REACTIVITY OF CETOPHENONE AND ITS DERIVATIVES WITH SEMI-EMPIRISE METHODS PARAMETERIZEDMODEL 6 (PM6)
Topan Setiawan 1* , Saras Wati Banapon 2 , Intan Sapsuha 3 , Wahyu Yusup Duwila 4
1,2,3,4 Pendidikan Kimia, Universitas Khairun, Ternate, Indonesia
E-mail: **** topan@unkhair.ac.id
Received: 11 Juli 2021. Accepted: 19 November 2022. Published: 31 Desember 2022 DOI: 10.30870/educhemia.v7i1.11844
Abstract. Cetophenone is used as an intermediate in the synthesis of flavones. In industry, Cetophenone is obtained as a by-product of the oxidation of ethyl benzene. The method used for  modeling  Cetophenone  derivatives  is  a  semi-empirical  method  using  (PM6).  The cetophenone  derivative  which  has  a  larger  energy  difference  is  found  in  the  compound  2- aceyiylisophyhaloitrile.  The  highest  value  of  electronegativity  and  chemical  hardness  was found in the compound 2-aceyiylisophyhaloitrile and the greatest potential energy value was found in the compound 2-aceyiylisophyhaloitrile.
Keywords : Cetophenone Compound; Semi-empirical (PM6); LUMO-HOMO
Abstrak. Setofenon  banyak  digunakan  sebagai  senyawa  intermediet  dalam  sintesis  flavon. Dalam  industri,  setofenon  diperoleh  dari  hasil  samping  oksidasi  etil  benzen. Metode  yang digunakan  untuk  pemodelan turunan senyawa  setofenon  adalah  metode  semi  empirik menggunakan  (PM6) .  Turunan  senyawa  setofenon  yang  memiliki  selisih  energi  yang  lebih besar terdapat pada senyawa 2-aceyiylisophyhaloitrile . Nilai elektronegatifitas dan kekerasan kimia  terbesar  terdapat  pada  senyawa 2-aceyiylisophyhaloitrile  dan  nilai energi  potensial terbesar terdapat pada senyawa 2-aceyiylisophyhaloitrile .
Kata Kunci: Senyawa Setofenon; Semi-empirikal (PM6); LUMO-HOMO

## PENDAHULUAN
Setofenon adalah keton yang
memiliki struktur aromatik dan merupakan  senyawa  penting  dalam industri  kimia.  Setofenon  digunakan dalam  perekat,  tinta,  produksi  obat-
obatan,  sebagai  reagen  untuk  berbagai sintesis  di  laboratorium  skala  kecil  dan industri  parfum.  Dalam  industri  parfum, senyawa ini digunakan sebagai prekursor ceri,  melati,  almond,  stroberi,.  Senyawa ini dapat ditemukan pada sayuran seperti
apel,  aprikot,  pisang,  dan  kembang  kol. Di  tingkat  industri,  setofenon  diperoleh dengan  cara  mengoksidasi  kumena  atau etilbenzena.  Secara kimiawi, sintesis dari benzena  digunakan  sebagai  produk sampingan dalam sintesis fenol Hock. Walaupun  metode  sintesis  kimia memungkinkan memperoleh jumlah setofenon  yang  diinginkan,  namun mereka  membutuhkan  biaya  yang  tinggi dan  menghasilkan  polusi  (Ismiyarto. 2000).
Setofenon  dan  turunannya  tidak hanya  digunakan  untuk  mensintesis kalkon  tetapi  sering  juga  digunakan untuk  mensintesis  bermacam-macam flavonoid misalnya flavanon, flavanonol, auron  dan  turunannya  (Kusmiyati,  dkk. 2011).  Khasiat  dari  senyawa  falvonoid berbeda-beda  bergantung  pada  jenis  dan subtituen  yang  ada  pada  senyawa flavonoid  tersebut.  Sintesis  senyawa flavonoid  turunan  khalkon  berdasarkan atas  reaksi  Claisen-Schmidt  dengan menggunakan  bahan  dasar  setofenon dengan  benzaldehid.  Reaksi    Cleaisen- Schmidt  adalah  reaksi  kondensasi  antara aldehid aromatic dengan alkil keton atau aril keton menggunakan katalis basa dan menghasilkan  senyawa  α,β-  keton  tak jenuh (Kapelle, 2013).
senyawa ini juga dapat disintesis dari senyawa  fenil  ester  melalui  reaksi
penataulangan  Fries  (Wulansari  dkk., 2010).  Hidroksi  setofenon  adalah  contoh senyawa  yang  banyak  digunakan  dalam industri  farmasi.  Berdasarkan  literatur, diketahui  bahwa  setafenon  berpotensi sebagai  anti  oksidan  dan  anti  bakteri. Obat-obatan  yang  bersifat  antioksidan, berperan  sebagai  sistem  pertahanan  dan menghambat  pembentukan  radikal  di dalam  membran  sel.  Sementara  obat- obatan yang bersifat antibakteri, berperan sebagai  antibiotik  (Cahyana  &  Pratiwi, 2015).
O-hidroksisetofenon dibuat dari fenil asetat dengan katalis AlCl 3 dalam pelarut CH 2 Cl 2 . Reaksi dilakukan pada suhu 165 °C.  Produk  o-hidroksisetofenon  akan bertambah sebanding dengan bertambahnya  waktu  pemanasan.  Produk para  akan  mengalami  reaksi  balik menjadi isomer orto dengan bertambahnya waktu pemanasan (Kapelle, 2018). Senyawa-senyawa  yang  berpotensi sebagai obat dapat diprediksi menggunakan  perhitingan  komputasi. Parameter  yang  selalu  dilibatkan  dalam komputasi  adalah  elektron-elektron  yang dimiliki  oleh  atom.  Dengan  perhitungan ini,  atom  atau  senyawa  dapat  dipelajari secara  lengkap  tanpa  melalui  studi empiris  di  laboratorium.  Studi  ini  dapat memenuhi  kebutuhan  informasi  tentang
materi  kimia  yang  sulit  diperoleh  dari laboratorium  karena  objek  yang  susah dideteksi, kondisi reaksi yang berbahaya, dan faktor lainnya (Prianto,  2008).
Komputasi  dapat  berperan  penting dalam  bidang  kimia  medis  terutama dalam  hal  perancangan  obat,  prediksi teoritis  tentang  sifat-sifat  kimia  dan aktivitas  suatu  molekul.  Hal  ini  dapat membantu  mengurangi  kegagalan  riset eksperimental di laboratorium serta dapat mengefisiensikan  tenaga,  waktu,  biaya riset  dan  dapat  mengurangi  hewan  uji yang  digunakan  serta  untuk  melindungi lingkungan dari toksisitas.
Dari  pemaparan  di  atas  perlu dilakukannya  studi  komputasi  senyawa setafenon  menggunakan  metode semi empirik dengan jenis perhitungan Hartree Fock , basis  set TM6.  Metode semi empirik merupakan  metode  dengan tingkat keakuratan tinggi.
Hasil
perhitungan dengan metode ini mendekati  hasil  eksperimen  (Asmara, 2015).
Prinsip  yang  digunakan  dalam metode  semi-empiris  sama  dengan metode  ab  initio,  hanya  saja  pada  semi- empiris  menyederhanakan  integral  dua elektron  dari  Hamiltonian.  Perhitungan semi-empiris memerlukan parameter dari semua elemen yang terlibat dalam sistem molekul. Data yang diperoleh juga harus
disesuaikan  dengan  kesimpulan  dari eksperimen  sehingga  kualitas  keakuratan data dapat ditingkatkan (Paramita, 2020). Studi  senyawa  setofenon  memiliki kepentingan  farmasi  dalam  mensintesis senyawa  obat  seperti  anti  inflamasi (NSAID) yang berfungsi untuk mengurangi hormon penyebab
peradangan dan nyeri pada tubuh.

## METODE
Pembuatan  struktur  awal  turunan senyawa setofenon
Struktur  dasar  turunan senyawa setofenon digambar menggunakan GaussView  6.0  dalam  bentuk  3D  yang kemudian  disimpan  dalam  bentuk  *.chk dan *gjf.

## Optimisasi/frekuensi  struktur  turunan
senyawa setofenon
Sebelum dilakukan optimasi geometri  dan  frekuensi,  perangkat  lunak Gauss  View  6.0  diatur  terlebih  dahulu menggunakan  jenis  perhitungan  semi- empirikal  (PM6)  dengan  basis  set  ZDO melalui  menu  Method.  Selanjutnya dipilih menu Job Type, Optimization dan Title kemudian diklik Submit. GaussView 6.0 akan langsung tersambung dengan  Gaussian 09W untuk proses kalkulasinya. Setiap akan melakukan  perhitungan  apapun  dibuat log  files  untuk  mencatat  proses  yang terjadi.

## Perhitungan deskriptor elektronik
Perhitungan  deskriptor  elektronik  ini meliputi  energi  orbital  HOMO  (High Occupied Molecular Orbital) dan LUMO (Low  Unoccupied  Molecular  Orbital), elektronegativits, energy potensial, kekerasan kimia, dan indeks elektrofilisitas.  Seluruh  perhitungan  ini menggunakan semi-empirikal dan menggunakan  GaussView  6.0  sebagai Builder struktur turunan senyawa setofenon Gaussian  sebagai  aplikasi
kalkulasinya. Perangkat lunak GaussView diatur terlebih dahulu dengan memilih  menu  Job  Type,  Frequency untuk  perhitungan  berat  molekul  dan
Opt+Freq  untuk  menghitung  muatan potensial elektrostatik dan energi HOMO-LUMO.  Hasil  perhitungannya kemudian  divisualisasi  menggunakan GaussView.

## HASIL DAN PEMBAHASAN
Penelitian  ini  meliputi  tahapan komputasi mulai dari pembuatan struktur turunan  senyawa  setofenon,  Optimasi struktur awal turunan senyawa setofenon yang  dirunning,  perhitungan  deskriptor elektronik,  dan  perhitungan  IRC  untuk menentukan  jalur  reaksinya.  Proses komputasi  pada  optimasi  struktur  awal
dan  perhitungan  deskriptor  elektronik struktur  turunan  senyawa  setofenon dihitung  menggunakan  metode  semi- empirikal  dengan  jenis  perhitungan  PM6 dan basis set ZDO. jenis perhitungan dan basis set tersebut karena merupakan salah satu  metode  komputasi  sederhana  yang memberikan  tingkat  keakuratan  paling baik  dibandingkan  metode  yang  lain, tidak  membutuhkan  waktu  lama  pada saat  proses  perhitungannya  dan  hasil yang  di  dapatkan  mendekati  hasil eksperimen. Kemudian pada tahap kedua yaitu  eksperimen  (sintesis)  meliputi reaksi  nitratasi  pada  eugenol,  dan identifikasi senyawa hasil sintesis.
Pembuatan  struktur  awal  turunan senyawa setofenon
Pembuatan struktur awal ini dilakukan  untuk  memperoleh  input  file dari  strukur  turunan  senyawa  setofenon, dimana  input  file  ini  akan  digunakan untuk perhitungan optimasi dan
deskriptor elektronik. Didapatkan
struktur  awal  turunan.    Senyawa setofenon  diberikan  pada  Gambar  1. Gambar  1  merupakan  kerangka  struktur awal  turunan  senyawa  setofenon  yang akan  dilakukan  untuk  memperoleh perhitungan  optimasi  dan  deskriptor elektronik.
1-(2,6-dihidroxyp henyl) ethan-1-one 1-(2-hidroxy-6-methoxyphenyl) ethan-1-one 1-(2,6-dimethoxyphenyl) ethan-1-one 2 aceyiylisophyhalonitrile Gambar 1 . Pembuatan struktur awal turunan senyawa setofenon
Optimasi  /frekunsi  struktur  awal turunan  senyawa  setofenon  yang dirunning
Pada tahap optimasi ini, struktur awal turunan  senyawa  setofenon  yang  telah diperoleh input filenya kemudian dioptimasi  untuk  mendapatkan  struktur turunan  senyawa  setofenon  yang  paling
stabil  dengan  waktu  running    yang berbeda-beda  pada  turunan  senyawa setofenon  (01:35  detik,  01:23  detik, 01:23  detik,  dan  01:40  detik).  Setelah dilakukan  perhitungan  didapatkan  hasil optimasi  keempat  struktur  senyawa tersebut pada Gambar 2.
1-(2,6-dihidroxyphenyl) ethan-1-one 1-(2-hidroxy-6-methoxyphenyl)ethan-1-one 1-(2,6-dimethoxyp henyl)ethan-1-one 2-aceyiylisophyhalonitril Gambar 2 . Optimasi /frekunsi struktur awal turunan senyawa setofenon yang dirunning
Gambar  2  menunjukkan  hasil optimasi/frekuensi  struktur.  Hasilnya adalah  perbedaan  panjang  ikatan  dan sudut  ikatan  antara  struktur  turunan senyawa  setofenon  sebelum  dan  sesudah dioptimasi  serta  perubahan  bentuk struktur.  Tujuan  dari  optimasi  ini  adalah untuk  menghitung  energi  terendah  dan gaya  atomik  terkecil  serta  untuk menampilkan  struktur  molekul,  sehingga mendekati  yang  sebenarnya.  Empat struktur turunan setofenon tersebut sudah
optimal ditandai dengan tidak
ditemukannya frekuensi bernilai imaginer pada hasil perhitungan.

## Energi Orbital Molekul
Energi orbital molekul yang dimaksud  adalah  selisih  energi  HOMO dan  LUMO  untuk  masing-masing turunan  senyawa  setofenon.  Setelah dilakukan  perhitungan  didapatkan  nilai selisih  energi  HOMO  dan  LUMO  untuk turunan senyawa setofenon yang
ditunjukkan pada tabel dibawah ini: Tabel 1. Energi Orbital Molekul (HOMO-LUMO) Nama Senyawa E Homo E Lumo Selisih E 1-(2,6-dihidroxy phenyl)ethan-1-one -0,32911 -0,34791 0,67702 1-(2-hidroxy-6-methoxyphenyl)ethan-1-one -0,32393 -0,34022 0,66415 1-(2,6-dimethoxyphenyl)ethan-1-one -0,31405 -0,32294 0,63699 2-aceyiylisophyhalonitrile -0,34488 -0,34273 0,68761
Dari tabel 1 diatas mempunyai selisih energi LUMO-HOMO, turunan senyawas etofenon  memiliki  selisih  energi  yang lebih  besar,  sehingga  turunan  senyawa setofenon  kurang  reaktif  namun  lebih stabil.  Turunan  Senyawa  setofenon  yang sudah  dirunning  dengan  sampel  yang berbeda-beda.  Maka,  orbital  molekul HOMO  dan  LUMO  untuk  turunan senyawa  setofenon  ditunjukkan  pada Tabel 2.
Dari Tabel 2 dapat menjelaskan molekul pada  ke  tiga  senyawa  turunan  setofenon dilakukan  untuk  menghasilkan  bentuk molekul  yang  stabil.  Hasil  yang didapatkan  berbentuk  geometri  turunan setofenon yang tersubtitusi dengan model semi-empirikal
(PM6) tersebut
mempunyai  HOMO-Lumo  yang  tidak jauh  berbeda  atau  hampir  sama bentuknya.
Tabel 2 . Turunan senyawa setofenon Nama Senyawa
HOMO
LUMO
1-(2,6-dihidroxyphenyl)ethan-1-one 1-(2-hidroxy-6- methoxyphenyl)ethan-1-one
1-(2,6-dimethoxyphenyl)ethan-1-one

## Perhitungan elektronegativitas
Perhitungan  elektronegativitas  ini meliputi berat molekul, muatan potensial elektrostatik,  energi  HOMO  (High Occupied Molecular Orbital) dan LUMO (Low  Unoccupied  Molecular  Orbital). Seluruh  perhitungan  ini  menggunakan semi-empirik  (PM6)  dan  menggunakan GaussView  6.0  sebagai  Builder  struktur turunan senyawa setofenon serta Gaussian sebagai  aplikasi  kalkulasinya.  Perangkat lunak  GaussView  diatur  terlebih  dahulu
dengan  memilih  menu  Job  Type,
optimasion/ Frequency untuk perhitungan berat  molekul  dan  Opt+Freq  untuk menghitung muatan potensial elektrostatik  dan  energi  HOMO-lumo
Untuk mengetahui nilainya dari elektronegatifitas  (X),  ionisasi  (I)  dan afinitaselektron  (A).  Dengan  rumusnya sebagai berikut:
X = (%&') ) (1)
Tabel 3. Perhitungan elektronegativitas turunan senyawa setofenon Nama Senyawa Ionisasi   (I) Afinitas Elektron (A) X = (I+A)/2 1-(2,6-dihidroxy phenyl)ethan-1-one -0,32911 -0,34791 0,33851 1-(2-hidroxy-6-methoxyphenyl)ethan-1- one -0,32393 -0,34022 0,33208 1-(2,6-dimethoxyphenyl)ethan-1-one -0,31405 0,32294 0,318495 2-aceyiylisophyhalonitrile -0,34488 -0,34273 0,343805
Tabel 3 menunjukkan
nilai
elektronegativitas turunan senyawa setofenon  yang  didapat  dari  hasil perhitungan  komputasi  menggunakan gauss  view  6.0  yang  akan  mempunyai nilai  secara  teoritis.  Hal  ini  menandakan bahwa  metode  yang  digunakan  sudah tepat, karena hasil yang didapatkan sudah mendekati hasil secara teoritis.

## Perhitungan energi potensial
Perhitungan    energi  potensial  ini meliputi  energi  HOMO  ( High  Occupied Molecular  Orbital )  dan  LUMO  ( Low Unoccupied  Molecular  Orbital ).  Seluruh perhitungan  ini  menggunakan  semi-
empirik  (PM6)  dan  menggunakan GaussView  6.0  sebagai  Builder  struktur turunan senyawa setofenon serta Gaussian  sebagai  aplikasi  kalkulasinya. Perangkat  lunak  Gauss  View  diatur terlebih  dahulu  dengan  memilih  menu Job  Type,  optimasion/  Frequency  untuk perhitungan berat molekul dan Opt+Freq untuk  menghitung  muatan  potensial elektrostatik  dan  energi  HOMO-LUMO Untuk mengetahui nilainya. Cara perhitungan energy pontensial (µ)sebagaiberikut :
µ = -1/2 (E HOMO – E LUMO) (2
Tabel 4. Perhitungan energi potensial senyawa turunan setofenon
Nama Senyawa E (HOMO) E (LUMO) µ = -1/2 (E HOMO - E LUMO) 1-(2,6-dihidroxy phenyl)ethan-1-one -0,32911 -0,34791 - 0,0094 1-(2-hidroxy-6-methoxyphenyl)ethan-1-on -0,32393 -0,34022 -0,48371 1-(2,6-dimethoxyphenyl)ethan-1-one -0,31405 -0,32294 -0,318495 2-aceyiylisophyhalonitrile -0,34488 -0,34273 0,50215 Dari  tabel  4  diatas  mempunyai  nilai Perhitungan  energi  potensial  turunan senyawa  setofenon  yang  didapat  dari hasil perhitungan komputasi
menggunakan  gauss  view  6.0  yang  akan mempunyai  nilai  secara  teoritis.  Hal  ini menandakan bahwa metode yang digunakan sudah tepat, karena hasil yang didapatkan  sudah  mendekati  hasil  secara teoritis.

## Perhitungan kekerasan kimiawi
Perhitungan    kekerasan  kimiawi  ini meliputi  energi  HOMO  (High  Occupied Molecular  Orbital)  dan  LUMO  (Low Unoccupied  Molecular  Orbital).  Seluruh perhitungan  ini  menggunakan  semi- empirik  (PM6)  dan  menggunakan GaussView  6.0  sebagai  Builder  struktur turunan senyawa setofenon serta Gaussian  sebagai  aplikasi  kalkulasinya.
Perangkat  lunak  GaussView  diatur terlebih  dahulu  dengan  memilih  menu Job  Type,  optimasion/  Frequency  untuk perhitungan berat molekul dan Opt+Freq untuk  menghitung  muatan  potensial elektrostatik  dan  energi  HOMO-lumo
Untuk  mengetahui  nilainya.  Untuk mengetauhi perhitungan kekerasan kimiawi  dari  senyawa  turunan  setofenon yaitu sebagai berikut :
ɳ = 1/2 (E HOMO – E LUMO) (3)
Tabel 5. Perhitungan kekerasan kimiawi senyawa turunan setofenon
Nama Senyawa E (HOMO) E (LUMO) µ = -1/2 (EHOMO + E LUMO) 1-(2,6-dihidroxy phenyl)ethan-1-one -0,32911 -0,34791 -0,33851 1-(2-hidroxy-6-methoxyphenyl)ethan-1-one -0,32393 -0,34022 -0,332075 1-(2,6-dimethoxyphenyl)ethan-1-one -0,31405 -0,32294 -0,49111 2-aceyiylisophyhalonitrile -0,34488 -0,34273 0,343805 Dari  tabel  5  diatas  mempunyai  nilai Perhitungan  energi  potensial  turunan
senyawa  setofenon  yang  didapat  dari
hasil perhitungan komputasi menggunakan  gauss  view  6.0  yang  akan mempunyai  nilai  secara  teoritis.  Hal  ini
menandakan bahwa metode yang digunakan sudah tepat, karena hasil yang
didapatkan  sudah  mendekati  hasil  secara teoritis.

## KESIMPULAN
Hasil perhitungan komputasi senyawa turunan setofenan menunjukkan bahwa  senyawa 2-aceyiylisophyhaloitrile memiliki reaktifitas yang rendah.

## DAFTAR RUJUKAN
Asmara,  A.  P.  2015,  Penentuan  Metode Komputasi Untuk Analisis Hubungan Kuantitatif  Struktur  Dan  Aktivitas Senyawa Turunan Triazolopi perazin
Amida. Journal  of  Islamic  Science and Technolog y, vol. 1, no. 1, hh. 19-
27.
Cahyana  &  Pratiwi,  P.  2015,  Sintesis
Ramah  Lingkungan  Senyawa  Imina Turunan  Vanilin  dan  2-Hidroksi
Setofenon Serta Uji Aktivitas Biologi dan Antioksidan. Pharm Sci Res , vol.
2, no. 1.
Ismiyarto. 2000. Sistem Senyawa Kalkon dan  Flavanon  Menggunakan  Bahan Dasar  Senyawa  Turunan  Asatofanon dan  Banzaldahld.  Indonesian  Journal of Chemistry, vol. 1, no. 1, hh.  2-8.
Kapelle,  I.B.D.  2018,  Synthesis  Of Derivate  Acetophenone  From  Fenol
And  Eugenol.  Indonesi Journal  of Chemical  University  Yogyakarta , vol. 1, no. 1, hh. 22-27.
Kapelle,  I.B.D.  &  Matsjeh,  S.  2013,
Sintesis  Senyawa  Turunan  Aseton dari  Fenol  Dan  Eugenol. Ind.J.
Cheem , vol. 1, no. 3, hh. 33-37.
Kendal,  R.A.  1995.  Methods  and Mechanics  Computation  Chemistry .
Journal  Review  of  Computational
Chemistry, vol. 6, no. 3, hh. 209-211. Kloetzer, L. 2016. Produksi Bahan Kimia Eco-Friendly 1. Peningkatan Produksi Enzimatik Setophenon
Dengan  Ekstraksi  Langsung.  Jurnal
Manajemen dan Teknik Lingkungan, vol. 5, no. 76, hh. 259 – 269.
Kusmiyati,  dkk.  2011,  Reaksi  Penataan
Ulang  Fries  pada  Eugenil  Asetat.
Jurnal  Ilmiah  Kefarmasian,  Vol.  1,
No. 1, hh. 1-7.
Paramita,  S.  2020,  Pemilihan  Metode Perhitungan Kimia Komputasi Semi-
Empiris Untuk Pengembangan 1,3,4- Thiadiazole.  Indonesi  Journal  of Chemical Research, vol. 8, no. 1, hh. 51-56.
Prianto, B. 2008, Peran Kimia Komputasi
dalam mempelajari mekanisme Reaksi  Proses  Elektrolisis  NaCl Menjadi  NaCl 4 .  Berita  Dirgantara, vol. 9, no. 4, hh. 79-82.
Selly,  R.  2012,  Penentuan  Metode  Semi empirik  untuk  InsektisidaTurunan Sulfenil  Metil  Karbamat.  Penerapan
IPTEKS1, no. 4, hh. 2-3.
Vijaya,  P.  2014,  Studi  Komputasi.
Journal of Chemical and
Pharmaceutical  Research,  vol.  6,  no.
10, hh. 32-39.
Wulansari,  F.  D.  dkk.,  2010, Sintesis  2- hidroksi-3-metoksi-5-propil setofenon  dari  Eugenol .  Seminar
Rekayasa Kimia Dan Proses, Semarang