ISSN: 1410-8917
Jurnal Kimia Sains dan Aplikasi 18 (1) (2015): 34 – 38
Jurnal Kimia Sains dan Aplikasi Journal of Scientific and Applied Chemistry
Journal homepage: http://ejournal.undip.ac.id/index.php/ksa
Sintesis Elektrokimia Kompleks Cu(II)-Basa Schiff N-Benziliden Anilin dan Uji Aktivitas sebagai Antibakteri terhadap Escherichia Coli dan Staphylococcus Aureus
Ulfa Wiwit Chasanah a , Didik Setiyo Widodo a* , Nies Suci Mulyani a
a Chemistry Department, Faculty of Sciences and Mathematics, Diponegoro University, Jalan Prof. Soedarto, Tembalang, Semarang * Corresponding author: widodo.ds@live.undip.ac.id
A r t i c l e   I n f o

## A b s t r a c t
Keywords: N-benzylidene aniline, Schiff bases, electrosynthesis, broth dilution test
Research on electrochemical synthesis of complex Cu(II) N-benzyliden aniline schiff base and test the antibacterial activity against Escherichia Coli and Staphylococcus Aureus has been done. This study aimed to obtain a product Schiff base complex N-benzyliden aniline and  obtain  test  data  of  antibacterial  activity  and  LC 50 values  with  the  liquid  dilution method. Stages  of  this  study are  the determination  of  the working  electrode  potential, complexation  of  N-benzyliden  aniline  with  Cu  metal,  bacterial  regeneration  and antibacterial activity test. Complexation was done by electrolysis at a potential of 8 volts using Cu electrodes and carbon, whereas the antibacterial activity test was performed by liquid  dilution  method.  Products  obtained  is  a  yellowish-white  solid  with  an  average weight of 0.03 grams and a yield of 20.54%.  LC 50 values generated at the N-benzyliden aniline and complex for Escherichia Coli , are 5.788 ppm and 3.75 ppm respectively, while for the bacteria Staphylococcus Aureus , were 6.135 ppm and 2.601 ppm respectively.

## A b s t r a k
Kata Kunci: N-benziliden anilin, basa Schiff, dilusi cair, elektrosintesis
Telah dilakukan penelitian tentang sintesis elektrokimia kompleks Cu(II)-basa schiff N- benziliden  anilin  dan  uji  aktivitas  sebagai  antibakteri  terhadap Escherichia  Coli dan Staphylococcus Aureus . Penelitian  ini  bertujuan  untuk  memperoleh  produk  kompleks ba Schiff N-benziliden anilin serta memperoleh data uji aktivitas antibakteri dan nilai LC 50 dengan metode dilusi cair. Tahapan penelitian ini adalah penentuan potensial elektroda kerja,  kompleksasi  N-benziliden  anilin  dengan  logam  Cu,  regenerasi  bakteri  dan  uji aktivitas  antibakteri.  Kompleksasi  dilakukan  dengan  melakukan  elektrolisis  pada potensial  8  volt  menggunakan  elektroda  Cu  dan  karbon,  sedangkan  uji  aktivitas antibakteri dilakukan dengan metode dilusi cair. Produk yang diperoleh berupa padatan putih kekuningan dengan berat rata-rata 0,03 gram dan rendemen sebesar 20,54%. Nilai LC 50 yang dihasilkan pada N-benziliden anilin dan kompleks untuk bakteri Escherichia Coli masing-masing adalah 5,788 ppm dan 3,75 ppm sedangkan untuk bakteri Staphylococcus Aureus masing-masing adalah 6,135 ppm dan 2,601 ppm.

## 1. Pendahuluan
Basa Schiff N-benziliden anilin merupakan senyawa aromatik yang berperan penting dalam bidang obat dan farmasi.  Basa  Schiff  N-benziliden  anilin  termasuk senyawa  farmakoaktif  dan  memiliki  aktivitas  biologi yang  penting  karena  terdapat  gugus  azometin  atau
ikatan  -C=N-  yang  memiliki  aktivitas  biologis  sebagai antibakteri.
Perkembangan sintesis basa Schiff telah mencakup kemampuan untuk memodifikasi struktur dan membentuk  kompleks  [1].  Ligan  basa  Schiff  berpotensi untuk  membentuk  kompleks  yang  stabil  dengan  ion
logam  transisi,  sehingga  basa  Schiff  sering  digunakan sebagai ligan untuk kompleksasi ion logam.
Turunan  basa  Schiff  telah  dikembangkan  yaitu dengan  pengomplekskan  logam.  Pengomplekskan  basa Schiff  juga  mempunyai  peran  penting  yaitu  dapat meningkatkan aktivitas dari produk yang telah disintesis sebelumnya [1].
Kompleks  logam  basa  Schiff  mempunyai  banyak manfaat, yaitu mempunyai aplikasi sebagai antimikroba, antikanker,  antibakteri  dan  antitumor.  Disamping  itu, sintesis  kompleks  logam  dengan  ligan  basa  Schiff dipelajari  karena  sifatnya  yang  fleksibel,  sensitif  dan selektif  terhadap  atom  logam.  Hasil  sintesis  digunakan sebagai katalis, dalam pengobatan dimanfaatkan sebagai antibiotik dan agen anti-inflamasi dan di bidang industri digunakan sebagai antikorosi [2].
Salah  satu  metode  yang  digunakan  dalam pengompleksan basa Schiff adalah dengan menggunakan pendekatan elektrokimia yang menjadi metode alternatif yang  memiliki  keunggulan  lebih  dibandingkan  dengan metode  konvensional  atau  sintesis  organik.  Salah  satu kelebihan adalah menghasilkan rendemen produk tinggi dengan produk samping yang rendah, proses yang lebih mudah  karena  dapat  dilakukan  pada  temperatur  ruang [3].
Kajian  penelitian  ini  membahas  tentang  efisiensi dan  efektivitas  pendekatan  metode  elektrokimia terhadap kompleksasi sintesis basa Schiff N-benziliden anilin dan uji aktivitas sebagai antibakteri dengan anoda menggunakan logam Cu(II) dan elektroda karbon sebagai katoda.  Hasil  pengomplekskan  tersebut  kemudian  diuji sifat antibakterinya dengan metode dilusi cair. Harapan penelitian ini adalah memperoleh produk kompleks basa Schiff  N-benziliden  anilin  dengan  proses  cepat  dan murni  serta  kompleks  yang  dihasilkan  dapat meningkatkan aktivitas sebagai antibakteri.

## 2. Metode Penelitian

## Alat dan Bahan
Logam  Cu  dan  batang  karbon,  peralatan  gelas, pencatu  daya  arus  searah  (dc),  multimeter,  neraca analitik, shaker , inkubator, autoclave ,  alat  spektroskopi FTIR  SHIMADZU,  alat  spektrofotometer  UV- Vis SHIMADZU.  Serbuk  N-benziliden  anilin  99%,  akuades, asetonitril,  H 2 SO 4 p.a  98%, nutrient  broth, suspensi bakteri E.coli dan S.aureus, sampel  kompleks  N- benziliden anilin.

## Penentuan Potensial Kerja
Larutan blanko dengan komposisi 80 mL asetonitril dan  3  tetes  H 2 SO 4 98%  dengan  larutan  sampel  yang memiliki komposisi 0,1 gram N-benziliden anilin dalam 80  mL  asetonitril  dan  ditambahkan  3  tetes  H 2 SO 4 , dielektrolisis  pada  rentang  potensial  0,5-10  volt  untuk mencari  titik  awal  kenaikan  arus  yang  dihasilkan. Elektroda yang digunakan adalah Cu sebagai anoda dan karbon sebagai katoda.

## Elektrolisis N-benziliden anilin dengan logam Cu(II)
Sebanyak 0,1 gram N-benziliden anilin ditambahkan 80  mL  asetonitril  dan  3  tetes  H 2 SO 4 diaduk  hingga homogen.  Kemudian  larutan  N-benziliden  anilin dielektrolisis dengan menggunakan gelas beker 100 mL. Katoda  karbon  dan  anoda  tembaga  dicelupkan  dalam larutan  tersebut  kemudian  dilakukan  pengaturan potensial tetap sebesar 8 volt selama 2 jam [4].

## Karakterisasi Produk Hasil Pengomplekskan
Produk
dikarakterisasi menggunakan spektrofotometer UV- Vis dan spektrofotometer FTIR.

## Regenerasi Bakteri
Sebanyak  0,4  gram nutrient  broth dilarutkan  dalam 50  mL akuades,  kemudian disterilisasi  dalam autoclave . Media  tersebut  dibuat  dalam  2  larutan  yang  masing- masing akan diinokulasikan bakteri E. coli dan S. aureus sebanyak 2 ose. Media diinkubasi pada suhu 37°C selama 24 jam.

## Uji Aktivitas Antibakteri
Sebanyak  1  mL  bakteri E.  coli dan S.  aureus hasil regenerasi dilarutkan dalam akuades hingga batas kuvet untuk  ditentukan  jumlah  biomassa  yang  terkandung didalamnya dengan mengukur absorbansi menggunakan spektroskopi  UV- Vis pada  panjang  gelombang  580  nm. Masing-masing  larutan  diencerkan  menjadi  100  mL dalam  erlenmeyer.  Larutan  hasil  pengenceran  dari bakteri  tersebut  masing-masing  ditambahkan  larutan produk hasil pengomplekskan dan larutan N-benziliden anilin  (dalam  asetonitril)  dengan  berbagai  variasi konsentrasi  serta  asetonitril  sebagai  kontrol  positif. Kontrol negatif adalah larutan hasil pengenceran tanpa ada  penambahan  apapun  selain  bakteri  itu  sendiri. Larutan diinkubasi dalam shaker pada suhu 37°C selama 24 jam. Larutan hasil inkubasi kemudian diukur kembali absorbansinya  sebagai  absorbansi  akhir.  Persentase inhibisi  dapat  ditentukan  dengan  persamaan  dengan A adalah absorbansi.

## 3. Hasil dan Pembahasan

## Penentuan Potensial Kerja
Proses elektrosintesis kompleks N-benziliden anilin diawali  dengan  pelarutan  N-benziliden  anilin  yang dalam  asetonitril  kemudian  di  elektrolisis  dengan menggunakan  anoda  tembaga  dan  katoda  karbon. Karbon digunakan  sebagai  katoda  karena  sifatnya  yang inert  dan  tidak  mudah  bereaksi  dengan  logam  lain sehingga endapan yang didapatkan di anoda diharapkan adalah endapan murni hasil proses sintesis N-benziliden anilin yang berupa senyawa kompleks. Larutan elektrolit yang  digunakan  adalah  pelarut  organik  asetonitril. Asetonitril  digunakan  karena  pelarut  tersebut  mampu membentuk kompleks relatif kuat dengan solutnya yang disebabkan  pendonoran  elektron  dari  atom  N  [5]. Elektrolit  pendukung  yang  digunakan  dalam  proses  ini adalah H 2 SO 4 . Fungsi penambahan elektrolit pendukung adalah  untuk  meningkatkan  daya  hantar  listrik  dalam proses  elektrolisis  sehingga  dapat  mempercepat  proses reaksi antara asetonitril dengan N-benziliden anilin dan
mempertahankan daya hantar larutan agar larutan tidak berubah selama proses berlangsung. Elektroda tembaga (anoda) dan karbon (katoda) yang telah terhubung oleh multimeter  kemudian  dicelupkan  ke  dalam  campuran reaktan.
Proses  elektrolisis  dikendalikan  oleh  variabel terkontrol berupa arus dan potensial. Elektroda Cu adalah sebagai  anoda,  sedangkan  karbon  sebagai  katoda dihubungkan  dengan  multimeter  dengan  pencatatan arus  dari  0  sampai  10  volt.  Tiap  2  menit  potensial dinaikkan  sebesar  0,5  volt.  Pada  proses  elektrolisis, reaksi  antara  senyawa  tersebut  dengan  elektroda  akan terjadi proses elektrokimia dengan bantuan arus listrik. Elektroda  tersebut  adalah  sebagai  perantara  dalam proses  mengalirkan  arus  listrik.  Karena  arus memerlukan  pergerakan  ion,  larutan  elektrolit  harus memberikan konduktivitas listrik. Berikut adalah grafik hubungan antara arus dengan potensial.
Gambar 1. Kurva hubungan antara arus dan potensial pada elektrolisis larutan sampel N-benziliden anilin dan blanko dengan elektroda Cu dan karbon
Dari  grafik  di  atas,  dapat  dianalisis  bahwa  kedua grafik  di  atas  pada  potensial  0,5  volt  arus  sudah  mulai terbaca.  Karena  dari  potensial  0,5  Volt  sampai  dengan potensial  10  volt  grafik  yang  diperoleh  mengalami kenaikan  secara  signifikan,  maka  untuk  menentukan potensial  kerja  dapat  dilakukan  pada  potensial  dimana saja. Potensial kerja yang digunakan pada elektrosintesis ini adalah 8 volt dan dielektrolisis selama 2 jam seperti yang  telah  dilakukan  sebelumnya  oleh  [4].  Perkiraan reaksi yang terjadi adalah:
Katoda  : 2 H + + 2e → H 2 (reduksi)
: Cu 2+ + 2e - → Cu
Anoda   : 2 Cu → 2 Cu 2+ + 4e - (oksidasi)
Elektrosintesis Kompleks N-Benziliden Anilin dengan Logam Cu(II)
Pada katoda terjadi reaksi reduksi pembentukan gas H 2 yang  berasal  dari  penambahan  asam  H 2 SO 4 dan ditandai  adanya  gelembung-gelembung  gas  yang menempel  pada  karbon.  Sedangkan  di  anoda  terjadi reaksi  oksidasi.  Pada  kondisi  ini  anoda  menerima elektron  dari  katoda,  dengan  demikian  reaksi  yang berlangsung  adalah  dari  katoda  menuju  anoda  dan produk yang dihasilkan mengendap di anoda. Hasil yang diperoleh merupakan kristal kuning larut dalam akuades dengan berat 0,03 gram dan rendemen 20,54 %. Senyawa
kompleks cukup larut dalam media reaksi dan diperoleh sebagai  kristal  yang  stabil.  Kompleks  tidak  larut  dalam pelarut non polar, cukup larut dalam kloroform dan larut dalam pelarut polar seperti H 2 O dan asetonitril [4].
Proses  pembentukan  kompleks  dengan  metode elektrolisis  adalah  larutan  N-benziliden  anilin  tersebut berperan sebagai ligan dan logam dari elektroda tersebut berperan sebagai atom pusatnya. Adanya interaksi antara ligan  dan  atom  pusat  akan  membentuk  suatu  senyawa kompleks. Ditinjau dari teori ikatan valensi, ikatan pada ion kompleks yang terjadi karena adanya tumpang tindih orbital  ligan  yang  berupa  molekul  atau  ion  yang mempunyai pasangan elektron bebas, dengan orbital ion logam  yang  masih  kosong.  Hibrididsasi  yang dimungkinkan  paling  stabil  adalah  membentuk  ikatan hibrida  dsp2  dan  mempunyai  rumus  molekul  [CuL 4 ] 2+ dengan bentuk geometri planar segi empat.

## Gambar 2. Spektra UV-Vis N-benzilidenanilin (hitam)
dan produk (merah)

## Analisis Produk dengan Sprektrofotometer UV- Vis
Pada  N-benziliden  sebelum  di  komplekskan menunjukkan puncak yang khas pada 374 nm. Puncak ini menunjukkan  adanya  transisi  elektron  dari  n → *  yang dibawa  oleh  N  pada  gugus  azometin,  gugus  N  tersebut mempunyai ikatan non bonding [6]. Sedangkan sesudah pengomplekskan  menunjukkan  puncak  yang  khas  pada 278  nm. Logam  kompleks  menunjukkan  transisi  p → p* dalam  kisaran  250  nm-300  nm  [7]. Munculnya  puncak yang  khas  pada  senyawa  kompleks  N-benziliden  anilin dan adanya perbedaan puncak antara N-benziliden anilin dan  kompleks  tersebut  dijadikan  landasan  melakukan analisis selanjutnya.
Tabel 1: Data FTIR pembeda antara spektra N-benziliden anilin dan kompleks N-benziliden anilin [2]
Gugus Bilangan gelombang (cm -1 ) N-benziliden anilin Kompleks NBA C=N 1600-1660; 1600-1660 1627,92 1612,49 Cu-N - 420-390; 416,62

## Analisis Produk dengan Sprektrofotometer FTIR
N-benziliden  anilin  sebelum  pengomplekskan menunjukkan  munculnya  serapan  pada  bilangan gelombang  1627,92  cm -1 yang  mengindikasikan  bahwa adanya gugus imina (-C=N) yang memiliki serapan khas pada daerah  sekitar 1600-1660  cm -1 [8].Pada  kompleks N-benziliden  anilin,  gugus  khas  senyawa  basa  Schiff (imina)  muncul  pada  1612,49  cm -1 .  Gugus  azometin  ini mengalami pergeseran lebih rendah karena dalam semua logam  kompleks,  hal  ini  menunjukkan  bahwa  senyawa kompleks  ini  mengambil  bagian  dalam  koordinasi. Koordinasi  dari  nitrogen  ke  atom  logam  dapat diekspetasikan  mengurangi  kerapatan  elektron  pada gugus  azometin,  dengan  demikian  menyebabkan pergeseran  gugus  C=N  [2].  Serapan  416,62  cm -1 menunjukkan  gugus  Cu-N.  Gugus  ini  muncul  pada daerah antara 420 cm -1 – 390 cm -1 [2].

## Regenerasi Bakteri
Bakteri  diregenerasi  menggunakan  media  cair ( nutrient  broth ).  Kedua  bakteri  diinkubasi  pada  suhu optimum  37°C  dan  waktu  optimum  24  jam  didalam inkubator shaker karena  media  yang  digunakan  adalah media  cair.  Bakteri  akan  tumbuh  yang  ditandai  dengan perubahan pada media cair dari bening menjadi keruh.

## Uji Aktivitas Antibakteri
N-benziliden anilin sebelum dan sesudah pengomplekskan  diuji  antibakterinya  terhadap  bakteri E.coli sebagai  bakteri  gram  negatif  dan S.aureus sebagai bakteri  gram  positif.  Hasil  uji  antibakteri  terhadap  N- benziliden  anilin  awal  dan  sesudah  pengomplekskan dengan  variasi  konsentrasi  dapat  disajikan  dalam diagram berikut:
Gambar 3. Diagram absorbansi antibakteri
Dari  grafik  data  tersebut,  menunjukkan  bahwa semakin  besar  konsentrasi  maka  absorbansi  akan semakin  kecil.  Sedangkan,  konsentrasi  semakin  kecil maka absorbansi semakin naik. Hal ini berkaitan dengan kemampuan  dari  senyawa  produk  dan  reaktan  dalam aktivitas  antibakteri,  dimana  konsentrasi  yang  besar dapat  meningkatkan  kemampuan  untuk  menghambat bakteri. Data tersebut juga menunjukkan bahwa senyawa kompleks  N-benziliden  anilin  memiliki  kemampuan menghambat  bakteri  lebih  besar  dibandingkan  dengan N-benziliden  anilin  sebelum  pengomplekskan  yang ditunjukkan  dengan  perbandingan  nilai  absorbansinya yang memiliki nilai lebih rendah. Hasil nilai absorbansi yang diukur, diketahui bahwa bakteri gram negatif nilai
absorbansinya  menunjukkan  angka  lebih  besar dibandingkan  dengan  bakteri  gram  positif.  Hal  ini dikarenakan perbedaan kesensitifan bakteri gram positif dan  gram  negatif  berkaitan  dengan  struktur  dalam dinding  selnya,  seperti  jumlah  peptidoglikan  (adanya reseptor,  pori-  pori,  dan  lipid),  sifat  ikatan  silang,  dan aktivitas enzim autolitik.

## Penentuan Nilai LC
50
Nilai  LC 50 adalah  konsentrasi  yang  dapat menyebabkan  kematian  50%  populasi  bakteri yang digunakan  dalam  penelitian.  Nilai  LC 50 dapat  dihitung dengan menggunakan regresi linear. Grafik regresi linear didapatkan  dari  hubungan  antara  %  inhibisi  dengan konsentrasi,  dimana  Y  menunjukkan  %  inhibisi sedangkan x adalah konsentrasi. Berdasarkan perhitungan  persentase  inhibisi  didapatkan  persamaan regresi linier y=10,87x-12,92; y=16,155x-10,623; y=9,2x-6,444  dan  y=18,55x+1,74.  Perhitungan  LC 50 dapat  dilihat  pada  lampiran  2.  Dari  hasil  perhitungan nilai  LC 50 pada  N-benziliden  anilin  pada  bakteri E.coli sebesar  5,788  ppm,  N-benziliden  anilin  pada  bakteri S.aureus sebesar  6,135  ppm,  kompleks  N-benziliden anilin pada bakteri E.coli sebesar 3,75 ppm dan kompleks N-benziliden anilin  pada bakteri S.aureus sebesar  2,601 ppm.

## 4. Kesimpulan
Kompleks  N-benziliden  anilin  dapat  diperoleh dengan mereaksikan 0,1 gram N-benziliden anilin dalam 80 ml asetonitril secara elektrolisis pada potensial tetap 8  volt  selama  2  jam.  Produk  yang  dihasilkan  berupa padatan  berwarna  kekuningan  dengan  rendemen 20,54%. Hasil analisis menggunakan spektroskopi FTIR. Serapan  yang  khas  muncul  pada  bilangan  gelombang 416,62  cm -1 merupakan  serapan  Cu-N.  Produk  hasil sintesis  berpotensi  mampu  meningkatkan  aktivitas antibakteri  dengan  nilai  LC 50 yang  dihasilkan  pada  N- benziliden anilin awal dan kompleks untuk bakteri gram positif masing-masing adalah 5,788 ppm dan 3,75 ppm sedangkan  pada  gram  negatif  masing-masing  adalah 6,135 ppm dan 2,601 ppm.

## 5. Daftar Pustaka
[1]  A Abbas, M Munir, F Aslam, Removal of chromium by biosorption  using  different  agricultural  byproducts of some important cereal crops, Middle East Journal of Scientific Research , 5, (2010) 512-516
[2]  YK  Gupta,  SC  Agarwal,  SP  Madnawat,  Ram  Narain, Synthesis,  characterization  and  antimicrobial studies of some transition metal complexes of Schiff bases, Research  Journal  of  Chemical  Sciences ,  2,  4,
(2012) 68-71
[3]  LK  Sharma,  S  Kumar,  S  Singh,  RKP  Singh, Electrochemical  synthesis  of  5-substituted-2- amino (substituted amino)-1, 3, 4-oxadiazoles at the platinum electrode, Russian Journal of Electrochemistry , 46, 1, (2010) 34-40 http://dx.doi.org/10.1134/S1023193510010040
[4]  Francisco  HA  Rodrigues,  Francisco  CF  França,  José RR  Souza,  Nágila  MP  Ricardo,  Judith  Feitosa, Comparison  between  physico-chemical  properties
of the technical Cashew Nut Shell Liquid (CNSL) and those  natural  extracted  from  solvent  and  pressing,
Polímeros , 21, 2, (2011) 156-160 http://dx.doi.org/10.1590/S0104-
14282011005000028
[5]  Calvin  D  Ritchie,  Cation – anion  combination reactions. 26. A review, Canadian journal of chemistry , 64, 12, (1986) 2239-2250
[6]  B  Rizwana,  S  Santha  Lakshmi,  Synthesis, characterisation and antimicrobial studies of Zn (II), Ni (II) and Cu (II) complexes of a schiff base derived from  o-vanillin  and  n-allyl  thiourea, International
Journal of ChemTech Research , 4, 1, (2012) 464-473
[7]  S  Amani,  Synthesis,  spectroscopy  and  magnetic characterization  of  five  dinuclear  copper  (II) complexes  with  2,  3  or  4-pyridinemethanol  as  the ligand, Journal of Sciences, Islamic Republic of Iran , 23,
1, (2012) 37-43
[8]  Majed  M.  Hania,  Synthesis  of  Some  Imines  and Investigation of their Biological Activity, E-Journal of
Chemistry , 6, 3, (2009) 629-632
http://dx.doi.org/10.1155/2009/104058