Duengo, Suleman (2011) Sintesis dan Karakterisasi Senyawa 10,12,14-Oktadekatrienilasetat dari Asam α-Linolenat (Asam 9,12,15-Oktadekatrienoat) Minyak Biji Selasih (Ocimum basilicum L.). Magister thesis, Universitas Brawijaya.
Abstract
Senyawa 10,12,14-heksadekatrienilasetat adalah feromon seks yang dihasilkan oleh serangga ngengat betina Mulberry pyralid. Serangga tersebut merupakan hama tanaman murbei. Isolasi feromon seks dari serangga ini memerlukan tahapan yang rumit dan jumlahnya sedikit, oleh karena itu untuk menyediakan dalam jumlah besar dapat dilakukan dengan mensintesis senyawa tersebut. Senyawa yang mempunyai kemiripan dengan feromon tersebut adalah 10,12,14-oktadekatrienilasetat. Berdasarkan hasil analisa retrosintesis terhadap senyawa 10,12,14-oktadekatrienilasetat, sintesis senyawa tersebut dapat dilakukan dengan menggunakan bahan dasar asam α-linolenat (asam 9,12,15-oktadekatrienoat) minyak biji selasih. Sintesis dapat dilakukan melalui empat tahapan yaitu : (1) mengubah posisi ikatan rangkap asam α-linolenat dari tak terkonjugasi (9,12,15) menjadi terkonjugasi (10,12,14), (2) mengubah gugus fungsionalnya dari gugus fungsi karboksilat menjadi ester, (3) mengubah gugus fungsi ester menjadi alkohol, (4) mengubah gugus fungsi alkohol menjadi ester asetat. Metode sintesis ini menghasilkan senyawa 10,12,14-oktadekatrienilasetat. Dilihat dari struktur, senyawa 10,12,14-oktadekatrienilasetat mempunyai kemiripan dengan senyawa 10,12,14-heksadekatrienilasetat, hanya berbeda dua atom C dalam rantai karbonnya. Senyawa analog tersebut masih mempunyai kelenturan sebagaimana feromon alaminya, meskipun aktivitasnya tidak sama dengan aktivitas senyawa asalnya, sehingga diharapkan dapat digunakan sebagai alternatif kandidat feromon seks M. pyralid. Pada penelitian ini dilakukan sintesis senyawa 10,12,14-oktadekatrienilasetat dengan menggunakan bahan dasar asam α-linolenat (asam 9,12,15-oktadekatrienoat). Asam α-linolenat dapat diisolasi dari minyak biji selasih. Minyak biji selasih diperoleh dari hasil ekstraksi biji selasih menggunakan ekstraksi Soxhlet dengan pelarut n-heksan. Minyak biji selasih yang diperoleh selanjutnya di hidrolisis menggunakan larutan KOH 12 % menghasilkan asam lemak. Asam lemak tersebut kemudian dikarakterisasi menggunakan KG dan KG-SM. Asam α-linolenat dipisahkan dari campuran asam lemak menggunakan metode inklusi urea dengan variasi rasio asam lemak-urea : (1:1), (1:1,5), (1:2), (1:2,5), (1:3), (1:3,5) dan variasi temperatur kristalisasi : 6 0 C, 3 0 C, 0 0 C , -3 0 C, -6 0 C. Kemurnian asam α-linolenat hasil inklusi urea ditentukan dengan menggunakan KG. Hasil inklusi urea dengan kadar asam α-linolenat tertinggi kemudian diesterifikasi menggunakan metanol dengan katalis asam sulfat menghasilkan metil linolenat (metil 10,12,14-oktadekatrienoat). metil 10,12,14-oktadekatrienoat dimurnikan menggunakan kromatografi kolom dengan fase diam silika gel dan fase gerak berupa campuran eluen n-heksan : dietil eter : asam asetat dengan perbandingan 88 : 8 : 6. Penampungan fraksi hasil kolom dilakukan hingga 20 fraksi. Setiap fraksi dimonitoring dengan Kromatografi Lapis Tipis (KLT). Fraksi dengan nilai R f yang sama digabung dan dikarakterisasi dengan menggunakan KG-SM. Fraksi yang diduga sebagai metil 10,12,14-oktadekatrienoat kemudian diisomerisasi menggunakan larutan KOH 21 % dalam etilen glikol dengan perlakuan direfluks pada temperatur 180 0 C dengan variasi waktu : 15, 20, 25, 30, 35, 40 menit. Hasil isomerisasi dikarakterisasi menggunakan KLT, UV, IM dan KG-SM, diperoleh senyawa metil 10,12,14-oktadekatrienoat. Selanjutnya dilakukan transformasi gugus fungsi terhadap metil 10,12,14-oktadekatrienoat dengan cara reduksi dan asetilasi. Reaksi reduksi terhadap metil 10,12,14-oktadekatrienoat dilakukan dengan menggunakan natrium borohidrida (NaBH 4 ) dan hasil yang diperoleh dikarakterisasi menggunakan spektroskopi IM. Hasil karakterisasi menunjukkkan senyawa hasil reduksi adalah 10,12,14-oktadekatrienol. Reaksi asetilasi terhadap senyawa 10,12,14-oktadekatrien-1-ol dilakukan dengan menggunakan asam asetat anhidrida dan katalis piridin menggunakan gelombang ultrasonik selama 60 menit. Hasil yang diperoleh dikarakterisasi menggunakan spektroskopi IM dan KG-SM. Hasil karakterisasi menunjukkan senyawa hasil asetilasi adalah 10,12,14-oktadekatrienilasetat. Hasil penelitian menunjukkan bahwa isolasi minyak biji selasih menghasilkan minyak berwarna kuning jernih dengan rendemen 23,85%, indeks bias 1,466 dan massa jenis 0,855 g/mL. Hasil hidrolisis minyak biji selasih diperoleh asam lemak berwarna kuning dengan rendemen 77,34%, indeks bias 1,463 dan massa jenis 0,891 g/mL. Hasil karakterisasi terhadap asam lemak hasil hidrolisis dengan menggunakan KG menunjukkan puncak utama pada t R 19,66 menit dengan persentasi 79,98%. Karakterisasi menggunakan KG-SM terhadap asam lemak tersebut menunjukkan bahwa asam 9,12,15-oktadekatrienoat merupakan komponen yang paling dominan dengan persentasi 70,72%. Hasil karakterisasi menggunakan KG terhadap hasil isolasi asam 9,12,15-oktadekatrienoat dari asam lemak lainnya dengan inklusi urea pada temperatur 0 0 C dan perbandingan asam lemak : urea 1:1,5 diperoleh asam 9,12,15-oktadekatrienoat dengan kemurnian 96,45%. Karakterisasi hasil esterifikasi asam 9,12,15-oktadekatrienoat diperoleh metil 9,12,15-oktadekatrienoat dengan kemurnian 93 %. Selanjutnya metil linolenat dimurnikan dengan kromatografi kolom, diperoleh 20 fraksi dimana fraksi 3-9 menunjukkan satu noda dengan harga R f yang sama yaitu 0,83. Hasil karakterisasi menggunakan KG-SM menunjukkan bahwa fraksi tersebut merupakan metil 9,12,15-oktadekatrienoat dengan kemurnian 99,50 %. Karakterisasi terhadap hasil isomerisasi menggunakan KLT diperoleh noda dengan nilai Rf yang lebih rendah dari metil 9,12,15-oktadekatrienoat yaitu antara 0,31-0,46. Hasil karakterisasi menggunakan UV terhadap senyawa sebelum diisomerisasi bila dibandingkan dengan hasil isomerisasi diperoleh bahwa pita serapan pada spektrum UV bergeser dari panjang gelombang 210 - 230 nm menjadi 230 - 275 nm. Adapun pada bilangan gelombang spektrum IM diperoleh nilai yang lebih rendah, yaitu untuk vibrasi ulur =C-H berubah dari 3010,67 menjadi 3009,71 cm -1 dan vibrasi ulur C=C berubah dari 1652,88 menjadi 1651,92 cm -1 . Hasil karakterisasi menggunakan KG terhadap senyawa hasil isomerisasi menunjukkan puncak utama pada t R 16,64 menit dengan persentasi 70,33%. Hasil analisis lebih lanjut pada senyawa tersebut menggunakan KG-SM menunjukkan bahwa hasil isomerisasi tersebut menghasilkan metil 10,12,14-oktadekatrienoat sebagai komponen terbesar. Metil 10,12,14-oktadekatrienoat selanjutnya direduksi dan hasil karakterisasi menggunakan spektroskopi IM mengindikasikan bahwa senyawa 10,12,14-oktadekatrien-1-ol telah terbentuk yang ditunjukkan oleh munculnya serapan OH yang melebar pada daerah 3425, 34 cm -1 . Hasil reduksi kemudian diasetilasi dan hasil karakterisasi menggunakan spektroskopi IM menunjukkan hilangnya pita serapan OH dan munculnya serapan C=O ester pada daerah 1712,67 cm -1 yang didukung oleh serapan gugus C-O ester pada daerah 1284 cm -1 . Hal ini didukung hasil karakterisasi menggunakan KG-SM dengan pola fragmentasi senyawa yang mengarah pada pembentukan senyawa 10,12,14-oktadekatrienilasetat.
English Abstract
10,12,14-hexadecatrienylacetate compounds ia a natural sex pheromone produced by female moths insects Mulberry pyralid. That Insect is pest of mulberry tree. The isolation of this insect sex pheromones requires an elaborate stage and few in product, therefore, to provide large amounts can be done by synthesizing the compound. Compounds that have a resemblance with the pheromone is 10,12,14-octadecatrienylacetate. Based on the analysis of retrosynthesis that compounds 10,12,14 -octadecatrienylacetate, synthesis of these compounds can be done using the basic ingredients of α-linolenic acid (9,12,15-octadecatrienoate acid) basil seed oil. Synthesis can be carried out through four stages, namely: (1) changing the position of double bond α-linolenic acid from unconjugated (9,12,15) to be conjugated (10,12,14), (2) changing the functional group of the carboxylic ester functional group, (3) convert the ester functional group into alcohol, (4) changing the functional group of alcohol into acetic ester. This synthesis method produces compounds 10,12,14-octadecatrienylacetate. Judging from the structure, compounds 10,12,14-octadecatrienylacetate has similarities to compound 10,12,14- hexadecatrienylacetate, only differing two C atoms in the carbon chain. Analogue compounds still have flexibility as their natural pheromones, although its activity is not the same as the original compound activity, which is expected to be used as an alternative candidate sex pheromones of M. pyralid. In this study the synthesis of compounds 10,12,14-octadecatrienylacetate using the basic ingredients of α-linolenic acid (9,12,15-oktadekatrienoat acid). α -linolenic acid can be isolated from basil seed oil. Basil seed oil obtained from the extraction of basil seeds using Soxhlet extraction with n-hexane solvent. Basil seed oil obtained by subsequent hydrolysis using 12% KOH solution produces fatty acids. Fatty acids are then characterized using GC and GC-MS. α -linolenic acid is separated from the mixture of fatty acids using urea inclusion method with a variation ratio of fatty acid-urea: (1:1), (1:1.5) (1:2), (1:2,5), (1:3), (1:3,5) and the variation of crystallization temperature: 60 0 C, 30 0 C, 0 0 C,-3 0 C,-6 0 C. The purity of α-linolenic acid urea inclusion results determined using GC. Urea inclusion results with α-linolenic acid content of the highest and then esterified using methanol to produce methyl sulfuric acid catalyst linolenic acid (methyl-octadecatrienoat 10,12,14). Methyl 10,12,14-oktadekatrienoat purified using column chromatography with stationary phase of silica gel and mobile phase a mixture of n-hexane: diethyl ether: acetic acid with a ratio of 88: 8: 6. Shelter fraction of the column made up to 20 fractions. Each fraction is monitored by Thin Layer Chromatography (TLC). Fractions with the same R f values combined and characterized by using GC-MS. Fractions suspected as methyl 10,12,14-octadekatrienoate then isomerization using 21% KOH solution in the treatment of ethylene glycol refluxed at temperature of 180 0 C with the time variation: 15, 20, 25, 30, 35, 40 minutes. Isomerization results were characterized using TLC, UV, IR and GC-MS, obtained compound methyl-10,12,14octadecatrienoate. Further functional group transformation of methyl 10,12,14-octadecatrienoate way reduction and acetylation. Reduction of methyl 10,12,14-octadecatrienoat performed using sodium borohydride (NaBH 4 ) and the results obtained were characterized using IR spectroscopic. The results of the characterization of compounds, indicating the reduction is 10,12,14-octadecatrienol. Acetylation of compounds 10,12,14-octadecatrien-1-ol performed using acetic acid anhydride and pyridine catalyst using ultrasonic waves for 60 minutes. Results obtained were characterized using IR spectroscopy and GC-MS. Characterization results indicate the compound is 10,12,14-octadecatrienylacetate. The results showed that the insulating basil seeds oil yield yellow oil with of 23.85%, the refractive index of 1.466 and a density of 0.855 g/mL. The results obtained by the hydrolysis of sweet basil seed oil fatty acid is yellow with 77.34% yield, the refractive index of 1.463 and a density of 0.891 g/mL. The results of the characterization of fatty acid hydrolysis by using the GC results showed the main peak at t R 19.66 minutes with a percentage of 79.98%. Characterization using GC-MS of fatty acids showed that 9,12,15-octadecatrienoate acid is the most dominant component with a percentage of 70.72%. The results of the characterization using GC of 9,12,15-octadecatrienoate acid from isolation the other fatty acids with the inclusion urea at temperature of 0 0 C and the fatty acid ratio: 1:1.5 yield 9,12,15-octadecatrienoate obtained with 96, 45%. Characterization of esterification 9,12,15-octadecatrienoate acid into methyl 9,12,15-octadecatrienoate obtained with a purity of 93%. Furthermore, methyl 9,12,15-octadecatrienoate purified by column chromatography, 20 fractions obtained in which fractions 3-9 showed a single spot with the same R f of 0.83. Characterization results using GC-MS showed that the fraction is methyl 9,12,15-octadecatrienoate with a purity of 99.50%. Characterization of an isomerization results obtained using the TLC spots with lower R f value of methyl 9,12,15-octadecatrienoate of between 0.31 to 0.46. Characterization results using UV spectroscopy to the compound before isomerization when compared with the results obtained that isomerization absorption band in the spectrum of UV wavelengths shifted from 210-230 nm to 230-275 nm. The spectrum of IR obtained a wavenumber lower value, ie for = CH stretching vibration changed from 3010.67 to 3009.71 cm -1 and C = C stretching vibration changed from 1652.88 to 1651.92 cm -1 . The results of characterization of compounds using the GC showed a major peak at t R 16.64 minutes with a percentage of 70.33%. The results of further analysis on these compounds using GC-MS showed that the isomerization produces methyl 10,12,14-octadecatrienoate as the largest component. Methyl 10,12,14-octadecatrienoate further reduced and the results characterization using the IR spectroscopy of the indicated that the compounds 10,12,14-octadecatrien-1-ol has been formed that is shown by the emergence of a broad OH absorption at 3425,34 cm -1 . The results of reduction then azetilation, and characterization results using IR spectroscopy showed the loss of OH absorption band and the appearance of C = O ester absorption at 1712.67 cm -1 region that is supported by the uptake of CO ester group at 1284 cm -1 region. This is supported by the results of characterization using GC-MS with fragmentation patterns of compounds that lead to the formation of compounds 10,12,14-octadecatrienylacetate. 10,12,14-octadecatrienylacetate compound as a candidate female moth sex pheromones of M. pyralid expected to be used as pest control mulberry plants are environmentally friendly. The difference of two C atoms in the carbon chain of com
| Item Type: | Thesis (Magister) |
|---|---|
| Identification Number: | TES/583.96/DUE/s/041103164 |
| Subjects: | 500 Natural sciences and mathematics > 583 Magnoliopsida (Dicotyledons) > 583.9 Asteridae |
| Depositing User: | Endro Setyobudi |
| Date Deposited: | 19 Dec 2011 11:43 |
| Last Modified: | 19 Dec 2011 11:43 |
| URI: | http://repository.ub.ac.id/id/eprint/157800 |
Actions (login required)
 |
View Item |