## 1. Pendahuluan
Penyakit  kanker  merupakan  salah  satu penyebab utama kematian di dunia, terutama di  negara  berkembang.  WHO  melaporkan sekitar  7,6  juta  (13%)  orang  meninggal akibat kanker pada tahun 2008. Apabila tidak dilakukan penanganan lebih lanjut terhadap penyakit  ini,  WHO  memperkirakan  bahwa kematian akibat kanker akan terus meningkat hingga  13,1  juta  orang  pada  tahun  2030 (WHO,  2013).  Kanker  yang  merupakan akibat dari adanya abnormalitas pembelahan (proliferasi)  sel  yang  dapat  menginvasi jaringan lain dan menyebar ke organ lainnya, bahkan dapat menimbulkan kematian. Pada sel  tumor,  proliferasi  yang  sangat  cepat disebabkan  oleh  adanya  ekspresi  berlebih dari protein NF-kB (Hanahan and Weinberg, 2011; Lee, Jeon, Kim, 2007).
Obat-obat kanker yang masih digunakan hingga  saat  ini  seperti  taxol  (Lee,  Bode, Dong, 2011), bersifat tidak selektif terhadap
sel kanker sehingga perlu disintesis senyawa antikanker  yang  selektif  terhadap  protein NF-Kb.
Oleh karena itu, pada penelitian ini akan didesain  dan  disintesis  senyawa  analaog kurkumin yang dapat menghambat ekspresi protein NF-kB.  Senyawa analog kurkumin yang  akan  disintesis  merupakan  senyawa golongan  enon,  dimana  diketahui  bahwa senyawa  enon  analog  kurkumin  dapat menghambat  ekspresi  protein  NF- κ B (Weber  et  al.,  2006).  Desain  dilakukan dengan  mempertahankan  sisi  aromatis, gugus  enona,  dan  menghilangkan  bagian metilen aktif dari kurkumin (Robinson et al., 2003).
Sintesis  senyawa  ACES  ini  dilakukan berdasarkan reaksi kondensasi aldol silang dengan  menggunakan  metode  solid  phase reaction  (Palleros,  2004).  Metode  ini seringkali  disebut  sebagai  aplikasi  dari “Green  Chemistry”,  dimana  pengerjaan suatu  reaksi  kimia  dilakukan  dengan
JURNAL FARMASI SAINS DAN KOMUNITAS, Mei 2013, hlm. 29-36
ISSN : 1693-5683
DESAIN DAN SINTESIS SENYAWA ACES ( ANALOG CURCUMIN SERIES )

## DENGAN METODE SOLID PHASE REACTION SEBAGAI SENYAWA ANTIKANKER POTEN DENGAN MEKANISME MENGHAMBAT PROTEIN NF-kB

## MONICA SABRINA WIDIAPRANOLO, EVA MAYANGSARI, VENNY VALERIA, JEFFRY JULIANUS

## Fakultas Farmasi, Universitas Sanata Dharma, Yogyakarta
Abstract: Analog of curcumin in forms of enone and dienone aromatic is known for their activity as an NF- κ B inhibitor. In this study, will be synthesize 2-(4'-N, N-dimethylamino benzilidine) cyclohexane-1,3-dione as an analog that predicted has an activity as an NF- κ B inhibitor. This research was conducted based on the crossed aldol condensation reaction by reacting 3 mmole p- N,N-dimethylamino benzaldehide and 6 mmole cyclohexane-1,3-dione with hydrochloric acid as the catalyst using solid phase reaction method. Based on computational analysis, 2-(4'-N,N- dimethylamino  benzilidine)  cyclohexane-1,3-dione  showed  a  better  interaction  with  NF- κ B protein with PLANTSPLP score was -69,7895. The outcome of the reaction was yellow colored powder,  no  odor  and  soluble  in  hydrochloric  acid  3N.  The  yield  value  was  78.8%.  Liquid chromatography showed 100% purity. The melting point range was 237.5-240.3°C. The results of  structure  elucidation  by  1H-NMR,  infrared  and  mass  spectroscopy  tests  indicated  the compound  was  2-(4-(dimetilamino)benzilidena)-4-(3-oksosiklohex-1-enil)  sikloheksana-1,3- dion.
Key  words: 2-(4'-N,  N-dimethylamino  benzilidine)  cyclohexane-1,3-dione,  crossed  aldol condensation, solid phase reaction.
menggunakan  pelarut  dalam  jumlah  yang sedikit,  sehingga  jumlah  bahan  berbahaya atau  limbah  yang  dihasilkan  dapat diminimalisir.  Dengan  menggunakan metode  solid  phase  reaction  pada  sintesis senyawa  2-(4'-N,N-dimetil  amino- benzilidena)  sikloheksana-1,3-dion memberikan  beberapa  keuntungan  yaitu: pengerjaan proses sintesis yang lebih mudah dan sederhana, rendemen yang besar, reaksi samping  dapat  diminimalisir  dan  ramah lingkungan (Palleros, 2004).

## 2. Metode
Bahan-bahan  kimia  yang  digunakan dalam  penelitian  ini  didapatkan  dari  Merck dan  Sigma  Aldrich.  Semua  bahan  yang digunakan  telah  diketahui  secara  pasti kemurniannya.  Alat  uji  titik  lebur  yang digunakan  yaitu  MP  70  Mettler  Toledo. Kromatografi cair-spektra massa dari Hitachi L  6200.  Spektrometer  IR  dari  Shimadzu Prestige-21. 1H-NMR dari Delta 2 NMR.

## 2.1. Validasi dasar protokol PLANTS
Preparasi  ligan  0WA  dilakukan  dengan menggunakan  MarvinSketch  pada  pH  7,4. Hasil  tersebut  kemudian  disimpan  sebagai ligand_2D.mrv.  Dari  file  ligand_2D.mrv, kemudian  dilakukan  pencarian  berbagai konformasi  representatif  dari  ligan  tersebut menggunakan  modul  “Conformers  search” (Calculation > Conformation > Conformers | Klik  “Ok”).  Hasil  tersebut  kemudian disimpan  sebagai  ligand  dengan  tipe  file .mol2.
Preparasi  protein  NF- κ B  (4G3G.pdb) dilakukan  dengan  menggunakan YASARA. Pada file pdb yang diperoleh, hanya rantai A yang  digunakan  (molekul  air  dihilangkan). Dari tahap tersebut, kemudian atom hidrogen ditambahkan ke dalam sistem (Edit > Add > hydrogen to: all). Ligan asli yang terdapat di dalam  struktur  kristal  dihapus  sehingga hanya  diperoleh  protein  saja  yang menyediakan  ruang  (pocket)  untuk  proses docking. Hasil tersebut kemudian disimpan sebagai protein dengan tipe file .mol2.
Hasil  preparasi  ligan  dan  protein kemudian  di-docking  menggunakan
PLANTS dengan konfigurasi (plantsconfig) yang  telah  dimodikasi  sebelumnya  (default plantsconfig  yang  diperoleh  dari  website P L A N T S ,   h t t p : / / w w w . t c d . u n i - konstanz.de/plants_download/download/si mple_dock.zip).  Dalam  plantsconfig tersebut,  parameter  binding  site  definition diubah  menjadi  0,1  Å  dari  koordinat  awal dimana  0WA  berinteraksi  dengan  protein N F - κ B .   P o s e   h a s i l   d o c k i n g   y a n g memberikan  skor  tertinggi  kemudian diperkirakan  sebagai  perkiraan  posisi  asli ligan pada struktur protein NF- κ B. Dari pose tersebut,  kemudian  dilakukan  perhitungan RMSD menggunakan YASARA.

## 2.2. Docking senyawa uji terhadap protein NF- κ B
Protokol  yang  valid  tersebut  digunakan untuk  melakukan  docking  kurkumin  dan t.urunannya  yang  terdiri  dari  demetoksi kurkumin dan bisdemetoksi kurkumin, serta senyawa  yang  akan  disintesis  terhadap protein NF- κ B. Dari hasil docking tersebut, diperoleh skor PLANTSPLP yang kemudian dibandingkan  satu  sama  lainnya  untuk mengetahui  aktivitas  dari  masing-masing senyawa uji secara in silico.

## 2.3. Sintesis  senyawa  2-(4'-N,N-dimetil aminobenzilidena)  sikloheksana-1,3- dion
Sintesis  senyawa  2-(4'-N,N-dimetil aminobenzilidena)  sikloheksana-1,3-dion menggunakan starting material (bahan baku) berupa  p-N,N-dimetilamino  benzaldehida dan  sikloheksana-1,3-dion.  Kristal  p-N,N- dimetilamino  benzaldehida  ditimbang s e b a n y a k   0 , 4 4 7   g   ( 3   m m o l )   d a n sikloheksana-1,3-dion  sebanyak  0,672  g  (6 mmol)  dengan  alas  kertas  menggunakan neraca  analitik.  Masing-masing  senyawa tersebut  dicampur  homogen  menggunakan mortir  dan  stamper,  kemudian  ke  dalam campuran  tersebut  ditambahkan  HCl  pekat sebanyak  5  tetes.  Campuran  tersebut kemudian digerus selama 5 menit.
Natrium bikarbonat 10% sebanyak 25 mL ditambahkan  ke  dalam  campuran.  Padatan yang  terbentuk  disaring  menggunakan
WIDIAPRANOLO dkk.
corong Buchner dan sisa-sisa yang tertinggal pada dinding mortir dikerok hingga bersih.
Mortir dan stamper kemudian dibilas lagi menggunakan  natrium  bikarbonat  10%  dan sisa bilasan tersebut disaring. Padatan yang diperoleh  dicuci  lagi  dengan  natrium bikarbonat  10%  untuk  menghilangkan  sisa katalis HCl yang digunakan.
P a d a t a n   t e r s e b u t   k e m u d i a n direkristalisasi  menggunakan  etanol  96% panas sebanyak 60 mL dalam gelas beker dan diaduk  dengan  magnetic  stirrer  hingga seluruh  padatan  larut  dalam  etanol.  Setelah dingin,  larutan  tersebut  di  diamkan  dalam kulkas  selama  1  hari.  Proses  rekristalisasi dilakukan  sebanyak  2  kali.  Serbuk  yang diperoleh  dikeringkan  dalam  desikator selama  1  hari.  Setelah  kering,  serbuk ditimbang  dan  dihitung  rendemennya. Dilakukan tiga kali replikasi proses sintesis. Senyawa  hasil  sintesis  kemudian  dianalisis organoleptis,  kelarutan,  titik  lebur,  dan kromatografi  lapis  tipis  untuk  uji pendahuluan,  kromatografi  cair  untuk mengetahui  kemurnian  senyawa  hasil s i n t e s i s ,   s e r t a   s p e k t r a   m a s s a , spektrofotometri infra merah, dan 1H-NMR untuk  penegasan  struktur  senyawa  hasil sintesis.

## 3. Hasil dan Pembahasan

## 3.1. Desain senyawa inhibitor NF-kB
D e n g a n   m e n g g u n a k a n   p r o g r a m PLANTS dapat diprediksi besarnya aktivitas senyawa ACES sebagai inhibitor protein NF- κ B  (4G3G).  Besarnya  aktivitas  ini  dapat dilihat  dari  besarnya  nilai  PLANTSplp, dimana  semakin  besar  nilai  PLANTSplp maka  diharapkan  senyawa  tersebut  makin poten  sebagai  inhibitor  protein  NF- κ B. Berdasarkan hasil perhitungan menunjukkan bahwa  senyawa  2-(4'-N,N-dimetilamino benzilidena)  sikloheksana-1,3-dion  (ACES 4)  mempunyai  nilai  PLANTSplp  sebesar  - 69.7895, dimana nilai PLANTSplp senyawa tesebut  jauh  lebih  besar  dibanding  dengan nilai  PLANTSplp  kurkumin  yang  telah diketahui  mempunyai  aktivitas  sebagai
inhibitor  protein  NF-kB  yaitu  sebesar  - 21,455 (Robinson et al., 2003). Oleh karena i t u   s e n y a w a   2 - ( 4 ' - N , N - d i m e t i l aminobenzilidena)  sikloheksana-1,3-dion diharapkan  mempunyai  aktivitas  inhibitor protein NF-kB yang poten dan lebih baik dari kurkumin sehingga layak untuk disintesis.

## 3.2.  Sintesis  senyawa  2-(4'-N,N-dimetil aminobenzilidena)  sikloheksana-1,3- dion
Sintesis  senyawa  2-(4'-N,N-dimetil aminobenzilidena)  sikloheksana-1,3-dion didasarkan  pada  reaksi  kondensasi  aldol silang  dimana  adanya  suatu  senyawa karbonil  yang  mempunyai  hidrogen  alfa, yakni sikloheksana-1,3-dion akan bertindak sebagai nukleofil dan suatu senyawa karbonil lainnya yang tidak mempunyai hidrogen alfa, yakni  p-N,N-dimetilamino  benzaldehida akan  bertindak  sebagai  elektrofil  dengan bantuan katalis asam (HCl).
Dari  hasil  pengamatan  organoleptis (Tabel  2),  maka  dapat  disimpulkan  bahwa senyawa  hasil  sintesis  merupakan  senyawa yang  berbeda  dari  starting  material  yang digunakan.  Hal  ini  terlihat  dari  adanya perbedaan warna dan bau yang dimiliki oleh ketiganya.
Dari  hasil  analisis  kromatografi  cair, didapatkan kromatogram (gambar 1) dengan satu buah peak yang menunjukan kemurnian senyawa  hasil  sintesis  sebesar  100%.  Hasil spektra  massa  (Gambar  2),  terlihat  bahwa senyawa  yang  dihasilkan  memiliki  berat molekul  sebesar  337,3309  yang  sesuai dengan  berat  molekul  senyawa  yang diperkirakan.
Spektra  infra  merah  senyawa  hasil sintesis  memperlihatkan  profil  pita  serapan yang berbeda dengan starting material (Tabel 3)  sehingga  dapat  disimpulkan  bahwa senyawa  hasil  sintesis  merupakan  senyawa yang  berbeda  dari  starting  materialnya (Gambar 3).
S e t e l a h   d i l a k u k a n   a n a l i s i s m e n g g u n a k a n   s p e k t r a   m a s s a , spektrofotometri infra merah, dan 1H-NMR, maka  dapat  disimpulkan  senyawa  hasil
WIDIAPRANOLO dkk.
WIDIAPRANOLO dkk. 32
Tabel I. Nilai PLANTS  Hasil Perhitungan dengan Program PLANTS PLP
sintesis yang terbentuk adalah senyawa 2-(4- ( d i m e t i l a m i n o )   b e n z i l i d e n a ) - 4 - ( 3 - oksosikloheks-1-enil)  sikloheksana-1,3- dion.
S e n y a w a   2 - ( 4 - ( d i m e t i l a m i n o ) benzilidena)-4-(3-oksosikloheks-1-enil) sikloheksana-1,3-dion  dapat  terbentuk karena adanya kondensasi aldol internal dari sikloheksana-1,3-dion.  Masih  terdapatnya atom  H α pada  sikloheksana-1,3-dion menyebabkan  sikloheksana-1,3-dion  masih
bisa membentuk ion enolat yang bermuatan negatif sehingga dapat menyerang senyawa lain yang lebih positif.
Berdasarkan  perhitungan  stoikiometri yang  dilakukan  terhadap  rendemen  hasil sintesis,  diketahui  bahwa  jumlah  senyawa yang  dihasilkan  dari  tiga  kali  replikasi masing-masing  sebanyak  0,590  g;  0,571  g; dan 0,563 g dengan rerata rendemen sebesar 78,8%.  Hasil  perhitungan  yang  ada menunjukkan bahwa rendemen hasil sintesis
WIDIAPRANOLO dkk.
Jurnal Farmasi Sains dan Komunitas 33 Pengamatan Sikloheksana-1,3- dion p-N,N- dimetilamino benzaldehida Senyawa hasil sintesis
Bentuk
Warna Putih kekuningan Putih Kuning
Bau
Khas
Tidak berbau Tidak berbau Tabel II. Hasil organoleptis senyawa hasil sintesis dan starting material
0 1.8 3.6 5.4 7.2 9.0 Retention Time (Min) 9.8E+4 20 30 40 50 60 70 80 90 100 % In te n si ty 59.0 287.2 515.4 743.6 971.8 1200.0 Mass (m/z) 0 2164.0 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 % In te n si ty 339.3827 675.8206 676.8288 697.8351 340.3988 677.8532 360.3999 217.2032 678.8671 361.4015 Gambar 1. Kromatogram LC senyawa hasil sintesis
Gambar 2. Spektra massa dari senyawa hasil sintesis
Gugus Fungsi Senyawa hasil sintesis Sikloheksana- 1,3-dion p-N,N-dimetilamino benzaldehida C=O Gugus karbonil 1666,50 cm -1 1566,20 cm -1 1666,50 cm -1 C=C Alkena alifatis 817,82 cm -1 tidak ada tidak ada C-H aldehid tidak ada tidak ada 2800,64 cm -1 dan 282715,77 cm -1 -NH Gugus amina 3448,72 cm -1 tidak ada 1165,00 cm -1 Tabel III. Perbedaan hasil interpretasi spektra inframerah senyawa hasil sintesis dengan starting material
Gambar 3. Spektrogram infra merah senyawa hasil sintesis
1
Gambar 4. Hasil  H-NMR senyawa yang disintesis
WIDIAPRANOLO dkk. 34
yang diperoleh kurang dari 100%. Rendemen hasil  sintesis  yang  diperoleh  kurang  dari 100%  disebabkan  starting  material  yang ditambahkan  belum  habis  bereaksi,  saat proses  pencucian  untuk  menghilangkan pengotor,  terdapat  serbuk  senyawa  hasil sintesis  yang  tercuci  pada  saat  proses pencucian, dan pada saat rekristalisasi masih terdapat senyawa hasil sintesis yang terlarut dalam etanol.

## 4. Kesimpulan
Berdasarkan  penelitian  yang  telah dilakukan,  maka  disimpulkan  bahwa s e n y a w a     2 - ( 4 ' - N , N - d i m e t i l aminobenzilidena)  sikloheksana-1,3-dion tidak dapat terbentuk dari hasil sintesis antara s i k l o h e k s a n a - 1 , 3 - d i o n   d a n   p - N , N -
dimetilamino  benzaldehida  dengan  katalis basa,  namun  dengan  menggunakan  katalis asam  dapat  terbentuk  senyawa  2-(4- ( d i m e t i l a m i n o ) b e n z i l i d e n a ) - 4 - ( 3 - oksosikloheks-1-enil) sikloheksana-1,3-dion dengan hasil kemurnian berdasarkan LC-MS sebesar 100% dan rata-rata rendemen sebesar 78,8%.

## Daftar Pustaka
Anonim, 2007, Pengetahuan Umum Seputar Kanker,
A v a i l a b l e f r o m : U R L : http://www.detik.org/articles.php?c_id=1.
Bhagat, S., Sharma, R., and Chakraborti, A.K., 2006,
Dual-activation  protocol  for  tandem  cross-aldol condensation:  an  easy  and  highly  efficient s y n t h e s i s o f α , ά - bis(aryl/alkylmethylidene)ketones,  J.  Mol.  Catal. A. Chem., 260: 235-240.
Cvek, E. and Dvorak, Z., 2007, Targeting of nuclear
WIDIAPRANOLO dkk. Jurnal Farmasi Sains dan Komunitas 35
Gambar 5. Struktur senyawa 2-(4-(dimetilamino)benzilidena)- 4-(3-oksosiklohex-1-enil) sikloheksana-1,3-dion
1 Tabel V. Hasil interpretasi spektra  H-NMR senyawa hasil sintesis
factor NF-kB amd proteasome by dithiocarbamate complexes with metals, Curr. Pharm. Des., 13 (30): 3155-3167.
Escárcega, R.O., Fuentes, A.S., García, C.M., Gatica, A. and Zamora, A., 2007, The transcription factor nuclear factor-kB and cancer, Clinical Oncology, 19 (2): 154–161.
Hamdy, N.A., 2008, Denosumab: RANKL inhibition in  the  management  of  bone  loss,  Drugs  Today (Barc), 44 (1): 7-21.
Istyastono,  E.P.,  Yuniarti,  N.,  dan  Jumina,  2009,
Sintesis  Senyawa  Berpotensi  sebagai  Inhibitor Angiogenesis:  2-benzilidenasikloheksana-1,3- dion, Majalah Farmasi Indonesia, 20: 1-8.
Lee, C.H., Jeon, Y.T., Kim, S.H., and Song, Y.S., 2007,
NF-kB as a potential molecular target for cancer therapy, BioFactors, 29: 19-35.
Lee,  K.W.,  Bode, A.M.,  Dong,  Z.,  2011,  Molecular Targets of Phytochemicals For Cancer Prevention, Nature Reviews Cancer,  11: 211-218 Palleros,  D.R.,  2004,  Solvent-Free  Synthesis  of
Chalcones, J. Chem. Educ., 81 (9): 1345-1347.
Paul, A.G., 2005, NF-kB: A Novel Therapeutic Target for Cancer, Eukaryon, 1: 4-5. Robinson,  T.P.,  Ehlers,  T.,  Hubbard,  R.B.,  Bai,  X.,
Arbiser, J.L., Goldsmith, D.J.,  Bowen, J.P., 2003,
Design,  synthesis,  and  biological  evaluation  of angiogenesis  inhibitors:  aromatic  enone  and dienone  analogues  of  curcumin,  Bioorganic  & Medicinal Chemistry, 13: 115-117.
Surh,  Y.J.,  2008,  NF-kB  and  Nrf2  as  potential chemopreventive  targets  of  some  anti- inflammatory  and  antioxidative  phytonutrients with  anti-inflammatory  and  antioxidative activities, Asia Pac J Clin Nutr., 17 (51): 269-272.
Weber, W.M., Hunsaker, L.A., Roybal, C.N., Marjon, E.V.B., Abcouwer, S.F., Royer, R.E., Deck, L.M. and  Jagt,  D.L.V.,  2006,  Activation  of  NF-kB  is inhibited  by  curcumin  and  related  enones, Bioorganic  &  Medicinal  Chemistry,  14:  2450- 2461.
WHO,  2013,  Cancer:  Fact  Sheets,  Available  from:
U R L : http://www.who.int/mediacentre/factsheets/fs2
97/en/index.html.
WIDIAPRANOLO dkk. 36