Synthesis of N-4-O-asetilferuloylmorpholine from ferulic acid via indirect conversion methods with acetylation, chlorination and amidation (in situ) reactions have been conducted. The acetylation was carried out using acetic anhydride reagent in pyridine solvent at room temperature for 6 hours. The chlorination was performed with thionyl chloride in benzene solvent by reflux at 75Â°C for 4 hours, proceeded by in situ amidation utilizing morpholine in the presence of triethylamine and pyridine using dichloromethane solvent at room temperature. The target molecule as white crystalline solids with m.p. of 91-92Â°C. Characterization of these compounds was committed by FTIR spectrophotometry

Firdaus, Firdaus

Soekamto, Nunuk H.

Sumarna, Sabir

Indonesian

Indo. J. Chem. Res.

Ind. J. Chem. Res., 2016, 4(1), 331-334             331   SYNTHESIS OF AMIDE DERIVATIVE N-4-O-ASETILFERULOYLMORPHOLINE FROM FERULIC ACID VIA INDIRECT CONVERSION METHOD  Sintesis Turunan Amida N-4-O-Asetilferuloilmorfolina dari Asam Ferulat Melalui Metode Konversi Tidak Langsung     Sabir Sumarna1*, Firdaus2, Nunuk Hariani Soekamto2  1Department of Chemistry, Faculty of Science, University of Hasanuddin Jl. Perintis Kemerdekaan 90245, Makassar-Indonesia 2Department of Chemistry, Faculty of Mathematics and Natural Sciences, University of Hasanuddin, Jl. Perintis Kemerdekaan 90245, Makassar-Indonesia  *Corresponding author, phone: 081355004726, email:chemist06sabir@gmail.com  Received: June 2016 Published: July 2016  ABSTRACT  Synthesis of N-4-O-asetilferuloylmorpholine from ferulic acid via indirect conversion methods with acetylation, chlorination and amidation (in situ) reactions have been conducted. The acetylation was carried out using acetic anhydride reagent in pyridine solvent at room temperature for 6 hours. The chlorination was performed with thionyl chloride in benzene solvent by reflux at 75°C for 4 hours, proceeded by in situ amidation utilizing morpholine in the presence of triethylamine and pyridine using dichloromethane solvent at room temperature. The target molecule as white crystalline solids with m.p. of 91-92°C. Characterization of these compounds was committed by FTIR spectrophotometry.  Keywords: N-4-O-asetilferuloylmorpholine, ferulic acid, acetylation, chlorination, amidation   PENDAHULUAN Sumber daya organik alam merupakan gudang senyawa kimia yang sangat potensial sebagai sumber senyawa baru yang unik, yang tidak dapat ditemukan di laboratorium dan sangat berguna untuk berbagai keperluan (Ahmad et al., 1994). Senyawa-senyawa yang bersifat bioaktif telah banyak dilaporkan yaitu golongan terpenoid, alkaloid, steroid, poliketida, fenolik, dan flavonoid. Asam-asam fenolik seperti asam hidroksisinamat dan asam hidroksibensoat terkandung dalam semua kingdom tanaman. Belakangan diketahui bahwa asam-asam fenolik dan turunannya dapat mengurangi resiko pada beberapa penyakit kronis. Salah satu asam fenolik yang terdapat pada sebagian besar tanaman adalah asam ferulat dan ditemukan pada beberapa tanaman pangan dengan konsentrasi tinggi seperti buncis, jagung, gandum, terung, dan bit (Rosazza et al., 1995; Kroon et al., 1997; Rechner et al., 2001; D’archivio et al., 2007 dalam Paiva et al., 2013). Turunan asam sinamat ini oleh Barth (1886), telah berhasil mengisolasi dan menentukan struktur asam 3-metoksi-4-hidroksisinamat (asam ferulat) dari tanaman genus Ferula foetida. Asam ferulat bersama dengan asam dihidroferulat merupakan komponen dari lignoselulosa, penyusun dinding sel sebagai penghubung antara lignin dan polisakarida. Beberapa penelitian melaporkan bahwa asam ferulat dan turunannya memiliki bioaktivitas sebagai antioksidan, antimikroba, antiinflamasi, antikanker, antidiabetes, antikolesterol, dan proteksi terhadap radiasi ultraviolet (Sharma, 2011; Paiva et al., 2013). Senyawa-senyawa dengan aktivitas antiinflamasi dan antioksidan yang berasal dari alam telah dilaporkan memiliki korelasi positif terhadap beberapa jenis penyakit seperti kanker (Nagasaka et al., 2007), diabetes, serta penyakit-penyakit kardiovaskuler dan neurodegeneratif (Kayahara et al., 1999; Kim et al., 2003; Barone et al., 2009; Soobrattee et al., 2005 dalam Paiva et al., 2013). Pada kenyataannya metabolit sekunder tertentu diproduksi oleh organisme dalam jumlah yang sangat terbatas, sedangkan banyak senyawa organik alam diketahui memiliki bioaktivitas yang sangat potensial untuk dikembangkan. Oleh karena itu diperlukan upaya sintesis (Usman, Sabir Sumarna, dkk / Ind. J. Chem. Res., 2016, 4(1), 331-334             332   2005). Turunan amida dari suatu asam karboksilat pada dasarnya dapat disintesis langsung dari asamnya dan suatu amina menggunakan katalis asam borat (Tang, 2005). Pemilihan jalur sintesis melalui metode konversi tidak langsung disebabkan oleh perlunya proteksi terhadap gugus hidroksil fenolik untuk menghindari terjadinya reaksi polimerisasi. Metode ini merupakan gabungan dari metode yang diterapkan oleh Helm et al. (1992) serta       Lu dan Ralph (1998) dengan sedikit modifikasi, yakni mengganti reaksi esterifikasi dengan amidasi.  METODOLOGI Bahan        Bahan-bahan yang digunakan pada penelitian ini adalah asam ferulat p.a, anhidrida asetat, tionil klorida, piridin, akuades, metanol p.a, benzena, trietilamin, morfolin, NH4Cl jenuh, HCl 3%, aseton p.a, Na2SO4 anhidrat, kloroform p.a, n-heksana p.a, etil asetat p.a, H2SO4 1 M, silika gel 7733 dan 7734, plat KLT, glass wool, pasir kuarsa, kertas saring biasa, kertas saring Whatmann 42, dan pipa kapiler.  Alat Alat-alat yang  digunakan  pada penelitian ini  adalah labu alas bulat leher tiga, kondensor, termometer, neraca analitik, heating mantel magnetic stirrer, desikator, melting point apparatus, lampu UV,  rotary evaporator, kolom kromatografi, corong Buchner, spektrofotometer FT-IR, dan alat-alat gelas yang umum digunakan dalam laboratorium. Prosedur Kerja  Asetilasi Asam ferulat sebanyak 0,5 gram (3 mmol) dimasukkan ke dalam labu alas bulat leher tiga, kemudian ditambahkan 3 mL piridin dan 0,8 mL (8,4 mmol) anhidrida asetat. Campuran reaksi diaduk menggunakan stirer selama ±6 jam pada suhu ruang. Selanjutnya, campuran reaksi ditambahkan ke dalam ±50 mL akuades dingin sambil diaduk. Endapan putih yang terbentuk disaring, dicuci dengan akuades dan dikeringkan di dalam desikator sehingga diperoleh padatan putih kering. Padatan tersebut dikristalisasi/rekristalisasi menggunakan metanol panas lalu disaring sehingga diperoleh padatan kristal putih. Selanjutnya, kristal diuji titik leleh dan kemurniannya melalui analisis KLT dengan 3 macam sistem eluen. Kristal murni yang diperoleh dianalisis dengan spektroskopi FT-IR.  Klorinasi Senyawa tahap asetilasi sebanyak 0,34 gram (1,44 mmol) dimasukkan ke dalam labu alas bulat leher tiga dan dilarutkan menggunakan 20 mL benzena serta ditambahkan 0,5 mL (7,2 mmol) tionil klorida. Campuran reaksi direfluks pada suhu 75ᵒC selama 4 jam. Setelah refluks, campuran reaksi didinginkan pada suhu ruang dan dievaporasi hingga diperoleh padatan berwarna kuning. Amidasi Senyawa hasil tahap klorinasi  sebanyak 0,3 gram (1,16 mmol) dan amina morfolin sebanyak 0,11 mL (1,28 mmol) dilarutkan dalam 50  mL diklorometana (CH2Cl2), lalu dimasukkan ke dalam labu alas bulat leher tiga yang berisi 0,06 mL (0,72 mmol) piridin dan 0,3 mL (2,46 mmol) trietilamin. Campuran reaksi distirer pada suhu ruang selama 4 jam. Campuran reaksi dicuci dengan HCl 3% kemudian NH4Cl jenuh lalu dikeringkan menggunakan Na2SO4 anhidrat dan dievaporasi. Senyawa target dimurnikan melalui kolom kromatografi gravitasi. Selanjutnya dilakukan rekristalisasi dan diuji kemurniannya melalui analisis KLT dengan 3 macam sistem eluen serta uji titik leleh. Kristal murni yang diperoleh dianalisis dengan spektrofotometer   FT-IR.  HASIL DAN PEMBAHASAN Senyawa N-4-O-asetilferuloilmorfolin turunan amida asam ferulat telah berhasil disintesis melalui metode konversi tidak langsung. Metode tersebut melibatkan tiga tahap reaksi yaitu asetilasi, klorinasi dan amidasi secara in situ. Produk reaksi asetilasi adalah senyawa asam 4-O-asetilferulat berupa padatan putih dengan titik leleh 194-196ᵒC dan rendemen sebesar 78,0 %. Analisis KLT terhadap senyawa asam 4-O-asetilferulat dengan tiga macam sistem eluen; (a) etil asetat/n-heksan 1:1, (b) kloroform 100 %, (c) etil asetat 100% menunjukan hanya ada satu noda (Gambar 1). Data hasil FTIR dari produk asetilasi menunjukkan bahwa proteksi terhadap gugus OH fenolik pada asam ferulat berhasil dilakukan. Hal ini ditandai dengan Sabir Sumarna, dkk / Ind. J. Chem. Res., 2016, 4(1), 331-334             333   hilangnya serapan OH fenolik pada daerah bilangan gelombang 3437 cm-1. Adanya pita serapan lebar pada bilangan gelombang       2528-2976 cm-1 merupakan ciri khas gugus OH asam. Pita serapan ini, biasanya tumpang tindih dengan serapan CH alifatik dan semakin mempertegas keberhasilan reaksi asetilasi. Pita serapan pendukung lainnya adalah munculnya serapan C=O (ester) pada bilangan gelombang 1761 cm-1 yang berasal dari gugus asetil (Gambar 2). Dengan demikian, dapat disimpulkan bahwa produk reaksi asetilasi diketahui adalah senyawa asam                           4-O-asetilferulat.        Gambar 1. Analisis KLT produk asetilasi   Gambar 2. Spektrum FTIR asam 4-O-asetilferulat  Tabel 1. Data analisis FTIR asam 4-O-asetilferulat Bilangan gelombang (cm-1) Serapan gugus Hasil sintesis Teoritis tidak ada 3400 OH fenol 3000-2528,68 3400-2400 OH asam 3010,88 3050-3010 C-H tak jenuh 2976,16, 2943,37, dan 2841,15 3000-2840 C-H jenuh 1761,01 1750 C=O ester 1687,71 1680 C=O amida 1631,78 1660-1600 C=C olefin 1600,92 dan 1506,41 1600 dan 1500 C=C aromatik 1465,90 dan 1371,39 1465 dan 1371 CH3 bending 985,62 970 C-H trans olefin 914,26 dan 837,11 900 dan 800 C-H aromatik   tri-substitusi  Senyawa target N-4-O-asetilferuloilmorfolin diperoleh melalui reaksi klorinasi dan amidasi secara in situ berupa kristal putih dengan titik leleh 91-92ᵒC (rendemen 58,7%). Analisis KLT terhadap senyawa target dengan tiga macam sistem eluen; (a) etil asetat/n-heksan 4:6, (b) etil asetat/n-heksan 1:1, (c) etil asetat 100% menunjukan hanya ada satu noda (Gambar 3).         Gambar 3. Analisis KLT senyawa target  Data hasil analisis FTIR senyawa               N-4-O-asetilferuloilmorfolin (Gambar 4) menunjukan hilangnya pita serapan OH karboksilat yang melebar pada bilangan gelombang 2500-3000 cm-1. Hal ini mengindikasikan bahwa asam 4-O-asetilferulat telah tersubstitusi oleh amina morfolin, yang ditandai dengan munculnya pita serapan C-N amida pada bilangan gelombang 1298,09 cm-1.   Gambar 4. Spektrum FTIR N-4-O-asetilferuloilmorfolin   Tabel 2. Data analisis FTIR senyawa target  Bilangan gelombang (cm-1) Serapan gugus Hasil sintesis Teoritis tidak ada 3400 OH fenol tidak ada 3400-2400 OH asam 3120,82 dan 3064,89 3050-3010 C-H tak jenuh 2956,87, 2916,37 dan 2856,58 3000-2840 C-H jenuh 1761,01 1750 C=O ester 1647,21 1680 C=O amida 1610,56 dan 1512,19 1600 dan 1500 C=C aromatik 1433,11 dan 1373,32 1465 dan 1371 CH3 bending 1298,09 1400 C-N amida 974,05 970 C-H trans olefin 906,54 dan 829,39 900 dan 800 C-H aromatik   tri-substitusi    a b c a b c Sabir Sumarna, dkk / Ind. J. Chem. Res., 2016, 4(1), 331-334             334   KESIMPULAN Senyawa N-4-O-asetilferuloilmorfolin dapat disintesis dengan metode konversi tidak langsung melalui reaksi asetilasi kemudian dilanjutkan klorinasi dan amidasi secara in situ.   UCAPAN TERIMAKASIH  Terimakasih atas dukungan dana penelitian yang diberikan oleh Lembaga Pengelola Dana Pendidikan (LPDP) Kementrian Keuangan R.I. DAFTAR PUSTAKA  Achmad, S. A., Hakim, E. H., Juliawaty, L. D., Makmur, L., dan Syah, Y.  M., 1994, Chemical Studies of Indonesian Reinforest Plant: Triterpenoids from Cryptocarya Crassinervia and Litsea Ellepatica.  Rep. Asahi Glass Found. 691-695. Barone, E., Calabrese, V., dan Mancuso, C., 2009, Ferulic acid and its  Therapeutic Potential as a Hormetin for Age-Related diseases.  Biogerontology. Helm, R. F., Ralph, J., dan Hatfield, R. D., 1992,        Synthesis of  Feruloylated and p-       Coumaroylated Methyl Glycosides,        Carbohydr. Res., 229: 183-194. Lu, F., dan Ralph, J., 1998, Facile Synthesis of        4-Hydroxycinnamyl           p-Coumarates,        J. Agric. Food Chem., 46: 2911−2913                    Nagasaka, R., Chotimarkorn, C., Shafiqul, I. M., Hori, M., Ozaki, H., dan  Ushio, H., 2007, Anti-inflammatory Effects of Hydroxycinnamic  Acid Derivatives, Biochem. Biophys. Res. Commun., 35(8): 615-619. Paiva, L. B. de., Goldbeck, R., Santos, W. D. dos., dan Squina, F. M.,  2013, Ferulic Acid and Derivatives: Molecules with Potential  Application in Pharmaceutical Field, Braz. J. Pharm. Sci., 49: 395- 410. Sharma, P., 2011, Cinnamic Acid Derivatives: A   New Chapter of Various Pharmacological        activities, J. Chem. Pharm. Res., 3(2): 403-      423. Tang, 2005, Boroc Acid Catalyzed Amide   Formation From Carboxylic Acid and Amines N-Benzyl-4-Phenylbutyramide,       Org.Syn.,81: 262. Usman, H., 2005, Isolasi, Krakterisasi, dan Uji       Bioaktivitas Metabolit Sekunder dari       Tumbuhan Cryptocarya Costata, Disertasi       tidak diterbitkan, Makassar: Program       Pascasarjana, Univeritas Hasanuddin.    

Sintesis Turunan Amida N-4-O-Asetilferuloilmorfolina dari Asam Ferulat Melalui Metode Konversi Tidak Langsung

https://ojs3.unpatti.ac.id/index.php/ijcr/article/download/128/101

Sintesis Turunan Amida N-4-O-Asetilferuloilmorfolina dari Asam Ferulat Melalui Metode Konversi Tidak Langsung

Abstract

Similar works

Full text

Available Versions

Indo. J. Chem. Res.