KATECIN DAN SENYAWA TURUNAN FLAVAN-3-OL DARI DAUN ARTOCARPUS CHAMPEDEN SPRENG

KATECIN DAN SENYAWA TURUNAN FLAVAN-3-OL DARI DAUN ARTOCARPUS CHAMPEDEN SPRENG

Meri Yulvianti, Euis Holisotan Hakim

Program Studi Kimia, Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam,

Institut Teknologi Bandung, Indonesia

Abstrak

Dari spesies Artocarpus champeden Spreng telah banyak ditemukan metabolit-metabolit sekunder dari golongan flavonoid yang memiliki aktifitas menarik terhadap sel murin leukemia P388. Dari penelitian sebelumnya, metabolit sekunder yang terdapat pada daun, ternyata memiliki kerangka dasar yang berbeda jika dibandingkan dengan bagian-bagian lain dari tumbuhan Artocarpus champeden, oleh karena itu perlu dilakuakan penelitian labih lanjut terhadap kandungan metabolit sekunder pada daun untuk melengkapi informasi tentang kandungan metabolit sekunder yang terdapat pada daun Artocarpus champeden. Penelitian kandungan metabolit sekunder pada daun Artocarpus champeden dilakukan melalui proses isolasi dengan berbagai teknik kromatografi dan identifikasi struktur molekul berdasarkan data UV, IR, 1H dan 13C NMR. Uji bioaktifitas senyawa yang diperoleh dari hasil isolasi dilakukan terhadap sel murin leukemia P388. Katecin sebagai komponen utama dari daun Artocarpus champeden telah berhasil diisolasi dengan teknik kromatografi radial, selain itu juga telah berhasil diisolasi satu senyawa yang bersifat lebih non-polar dari katecin, yang ditandai dengan perbedaan jumlah gugus hidroksi pada cincin B dari kerangka dasar flavan-3-ol.Kata kunci: Artocarpus champeden, flavonoid, flavan-3-ol, katecin1. Pendahuluan

Tumbuhan sebagai makhluk hidup memiliki sistem yang mampu memproduksi senyawa kimia yang dibutuhkan oleh tumbuhan tersebut, baik berupa metabolit primer, yang berperan pada reaksi-reaksi dasar kehidupan yaitu pembelahan dan pertumbuhan sel, pernapasan, dan juga reproduksi, maupun metabolit sekunder, yang bisa berupa antiviral, antibiotik, dan anti jamur yang menyebabkan tumbuhan mampu bertahan terhadap serangan organisme patogen yang berbahaya, ataupun berupa senyawa yang dapat menyerap sinar UV dari matahari yang dapat mencegah kerusakan serius pada daun. Kegunaan senyawa metabolit sekunder tersebut ternyata tidak terbatas pada tumbuhan yang menghasilkannya saja, terbukti beberapa senyawa metabolit sekunder tersebut dapat dijadikan sebagai obat, baik untuk mencegah maupun untuk mengobati berbagai penyakit yang diderita oleh makhluk hidup lain, terutama manusia, sebagai contoh adalah penggunaan asetil salisilat pada aspirin, yang diisolasi dari Spirea ulmaria, Betula lenta, dll, dan anthraquinon dari Morinda citrifolia yang memiliki aktifitas sebagai antikanker1.1.1. Latar Belakang

Moraceae adalah famili tumbuhan yang memiliki banyak kegunaan, antara lain sebagai bahan makanan, sumber kayu, dan sebagai sumber obat-obatan tradisional. Sebagai bahan makanan yang terkenal diantaranya dari genus Artocarpus yaitu buah nangka (A. heterophyllus), sukun (A. communis), dan cempedak (A. champeden), sementara dari genus Morus terkenal dengan daun dari pohon Mulberry (M. alba) yang merupakan makanan bagi ulat sutra. Batang dari tumbuhan famili Moraceae ini juga dapat dipergunakan sebagai sumber kayu untuk pembuatan perabotan rumah yang cukup kuat, untuk pembuatan konstruksi rumah, dan juga untuk pembuatan kerangka perahu nelayan. Sebagai sumber obat-obatan tradisional, tumbuhan dari famili Moraceae ini menempati urutan ketujuh dari 40 famili tumbuhan pada pengobatan tradisional Indonesia, dengan aktifitas yang beragam mulai dari antioksidan, antidiare, antiinflammasi, anti malaria, antihipertensi, sampai anti kanker2.Beragam kegunaan dan aktifitas biologi yang potensial dari famili ini menjadikan tumbuhan dari famili Moraceae ini menarik untuk diteliti kandungan kimia yang terdapat di setiap bagian tumbuh-tumbuhan tersebut.Dari penelitian yang telah dilakukan terhadap spesies dari famili Moraceae, telah ditemukan beragam senyawa fenolik dari golongan flavonoid yang memiliki bioaktifitas sebagai antikanker dan antihipertensi3. Artocarpus champeden sebagai salah satu tumbuhan dari famili Moraceae juga memiliki kandungan senyawa metabolit sekunder dari golongan flavonoid yang diantaranya meiliki bioaktifitas yang tinggi sebagai antikanker dan antimalaria4,5. Penelitian yang telah dilakukan sebelumnya mengungkapkan kandungan senyawa kimia dari bagian akar, kulit akar, batang, dan kulit batang Artocarpus champeden, sementara itu penelitian terhadap kandungan senyawa kimia dari daun Artocarpus champeden pernah dilakukan sebelumnya, tetapi belum memberikan hasil yang maksimal, sehingga penelitian terhadap kandungan metabolit sekunder dari daun Artocarpus champeden menarik untuk dilakukan kembali.

1.2. Rumusan Masalah

Penelitian terhadap kandungan metabolit sekunder pada daun Artocarpus champeden akan menambah informasi tentang kandungan senyawa dari golongan flavonoid yang terdapat pada spesies ini sekaligus mengungkapkan pola penyebarab senyawa metabolit sekunder dari setiap bagian dari tumbuhan Artocarpus champeden.1.3. Hipotesis

Dari penelitian terhadap bagian-bagian lain dari tumbuhan Artocarpus champeden telah ditemukan lebih dari 25 senyawa kelompok flavonoid dengan beragam kerangka dasar seperti flavon, 3-prenilflavon, dan flavanon. Dengan demikian maka diperkirakan daun dari spesies ini juga mengandung senyawa metabolit sekunder yang memiliki kerangka dasar yang sama dengan senyawa-senyawa metabolit sekunder yang telah berhasil diisolasi dari bagian lain tumbuhan ini.1.4. Tujuan Penelitian

Penelitian ini bertujuan untuk mengungkapkan variasi struktur senyawa metabolit sekunder daun Artocarpus champeden melalui proses isolasi dan identifikasi struktur molekul berdasarkan data spektroskopi UV, IR, 1H dan 13C NMR.2. Tinjauan Pustaka

Moraceae adalah famili tumbuhan yang terdiri dari sekitar 60 genus, dan hampir 1400 spesies, termasuk tiga genus penting yaitu Morus, Ficus, dan Artocarpus, yang tersebar di daerah tropis sampai daerah subtropis. Moraceae diketahui mengandung beragam metabolit sekunder seperti alkaloid, terpenoid, tannin, sterol, stilben, dan flavonoid. Terpenoid dan flavonoid ditemukan di tiga genus tersebut, sementara alkaloid baru ditemukan pada genus Ficus. Terpenoid yang umum ditemukan adalah dari golongan triterpen, sementara senyawa flavonoid yang telah ditemukan adalah senyawa-senyawa flavonoid dengan kerangka dasar benzoquinon, naftoquinon, kumarin, santon, rotenoid, calkon, flavan, flavanon, dan flavon.2.1. Genus Artocarpus

Artocarpus, sebagai salah satu genus penting dari famili Moraceae, terdiri dari 23 genus, dan tersebar di daerah Asia Selatan, Asia Tenggara, New Guinea, dan daerah selatan Pasifik, dengan tempat tumbuh tidak lebih dari 1000 meter di atas permukaan laut. Ciri khas dari tumbuhan Artocarpus ini adalah adanya getah berwarna putih di hampir seluruh bagian tumbuhan.

Dari 23 spesies genus Artocarpus, 13 diantaranya ditemukan tersebar di seluruh daerah nusantara. Dari 13 spesies tersebut telah berhasil diisolasi lebih dari 60 senyawa fenolik dari golongan flavonoid, dengan kerangka dasar calkon, flavan-3-ol, flavanon, flavon, dan 3-prenilflavon (Gambar.1), stilbenoid, dan senyawa fenolik dengan kerangka 2-arilbenzofuran. (Gambar.2)2.2. Artocarpus champeden

Salah satu dari 13 spesies dari genus Artocarpus yang ditemukan di Indonesia ini merupakan pohon buah dengan tinggi mencapai 15-25 meter. Ciri khas dari spesies ini adalah adanya bulu-bulu halus di permukaan daun dan ranting.

Dari spesies ini telah berhasil diisolasi sekitar 25 senyawa fenolik golongan flavonoid dengan kerangka dasar flavanon, flavon, dan 3-prenilflavon. 13 dari 25 senyawa tersebut telah diteliti sifat sitotoksiknya terhadap sel murin leukimia P388, dan aktifitas tertinggi diperlihatkan oleh Artoindonesianin dengan IC50 0,2 g/ml yang merupakan senyawa dengan kerangka dasar piranoflavon, yaitu suatu senyawa turunan flavon yang memiliki cincin piran.

Gambar 1. Kerangka dasar senyawa Flavonoid

2-arilbenzofuran

Gambar 2. Kerangka Stilbenoid dan 2-arilbenzofuran

3. Metodologi Penelitian

Penelitian ini terdiri dari beberapa tahap, yaitu tahap pengumpulan dan persiapan sampel, pemisaham, pemurnian, dan karakterisasi senyawa hasil isolasi.

3.1. Pengumpulan dan Persiapan sample

Sampel yang digunakan dalam penelitian ini adalah daun Artocarpus champeden Spreng yang diperoleh dari Kp.Sawah, Depok, Jawa Barat, pada bulan Maret 2007.

Daun tersebut kemudian dikeringkan di bawah sinar matahari langsung sampai beratnya relatif tidak berubah, kemudian dihaluskan hingga berupa serbuk.

3.2. Ekstraksi, Pemisahan, dan Pemurnian senyawa

Serbuk daun Artocarpus champeden sebanyak 2,7 kg dimaserasi dengan metanol selama 24 jam, kemudian dilakukan penyaringan. Ekstrak metanol yang diperoleh kemudian dikeringkan sebagian dengan rotary evaporator. Setelah didapat sepertiga bagian ekstrak metanol hasil evaporasi, ekstrak tersebut kemudian ditambahkan air dengan volume yang sama dan kemudian disimpan di tempat gelap selama 24 jam, untuk mengendapkan klorofil yang terdapat di daun. Setelah terbentuk endapan klorofil di dasar tabung, ekstrak kemudian disaring, dan dilanjutkan dengan proses partisi dengan n-heksan untuk memisahkan klorofil yang masih tersisa pada ekstrak metanol-air tersebut. Ekstrak metanol-air kemudian dipartisi dengan pelarut etil asetat sebanyak 3 kali, dan fraksi etil asetat yang diperoleh dikeringkan sehingga diperoleh ekstrak etil asetat yang berwarna hijau kehitaman pekat sebanyak 57 gram. Ekstrak tersebut kemudian melalui beberapa tahap proses pemisahan menggunakan metode yang lazim digunakan.3.3. Karakterisasi senyawa hasil isolasi

Senyawa hasil isolasi ini selanjutnya ditentukan strukturnya dengan metode spektrofotometer UV, IR, 1H dan 13C NMR.4. Hasil dan Pembahasan

Sampai saat ini telah berhasil diisolasi 2 senyawa, yang ditandai dengan perbedaan Rf pada KLT, berupa serbuk putih kekuningan. Dari hasil pengukuran serapan sinar UV pada kedua senyawa tersebut diperoleh maks (MeOH) pada 275nm, yang menandai adanya kromofor dengan sistem aromatik pada kedua senyawa tersebut. Dari hasil identifikasi gugus fungsi dengan sinar IR (KBr), diperoleh maks pada 3369 cm-1(O-H), 2924 cm-1 & 2847 cm-1 (C-H), 1619 cm-1 (C=C), 1519 cm-1 (CH2 alifatik). Penentuan kerangka dasar dari senyawa hasil isolasi diperoleh dari hasil perbandingan spektrum IR dengan senyawa yang sudah tercatat di database spektrum IR yang ada di Laboratorium KOBA, ITB.

Hasil perbandingan dengan spektrum IR dari senyawa yang ada di database menunjukkan bahwa senyawa pertama sebagai komponen utama memiliki kesamaan gugus fungsi dan kerangka yang sama dengan Katecin, sementara senyawa kedua sebagai komponen minor memiliki gugus fungsi dan kerangka dasar yang sama dengan Afzelecin. (Gambar.3)

Gambar 3. Struktur Katecin dan Afzelecin

Senyawa dengan kerangka dasar flavan-3-ol belum pernah ditemukan pada bagian-bagian lain dari tumbuhan Artocarpus champeden, tetapi sudah pernah diisolasi dari Artocarpus glaucus, Artocarpus fretessi, Artocarpus reticulatus, dan Artocarpus gomezianus.

4.1. Penentuan struktur senyawa hasil isolasiHasil identifikasi gugus fungsi dan kerangka dasar dari kedua senyawa merupakan informasi awal untuk menentuken struktur kedua senyawa hasil isolasi tersebut. Konfirmasi letak gugus fungsi pada kerangka dasar memerlukan data spektroskopi dari hasil pengukuran dengan 1H NMR. Berdasarkan data spektroskopi 1H NMR dari dua senyawa hasil isolasi, terlihat adanya kesamaan harga pergeseran kimia, dan perbedaannya terletak pada jumlah sinyal yang muncul (Tabel.1). Untuk Katecin didapatkan 9 sinyal yang mewakili 9 proton, sementara Afzelecin memberikan 8 sinyal yang mewakili 10 proton dengan 2 sinyal yang masing-masing mewakili 2 proton di H 6,81 ppm dan 7,24 ppm.

Sinyal yang muncul di H 2,5 dan 2,9 ppm memiliki kopling geminal dengan J=16Hz yang menandakan bahwa proton dari kedua sinyal tersebut terikat pada atom C yang sama. Dari struktur Afzelecin di atas atom C yang memiliki 2 proton adalah atom C-4, selain itu kedua proton tersebut juga mengalami kopling visinal dengan proton di atom C-3 dengan harga Jax-ax=8,6 Hz untuk proton di H 2,5 ppm dan Jax-eq=5,1 Hz untuk proton d H 2,9 ppm, sehingga dengan demikian informasi tersebut mengkonfirmasi posisi aksial bagi proton di C-3. Sinyal proton di C-3 berupa sinyal multiplet dengan H 3,9 ppm. Sinyal proton di H 4,58 ppm berupa sinyal doblet akibat pengaruh satu proton di C-3, dengan kopling visinal J=7,4Hz, merupakan sinyal untuk proton pada C-2.

Pada H 5,80 dan 6,01 ppm muncul dua sinyal dengan kopling meta J=2,3 Hz, sinyal tersebut mewakili 2 proton yang terdapat pada cincin A dari kerangka dasar flavan-3-ol, yang memiliki 2 substituen hidroksi pada C-5 dan C-7, sehingga dengan demikian proton di C-6 muncul sebagai sinyal di H 6,01 ppm dan proton di C-8 muncul sebagai sinyal di H 5,86 ppm.Pada Afzelecin muncul dua sinyal dengan multiplisitas double doblet, dengan J=2,3 Hz dan 8,6 Hz, yang masing-masing mewakili 2 sinyal proton dengan H 6,81 dan 7,24 ppm. Informasi tersebut menandakan adanya satu substituen hidroksi di cincin B dengan posisi para terhadap C-1, sehingga proton di C-2 akan memiliki pola sinyal yang sama dengan C-6, dan C-3 akan memiliki pola yang sama dangan C-5. Harga kopling konstan 2,3 Hz menyatakan terjadinya kopling meta antara proton di C-2 dengan proton di C-6, dan proton di C-3 dengan proton di C-5, dan harga kopling konstan 8,6 Hz menandakan terjadinya kopling orto antara proton di C-2 dengan proton di C-3, dan proton di C-5 dengan proton di C-6. Posisi C-3 dan C-5 yang dekat dengan sustituen hidroksi menyebabkan posisi sinyal proton akan lebih deshielding daripada proton di C-2 dan C-6, sehingga dengan demikian C-2 dan C-6 memiliki harga H 6,81 ppm, dan sinyal proton di H 7,24 ppm merupakan sinyal dari proton di C-3 dan C-5.Pada katecin muncul sinyal proton di H 6,74 ppm(1H,dd, J=1,9Hz & 8,0 Hz), 6,78 ppm(1H,d, J=8,0Hz), dan 6,88 ppm (1H,d, J=1,9Hz), yang menyatakan adanya 2 substituen hidroksi di cincin B di posisi C-3 & C-4.CH AfzelecinH Katecin

24,584,54

33,93,98

4a2,52,5

4e2,92,89

66,016,01

85,85,86

2'7,246,88

3'6,81-

5'6,816,78

6'7,246,74

Tabel 1. Perbandingan harga pergeseran kimia dari data 1H NMR antara Katecin dan Afzelecin5. Kesimpulan Dari daun Artocarpus champeden sampai saat ini telah berhasil diisolasi 2 senyawa flavonoid dengan kerangka dasar flavan-3-ol.

Senyawa dengan kerangka dasar flavan-3-ol tidak ditemui di bagian akar, kulit akar, batang, dan kulit batang dari tumbuhan Artocarpus champeden.

Katecin sebagai komponen utama dari daun Artocarpus champeden sebelumnya telah berhasil diisolasi dari Artocarpus glaucus, Artocarpus fretessi, Artocarpus reticulatus, dan Artocarpus gomezianus, sementara Afzelecin sebagai komponen minor dari Artocarpus champeden sebelumnya telah berhasil diisolasi dari Artocarpus fretessi dan Artocarpus reticulatus.Daftar Pustaka

1. Bourgaud, F., Gravot, A., Milesi, S., Gontier, E., Review:Production of plant secondary metabolites:a historical perspective, Plant Science, 2001, 161, 839-8512. Heyne, K., Tumbuhan Berguna Indonesia, Jilid II, Badan Litbang Kehutanan, Jakarta, 1987

3. Nomura, T., Hano, Y., Aida, M., Isoprenoid-substitued Flavonoids from Artocarpus Plants (Moraceae), Heterocycles, 1998, Vol 47, No.2, 1170-1205

4. Syah, Y.M., Juliawaty, L.D., Acmad, S.A., Hakim,E.H., Ghisalberti, E.L., Cytotoxic prenylated flavones from Artocarpus champeden, J.Nat.Med, 2006,60, 308-3125. Widyawaruyanti, A., Subehan, Kalauni,S.K., Awale, S., Nindatu, M., Zaini, N.C., Syafruddin, D., Asih, P.B.S., Tezuka, Y., Kadota, S., New prenylated flavones from Artocarpus champeden, and their antimalarial activity in vitro, J.Nat.Med, 2007, DOI 10.1007/s11418-007-0153-8

6. Venkataraman, K., Review article: Wood Phenolics in the Chemotaxonomy of the Moraceae, Phytochemistry, 1972, Vol.11, 1571-1586

7. Hakim,E.H., Acmad, S.A., Makmur, L., Syah, Y.M., Juliawaty, L.D., Aimi, N., Kitajima, M., Takayama, H., Ghisalberti, E.L., Prenylated Flavonoid and related compounds of the Indonesian Artocarpus(Moraceae), J.Nat.Med.,2006, 60 161-184 EMBED Unknown

EMBED Unknown

EMBED Unknown

Stilben

EMBED Unknown

EMBED Unknown

EMBED Unknown

1

4

6

8

2

5

B

A

_1249804047.cdx

_1249804357.cdx

_1249804434.cdx

_1249804123.cdx

_1249803675.cdx