesis.
17
(c) Spektrum 1H NMR flavon (500 MHz, CDCl3).
O
O
6.83
8.237.41
7.707.56
7.93
7.52
7.52
7.52
7.93
18
(d) Spektrum 13
C NMR flavon (125 MHz, CDCl3).
O
O
107.79
125.41
125.89
133.95
118.26
126.48
129.22
131.98
129.22
126.48163.60
178.64124.16
156.46131.78
19
Lampiran 4 Spektrum UV-Vis hasil penataan-ulang Fries dengan MW
a) Sebelum (1) dan sesudah (2) penambahan NaOH 5%.
b) Sebelum (1) dan sesudah (2) penambahan penambahan AlCl3.
1
2
1
2
Related Documents
