Sintesis dan Kajian Komputasi Reaksi Diels-Alder Intramolekul Turunan Ester Sinamil Sinamat
Date
2023Author
Ritonga, Rizky Arif Fajar Husandy
Sugita, Purwantiningsih
Achmadi, Suminar Setiati
Metadata
Show full item recordAbstract
Ariltetralin dan arilnaftalena merupakan contoh modifikasi struktur lignan
yang memiliki bioaktivitas utama sebagai antikanker. Kelompok senyawa ini secara
umum tidak tersedia dalam bentuk komersial sehingga diperlukan metode sintetik
yang efektif dengan reagen yang aksesibel guna memproduksi senyawa dalam skala
besar. Diels-Alder intramolekul merupakan salah satu metode yang telah digunakan
dalam menyintesis kelompok senyawa ini dengan ester sinamil sinamat sebagai
prekursornya. Sampai saat ini, belum ada penelitian khusus pada sintesis berbagai
turunan ester sinamil sinamat berkonfigurasi trans-trans dan kajian komputasi
dalam menentukan strategi sintetik dan pemilihan kondisi reaksi. Maka dari itu,
penelitian ini dimaksudkan untuk menentukan metode esterifikasi terbaik disertai
pemahaman proses siklisasi Diels-Alder intramolekul secara in silico.
Ester trans-sinamil trans-sinamat dan turunannya disintesis melalui reaksi
esterifikasi antara turunan asam trans-sinamat dan turunan trans-sinamil alkohol.
Selain memiliki gugus fenil sederhana, senyawa alkohol dan asam karboksilat yang
digunakan juga memiliki substituen 3,4-metilenadioksi dan 3,4,5-trimetoksi pada
gugus aril sehingga menghasilkan sembilan jenis ester yang berbeda saat
dikombinasikan. Alkohol yang tidak tersedia secara komersial dapat diproduksi
dengan cara mereduksi bentuk asam karboksilatnya. Metode esterifikasi yang
diseleksi dalam pemilihan metode terbaik ialah Steglich, Mitsunobu, dan asil halida.
Proses komputasi siklisasi Diels-Alder intramolekul diproyeksikan pada ester
trans-sinamiltrans-sinamat dan arilpropargil arilpropiolat yang merupakan
prekursor paling sederhana dari lignan ariltetralin dan arilnaftalena.
Alkohol bersubstituen 3,4,5-trimetoksi (CZ) didapatkan dari proses reduksi
bentuk asamnya secara langsung tetapi karena faktor kelarutan padatan, senyawa
3,4-metilenadioksisinamil alkohol (CY) diperoleh dari rangkaian reaksi esterifikasi
Fischer dan reduksi. Rendemen alkohol CZ dan CY yang dihasilkan berturut-turut
adalah 9% dan 51%. Rendemen alkohol CZ yang rendah disebabkan oleh
terbentuknya noda pengotor baru pada proses pemurnian menggunakan
kromatografi kolom silika yang dapat mereduksi massa produk kasar >80%.
Dengan demikian, harus digunakan turunan alkohol kasar ini dalam reaksi
esterifikasi. Metode Steglich ditetapkan sebagai metode esterifikasi terbaik karena
menghasilkan rendemen tertinggi dalam menyintesis ester trans-sinamil trans-sinamat, sehingga metode tersebut digunakan dalam menyintesis turunan ester
lainnya. Rendemen turunan ester yang didapatkan berkisar 73–88%. Akan tetapi,
secara konsisten rendemen rendah didapatkan pada ester yang memiliki gugus
3,4,5-trimetoksisinamil (≤10%). Hal ini karena penggunaan produk alkohol CZ
kasar ternyata menghasilkan noda baru dengan Rf sangat dekat dengan produk.
Kajian komputasi menunjukkan proses transformasi reaktan menjadi produk
menghasilkan satu senyawa antara dan dua keadaan transisi (TS). Setiap TS
merepresentasikan proses reaksi sikloadisi Diels-Alder intramolekul dan migrasi
[1,3]-hidrogen. Selisih energi reaksi sikloadisi yang tidak jauh berbeda menjelaskan
fenomena ester arilpropargil arilpropiolat dapat membentuk dua jenis regioisomer
yang berbeda. Secara konsisten, data termodinamika menjelaskan proses reaksi
pada lingkungan berpelarut akan menurunkan energi aktivasi reaksi. Penggunaan
pelarut polar (anhidrida asetat, benzonitril, nitobenzena, asetonitril, dan
dimetilformamida) lebih disarankan digunakan dalam reaksi Diels-Alder
intramolekul karena dapat menurunkan energi aktivasi jauh lebih besar
dibandingkan dengan pelarut non-polar (toluena dan xilena).