ISSN: 1410-8917
e-ISSN: 2597-9914
Jurnal Kimia Sains dan Aplikasi 21 (1) (2018) : 44 – 48
Jurnal Kimia Sains dan Aplikasi

## Journal of Scientific and Applied Chemistry
Journal homepage: http://ejournal.undip.ac.id/index.php/ksa
Synthesis and Antibacterial Testing of Imina Derivative Compounds from Piperonal and Anilin
Dimas Syamsudin a , Ismiyarto a* , Ngadiwiyana a
a Organic Chemistry Laboratory, Chemistry Department, Faculty of Sciences and Mathematics, Diponegoro University, Jalan Prof. Soedarto, Tembalang, Semarang
* Corresponding author: ismiyarto@live.undip.ac.id
A r t i c l e   I n f o A b s t r a c t Keywords: synthesis, imine, piperonal, aniline, antibacterial
Synthesis of Imine derivates used as antibacterial activity has been done. Synthesis was conducted by condensation reaction between piperonal and aniline. The product synthesis was characterized by melting point, LC-MS, FTIR and 1 H-NMR, then application of the product as antibacterial towards bacteria Staphylococcus aureus and Escherichia coli . The product  of  synthesis  was  pale-brown  solid,  and  had  melting  point  at  56-61 0 C. Identification by LC-MS showed the compound molecular weight was 225.30 gram/mol, identification  by  FTIR  showed  a  compound  contained  imine  C=N  at  1620.21  cm -1 ,  C-H aromatic  at  1581.63  cm -1 ,  C sp3 -H  at  2962.37  cm -1 from  CH 2 ,  and  C-O  at  1265.30  cm -1 , Identification by 1 H-NMR showed a compound had a singlet peak at δ =6 ppm that proton was from the CH 2 , multiplet peak at δ =6.9-7.7 ppm proton from two aromatics and singlet peak  at δ =8.4  ppm  from  proton  imine.  The  minimum  inhibitory  concentration  of  the product  towards Staphylococcus  aureus and Escherichia  coli was  1  mg/mL  with  diameter inhibition zone 2 mm and 3 mm. From these data it could be concluded that the compound 3,4- methlenedioxybenzilyimine was formed and it had ability as an antibacterial agent.

## A b s t r a k
Kata kunci: sintesis, imina, piperonal, anilin, antibakter
Telah dilakukan penelitian tentang sintesis dan uji antibakteri senyawa turunan imina. Sintesis dilakukan melalui reaksi kondensasi antara piperonal dan anilin. Hasil sintesis dikarakterisasi dengan uji titik leleh, LCMS, spektroskopi FTIR dan 1 H-NMR, hasil sintesis diaplikasikan sebagai antibakteri terhadap bakteri Staphylococcus aureus dan Escherichia coli . Hasil sintesis berbentuk padatan, berwarna coklat pucat dan mempunyai titik leleh 56-61 0 C.  Identifikasi  menggunakan  LC-MS  menunjukkan  bahwa  senyawa  mempunyai berat  molekul  225,30  gram/mol,  identifikasi  menggunakan  FTIR  menunjukkan  bahwa senyawa hasil sintesis mengandung gugus fungsi imina C=N pada bilangan gelombang 1620,21 cm -1 , serapan C-H aromatik pada bilangan gelombang 1581,63 cm -1 , serapan pada bilangan gelombang 2962,37 cm -1 menunjukkan vibrasi C sp3 -H dari CH 2 dan serapan C-O pada bilangan gelombang 1265,30 cm -1 , sedangkan identifikasi dengan 1 H-NMR diketahui bahwa senyawa mempunyai puncak singlet pada δ =6 ppm merupakan proton dari CH 2 , puncak multiplet pada δ =6,9-7,7 ppm dari proton dua cincin aromatik dan puncak singlet pada δ =8,4 ppm dari proton imina. Nilai KHM produk sintesis turunan imina terhadap bakteri Staphylococcus aureus dan Escherichia coli adalah pada konsentrasi 1 mg/mL dengan diameter zona hambat masing-masing adalah 2 mm dan 3 mm. Dari data tersebut dapat disimpulkan  bahwa  produk  sintesis  turunan  imina  3,4-metilendioksibenzilimina  telah terbentuk dan mempunyai kemampuan sebagai antibakteri.
Jurnal Kimia Sains dan Aplikasi 21 (1) (2018) : 44 – 48

## 1. Pendahuluan
Penyakit  infeksi  merupakan  salah  satu  masalah dalam bidang kesehatan yang dari waktu ke waktu terus berkembang, disebabkan oleh berbagai mikroorganisme seperti  bakteri,  virus,  jamur,  dan  protozoa  [1].  Imina merupakan  senyawa  dengan  gugus  fungsi  C=N  yang mempunyai  potensi  sebagai  antibakteri  [2],  antikanker [3],  antijamur,  antitumor  dan  antimalaria  [4].  Sintesis turunan  imina  dari  vanilin  dan  4-aminoantipirin  yang mempunyai  aktivitas  sebagai  antibakteri.  Melihat potensinya  yang  besar,  maka  penelitian  tentang  imina perlu  dikembangkan,  sehingga  dapat  mempunyai aktivitas yang tinggi dan lebih stabil [5].
Schmeyers dkk. [6],telah  melakukan  penelitian sintesis imina, dimana reaksi dilakukan pada suhu kamar selama 30 menit. Hania [7] berhasil mensintesis senyawa imina menggunakan bahan dasar anilin dan benzaldehid, reaksi dilakukan dengan pemanasan selama dua jam dan dihasilkan  produk  dengan  titik  leleh  50-52 0 C  dan randemen  60%.  Secara  umum,  imina  merupakan  hasil reaksi  kondensasi  antara  aldehida  dan  amina.  Aldehid aromatik  seperti  piperonal  dengan  amina  primer  akan menghasilkan  imina  yang  stabil  [8],  karena  akan menghasilkan produk dengan cincin aromatik dan ikatan rangkap yang terkonjugasi. Konsep reaksi tersebut dapat digunakan untuk sintesis imina dari piperonal dan anilin.
Piperonal merupakan suatu aldehida aromatik tanpa H α yang  memiliki  kemiripan  struktur  dengan benzaldehid. Sedangkan anilin merupakan amina primer yang merupakan suatu nukleofil yang dapat menyerang gugus karbonil suatu aldehid atau keton, sehingga pada penelitian dapat digunakan sebagai alternatif pembuatan senyawa  turunan  imina.  Piperonal  mempunyai  gugus metilendioksi  (-O-CH 2 -O-),  dimana  menurut  Alam  [9] senyawa  yang  mengikat  gugus  metilendioksi(-O-CH 2 - O-)  berpotensi  mampu  meningkatkan  aktivitas antibakteri.
Reaksi  imina  (imina)  dipengaruhi  oleh  beberapa faktor,  antara  lain  suhu,  pH,  dan  waktu  reaksi  yang digunakan. Salah satu keberhasilan reaksi imina adalah waktu  reaksi.  Dalam  penelitian  ini  dilakukan  variasi waktu  reaksi  yang  digunakan.  Berdasarkan  uraian tersebut,  untuk  menghasilkan  produk  sintesis  imina yang  optimal  perlu  ditentukan  waktu  reaksi,  sehingga memperoleh  randemen  yang  optimal  dan  mempunyai kemampuan sebagai antibakteri.

## 2. Metode Penelitian

## Alat dan Bahan
Alat yang digunakan adalah seperangkat alat gelas untuk sintesis,  lempeng  KLT  silika  gel, spectronic  20, seperangkat  alat  untuk  uji  antibakteri,  LCMS  ( liquid chromatography mass spectroscopy),  spektrometer  FTIR (Shimadzu)  dan  spektrometer 1 H-NMR.  Bahan  yang dipergunakan  adalah  anilina  p.a.,  piperonal  p.a.,  etanol 96%,  asam  klorida,  kloroform,  magnesium  sufat anhidrat, tween  20 ,  sepernagkat  bahan  uji  antibakteri, bakteri Staphylococcus aureus dan Escherihia coli .
Pengaruh waktu reaksi sintesis turunan imina dari piperonal dan anilin.
Piperonal  3,006  g  (0,02  mol)  dilarutkan  dalam  20 mL  etanol.  Pelarutan  dilakukan  dalam  labu  leher  tiga volume  250  mL  yang  dilengkapi  dengan  pendingin, pengaduk  magnetik  dan  termometer.  Setelah  piperonal larut,  ditambahkan  0,03  mol  larutan  anilin  berlebih sampai  larutan  homogen  kemudian  ditambahkan  HCl  1 M.  Reaksi  dilakukan  pada  suhu  kamar  dengan  variasi waktu  50,  70,  90,  110,  130  dan  150  menit.  Campuran kemudian diekstraksi, fraksi yang terbentuk dipisahkan dan  dikeringkan.filtratnya  diuapkan  dengan rotary evaporator .  Kemudian  hasil  yang  terbentuk  dikeringkan dan  diukur  titik  lelehnya.  Analisis  dengan  LC-MS, spektroskopi FTIR dan 1 H-NMR.

## Pembuatan suspensi bakteri
Pembuatan stok bakteri, bakteri uji dibiakkan pada media cair selama 24 jam pada suhu 35-37 0 C, kemudian diambil  dengan  ose  dan  disuspensikan  dengan  cara memasukkan  kedalam  10  mL  air  suling  steril.  Suspensi yang  terbentuk  disetarakan  pada  transmitans  25% dengan panjang gelombang 580 nm.

## Pengujian antibakteri
Sebanyak  0,1  mL  inokulum  bakteri  dimasukkan kedalam  cawan  petri  steril,  setelah  itu  dituang  media Nutrient  Agar ebanyak  20  mL  dangan  suhu  40-50 0 C. Selanjutnya  cawan  digoyang  diatas  permukaan  meja, agar media dan suspensi tercampur rata. Cakram kertas berdiameter 6 mm dicelupkan ke dalam produk sintesis dengan konsentrasi 100 mg/mL, 50 mg/mL, 10 mg/mL, 5 mg/mL,  1  mg/  mL  dan  0,5  mg/mL.  Kontrol  yang  di gunakan  tween-20  55mg/mL  (kontrol  negatif)  dan tetrasiklin  0,1  mg/mL  (kontrol  positif)  dibiarkan  15 menit.  Cakram  kertas  diletakkan  diatas  permukaan media  agar  yang  telah  diinokulasikan  dengan  suspensi bakteri, kemudian diinkubasidalam inkubator pada suhu 36 ± 1 0 C selama 18-24 jam, setelah itu diukur diamterer daerah  hambatan  (zona  jernih)  pertumbuhan  disekitar cakram kertas

## 3. Hasil dan Pembahasan
Pada  penelitian  ini,  perlu  dilakukan  uji  kemurnian turunan imina sebagai starting material yang dilihat deri pengukuran profil KLT. harga Rf ditunjukkan pada tabel 1.
Tabel 1 : Harga Rf senyawa turunan imina No Jenis pelarut Rf sintesis imina 1 Kloroform 0,62 2 benzena 0,48
Dari  hasil  uji  kemrurnian  senyawa  turunan  imina, dapat disimpulkan bahwa senyawa turunan imina cukup murni.
Dalam  penelitian  ini,  senyawa  turunan  imina  ini disintesis melalui reaksi kondensasi antara piperonal dan aniline dengan reaksi adisi dan eliminasi. Dalam sintesis ini menggunakan katalis asam, yaitu HCl, karena reaksi
pembentukan  imina  dipengaruhi  oleh  kondisi  pH  3-4. Apabila  pH  terlalu  asam  akan  mempengaruhi  tahap eliminasi  berjalan  lebih  cepat  sedangkan  apabila  pH kurang  asam  tahap  eliminasi  menjadi  lambat  karena konsentrasi  asam  mempengaruhi  protonasi  gugus  OH. Sehingga  akan  mempengaruhi  turunan  imina  yang dihasilkan.  Sintesis  ini  dilakukan  pada  suhu  kamar dengan variasi waktu reaksi seperti pada tabel 2.
Pengaruh  waktu  reaksi  terhadap  produk  sintesis (tabel 2) menunjukkan bahwa waktu optimal terjadi pada waktu  reaksi  130  menit  dengan  randemen  sebesar 62,53%.  Pada  waktu  reaksi  di  bawah  130  menit  imina belum memberikan hasil yang maksimal, karena reaksi belum  berlangsung  secara  sempurna.  Sedangkan  pada waktu reaksi setelah 130 menit terjadi penurunan produk sintesis.  Fenomena  ini  disebabkan  imina  yang  telah terbentuk  dapat  bereaksi  kembali,  dengan  terjadinya protonasi oleh H + , sehingga menghasilkan karbon parsial positif yang dapat diserang oleh nukleofil yang ada dalam campuran produknya, antara lain ion (OH) - , air dan sisa anilin,  sehingga  akan  mengurangi  produk  yang dihasilkan [8].
Tabel 2: Pengaruh waktu reaksi terhadap produk sintesis
No Waktu reaksi (menit) Titik leleh ( 0 C) Produk (gram) Randemen (%) 1 50 60 1,310 29,07 2 70 60 1,371 30,43 3 90 61 2,596 57,62 4 110 56 2,778 61,88 5 130 59 2,817 62,53 6 150 59 2,396 53,18

## Hasil Spektra FTIR
Spektra  FTIR  dari  piperonal  ditunjukkan  pada gambar  1  dan  hasil  spektra  FTIR  dari  turunan  imina ditunjukkan pada gambar 2.
Gambar 1. FTIR Piperonal
Gambar 2. FTIR 3,4-metilendioksibenzilimina
Tabel 3 : Data FTIR antara piperonal dan produk hasil sintesis No Gugus Bilangan gelombang (cm -1 ) Piperonal Produk sintesis 1 C=O aldehid 1674,21; 2792,93; 2854,65 - 2 imina - 1620,21; 2893,22 3 C-H aromatik 1597,06 786,86; 817,2; 864,11 1581,63 694,37; 763,81; 810,10 ; 884,11 4 C-O 1257,59 1265,30 5 C (sp3) -H ( CH 2 ) 2916,37; 1450,47 2962,37; 1450,47 6 C (sp2) -H 3078, 39 3062,96
Berdasarkan  data  spektra  FTIR  tersebut,  terjadi perbedaan  serapan  yang  dihasilkan  sebelum  maupun sesudah  reaksi,  dimana  sebelum  reaksi  terdapat  gugus karbonil  (C=O)  sedangkan  sesudah  reaksi  terdapat penambahan gugus imina (C=N) dan pengurangan gugus karbonil  (C=O)  pada  produk  sintesis.  Dengan  adanya gugus-gugus  tersebut,  berarti  senyawa  imina  yang diharapkan telah terbentuk.

## Hasil Spektra 1 H-NMR
Karakterisasi  menggunakan  spektroskopi 1 H-NMR. Pengujian  menggunakan 1 H-NMR  dilakukan  untuk mengetahui  jumlah  proton  yang  dimiliki  oleh  senyawa produk  sintesis  berdasarkan  lingkungan  elektroniknya. Hasil 1 H-NMR ditunjukkan pada gambar 3 dan tabel 4.
Spektra 1 H-NMR  3,4-metilendioksibenzilimina terlihat  bahwa  senyawa  hasil  sintesis  yang  diperoleh menunjukkan  tiga  buah  signal  yang  terpisah.  Hal  ini disebabkan  adanya  tiga  proton  yang  memiliki  tiga lingkungan elektronik yang berbeda dengan
perbandingan proton 1:8:2. Perbandingan ini diinterprestasikan sebagai perbandingan jumlah proton yang  terdapat  dalam  senyawa  hasil  sintesis.  Adanya puncak multiplet pada δ = 6,9-7,7 ppm merupakan ciri khas dari proton hidrogen aromatik. Munculnya puncak singlet  sekitar δ =  8,4  ppm  merupakan  proton  yang berasal dari gugus imina (1H, -CH=N) sedangkan adanya puncak  singlet  pada δ =  6  ppm  merupakan  proton  dari gugus metilen (CH 2 ). Data 1 H-NMR 3,4- metilendioksibenzilimina dapat dilihat pada tabel 4.
Tabel 4: Data 1 H-NMR 3,4-metilendioksibenzilimina
No Sinyal Pergeseran Kimia δ (ppm) Jumlah dan Kedudukan atom H A Singlet 8,4 1 H dari CH=N B Multiplet 6,9-7,7 8 H dari C-H aromatik C Singlet 6 2 H dari CH 2
Kromatogram dan spektrogram turunan imina ditunjukkan pada gambar 4.
Kromatogram  (A)  menunjukkan  adanya  2  puncak dengan waktu retensi (R t ) dan luas puncak (%) berturut- turut: puncak 1, R t 1,05 menit (3%) dan puncak 2, t R 2,22 menit  (97%),  berarti  senyawa  hasil  sintesis  tersebut dapat  dianggap  telah  murni.  Spektra  massa  (B)  yang diperoleh  memperlihatkan  adanya  berat  molekul  pada m/z  226.30  [M+H] + ,  yang  merupakan  puncak  dengan intensitas  tertinggi  (97%).  Berarti  berat  molekul senyawa  hasil  sintesis  adalah  226,30-1=225,30 mengindikasikan  berat  molekul  m/z  225,30  [M + ]  yang identik  dengan  struktur  3,4-metilendioksibenzilimina (C 14 H 11 O 2 N) seperti pada gambar 5.
Gambar 4. Kromatogram (A) dan spektrogram (B) 3,4- metilendioksibenzilimina

## Gambar 5. 3,4-metilendioksibenzilimina

## Hasil Uji Antibakteri
Tabel 5: Hasil Uji Aktivitas Antibakteri No Konsentrasi (mg/mL) Diameter Hambat (mm) Staphylococcus aureus Escherichia coli 1 100 11,67 12,67 2 50 9,67 10,67 3 10 6 7,33 4 5 3 3,67 5 1 2 3 6 0,5 - - 7 Tetrasiklin 0,1 10,33 10,67 8 kontrol negatif - - Keterangan: (-) : tidak memberikan hambatan Kontrol positif : tetrasiklin 0,1 mg/ml Kontrol negatif  : tween-20 55 mg/m
Hasil  uji  antibakteri  turunan  senyawa  imina terhadap bakteri Staphylococcus aureus dan Escherichia coli ditunjukkan  pada  tabel  5.  Pada  Tabel  5,  terlihat  bahwa produk sintesis turunan imina memberikan batas daerah hambatan  dengan  diameter  2  mm  pada  konsentrasi  1 mg/mL untuk bakteri Staphylococcus aureus dan diameter 3  mm  pada  konsentrasi  1  mg/mL  pada  konsentrasi  1 mg/mL  untuk  bakteri Escherichia  coli .  Dari  tabel  diatas terlihat  bahwa  diameter  zona  hambat  semakin meningkat  seiring  dengan  peningkatan  konsentrasi produk  sintesis  3,4  metilendioksibenzilimina,  sehingga dapat  diketahui  Konsentrasi  Hambat  Minimum  (KHM). Hasil uji antibakteri menunjukkan bahwa Produk sintesis 3,4-metilendioksibenzilimina  memiliki  KHM  pada konsentrasi  1  mg/mL  terhadap  bakteri Staphylococcus aureus dan Escherichia coli .

## 4. Kesimpulan
Senyawa  turunan  imina  dari  piperonal  dan  anilin dapat  disintesis  melalui  reaksi  imina  dan  pengaruh waktu  reaksi  selama  130  menit  menghasilkan  produk optimal  yaitu  62,53%.  Senyawa  turunan  imina mempunyai  aktivitas  sebagai  antibakteri  terhadap bakteri Staphylococcus aureus dan Eschericia coli .

## 5. Daftar Pustaka
[1]  JM Gibson, Mikrobiologi dan Patologi Modern untuk perawat, Terjemahan dan Modern Microbiology and Pathologi  for  Nurses,  oleh  Soma  Prasada.  EGC, Jakarta, (1996)
C H O H 2 C O N
[2]  Neeraj Kumar Fuloria, Vijender Singh, M. Shaharyar, Mohammed  Ali,  Synthesis,  characterization  and antimicrobial  evaluation  of  novel  imines  and thiazolidinones,  Acta  Poloniae  Pharmaceutica  & Drug Research, 66, 1, (2009) 141-146
[3]  Amjid  Iqbal,  Hamid  Latif  Siddiqui,  CM  Ashraf, Matloob  Ahmad,  George  W  Weaver,  Synthesis, Characterization  and  Antibacterial  Activity  of Azomethine Derivatives Derived from 2- Formylphenoxyacetic Acid, Molecules, 12, 2, (2007)
245-254 http://dx.doi.org/10.3390/12020245
[4] Sandra S Konstantinović, Budimir V Konstantinović, Jasmina  M  Jovanović,  Synthesis  and  structure  of vanillin  azomethines,  Chemical  Industry  and Chemical Engineering Quarterly/CICEQ, 15, 4, (2009)
279-281 http://dx.doi.org/10.2298/CICEQ0904279K
[5]  B  Soekardjo,  S  Hardjono,  R  Sondakh,  Hubungan struktur-aktivitas obat antibiotika. Dalam:
Siswandono  &  Soekardjo.  B,  Kimia  Medisinal,  2, (2000)
[6]  Jens  Schmeyers,  Fumio  Toda,  Juergen  Boy,  Gerd Kaupp,  Quantitative  solid – solid  synthesis  of azomethines, Journal of the Chemical Society, Perkin Transactions 2, 4, (1998) 989-994
[7]  Majed  M  Hania,  Synthesis  of  some  imines  and investigation  of  their  biological  activity,  Journal  of Chemistry, 6, 3, (2009) 629-632
[8]  RJ  Fessenden,  JS  Fessenden,  Kimia  Organik, diterjemahkan oleh Pudjaatmaka, AH, jilid, 1, (1994) 209-210
[9]  Sayed Alam, Synthesis, antibacterial and antifungal activity of some derivatives of 2-phenyl-chromen- 4-one, Journal of Chemical Sciences, 116, 6, (2004) 325-331