Brominasi Eugenol dengan Ragam Ekuivalen Br2 dan Aktivitasnya sebagai Antioksidan dan Antimikrob

Abstract

Produk brominasi eugenol dengan bromin molekuler (Br2) telah dilaporkan beragam, sehingga tahapan mekanisme brominasi belum terkonfirmasi. Penelitian ini bertujuan mengusulkan dugaan mekanisme tersebut dengan menyintesis berbagai turunan bromo eugenol yang mengandung atom bromin terikat pada gugus alkena, cincin aromatik, dan keduanya. Pengaruh penambahan atom bromin tersebut pada aktivitas antioksidan dan antimikrob juga diteliti. Metode sintesis yang digunakan melibatkan (1) brominasi langsung eugenol dengan 1,2; 2,4; dan 3,6 ekuivalen (ekuiv) Br2 dalam kloroform, (2) brominasi eugenil benzoat dengan 2,4 ekuiv Br2 dalam kloroform, dan (3) debrominasi gugus 1,2-dibromida dari beberapa produk brominasi dengan Zn berlebih dalam etanol. Berdasarkan komposisi produk yang diperoleh, brominasi alkena ditemukan mendominasi dengan 1,2 ekuiv Br2, diikuti oleh brominasi aromatik dengan Br2 berlebih (2,4 dan 3,6 ekuiv). Substitusi aromatik pertama terjadi pada posisi 6 (orto terhadap gugus hidroksil), kemudian berlanjut pada posisi 5 (para terhadap gugus metoksi). Berdasarkan hasil ini, brominasi eugenol dengan Br2 diusulkan berawal dengan adisi elektrofilik pada gugus alkena, kemudian diikuti dengan substitusi elektrofilik pada cincin aromatik. Proteksi fenol sebagai ester benzoil menggeser regioselektivitas brominasi aromatik dari posisi 6 ke posisi 5. Gugus 1,2-dibromida juga berhasil dieliminasi oleh Zn menghasilkan turunan dengan atom bromin pada cincin aromatik. Secara keseluruhan, delapan produk brominasi telah berhasil disintesis dengan rendemen yang baik (40% hingga kuantitatif) dan struktur molekul telah dikonfirmasi dengan spektroskopi resonans magnetik inti. Semua produk brominasi diukur aktivitas antioksidan terhadap 2,2-difenil-1-pikrilhidrazil (DPPH) dan dibandingkan dengan eugenol serta asam askorbat sebagai kontrol positif. Semua produk brominasi menunjukkan aktivitas antioksidan yang lebih rendah daripada eugenol. Produk brominasi aromatik di C-6 paling besar aktivitasnya, disusul berturut-turut oleh produk brominasi alkena dan brominasi aromatik di C-5. Penambahan semakin banyak atom bromin dan penataan-ulang pada rantai samping semakin menurunkan aktivitas antioksidan. Hasil berbeda ditunjukkan oleh aktivitas antibakteri. Produk dengan lebih dari satu atom bromin pada cincin aromatik cenderung lebih kuat aktivitasnya terhadap bakteri yang diujikan meskipun masih lebih lemah daripada gentamisin sebagai kontrol positif. Terlepas dari potensi antioksidan dan antimikrob yang rendah, hasil penelitian ini merupakan laporan komprehensif pertama tentang brominasi eugenol dengan Br2 dan yang pertama melaporkan brominasi alkena sebagai jalur utama brominasi dengan jumlah Br2 yang hampir ekuimolar. Penelitian lanjutan masih diperlukan untuk membuktikan mekanisme brominasi, antara lain (1) brominasi dengan 1,2 ekuiv pada produk-antara brominasi, (2) brominasi bertahap dengan sedikit demi sedikit Br2 dan dipantau instrumen kromatografi gas-spektrometri massa untuk studi kinetika, serta (3) studi komputasi termodinamika reaksi.