Vol. 1 No. 1, September 2007 Kim.
J. Ris.
ISOLASI KUMARIN DARI BIJI PINANG (Areca catechu L.)
Sanusi Ibrahim , Muhamad Iqbal Iqbal , Bustanul Arifin Jurusan Kimia FMIPA Universitas Andalas
ABSTRACT
Coumarin has been isolated from seed of Areca catechu L. an ethyl acetate fraction which needle crystal crystal products at 184 –185°C. Based on thin layer chromatograp chromatography hy analysis using using n-hexane : acetone (4 : 6) as eluent got Rf 0.6. From elemental analysis, mass spectra, ultraviolet spectra, infra red spectra, nuclear magnetic resonance spectra ( H and C NMR) ,concluded this compound was 7hidroksi-4-metil coumarine. Keywords : Areca catechu, 7-hidroksi-4-metil kumarin.
PENDAHULUAN
Pinang yang digunakan buahnya sebagai ramuan ramuan pemakan pemakan sirih dikenal dengan nama latin latin Areca Areca catechu L. Buah Buah pina pinang ng muda muda dikunyah dan airnya ditelan untuk mengobati darah darah dalam dalam air kencin kencing. g. Jus pinang pinang muda muda digunakan sebagai obat luar untuk rabun bila diteteskan diteteskan pada kornea, kornea, ditelan untuk demam, demam, hister histeria, ia, dan disentr disentri. i. Biji Biji pinang pinang muda muda bila bila dibuat dibuat jus denga dengan n telur itik itik dan susu susu dapat dapat digunakan digunakan untuk peningkatan peningkatan stamina stamina lelaki. lelaki. Abu pinang pinang diguna digunakan kan untuk untuk mencuc mencucii gigi, gigi, tetapi jika terlalu banyak akan merusak gigi. Jus pucuk pinang dan Euphorbia linta digunakan tiga hari setelah bersalin. Akar pinang pinang juga digunakan digunakan untuk memperbanyak memperbanyak kencing dan mengobati sakit perut. Campuran daunnya digunakan untuk memandikan anakanak yang sering mengalami sakit perut. Serbuk pinang bisa membuang cacing gelang. Penelitian terhadap kandungan kimia dari biji pinang telah banyak dilakukan, dimana buah atau biji pinang pinang sirih mengandung mengandung 0,3-0,6% 0,3-0,6% alkaloid alkaloid seperti seperti arecoline, arecoline, arecolidine, arecaidine, guvacoline, guvacine, choline atau bilineurine, dan tanin 15%. Selain itu juga mengandung arecaine, isoguvacine, lemak 14% (palmitic, oleic, stearic, caproic, lauric, myristic acid), kanji, katekin, mannan, galaktan, karbohidrat lain, protein, vitamin dan resin.
Biji Biji segar segar mengan mengandun dung g kira-k kira-kira ira 50% lebih lebih banyak alkaloid dibandingkan biji yang telah diproses. Pada penelit penelitian ian ini akan akan dilapo dilaporka rkan n kandungan kumarin dari biji biji pinang sirih yang muda dengan cara maserasi dan karakterisasi hasil dengan cara kimia, spektroskopi dan kromatografi.
METODOLOGI Umum
Alat-alat yang digunakan adalah seperangkat alat destilasi, rotary evaporator Heidolph WB 2000, Spektrometer Ultraviolet Secoman S1000 S1000 PC, Spektr Spektrome ometer ter IR (Perkin (Perkin Elmer Elmer 13 FTIR 1600 series), Spektrometer C-NMR Bruker WP pada 100 MHz, Spektrometer 1HNMR Bruke Brukerr WP pada pada 500 500 MHz, MHz, Spektrometer Massa (Micromas VG 70-250S), Elemental Elemental analysis analysis apparatus, apparatus, Fisher Fisher melting point point apparatu apparatus, s, lampu UV λ = 254 dan 356 nm, corong Buchner, kolom kromatografi dengan diameter 5,0 dengan panjang 48 cm, penangas listrik, oven, pipa kapiler, kertas saring, plat KLT, alumunium foil, serta perlatan gelas yang umum digunakan di laboratorium.
ISSN : 1978-628X 50
Vol. 1 No. 1, September 2007 Kim.
J. Ris.
Penyamplingan
176
n
Sampel yang berupa biji pinang sirih yang masih muda (Areca catechu L) diambil di Tanah Sirah Kalumbuk Kota Padang, dan diidentifikasi di Herbarium Universitas Andalas Padang (ANDA) oleh Rusdi Tamin.
=
=
5 8,8 2,9 9
3
≈
Jadi :
(C
)
3, 34 H 2 , 71O n
=
=
(C
)
3, 34 H 2 , 71O 3
C 10 H 8O3
Ektraksi dan pemurnian
Sampel kering biji pinang muda Areca catechu L. yang dimaserasi dengan metanol. Ekstrak metanol yang didapat kemudian difraksinasi dengan n-heksan dan etil asetat. Kemudian fraksi etilasetat dikromatografi kolom sehingga didapatkan satu noda tunggal. Noda tunggal dimonitor dengan kromatografi lapisan tipis dengan menggunakan pelarut nheksan : aseton (4 : 6) dan dilihat di bawah lampu UV. Selanjutnya dilakukan rekristalisasi sehingga didapatkan kristal kumarin. Kristal murni yang didapat dilakukan analisa unsur, penarikan spektrum ultraviolet, spektrum inframerah, spektrum massa, 1 13 spektrum NMR baik H dan C.
HASIL DAN DISKUSI
Pemeriksaan spektrum 13C-NMR memberikan pergeseran kimia δ (ppm): 161,11 (C–2); 160,24 (C–7); 154,79 (C–8a) ; 153,45 (C–4); 126,52 (C–5); 112,79 (C–6); 111,96 (C–4a); 110,21 (C–8); 102,13 (C–3); dan 18,06 (C–9) . Berdasarkan hasil uji pendahuluan tumbuhan teridentifikasilah Areca catechu L. maka bahwa ia memiliki kandungan kumarin. Dari 2,95 kg sampel kering biji pinang muda Areca catechu L. yang dimaserasi dengan metanol didapatkan ekstrak pekat sebanyak 511,36 g. Ekstrak pekat metanol ini kemudian diencerkan dan difraksinasi dengan n-heksan. Selanjutnya ekstrak pekat metanol tadi dilarutkan dalam metanol : air (1 : 1) kemudian difraksinasi dengan pelarut etilasetat. Fraksi etil asetat dipekatkan dengan rotary evaporator dan didapatkan ekstrak pekat fraksi etil asetat sebanyak 75,75 g.
Hasil analisa unsur dengan elemental analysis didapat C 68,2% dan H 4,60% maka jumlah atom O yang ditemui adalah :
Hasil dari kromatografi kolom yang telah ditampung dalam vial dan dimonitor dengan KLT. Berdasarkan hasil KLT didapatkan 11 fraksi. Dari 11 fraksi tersebut didapatkan 7 Atom O yang ditemui fraksi yang memberikan uji positif terhadap = 100% - (68,2% + 4,6%) kumarin yaitu fraksi III, IV, V, VI, VII, VIII, = 27,2% dan X. Fraksi 6 dan 10 didapatkan dalam bentuk kristal kotor. Selajutnya pengerjaan C : H : O 68,2% : 4,6% : 27,2% difokuskan pada fraksi 10 yang dimonitor 68,2% 4,6% 27,2% : : dengan menggunakan pelarut n-heksan : aseton 12 1 16 (4 : 6) dan didapatkan 3 noda yang dilihat di 5,68% 4,6% 1,7% bawah lampu UV, yaitu noda berwarna coklat : : 1,7% 1,7% 1,7% tua (tailing), coklat muda, dan noda berwarna 3,34 : 2,71 : 1 biru (berfluoresensi). Pemurnian dilakukan dengan menggunakan pelarut yang berbeda Sehingga : kelarutannya, yaitu EtOAc, aseton dan MeOH. 176 (C 3,34 : H 2,71 : O1 ) n = Ketiga fraksi ini dimonitor dengan KLT [ ( 3,34 x Ar C ) + ( 2,71 x Ar H ) menggunakan pelarut n-heksan : aseton (4 : 6). = =
=
=
=
51
=
[ ( 3,34 x12) + ( 2,71 x1) + (1 x1
=
58,8n
Hasil KLT dari fraksi aseton memperlihatkan noda tunggal di bawah lampu UV sebagai
ISSN : 1978-628X
J. Ris. Kim.
Vol. 1 No. 1, September 2007
penampak noda. Kemudian dilakukan rekristalisasi terhadap fraksi aseton dengan menggunakan pelarut MeOH dan Aseton, sehingga didapatkan kristal kumarin yang berwarna putih. Kristal tersebut memiliki titik leleh 184 – 185°C dan Rf 0,60 dengan pelarut n-heksan : aseton (4 : 6). Selanjutnya pada pemeriksaan spektroskopi massa didapatkan data spektroskopi massa dengan kelimpahan isotop dengan m/z pada 176 (M)+ 98%; 148 (100%); 131 (31%); 120 (11%); 105 (3%); 91 (22%); 74 (9%); 65 (9%); dan 51 (8%). Spektroskopi massa memberikan puncak pada m/z 176 dan m/z 148, ini berarti m/z 176 puncak ion molekul dan m/z 148 merupakan lepasnya C=O dari ion molekul, yang mempunyai massa 28. begitu pula adanya m/z 131 berarti lepasnya gugus OH yang berupa pengurangan berat 17 dari m/z 148. Dari data spektroskopi massa dan hasil analisa unsur ini dapat disimpulkan bahwa senyawa kumarin hasil isolasi mempunyai rumus formula C10H8O3 dengan Mr 176. Selanjutnya karakterisasi senyawa golongan kumarin ini dilakukan dengan menggunakan spektrometer UV-Vis Secomam S.1000. Spektrum UV yang dihasilkan oleh senyawa kumarin hasil isolasi dengan pelarut MeOH memberikan 3 pita serapan maksimum MeOH
λ maks
208,6 nm; 219,6 nm; dan 323,6 nm.
Berdasarkan pengukuran serapan UV tersebut dapat disarankan bahwa senyawa hasil isolasi termasuk dalam senyawa golongan kumarin. 5
3
8
O
2
O
1
Gambar 1. Senyawa golongan kumarin
Untuk melengkapi data spektrum UV, maka dilakukan pengukuran terhadap senyawa hasil isolasi dengan menggunakan pereaksi geser. Hasil pengukuran dengan menggunakan pereaksi geser dapat dilihat pada Tabel 1.
ISSN : 1978-628X
Pereaksi Geser MeOH (pembanding) MeOH + NaOMe MeOH + AlCl 3 MeOH + AlCl 3 + HCl MeOH + NaOAc MeOH + NaOAc + H3BO3
Serapan Maksimum (nm) Pita I Pita II Pita III 208, 219,6 323,6 6 229,5 213,8 364, 219,7 208,1 4 219,7 208,4 323, 219,0 6 220,2 323, 7 327, 6 324, 1
Penambahan pereaksi NaOMe memperlihatkan pergeseran batokromik dengan intensitas naik. Pola spektrum yang demikian memberikan indikasi adanya gugus hidroksil ( OH) pada posisi 7 yang bersifat asam pada cincin benzen. −
Penambahan pereaksi geser AlCl 3 dan AlCl3 + HCl tidak memperlihatkan pergeseran batokromik. Penambahan pereaksi geser NaOAc memperlihatkan pergeseran batokromik dengan intensitas naik. Pola spektrum demikian mempertegas kembali adanya gugus hidroksil ( OH) pada posisi 7. Penambahan pereaksi geser NaOAc + H 3BO3 tidak memperlihatkan pergeseran batokromik. −
Menurut literatur diketahui bahwa spektrum UV senyawa hasil isolasi hampir sama dengan senyawa kumarin yang punya gugus hidroksil ( OH) pada posisi 7 (Umbeliferon), yaitu pada ± 217 nm dan 315 330 nm. −
−
4
6
7
Tabel 1. Serapan maksimum spektrum UV menggunakan pereaksi geser
Selanjutnya pemeriksaan spektroskopi inframerah didapatkan data seperti berikut dengan bilangan gelombang 3430-3000 (lebar); 1678; 1599; 1451; 1274; 1133; 982; 864; 846 dan 693 cm -1. Interpretasi spektrum IR didapatkan puncakpuncak yang penjabarannya sebagai berikut : struktur terpenting dari kumarin adalah cincin benzen, α -piron, dan adanya gugus karbonil. Senyawa hasil isolasi memberikan serapan pada 1599 dan 1451 cm -1 merupakan regangan C=C dan C–C aromatis. Puncak serapan pada
52
Vol. 1 No. 1, September 2007 Kim.
J. Ris.
1369 cm-1 merupakan vibrasi dari C H yaitu CH3 yang seharusnya 1375 cm -1. Puncak serapan pada 1678 cm -1 merupakan regangan C=O ( α -piron). Puncak serapan pada 1133 cm-1 merupakan serapan C(O) O. Serapan pada 3430-3000 (lebar) merupakan serapan untuk vibrasi OH yang terikat dengan ikatan hidrogen. Jadi dapat disimpulkan senyawa hasil isolasi memiliki substituen OH. −
−
Dari analisa data yang dimiliki maka struktur dari senyawa hasil isolasi dapat diketahui. Dari data titik leleh, analisa unsur, spektrum MS, UV, dan IR, senyawa kumarin hasil isolasi memiliki pola oksigenasi berupa gugus hidroksil (–OH) pada posisi 7 dan tersubstitusi gugus metil. Menurut literatur diketahui ada dua jenis senyawa kumarin yang memiliki pola demikian, yaitu 7-hidroksi-4-metilkumarin (TL 180-181°C) dan 7-hidroksi-6-metilkumarin (TL 247-248°C). Berdasarkan data diketahui bahwa senyawa hasil isolasi mirip dengan senyawa 7-hidroksi4-metilkumarin. Hal ini terlihat dari jarak leleh dan pita serapan IR yang tidak jauh berbeda, sehingga dapat disarankan struktur dari senyawa hasil isolasi sebagai 7-hidroksi-4metilkumarin. H
H
5
6
4a
3
Data spektrum 13C-NMR memperlihatkan adanya 10 atom C, 4 buah atom C tersier (CH), 1 buah atom C primer (CH 3) dan 5 buah atom C quartener (C). Atom C tersier (puncak ke atas) muncul pada pergeseran kimia δ (ppm) : 126,52 (C–5); 112,79 (C–6); 110,21 (C–3); dan 102,13 (C–8) dan atom C primer (puncak ke atas mendekati TMS) muncul pada pergeseran kimia δ 18,06 ppm (–CH 3).
KESIMPULAN
O
O
1
H
Gambar 2. Stuktur 7-hidroksi-4-metilkumarin
Pemeriksaan spektrum 1H-NMR memberikan pergeseran kimia δ (ppm) : 10,45 (1H, s, OH),7,51 (1H, d, H–5, J = 8,6 Hz); 6,73 (1H, dd, H–6, J = 8,6 dan 2,28 ); 6,64 (1H, d, H–8, J = 2,52); 6,05 (1H, d, H–3, J = 1 Hz); 2,29 (3H, d, H–9 atau CH3, J = 1,28); dan 10,45 (1 H, s, OH). Data spektrum 1H-NMR memperlihatkan adanya 8 atom H, dimana perbandingan integrasi yang diberikan adalah 3 : 1 : 1 : 1 : 1 : 1 = CH3 : CH : CH : CH : CH : OH. Dari perbandingan integrasi tersebut dapat diketahui bahwa senyawa hasil isolasi punya dua gugus (CH3 dan OH) dan tidak punya proton metilen
53
−
H
2 8a 8
−
CH3
9 4
7 HO
(CH2). Pergeseran kimia 6-8 ppm, proton yang ditemui umumnya terikat pada cincin benzen, yaitu pada spektrum 1H-NMR didapat 4 buah proton. Dua diantaranya adalah C–3 dan C–8. Pergeseran kimia 6,05 ppm merupakan puncak doublet dari H 3 (J = 1 Hz). Hal ini kemungkinan terjadi karena adanya koupling jarak jauh dengan atom H–9 (J = 1,28 Hz) yang muncul pada pergeseran kimia 2,29 ppm dengan puncak doublet. Sedangkan pergeseran kimia 6,64 ppm merupakan puncak doublet dari H 8 (J = 2,52 Hz), kemungkinan terjadi koupling dengan H–6 (J = 8,6 dan 2,28 Hz). Pergeseran kimia 6,73 ppm merupakan puncak double doublet dari H–6, kemungkinan terjadi koupling dengan H–5 (J = 8,6 Hz) dan H–8. Sedangkan pergeseran kimia 7,51 ppm merupakan puncak doublet dari H–5, kemungkinan terjadi koupling dengan H–6.
Isolasi kumarin dari biji pinang ( Areca catechu L.) ini menghasilkan senyawa kumarin berupa kristal berwarna putih dengan titik leleh 184- 185°C, berfluorisensi di bawah lampu UV 365 nm, dan dengan kromatografi lapisan tipis dengan absorben silika gel dengan Rf 0,60 dengan pelarut n-heksan : aseton (4 : 6), dan mempunyai massa relatif 176 dengan rumus molekul C 10H8O3. Karakterisasi dengan cara fisika dan spektroskopi disimpulkan bahwa senyawa hasil isolasi mempunyai struktur 7-hidroksi-4-metilkumarin.
DAFTAR PUSTAKA
1.
2.
Ahmad, S. A., 1980, Kimia Organik Bahan Alam, Universitas Terbuka, Jakarta. Arbain, D., 1995, Survey Fitokimia Salah Satu Cara Pendekatan, Proyek
ISSN : 1978-628X
J. Ris. Kim.
3.
4.
5.
6.
7.
8.
HEDS USAID Universitas Andalas, Padang. Cresswell, C.J., 1982, Analisis Spektrum Senyawa Organik, Edisi ke-2, ITB, Bandung. Culvenor, C.C.J., and Fitzgerald, J.L., A field method for alkaloids screening of plants, J.Pharm,Sci., 52: 303 – 304. Djamal, R., 1988, Tetumbuhan Sebagai Sumber Bahan Obat , Pusat Penelitian Universitas Andalas, Padang. Murray, R.D.H., 1982, and Brown J., Mendez, The Natural Coumarine, Jhon Willey and Son Ltd. New York. Nordin, et.al., 1985, Aspect of Natural product chemistry, proceeding, the phytochemical survey, Dept. Chemistry, UPM, Malaysia. Pillai, R.S.N., and Murthy K.P., 1973, Arecanut and Species Quarterlty
ISSN : 1978-628X
Vol. 1 No. 1, September 2007
9.
10.
11.
12.
13.
Bulletin, Central Plantation Crops Researh Intitute, Regional Statio, Vittal. Pouchert, C.J., 1978, The Aldrich Library of Infrared Spectra, 2 nd Editions, Aldrich Chemical Co. Silverstein, R.M., Bassler, G.C., and Morrill, T.C., 1981, Spectrometric Identification of Organic Compounds, 4 th Ed., John Wiley and Sons. Suyani, H., 1991, Kimia dan Sumber Daya Alam, Pusat Penelitian Universitas Andalas, Padang. Whitmore, T.C., 1973, Palm of Malaya, Kuala Lumpur – Singapore – Oxford University Press London. Markam, 1988, Cara Mengidentifikasi Flavonoid, ITB, Bandung.
54