laporan tahun terakhir penelitian dosen pemula filelaporan tahun terakhir penelitian dosen pemula...
TRANSCRIPT
LAPORAN TAHUN
TERAKHIR
PENELITIAN DOSEN PEMULA
JUDUL
SINTESIS SENYAWA TURUNAN DIBENZILIDENASETON DARI VANILIN
SEBAGAI TABIR SURYA DAN ANTIOKSIDAN TOPIKAL
Tahun ke-satu dari rencana satu tahun
Ketua/Anggota Tim
Harizal, S.Pd., M.Sc. (NIDN 0303029002)
Ariyo Prabowo Hidayanto, S.T, M.Si. (NIDN 0319068402)
UNIVERSITAS ESA UNGGUL
November 2018
ii
RINGKASAN
Untuk melindungi kulit dari berbagai efek negatif yang terjadi akibat radiasi UV,
dibutuhkan suatu formulasi topikal dengan sistem perlindungan ganda yang mampu bekerja baik di permukaan kulit melalui penggunaan senyawa tabir surya, maupun dari dalam melalui penggunaan antioksidan topikal. Senyawa dengan dua aktivitas sekaligus (tabir surya dan antioksidan) dinilai sangat baik digunakan sebagai bahan aktif dalam formulasi ini karena akan mempermudah proses formulasi dan menurunkan biaya produksi. Salah satu analog kurkuminoid yang memiliki kriteria tersebut adalah senyawa turunan dibenzilidenaseton. Senyawa ini mudah disintesis dan difungsionalisasi menghasilkan senyawa yang memiliki serapan elektronik di daerah UV dan aktivitas antioksidan yang cukup baik. Proses lipofilisasi melalui esterifikasi dengan asam lemak diharapkan mampu meningkatkan daya penetrasinya ke kulit dan mengoptimalkan fungsi senyawa turunan dibenzilidenaseton sebagai antioksidan topikal.
Tujuan jangka panjang dari penelitian ini adalah untuk mengetahui kelayakan penggunaan berbagai turunan senyawa dibenzilidenaseton sebagai senyawa aktif tabir surya dan antioksidan topikal sehingga dapat dikomersilkan dan menjadi produk alternatif di industik kosmetik Indonesia. Target khusus dari penelitian ini adalah mendapatkan senyawa turunan dibenzilidenaseton teresterifikasi asam palmitat dengan bahan dasar vanilin sebagai senyawa aktif tabir surya dan antioksidan. Untuk mencapai tujuan ini, setidaknya terdapat tiga tahap penelitian yang dilakukan antara lain: (1) sintesis senyawa turunan dibenzilidenaseton teresterifikasi asam palmitat yang dilakukan dalam dua tahap reaksi yaitu reaksi kondensasi antara vanilin dan aseton menggunakan katalis larutan HCl jenuh dalam asam asetat glasial menghasilkan senyawa dibenzilidenaseton 1, dan esterifikasi total senyawa turunan dibenzilidenaseton 1 dengan palmitoil klorida menghasilkan senyawa 2. (2) uji spektroskopi UV (penentuan spektra serapan, maks, , nilai SPF, c, dan rasio UVA/UVB) dan uji fotostabilitas, (3) uji antioksidan dengan menggunakan metode penangkapan radikal DPPH.
Hasil penelitian ini menunjukkan bahwa senyawa 1 dan 2 telah berhasil disintesis dengan rendemen yang sangat baik (82,5% dan 91,6%). Senyawa 1 menunjukkan efek proteksi yang dominan pada daerah UVA dengan maks 390 nm, ε 32.714 M-1cm-1, SPF 1,588, c 393 nm, rasio UVA/UVB sebesar 3,428 untuk rasio rerata absorbansi dan 8,847 untuk rasio total area. Adapan senyawa 2 menunjukkan efek proteksi dominan pada daerah UVB dan UVA (tabir surya berspektrum lebar) dengan maks 345 nm, ε 23.359 M-1cm-1, SPF 5,803, c 372 nm, rasio UVA/UVB sebesar 0,995 untuk rasio rerata absorbansi dan 2,569 untuk rasio total area. Kedua senyawa memiliki fotostabilitas yang relatif sama dimana terjadi penurunan absorbansi serapan UV sebesar 19,4% dan 19,6% setelah penyinaran menggunakan sinar matahari alami selama 30 menit. Senyawa 1 juga menunjukkan efek antioksidan yang sangat tinggi dengan harga IC50 sebesar 20,09 mg/L (IC50 asam askorbat = 10,61 mg/L. Kata kunci: vanilin, dibenzilidenaseton, esterifikasi, tabir surya, antioksidan topikal
iii
PRAKATA
Puji syukur Penulis panjatkan ke hadirat Allah SWT, karena atas kekuasaan dan
rahmat-Nya lah Penulis dapat menyelesaikan laporan tahun terakhir untuk penelitian yang
berjudul "Sintesis senyawa turunan dibenzilidenaseton dari vanilin sebagai tabir surya dan
antioksidan topikal" dalam skema Penelitian Dosen Pemula yang diselenggarakan oleh
Ditjen Penguatan Riset dan Pengembangan, Kementrian Riset, Teknologi, dan Pendidikan
Tinggi. Laporan tahun terakhir ini merupakan salah satu kewajiban yang harus dipenuhi
.peneliti dalam setelah menandatangani kontrak perjanjian pelaksanaan penelitian.
Laporan ini tersusun atas tujuh bab sesuai dengan ketentuan sistematika laporan tahun
terakhir yang tercantum pada Buku Pedoman Pelaksanaan Penelitian dan Pengabdian
Masyarakat Edisi XI, 2017. Penelitian ini telah menghasilkan beberapa temuan yang dapat
digunakan untuk memenuhi luaran wajib berupa artikel pada jurnal Nasional tidak terindeks
diantaranya temuan senyawa sintetik divanilidenaseton dan divalilidenasetonil dipalmitat
telah teruji memiliki aktivitas sebagai tabir surya dan antioksidan. Untuk senyawa
divanilidenasetonil monopalmitat, upaya pemurniannya masih memerlukan optimasi lebih
lanjut sehingga pada laporan ini tidak dicantumkan secara lengkap.
Sebagai penutup, Penulis mengucapkan banyak terimakasih kepada semua pihak yang
turut membantu terutama keluarga yang senantiasa memberikan dukungan penuh sehingga
Laporan Tahun Terakhir Penelitian Dosen Pemula ini dapat diselesaikan sebagaimana
mestinya. Dengan segala keterbatasan, kami menyadari banyaknya kekurangan pada
penulisan laporan ini. Oleh karena itu, kami berharap agar para pembaca dan peneliti
berkenan untuk memberi koreksi, saran, serta kritik agar kedepannya kami bisa memperbaiki
penulisan pada laporan akhir.
Jakarta Barat, November 2018
Tim Penulis
iv
DAFTAR ISI
halaman
HALAMAN PENGESAHAN ................................................................................................... i
RINGKASAN .......................................................................................................................... ii
PRAKATA ............................................................................................................................... iii
DAFTAR ISI............................................................................................................................ iv
DAFTAR TABEL ................................................................................................................... v
DAFTAR GAMBAR .............................................................................................................. vi
DAFTAR LAMPIRAN ......................................................................................................... vii
BAB 1 PENDAHULUAN ........................................................................................................ 1
1.1 Latar Belakang ............................................................................................................... 1 1.2 Perumusan Masalah ....................................................................................................... 3 1.3 Batasan Penelitian .......................................................................................................... 3
BAB 2 TINJAUAN PUSTAKA ............................................................................................. 4
2.1 Radiasi UV, Radikal Bebas, dan Sistem Perlindungan Ganda pada Kulit .................... 4 2.2 Dibenzilidenaseton sebagai Tabir Surya dan Antioksidan Topikal ............................... 5
BAB 3 TUJUAN DAN MANFAAT PENELITIAN .............................................................. 7
3.1 Tujuan Penelitian ........................................................................................................... 7 3.2 Manfaat Penelitian ......................................................................................................... 7
BAB 4 METODE PENELITIAN ............................................................................................ 8
4.1 Tahapan Penelitian ......................................................................................................... 8 4.2 Alat dan Bahan Penelitian .............................................................................................. 8
4.2.1 Alat penelitian ........................................................................................................ 8 4.2.2 Bahan penelitian..................................................................................................... 8
4.3 Sintesis Senyawa Turunan Dibenzilidenaseton (Senyawa 1-2) ..................................... 9 4.3.1 Sintesis divanilidenaseton (1) ................................................................................ 9 4.3.2 Sintesis divanilidenasetonil dipalmitat (2) ............................................................. 9
4.4 Uji Spektrofotometri UV ............................................................................................... 9 BAB 5 HASIL DAN LUARAN YANG DICAPAI .............................................................. 12
5.1 Sintesis Divanilidenaseton (Senyawa 1) ...................................................................... 12 5.2 Sintesis Divanilidenasetonil Dipalmitat (senyawa 2) .................................................. 14 5.3 Uji Spektroskopi UV-Vis ............................................................................................. 17
5.3.1 Penentuan profil serapan, maks, dan ε ................................................................. 17 5.3.2 Penentuan harga sun protection factor (SPF) ...................................................... 19 5.3.3 Penentuan harga panjang gelombang kritis (c) .................................................. 20 5.3.4 Penentuan rasio UVA/UVB ................................................................................. 21
5.4 Uji Fotostabilitas .......................................................................................................... 21 5.5 Uji Antioksidan ............................................................................................................ 23 5.6 Luaran yang Dicapai .................................................................................................... 24
BAB 6 KESIMPULAN DAN SARAN .................................................................................. 25
6.1 Kesimpulan .................................................................................................................. 25 6.2 Saran ............................................................................................................................ 25
DAFTAR PUSTAKA ............................................................................................................. 27
LAMPIRAN 1. Instrumen..................................................................................................... 32
LAMPIRAN 2. Tenaga Pelaksana Penelitian ..................................................................... 34
v
DAFTAR TABEL
halaman
Gambar 1.1. Struktur senyawa 1-2 yang akan disintesis sebagai tabir surya dan antioksidan .. 2
Gambar 4.1. Diagram alir kegiatan penelitian ........................................................................... 8
Gambar 4.2. Skema sintesis senyawa turunan dibenzilidenaseton dari vanilin. ........................ 9
Gambar 5.1. Spektra IR produk sintesis senyawa 1................................................................. 12
Gambar 5.2. Spektra 1H-NMR senyawa 1 ............................................................................... 13
Gambar 5.3. Spektra 13C-NMR senyawa 1 .............................................................................. 14
Gambar 5.4. Spektra IR senyawa 2 .......................................................................................... 15
Gambar 5.5. Spektra 1H-NMR senyawa 2 ............................................................................... 16
Gambar 5.6. Spektra 13C-NMR senyawa 2 .............................................................................. 16
Gambar 5.7. Profil serapan elektronik untuk senyawa 1-2 pada berbagai konsentrasi. .......... 18
Gambar 5.8. Penentuan harga konstanta serapan molar senyawa 1-2 ..................................... 19
Gambar 5.9. Uji fotostabilitas senyawa 1-2 menggunakan sinar matahari alami .................... 22
Gambar 5.10. Aktivitas penangkapan radikal DPPH senyawa 1 dan asam askorbat .............. 23
vi
DAFTAR GAMBAR
halaman
Tabel 4.1. Nilai EE I ternormalisasi dalam perhitungan nilai SPF ....................................... 10
Tabel 5.1. Perhitungan nilai SPF untuk larutan senyawa 1 dan 2............................................ 20
Tabel 5.2. Penentuan panjang gelombang kritis (c) senyawa 1 dan 2 ................................... 20
Tabel 5.3. Perhitungan rasio UVA/UVB pada senyawa 1 dan 2 ............................................. 21
Tabel 5.4. Perubahan serapan radiasi UV senyawa 1 dan 2 .................................................... 22
Tabel 5.5. Rencana target capaian dan luaran yang dicapai dalam setahun ............................ 24
vii
DAFTAR LAMPIRAN
halaman
Lampiran 1. Instrumen .............................................................................................................. 32 Lampiran 2. Tenaga Pelaksana Penelitian ................................................................................ 34
1
1 BAB 1 PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang
Radiasi ultraviolet merupakan sejenis karsinogen yang sangat berbahaya bagi
kesehatan kulit dan mata manusia. Radiasi UV dapat menginduksi pembentukan spesi oksigen
reaktif sehingga mengakibatkan terjadinya stress oksidatif pada lapisan kulit epidermis dan
dermis. Meskipun kulit manusia memiliki sistem antioksidan tersendiri untuk menangkal stess
oksidatif (Briganti dan Picardo, 2003), sistem antioksidan ini kemungkinan besar tidak akan
mampu meredam stress oksidatif berlebih yang timbul baik dari radiasi UV maupun
karsinogen yang lain (Chen dkk, 2012) sehingga pada akhirnya menimbulkan berbagai efek
negatif terhadap kesehatan kulit seperti erythema (peradangan) (Parrish dkk., 1982), kanker
kulit (Dahle dan Kvam, 2003; Jiang dkk, 2009), dan penuaan dini (Fisher dkk., 2002).
Untuk melindungi kulit dari efek negatif yang tidak diinginkan ini, dibutuhkan suatu
formulasi topikal dengan sistem perlindungan ganda yang mampu melindungi kulit baik dari
luar melalui penggunaan senyawa tabir surya yang berperan sebagai perisai kulit, maupun
dari dalam melalui penggunaan antioksidan yang mampu meredam spesi oksigen aktif yang
sempat terbentuk (Oresajo dkk., 2012; Velasco dkk., 2008). Secara umum, kedua fungsi ini
biasanya diperankan oleh dua senyawa aktif yang berbeda dengan menambahkan sejenis
antioksidan ke dalam formulasi tabir surya (Chen dkk., 2012). Namun, penggunaan dua
senyawa aktif dengan sifat fisiko-kimia yang berbeda tentu akan mempersulit proses
formulasinya mengingat terdapat beberapa faktor yang harus dipertimbangkan seperti
kompatibilitas, stabilitas, kemampuan penetrasi senyawa, dan dosis kedua senyawa yang
digunakan (Chen dkk., 2012; Oresajo dkk., 2012). Untuk itu, perlu dilakukan pengembangan
dan optimasi lebih lanjut untuk mendapatkan senyawa aktif yang memiliki dua aktivitas
antara lain sebagai tabir surya ideal (berspektrum lebar, serapan molar dan fotostabilitas yang
tinggi, toksisitas yang rendah, dan lain-lain) dan antioksidan yang baik (daya penetrasi kulit,
kapasitas, dan stabilitas antioksidan yang tinggi, serta toksisitas yang rendah).Senyawa-
senyawa yang memenuhi kriteria tersebut umumnya merupakan senyawa fenolat yang
terkonjugasi dengan ikatan rangkap seperti dijumpai pada senyawa turunan flavonid dan
kurkuminoid yang memang memiliki aktivitas yang tinggi sebagai antioksidan (Shang dkk.,
2010; Svobodová dkk., 2003), sekaligus memiliki serapan elektronik pada daerah UV
(Anouar dkk, 2012; Tolbert dkk, 2016).
Salah satu senyawa analog kurkuminoid yang juga memenuhi kriteria ini adalah
senyawa turunan dibenzilidenaseton. Kelompok senyawa ini relatif mudah disintesis dan
difungsionalisasi menghasilkan berbagai senyawa dengan maks yang beragam pada daerah
2
UV dan serapan molar yang tinggi (Huck dan Leigh, 2010), serta aktivitas antioksidan cukup
yang tinggi (Shang dkk., 2010). Fungsionalisasi dengan menambahkan gugus hidroksil dan
metoksil terbukti memiliki serapan elektronik pada daerah UVB dan UVA (Handayani, 2009;
Handayani dan Arty, 2009), serta aktivitas antioksidan yang cukup baik (Handayani dkk.,
2010; Handayani dan Sulistyo, 2008; Shang dkk., 2010). Namun, sebagaimana dijumpai pada
senyawa polifenol yang lain, keberadaan gugus fenol pada senyawa ini memiliki beberapa
kekurangan antara lain stabilitas jangka panjang yang rendah (terhadap ion logam, cahaya,
temperatur, pH, panas, oksigen, dan aktivitas enzimatik) (Bakowska dkk, 2003; Volf dkk.,
2014), kelarutan dan bioavailibilitas yang kecil (Munin dan Edwards-Lévy, 2011), serta daya
penetrasi ke kulit yang rendah (Yutani dkk., 2014). Untuk mengatasi hal ini, lipofilisasi
melalui esterifikasi turunan dibenzilidenaseton menggunakan asam lemak diyakini dapat
meningkatkan stabilitas, daya penetrasi, serta aktivitas antioksidannya (Danihelová dkk.,
2012; De Araújo dkk., 2017) tanpa mengurangi aktivitasnya sebagai tabir surya.
Gambar 1.1. Struktur senyawa 1-2 yang akan disintesis sebagai tabir surya dan antioksidan
Pada penelitian ini, kegiatan sintesis akan difokuskan pada senyawa 1-2 (Gambar 1.1)
dengan bahan dasar vanilin, aseton, dan palmitoil klorida. Senyawa-senyawa ini dipilih
karena menggunakan bahan yang relatif murah dan mudah ditemukan di Indonesia sehingga
memungkinkan untuk diproduksi dalam skala besar. Selain itu, esterifikasi menghasilkan
gugus palmitat pada senyawa 1 diyakini akan meningkatkan stabilitas, daya penetrasi, dan
aktivitas antioksidannya (Danihelová dkk., 2012; De Araújo dkk., 2017). Sintesis senyawa 1-
2 dilakukan dalam dua tahap yaitu reaksi kondensasi Claisen-Schmidt antara aseton dan
vanilin menghasilkan senyawa 1, dilanjutkan dengan esterifikasi total senyawa 1
menggunakan palmitoil klorida dan katalis piridina menghasilkan senyawa 2. Kedua senyawa
lebih lanjut akan diuji aktivitas tabir surya dan antioksidannya. Uji aktivitas tabir surya
dilakukan melalui tahap uji spektrofotometri UV (penentuan profil serapan UV, maks, , SPF,
c, dan rasio UVA/UVB), dan uji fotostabilitas. Adapun uji antioksidan akan dilakukan
melalui uji penangkapan radikal DPPH.
3
1.2 Perumusan Masalah
Berdasarkan uraian pada latar belakang maka dirumuskan beberapa permasalahan
dalam penelitian ini antara lain:
1. Bagaimana metode sintesis senyawa 1-2 dengan rendemen yang baik?
2. Bagaimana karakteristik serapan elektronik dari senyawa 1-2 yang meliputi nilai maks, ,
SPF, panjang gelombang kritis (c), dan rasio UVA/UVB?
3. Bagaimana fotostabilitas senyawa 1-2?
4. Bagaimana aktivitas antioksidan senyawa 1-2?
5. Bagaimana efek penambahan gugus palmitat terhadap karakteristik serapan elektronik,
fotostabilitas, dan aktivitas antioksidan pada senyawa 1-2?
1.3 Batasan Penelitian
Batasan dari variabel dan parameter yang diuji pada penelitian ini antara lain:
1. Uji fotostabilitas dilakukan menggunakan radiasi UV yang berasal dari sinar matahari
alami atau radiasi dengan mempertimbangkan faktor cuaca, ketinggian lokasi, dan
intensitas cahaya.
2. Uji antioksidan pada penelitian ini dilakukan menggunakan metode penangkapan radikal
DPPH.
4
2 BAB 2
TINJAUAN PUSTAKA
2.1 Radiasi UV, Radikal Bebas, dan Sistem Perlindungan Ganda pada Kulit
Radiasi UV merupakan radiasi yang berbahaya bagi kesehatan kulit dan mata manusia
karena bersifat karsinogenik. Radiasi UV lebih lanjut dapat dibagi menjadi tiga region yaitu
radiasi UVC (200-290 nm), UVB (290-320 nm), UVAI (320-340 nm), dan UVAII (340-400
nm). Radiasi UVC dan UVB sebagai komponen yang paling berbahaya telah dihalangi oleh
lapisan atmosfer bumi, namun, sebanyak 5% spektrum UVB dan 95% UVA masih memiliki
potensi yang besar untuk menimbulkan efek negatif terhadap kesehatan kulit seperti erythema
(Parrish dkk., 1982), kerusakan DNA (kanker kulit) (Dahle dan Kvam, 2003; Jiang dkk.,
2009), pigmentasi (Moyal, 2004), penuaan dini (Fisher dkk., 2002), dan efek negatif lainnya
(Briganti dan Picardo, 2003).
Semua efek negatif ini baik langsung maupun tidak langsung berhubungan dengan
pembentukan spesi oksigen reaktif yang diinduksi oleh radiasi UV (Briganti dan Picardo,
2003; Chen dkk., 2012). Dalam hal ini, radiasi UVB dengan penetrasi hingga lapisan
epidermis (160–180 m) berperan langsung dalam merusak DNA, lipida, protein, dan bagian
selular yang lain, sedangkan UVA dengan penentrasi yang lebih dalam hingga lapisan dermis
(1.000 m) berperan secara tidak langsung melalui pembentukan spesi oksigen reaktif hingga
mengakibatkan kerusakan sel pada lapisan yang lebih dalam (Chen dkk., 2012). Melihat
adanya perbedaan mekanisme kerja radiasi UV dalam merusak sel kulit, diperlukan suatu
formulasi topikal yang tidak hanya mengandung senyawa tabir suryayang melindungi kulit
dari luar, tetapi juga mengandung senyawa aktif antioksidan yang berperan aktif untuk
meredam spesi oksigen reaktif pada lapisan kulit yang lebih dalam.
Selama ini, kedua fungsi proteksi kulit tersebut diperankan oleh dua zat aktif yang
berbeda dengan cara menambahkan suatu antioksidan (asam askorbat atau
tokoferol/tokotrienol) ke dalam formulasi tabir surya (Darr dkk., 1996; Matsui dkk., 2009;
Qian dkk, 2015; Wu dkk., 2011), namun, seringkali proses formulasi menjadi lebih rumit
mengingat terdapat sejumlahpersyaratan teknis tertentu yang harus dipenuhi terkait
antioksidan yang digunakan pada formulasi yang dihasilkan antara lain 1) memiliki kapasitas
antioksidan dan konsentasi yang tinggi, 2) memiliki stabilitas yang tinggi, dan 3) memiliki
daya penetrasi yang tinggi hingga lapisan epidermis dan dermis (Chen dkk., 2012; Oresajo
dkk., 2012). Dengan mempertimbangkan persyaratan-persyaratan ini, penggunaan satu
senyawa aktif dengan dua aktivitas (tabir surya dan antioksidan) cenderung lebih
dipertimbangkan karena mempermudah proses formulasi dan menekan biaya produksi.
5
Beberapa usaha telah dilakukan untuk mendapatkan senyawa dengan aktivitas ganda
sebagai tabir surya dan aktivitas antioksidan. Salah satunya dilakukan melaluipenggabungan
(hibrid) senyawa tabir surya dan antioksidan. Hibrid senyawa etilheksil-4-metoksisinamat dan
TEMPOL melalui reaksi transesterifikasi menghasilkan senyawa ester yang memiliki serapan
elektronik pada daerah UVB dengan aktivitas antioksidan setara dengan vitamin E dan BHT
(Damiani dkk., 2006). Turunan tabir surya sinamat yang berasal dari reaksi kondensasi antara
siringaldehida dan etilheksil malonat juga menghasilkan senyawa dengan serapan pada daerah
UVA dengan aktivitas peredam oksigen singlet yang tinggi sehingga dapat berperan sebagai
stabilizer untuk avobenzon (Chaudhuri dkk., 2006). Penelitian lain dilakukan dengan
mensintesis senyawa yang memiliki struktur gabungan antara resveratrol, etilheksil-4-
metoksisinamat, dan avobenzon menggunakan hidrazin sebagai gugus penghubung. Senyawa-
senyawa yang dihasilkan memiliki serapan pada kisaran UVB dan UVA dengan aktivitas
antioksidan sebanding dengan resveratrol (Reis dkk., 2014). Penelitian-penelitian ini
menghasilkan senyawa-senyawa yang memiliki aktivitas tabir surya dan antioksidan yang
cukup baik, namun, masih belum mempertimbangkan daya penetrasi senyawa ke dalam kulit
sehingga perlu dilakukan pengembangan lebih lanjut.
2.2 Dibenzilidenaseton sebagai tabir surya dan antioksidan topikal
Dibenzilidenaseton merupakan senyawa analog kurkuminoidyang diperoleh dari
reaksi kondensasi Claisen-Schmidt ganda antara aseton dan benzaldehida.Kelompok senyawa
ini relatif mudah disintesis menggunakan beberapa senyawa keton dan aldehida dengan
rendemen dan kemurnian yang tinggi (Hosoya dkk., 2012). Sama halnya dengan kurkumin,
senyawa dibenzilidenaseton dan turunannya memiliki berbagai aktivitas biologis seperti
antikanker (Hu dkk., 2010; Wang dkk., 2011; Wei dkk., 2012), antimalaria (Aher dkk., 2011;
Franco dkk., 2012), antimikroba (Liang dkk., 2008; Sedighi dkk., 2015), and antipigmentasi
(Hosoya dkk., 2012).
Penggunaan senyawa turunan dibenzilidenaseton sebagai senyawa tabir surya dan
antioksidan telah dilaporkan pada beberapa penelitian dan menunjukkan aktivitas yang sangat
baik. Sebagai senyawa tabir surya, turunan dibenzilidenaseton memiliki serapan UV pada
daerah UVA dan UVB dengan serapan molar yang cukup tinggi sehingga berpotensi
digunakan sebagai tabir surya berspektrum lebar (Handayani, 2009; Handayani dan Arty,
2009; Huck dan Leigh, 2010). Adapun penggunaannya sebagai antioksidan juga terindikasi
memiliki aktivitas antioksidan melebihi vitamin C dengan kapasitas yang cukup tinggi (Shang
dkk., 2010). Namun, diantara penelitian tersebut, belum ada yang mempertimbangkan
penggunaan turunan dibenzilidenaseton sebagai senyawa tabir surya dan antioksidan topikal
6
yang harus dapat menembus kulit, sehingga perlu diteliti lebih lanjut agar aktivitasnya dalam
fotoproteksi kulit bisa lebih teroptimalkan.
Agar dapat digunakan sebagai antioksidan topikal, turunan dibenzilidenaseton harus
dapat memiliki daya penentrasi kulit yang cukup baik. Penetrasi ini dapat terjadi melalui tiga
jalur yang terdapat pada permukaan kulit yaitu jalur lipida interselular (bersifat nonpolar),
jalur intrafolikular, dan jalur pori polar (Dayan, 2005). Diantara ketiga jalur tersebut, jalur
interselular merupakan daerah yang paling banyak dilalui oleh senyawa aktif antioksidan.
Untuk dapat melewati jalur ini, senyawa turunan dibenzailidenaseton yang bersifat hidrofilik
perlu dilipofilisasi terlebih dahulu melalui reaksi esterifikasi baik secara selektif (parsial)
maupun nonselektrif (total). Beberapa polifenol dan curcuminoid telah dilipofilisasi melalui
reaksi esterifikasi ini dan menunjukkan perubahan aktivitas biologis yang cukup signifikan
misalnya pada aktivitas antioksidan, antikanker, dan antiperadangan (Danihelová dkk., 2012;
De Araújo dkk., 2017). Dalam aplikasinya sebagai kosmetik, hasil asilasi selektif dari
flavonoid terglukosidasi menunjukkan efek proteksi yang sangat baik terhadap radiasi UVB
(Wirth dkk., 2008). Turunan flavonoid teralkilasi juga dapat menjaga kelembaban kulit,
melawan penuaan dini, dan menunjukkan aktivitas antiperadangan serta efek proteksi kulit
yang lebih baik (Caldwell dkk., 2009; Carola dkk., 2011). Pada penelitian ini, senyawa
turunan dibenzilidenaseton yang telah disintesis, dilipofilisasi lebih lanjut melalui reaksi
esterifikasi menggunakan palmatoil klorida dan piridin sebagai katalis. Reaksi esterifikasi ini
dilakukan secara total untuk mengetahui pengaruh proses lipofilisasi terhadap aktivitas tabir
surya dan antioksidan senyawa turunan dibenzilidenaseton yang disintesis.
7
3 BAB 3
TUJUAN DAN MANFAAT PENELITIAN
3.1 Tujuan Penelitian
Tujuan umum dari penelitian ini adalah untuk mengetahui potensi senyawa turunan
dibenzilidenaseton sebagai senyawa tabir surya dan antioksidan topikal. Adapun tujuan
khusus penelitian adalah sebagai berikut:
1. Mendapatkan metode sintesis senyawa 1-2 dengan rendemen yang baik.
2. Mendapatkan hasil uji potensi senyawa 1-2 sebagai tabir surya dengan parameter
spektrum serapan, maks, , harga SPF, panjang gelombang kritis (c), rasio UVA/UVB,
dan uji fotostabilitasnya.
3. Mendapatkan hasil uji potensi senyawa 1-2 sebagai antioksidan dengan metode
penangkapan radikal DPPH.
4. Mengetahui efek penambahan gugus ester terhadap serapan elektronik, fotostabilitas, dan
aktivitas antioksidan pada senyawa 1-2.
3.2 Manfaat Penelitian
Penelitian ini diharapkan memberi manfaat dalam bidang ilmu kimia organik sintesis
dan industri kosmetik sebagai berikut:
1. Menemukan metode sintesis senyawa tabir surya turuna dibenzilidenaseton teresterifikasi
gugus palmitat dengan bahan dasar vanilin.
2. Menawarkan alternatif pemanfaatan senyawa bahan alam yang melimpah di Indonesia
terutama senyawa vanilin.
3. Memberikan alternatif bahan aktif baru dalam pengembangan industri konsmetika
terutama sebagai bahan aktif yang memiliki peran ganda sebagai tabir surya dan
antioksidan topikal.
4. Meningkatkan nilai ekonomi vanilin melalui diversifikasi pemanfaatannya pada industri
kosmetik.
5. Memberikan kontribusi dalam pengembangan ilmu pengetahuan dan teknologi dalam
bidang kimia dan aplikasinya.
8
4 BAB 4
METODE PENELITIAN
4.1 Tahapan Penelitian
Penelitian ini dilaksanakan dalam tiga tahap yang terdiri atas tahap sintesis, uji
aktivitas sebagai tabir surya, dan uji aktivitas sebagai antioksidan (Gambar 4.1). Tahap
sintesis turunan dibenzilidenaseton terdiri atas dua tahap reaksi (Gambar 4.2) yaitu sintesis
divanilidenaseton (senyawa 1) dari vanilin dan aseton, dan esterifikasi divanilidenaseton
menggunakan palmitoil klorida dan piridin menghasilkan divanilidenaseton dipalmitat
(senyawa 2). Uji aktivitas sebagai tabir surya dilakukan melalui dua tahap yaitu uji
spektrofotometri UV (penentuan maks, , nilai SPF, dan panjang gelombang kritis/c, dan
rasio UVA/UVB), dan uji fotostabilitas. Adapun uji aktivitas antioksidan dilakukan
menggunakan metode penangkapan radikal DPPH. Diagram progres penelitian ini
ditampilkan pada Gambar 4.1.
Uji aktivitas antioksidanUji aktivitas sebagai
tabir surya
Sintesis divanilidenaseton (1) dan
divanilidenasetonil dipalmitat (2)
Uji spektroskopi UV Uji fotostabilitas
I
IIIII
Gambar 4.1. Diagram alir kegiatan penelitian sintesis senyawa turunan dibenzilidenaseton dari vanilin sebagai tabir surya dan antioksidan topikal
4.2 Alat dan Bahan Penelitian
4.2.1 Alat penelitian
Instrumen yang digunakan dalam karakterisasi dan pengujian senyawa sebagai berikut
spektrometer inframerah (FTIR, Bruker Alpha II), Spektrofotometer UV-Vis (Jasco V-730),
dan spektrometer resonansi magnet inti proton dan karbon (JEOL ECA 500) (1H (500 MHz)
dan 13C (125 MHz)).
4.2.2 Bahan penelitian
Bahan-bahan yang digunakan dalam penelitian ini diperoleh dari E. Merck meliputi 4-
hidroksi-3-metoksibenzaldehida (vanilin), aseton, palmitoil klorida, piridina, diklorometana
9
(DCM), asam asetat glasial, metanol, dan natrium klorida (NaCl) dengan kualitas pro analisis
(p.a). Asam klorida pekat (HCl) dan asam sulfat pekat (H2SO4) diperoleh dari Mallinckrodt
dan 2,2-difenill-1-pikrilhidrazil (DPPH) diperoleh dari Sigma-Aldrich.
4.3 Sintesis Senyawa Turunan Dibenzilidenaseton (Senyawa 1-2)
4.3.1 Sintesis divanilidenaseton (1)
Sintesis senyawa 1 dilakukan dengan menggunakan prosedur yang telah
dikembangkan sebelumnya (Du, Bao, dkk., 2006; Du, Liu, dkk., 2006). Campuran vanilin
(3,04 g; 20 mmol) dan aseton (0,58 g; 10 mmol) dilarutkan dalam asam asetat glasial yang
dijenuhkan dengan HCl anhidrat dan dipanaskan pada penangas air pada temperatur 25-30 oC
selama 2 jam. Setelah dibiarkan selama 2 hari, campuran ditambahkan dengan air dingin dan
endapan yang terbentuk disaring. Padatan yang diperoleh dicuci dengan air dingin,
dikeringkan, dan direkristalisasi dari metanol menghasilkan padatan senyawa 1. Karakterisasi
produk dilakukan dengan menggunakan spektra IR, 1H- dan 13C-NMR.
Gambar 4.2. Skema sintesis senyawa turunan dibenzilidenaseton dari vanilin sebagai tabir surya dan antioksidan topikal (a) HCl anhidrat, CH3COOH, (b) palmitoil klorida, piridina.
4.3.2 Sintesis divanilidenasetonil dipalmitat (2)
Esterifikasi senyawa dilakukan menggunakan prosedur dari penelitian sebelumnya
(Lahsasni dkk., 2014) dengan sedikit modifikasi. Ke dalam campuran homogen senyawa 1
(0,64 g; 2 mmol) dan piridina (8 mL) ditambahkan palmitoil klorida (2,42 g; 8 mmol) secara
perlahan pada suhu 0-5 oC. Campuran diaduk dan dipanaskan perlahan hingga temperatur 70 oC selama 5 jam. Campuran reaksi didinginkan, ditambahkan dengan akuades, dibiarkan
semalaman, dan disaring untuk mendapatkan padatan kasar. Padatan kemudian dicuci dengan
metanol untuk membersihkan bahandasar yang masih tersisa dan dikeringkan secukupnya.
Produk yang diperoleh dikarakterisasi dengan IR, 1H-, dan 13C-NMR.
4.4 Uji Spektrofotometri UV
Uji Spektrofotometri UV dilakukan dengan menentukan spektra serapan UV, maks, ,
nilai SPF, panjang gelombang kritis (c), dan rasio UVA/UVB dari senyawa 1-2 dalam
pelarut metanol atau DCM. Sebelum dilakukan pengukuran, optimasi konsentrasi dilakukan
untuk menentukan kisaran konsentrasi yang memiliki linearitas yang baik. Kalibrasi alat
menggunakan blanko dan pengukuran spektra serapan UV untuk senyawa 1-2 dilakukan pada
10
kisaran panjang gelombang 200-400 nm pada kuvet quartz berukuran 1 cm. Penentuan harga
dilakukan dengan menentukan slope dari persamaan regresi linear A vs molaritas dari empat
larutan pada kisaran absorbansi (A) pada yang sesuai (Chawla dkk., 2011).
Nilai SPF merupakan indikator universal yang menunjukkan efisiensi tabir surya
dalam melindungi kulit dari radiasi UVB (290-320 nm). Harga SPF bergantung pada
karakteristik serapan dan konsentrasi senyawa dalam suatu formulasi tabir surya. Penentuan
nilai SPF pada penelitian dilakukan dengan metode spektroskopi UV dan dihitung
menggunakan persamaan Mansur (Dutra dkk., 2004) sebagai berikut:
SPF = CF � EE I A ��
���
dimana EE () – spektrum efek eritemal, I() – spektrum intensitas matahari, A() – serapan
senyawa tabir surya, dan CF – faktor koreksi bernilai 10. Nilai EE I merupakan konstanta
yang telah ditentukan sebelumnya (Sayre dkk., 1979) dan ditunjukkan pada Tabel 4.1.
Tabel 4.1. Nilai EE I ternormalisasi dalam perhitungan nilai SPF (Sayre dkk, 1979)
Panjang gelombang () EE I (ternormalisasi) 290 0,0150 295 0,0817 300 0,2874 305 0,3278 310 0,1864 315 0,0839 320 0,0180
Total 1
Penentuan efek proteksi terhadap radiasi UVA dilakukan dengan mengukur parameter
panjang gelombang kritis (c) (Diffey, 1994). Panjang gelombang kritis (c) merupakan batas
atas panjang gelombang dari 90% integral spektra serapan dengan rentang 290-400 nm yang
ditentukan dengan persamaan berikut:
� �� = 0,9 � �����
���
�
���
dimana c merupakan panjang gelombang kritis, A() rerata absorbansi pada tiap panjang
gelombang, dan d merupakan interval panjang gelombang antar tiap pengukuran. Lima skala
yang digunakan sebagai acuan dalam pengklasifikasian tabir surya menggunakan metode ini
yaitu c< 325 nm (rating 0), 325 c< 335 nm (rating 1), 335 c< 350 nm (lebar 2), 350
c< 370 nm (rating 3), c≥ 370 nm (rating 4) (Diffey, 1994). Pada senyawa 1, pengukuran
absorbansi dilakukan menggunakan larutan dengan konsentrasi 8 mg/L. Adapun pada
senyawa 2, pengukuran dilakukan menggunakan larutan dengan konsentrasi 30 mg/L.
11
Data yang diperoleh dari penentuan c juga digunakan untuk menentukan rasio
UVA/UVB. Penentuan rasio UVA/UVB dilakukan berdasarkan rerata absorbansi dan luas
daerah dibawah kurva pada daerah UVA (321-400 nm) dan UVB (290-320 nm). Hasil
perhitungan rasio UVA/UVB digunakan untuk mengetahui edaerah proteksi yang dominan
dari masing-masing senyawa (Chawla dkk., 2011).
4.4 Uji Fotostabilitas
Uji fotostabilitas yang digunakan pada penelitian ini mengacu pada metode yang
digunakan sebelumnya (Chawla dkk., 2011). Larutan senyawa 1-2 dipreparasi menggunakan
pelarut metanol atau DCM dengan konsentrasi 8 ppm untuk senyawa 1 dan 30 ppm untuk
senyawa 2. Larutan sampel dimasukkan ke dalam botol vial tertutup dan disinari dengan sinar
matahari alami atau radiasi UV buatan yang memiliki energi yang setara selama 0, 30, 60, 90,
300, 600, 900, dan 1800 detik. Setelah penyinaran pada rentang waktu tertentu, larutan diukur
absorbansinya menggunakan spektrofotometer UV. Spektrum setiap larutan uji pada tiap
waktu penyinaran dibandingkan sehingga akan diketahui perubahan spektrum serapan
masing-masing senyawa turunan dibenzilidenseton. Senyawa yang berpotensi untuk
dikembangkan sebagai tabir surya adalah turunan senyawa yang absorbansinya tidak menurun
secara signifikan setelah disinari dengan sinar matahari alami.
4.5 Uji Antioksidan Menggunakan Metode DPPH
Uji penangkapan radikal DPPH dilakukan berdasarkan metode yang telah
dikembangkan sebelumnya (Molyneux, 2004). Sebanyak 2 mL larutan induk 2,2-
difenilpikrilhidrazil (DPPH) 0,5 mM ditambahkan ke dalam 2 mL metanol, dihomogenkan
dengan vortex, diinkubasi dalam ruangan gelap selama 30 menit, dan serapannya diukur pada
panjang gelombang 517 nm menggunakan spektrofotometer UV-Vis. Berbagai konsentrasi
asam askorbat sebagai standar (1, 2, 4, 5, 6, 8, dan 10 ppm) dan senyawa yang telah disintesis
(2, 5, 10, 20, dan 40 mg/L) juga dipreparasi dalam metanol. Semua larutan standar dan
sampel, masing-masing 2 mL ditambahkan dengan 3 mL larutan DPPH 0,5 mM. Serapan dari
masing-masing larutan diukur pada panjang gelombang 517 nm menggunakan
spektrofotometer UV-Vis dengan metanol sebagai blanko. Aktivitas antioksidan dengan
metode DPPH dihitung menggunakan persamaan berikut:
aktivitas antioksidan = absorbansi kontrol − absorbansi larutan ujiabsorbansi kontrol 100%
dimana absorbansi kontrol adalah absorbansi larutan DPPH tanpa senyawa dan absorbansi
larutan uji adalah absorbansi larutan DPPH dengan senyawa sampel dan asam askorbat.
HASIL DAN LUARAN YANG DICAPA
5.1 Sintesis Divanilidenaseton
Reaksi pembentukan senyawa
menggunakan vanilin dan aseton sebagai bahan dasar dan larutan
asetat glasial sebagai katalis asam. Produk yang d
berwarna jingga dengan rendemen 82,5
melarutkan gas HCl ke dalam asam asetat glasial dimana gas
melalui reaksi antara garam NaCl
yang digunakan pada penelitian ini terjadi melalui intermediet enol
2011).
Spektra IR dari produk yang diperoleh
puncak khas untuk gugus fungsi yang terdapat pada senyawa
daerah 3394 cm-1, gugus Csp3-
daerah 1585 cm-1, dan ikatan C
gugus karbonil vanilin pada daerah 1695 cm
cm-1 menunjukkan bahwa gugus karbonil vanilin telah bereaksi membentuk ikatan C=C yang
membentuk sistem enon terkonjugasi dengan serapan pada daerah 1585 cm
Gambar
O-H
Csp3-H
Tra
nsm
itan
si (
%)
12
5 BAB 5
HASIL DAN LUARAN YANG DICAPAI
ivanilidenaseton (Senyawa 1)
senyawa 1 dilakukan melalui reaksi kondensasi
menggunakan vanilin dan aseton sebagai bahan dasar dan larutan HCl
asetat glasial sebagai katalis asam. Produk yang dihasilkan dari reaksi ini berupa padatan
berwarna jingga dengan rendemen 82,5%. Katalis asam pada reaksi ini dipreparasi dengan
ke dalam asam asetat glasial dimana gas HCl yang digunakan diperoleh
NaCl dan H2SO4 pekat. Mekanisme kondensasi terkatalisis asam
yang digunakan pada penelitian ini terjadi melalui intermediet enol (Nielsen
Spektra IR dari produk yang diperoleh (Gambar 5.1) menunjukkan beberapa puncak
puncak khas untuk gugus fungsi yang terdapat pada senyawa 1 diantaranya gugus O
-H pada daerah 2900 cm-1, gugus C=O keton terkonjugasi pada
, dan ikatan C-O-C pada daerah 1266 dan 1104 cm-1. Hilangnya puncak
gugus karbonil vanilin pada daerah 1695 cm-1 dan gugus karbonil aseton pada
menunjukkan bahwa gugus karbonil vanilin telah bereaksi membentuk ikatan C=C yang
membentuk sistem enon terkonjugasi dengan serapan pada daerah 1585 cm
Gambar 5.1. Spektra IR produk sintesis senyawa 1
C=O
H
C
Bilangan gelombang (cm-1)
dilakukan melalui reaksi kondensasi Claisen-Schmidt
jenuh dalam asam
ihasilkan dari reaksi ini berupa padatan
Katalis asam pada reaksi ini dipreparasi dengan
yang digunakan diperoleh
pekat. Mekanisme kondensasi terkatalisis asam
(Nielsen dan Houlihan,
menunjukkan beberapa puncak-
diantaranya gugus O-H pada
, gugus C=O keton terkonjugasi pada
. Hilangnya puncak
dan gugus karbonil aseton pada daerah 1715
menunjukkan bahwa gugus karbonil vanilin telah bereaksi membentuk ikatan C=C yang
membentuk sistem enon terkonjugasi dengan serapan pada daerah 1585 cm-1.
C-O-C
Elusidasi produk sintesis
NMR (Gambar 5.2) dan 13C
terdapat tujuh jenis proton yang bersesuaian dengan jumlah jenis proton pada
Puncak-puncak yang ditunjukkan diantaranya puncak singlet pada
metil, puncak duplet pada δ 6,84 dan 6,83 ppm untuk proton aril pada posisi 5 dan 5’, puncak
duplet pada δ 7,17 dan 7,13 ppm untuk proton
ppm untuk proton pada posisi 6 dan 6’, puncak duplet pada
posisi 2 dan 2’, puncak duplet pada
singlet pada δ 9,64 ppm untuk proton gugus hidroksi
menunjukkan bahwa senyawa divanilidenaseton telah terbentuk dengan kemurnian yang
cukup baik.
Gambar
Pembentukan senyawa
10 jenis karbon pada δ 55, 111, 115, 123, 123, 126, 142, 147, 149, dan 188 ppm. Jumlah
puncak pada spektra ini bersesuaian dengan jumlah jenis atom karbon pada senyawa
sehingga dapat disimpulkan bahwa senyawa
g
e db
13
Elusidasi produk sintesis 1 lebih lanjut dilakukan dengan menggunakan spektra
C-NMR (Gambar 5.3). Spektra 1H-NMR menunjukkan bahwa
terdapat tujuh jenis proton yang bersesuaian dengan jumlah jenis proton pada
puncak yang ditunjukkan diantaranya puncak singlet pada δ 3,85 ppm untuk proton
6,84 dan 6,83 ppm untuk proton aril pada posisi 5 dan 5’, puncak
7,17 dan 7,13 ppm untuk proton α, puncak doublet of doublet
ppm untuk proton pada posisi 6 dan 6’, puncak duplet pada δ 7,37 ppm untuk proton aril pada
posisi 2 dan 2’, puncak duplet pada δ 7,67 dan 7,64 ppm untuk proton beta, dan puncak
9,64 ppm untuk proton gugus hidroksi. Keberadaan puncak
menunjukkan bahwa senyawa divanilidenaseton telah terbentuk dengan kemurnian yang
Gambar 5.2. Spektra 1H-NMR senyawa 1
Pembentukan senyawa 1 juga dapat diamati pada spektra 13C-NMR dimana terdapat
55, 111, 115, 123, 123, 126, 142, 147, 149, dan 188 ppm. Jumlah
puncak pada spektra ini bersesuaian dengan jumlah jenis atom karbon pada senyawa
sehingga dapat disimpulkan bahwa senyawa 1 telah terbentuk pada reaksi ini.
e f b c
a
d
d c f
lebih lanjut dilakukan dengan menggunakan spektra 1H-
NMR menunjukkan bahwa
terdapat tujuh jenis proton yang bersesuaian dengan jumlah jenis proton pada senyawa 1.
3,85 ppm untuk proton
6,84 dan 6,83 ppm untuk proton aril pada posisi 5 dan 5’, puncak
f doublet pada δ 7,21-7,19
7,37 ppm untuk proton aril pada
7,67 dan 7,64 ppm untuk proton beta, dan puncak
. Keberadaan puncak-puncak ini
menunjukkan bahwa senyawa divanilidenaseton telah terbentuk dengan kemurnian yang
NMR dimana terdapat
55, 111, 115, 123, 123, 126, 142, 147, 149, dan 188 ppm. Jumlah
puncak pada spektra ini bersesuaian dengan jumlah jenis atom karbon pada senyawa 1
telah terbentuk pada reaksi ini.
H2O
Gambar
5.2 Sintesis divanilidenasetonil dipalmitat
Esterifikasi total senyawa
Reaksi ini dilakukan dengan mengesterifikasi gugus
dan piridin sebagai katalis menghasilkan produk berupa padatan berwarna kuning muda
dengan rendemen 91,6%. Produk yang dihasilkan cenderung memiliki kelarutan yang tinggi
pada pelarut-pelarut organik nonpolar sepert
Karakterisasi gugus fungsi menggunakan spektra IR
beberapa serapan khas yang terdapat pada senyawa
hidroksi pada daerah 3400 cm
daerah 1768 cm-1 menunjukkan bahwa gugus hidroksil pada senyawa
esterifikasi dengan gugus palmitat. Puncak
dengan puncak tajam pada daerah 2918
1624 cm-1 juga menunjukkan adanya rantai karbon palmitat dan karbonil keton pada produk
yang dihasilkan. Secara umum, keberadaan beberapa gugus fungsi ini cukup mengkonfirmasi
pembentukan senyawa 2.
j
b c h
14
Gambar 5.3. Spektra 13C-NMR senyawa 1
Sintesis divanilidenasetonil dipalmitat (senyawa 2)
Esterifikasi total senyawa 1 menghasilkan senyawa divanilidenasetonil dipalmitat
Reaksi ini dilakukan dengan mengesterifikasi gugus hidroksil menggunakan palmitoil klorida
dan piridin sebagai katalis menghasilkan produk berupa padatan berwarna kuning muda
Produk yang dihasilkan cenderung memiliki kelarutan yang tinggi
pelarut organik nonpolar seperti DCM dan kloroform.
Karakterisasi gugus fungsi menggunakan spektra IR (Gambar 5.4)
beberapa serapan khas yang terdapat pada senyawa 2. Hilangnya serapan melebar gugus
hidroksi pada daerah 3400 cm-1 dan keberadaan puncak tajam gugus karbonil es
menunjukkan bahwa gugus hidroksil pada senyawa
esterifikasi dengan gugus palmitat. Puncak-puncak lain seperti gugus C
pada daerah 2918-2851 cm-1 dan gugus karbonil keton pada
juga menunjukkan adanya rantai karbon palmitat dan karbonil keton pada produk
yang dihasilkan. Secara umum, keberadaan beberapa gugus fungsi ini cukup mengkonfirmasi
h f i g e d
menghasilkan senyawa divanilidenasetonil dipalmitat (2).
hidroksil menggunakan palmitoil klorida
dan piridin sebagai katalis menghasilkan produk berupa padatan berwarna kuning muda
Produk yang dihasilkan cenderung memiliki kelarutan yang tinggi
(Gambar 5.4) menunjukkan
. Hilangnya serapan melebar gugus
dan keberadaan puncak tajam gugus karbonil ester pada
menunjukkan bahwa gugus hidroksil pada senyawa 1 telah mengalami
puncak lain seperti gugus Csp3-H ditunjukkan
dan gugus karbonil keton pada daerah
juga menunjukkan adanya rantai karbon palmitat dan karbonil keton pada produk
yang dihasilkan. Secara umum, keberadaan beberapa gugus fungsi ini cukup mengkonfirmasi
a
Gambar
Karakterisasi lebih lanjut dilakukan dengan menggunakan spektra
5.5) dan 13C-NMR (Gambar 5.6
puncak tambahan yang menunjukkan keberadaan gugus palmitat d
pada δ 2,59-2,56 ppm yang berasal dari proton
proton-β, puncak multiplet pada δ 1,45
δ 0,89-0,86 yang berasal dari proton
ini relatif sama dengan puncak
dijelaskan sebelumnya kecuali untuk puncak proton hidroksi pada δ 9,64 ppm yang tidak lagi
dijumpai. Hal ini menunjukkan bah
menjadi gugus palmitat pada senyawa
Pembentukan senyawa
dihasilkan dimana terdapat puncak
palmitat. Puncak-puncak ini diantaranya pada
karbonil karboksilat, dan puncak
panjang gugus palmitat. Puncak
kecuali untuk puncak pada δ 151 ppm d
115 ppm. Dengan adanya puncak
dihasilkan dari reaksi asilasi ini merupakan senyawa
Csp3-
Tra
nsm
itan
si (
%)
15
Gambar 5.4. Spektra IR senyawa 2
Karakterisasi lebih lanjut dilakukan dengan menggunakan spektra
(Gambar 5.6). Spektra 1H-NMR menunjukkan munculnya beberapa
puncak tambahan yang menunjukkan keberadaan gugus palmitat diantaranya puncak triplet
2,56 ppm yang berasal dari proton-α, puncak pentet pada δ 1,79
β, puncak multiplet pada δ 1,45-1,20 ppm dari proton (CH2)12, dan puncak triplet pada
0,86 yang berasal dari proton CH3. Puncak lain yang dijumpai pada spektra H
ini relatif sama dengan puncak-puncak yang dijumpai spektra 1H-NMR senyawa
dijelaskan sebelumnya kecuali untuk puncak proton hidroksi pada δ 9,64 ppm yang tidak lagi
dijumpai. Hal ini menunjukkan bahwa gugus hidroksi pada senyawa
di gugus palmitat pada senyawa 2.
Pembentukan senyawa 2 juga terkonfirmasi dari spektra 13C-NMR produk yang
dihasilkan dimana terdapat puncak-puncak baru yang menunjukkan keberadaan gugus
uncak ini diantaranya pada δ 188 ppm yang berasal dari karbon gugus
karbonil karboksilat, dan puncak-puncak pada δ 34-14 ppm yang berasal dari karbon rantai
panjang gugus palmitat. Puncak-puncak lain relatif sama dengan spektra 13
151 ppm dari karbon pada posisi 5 dan 5’ yang bergeser dari
115 ppm. Dengan adanya puncak-puncak ini, dapat disimpulkan bahwa produk yang
dihasilkan dari reaksi asilasi ini merupakan senyawa 2.
-H
C=O (ester)
C
C=O (keton)
Bilangan gelombang (cm-1)
Karakterisasi lebih lanjut dilakukan dengan menggunakan spektra 1H-NMR (Gambar
NMR menunjukkan munculnya beberapa
iantaranya puncak triplet
α, puncak pentet pada δ 1,79-1,73 ppm dari
, dan puncak triplet pada
lain yang dijumpai pada spektra H-NMR
R senyawa 1 yang telah
dijelaskan sebelumnya kecuali untuk puncak proton hidroksi pada δ 9,64 ppm yang tidak lagi
gus hidroksi pada senyawa 1 telah dikonversi
NMR produk yang
puncak baru yang menunjukkan keberadaan gugus
188 ppm yang berasal dari karbon gugus
yang berasal dari karbon rantai 13C-NMR senyawa 1
ari karbon pada posisi 5 dan 5’ yang bergeser dari δ
puncak ini, dapat disimpulkan bahwa produk yang
C-O-C
Gambar
Gambar
e
q
j e b c h f
16
Gambar 5.5. Spektra 1H-NMR senyawa 2
Gambar 5.6. Spektra 13C-NMR senyawa 2
b a
c d f
g
f g i
a
d
h
j
k
i
m
p
o
l
n
k
17
5.3 Uji Spektroskopi UV-Vis
Produk berupa senyawa 1 dan 2 diuji serapan elektroniknya menggunakan
spektrofotometer UV-Vis untuk mengetahui profil serapan elektronik, panjang gelombang
maksimum (maks), konstanta serapan molar (ε), sun protection factor (SPF), panjang
gelombang kritis (c), dan rasio UVA/UVB.
5.3.1 Penentuan profil serapan, maks, dan ε
Profil serapan elektronik dan maks diamati dari spektra serapan UV-Vis senyawa 1
yang diukur pada pelarut metanol dan senyawa 2 yang diukur pada pelarut DCM (Gambar
5.7a dan 5.7b). Spektra senyawa 1 menunjukkan serapan pada daerah UVA I, UVA II, dan
sinar tampak dengan maks berada pada 390 nm. Adapun spektra senyawa 2 menunjukkan
serapan pada daerah UVB, UVA II, dan UVA I dengan maks pada 345 nm. Adanya perbedaan
daerah serapan dan maks pada kedua senyawa diyakini akibat adanya efek pergeseran
batokromik (pergeseran maks ke panjang gelombang yang lebih pendek) akibat perbedaan
kepolaran pelarut yang digunakan (Agrapidis-Paloympis & Nash, 1987). Selain itu,
esterifikasi gugus hidroksi pada senyawa 1 juga dapat memperpendek konjugasi elektron pi
secara parsial yang mana elektron pada gugus hidroksil teresterifikasi akan cenderung
berkonjugasi pada gugus karboksilat disamping juga ikut terkonjugasi dengan struktur utama
senyawa 1.
Penentuan harga konstanta serapan molar (ε) dilakukan dengan meregresikan harga
molaritas pada sumbu x dan absorbansi pada sumbu y. Harga gradien dari persamaan garis
lurus yang diperoleh merupakan konstanta serapan molar dari senyawa yang diuji. Kedua
senyawa menunjukkan konstanta serapan molar yang cukup tinggi yaitu 32.714 M-1 cm-1
untuk senyawa 1 dan 23.359 M-1 cm-1 untuk senyawa 2 (Gambar 5.8a dan 5.8b). Perbedaan
harga konstanta serapan besar pada kedua senyawa diyakini sebagian besar terjadi akibat
perbedaan massa molekul relatif dimana tambahan massa molekul pada molekul
divanilidenasetonil dipalmitat bukan berasal dari kromofor yang ikut berperan dalam
meningkatkan serapan UV, namun, berasal dari gugus palmitat.
Gambar 5.7. Profil serapan elektronik
40 mg
30 mg
20 mg
10 mg
8 mg
6 mg
4 mg
2 mg
18
(a)
(b)
Profil serapan elektronik untuk (a) senyawa 1, dan (b) senyawa konsentrasi.
g/L
g/L
g/L
g/L
g/L
g/L
g/L
g/L
(b) senyawa 2 pada berbagai
19
(a) (b) Gambar 5.8. Penentuan harga konstanta serapan molar (a) senyawa 1 dan, (b) senyawa 2
5.3.2 Penentuan harga sun protection factor (SPF)
Penentuan harga SPF senyawa dilakukan menggunakan persamaan Mansur (Dutra
dkk., 2004). Pada penelitian ini, penentuan harga SPF dilakukan dengan menggunakan larutan
senyawa 1 dalam metanol dengan konsentrasi 8 mg/L dan larutan senyawa 2 dalam DCM
dengan konsentrasi 30 ppm. Hasil perhitungan menunjukkan nilai SPF yang relatif kecil
untuk masing-masing senyawa yaitu 1,59 untuk larutan senyawa 1 dan 5,80 untuk larutan
senyawa 2 (Tabel 5.1). Rendahnya nilai SPF pada kedua larutan senyawa diyakini
dikarenakan penggunaan konsentrasi bahan aktif yang rendah. Formulasi tabir surya yang
lengkap dengan konsentrasi bahan aktif yang lebih tinggi diyakini akan meningkatkan nilai
SPF dari masing-masing senyawa. Perbandingan nilai SPF kedua larutan senyawa juga
menunjukkan bahwa senyawa 2 memiliki efek proteksi yang lebih pada daerah UVB
dibandingkan dengan senyawa 1.
y = 32714x - 0,007
R² = 0,999
ε = 32.714 M-1 cm-1
0,0
0,1
0,2
0,3
0,4
0,5
0,6
0,7
0,8
0,9
0 1E-08 2E-08 3E-08
Ab
sorb
an
si (
A.U
)
Molaritas (M) × 1000
Serapan molar () Senyawa (1)
divanilidenaseton
y = 23359x + 0,003
R² = 0,999
ε = 23.359 M-1 cm-1
0,0
0,2
0,4
0,6
0,8
1,0
1,2
1,4
0 2E-08 4E-08 6E-08
Ab
sorb
an
si (
A.U
)
Molaritas (M) × 1000
Serapan Molar (e) Senyawa (2)
divanilidenasetoni
l dipalmitat
20
Tabel 5.1. Perhitungan nilai SPF untuk larutan senyawa 1 untuk konsentrasi 8 mg/L dalam pelarut metanol dan senyawa 2 untuk konsentrasi 30 mg/L dalam pelarut DCM
SPF = CF � EE I A ��
���
(nm) EE × I
(ternormalisasi) Absorbansi EE × I × A SPF
1 2 1 2 1 2
290 0,0150 0,134 0,415 0,002 0,006
1,588 5,803
295 0,0817 0,131 0,481 0,011 0,039 300 0,2874 0,141 0,541 0,041 0,156 305 0,3278 0,157 0,590 0,051 0,193 310 0,1864 0,177 0,629 0,033 0,117 315 0,0839 0,201 0,666 0,017 0,056 320 0,0180 0,225 0,704 0,004 0,013
5.3.3 Penentuan harga panjang gelombang kritis (c)
Panjang gelombang kritis (c) merupakan salah satu parameter yang dapat digunakan
untuk mengetahui efek proteksi senyawa aktif tabir surya pada daerah UVA. Panjang
gelombang kritis dapat dihitung dengan menggunakan rumus yang dikembangkan pada
penelitian sebelumnya (Diffey, 1994). Hasil penentuan panjang gelombang kritis pada kedua
senyawa menunjukkan efek proteksi yang besar pada daerah UVA dimana kedua senyawa
memiliki rating 4 dengan c masing-masing sebesar 393 nm untuk senyawa 1 dan 372 nm
untuk senyawa 2 (Tabel 5.2).
Tabel 5.2. Penentuan panjang gelombang kritis (c) senyawa 1 dan senyawa 2
� �� = 0,9 � �����
���
�
���
Senyawa 1 Senyawa 2
(nm) Absorbansi (A() d)*
� ��*
��� (nm)
Absorbansi (A() d)*
� ��*
���
290 0,134 0,134 290 0,415 0,415 291 0,133 0,267 291 0,427 0,841 292 0,131 0,398 292 0,439 1,281 ... ... ... ... ... ...
392 0,797 43,942 370 0,532 56,859 393 0,796 44,738 371 0,508 57,367 394 0,794 45,532 372 0,483 57,850 395 0,792 46,325 373 0,459 58,310 ... ... ... ... ... ...
398 0,785 48,688 398 0,070 63,729 399 0,781 49,469 399 0,065 63,794 400 0,777 50,246 400 0,061 63,855
0,9 × � �����
��� 45,221 0,9 × � ��
���
��� 57,470
c 393 nm c 372 *d = 1 nm
21
Secara umum, karakteristik daerah serapan UV pada kedua senyawa relatif cukup
berbeda. Pada senyawa 1, serapan UV cenderung berada pada daerah UVA I dan UVA II,
sedangkan pada senyawa 2, serapan UV berada pada daerah UVB, UVA I, dan UVA II.
Dengan hasil ini, dapat disimpulkan bahwa senyawa 1 merupakan tabir surya UVA (tabir
surya spektrum sempit) dan senyawa 2 merupakan tabir surya UVA dan UVB (tabir surya
spektrum lebar).
5.3.4 Penentuan rasio UVA/UVB
Penentuan rasio UVA/UVB pada spektra UV senyawa 1 dan 2 dapat dilakukan secara
aritmatika melalui perbandingan absorbansi rata-rata dan perbandingan total area (Tabel 5.3).
Hasil penentian rasio UVA/UVB pada senyawa 1 menunjukkan bahwa senyawa 1 memiliki
serapan UV yang dominan pada daerah UVA. Hal ini dapat dilihat pada nilai rasio
UVA/UVB yang cukup besar (rasio rerata absorbansi = 3,428; rasio total area = 8,847).
Adapun rasio UVA/UVB pada senyawa 2 menunjukkan serapan pada UVA dan UVB yang
seimbang dimana nilai rasio rerata absorbansi dan total areanya mendekati 1 (rasio rerata
absorbansi = 0,995; rasio total area = 2,569). Hal ini menunjukkan bahwa senyawa 2 memiliki
potensi yang besar untuk digunakan sebagai tabir surya berspektrum lebar.
Tabel 5.3. Perhitungan rasio UVA/UVB pada senyawa 1 dan senyawa 2
Senyawa Rerata absorbansi
(interval 1 nm) Total area Rasio UVA/UVB
UVB* UVA** UVB* UVA** Absorbansi Area 1 0,165 0,564 5,103 45,143 3,428 8,847 2 0,577 0,575 17,893 45,963 0,995 2,569
*daerah UVB (290-320 nm) **daerah UVA (321-400 nm)
5.4 Uji Fotostabilitas
Uji fotostabilitas dilakukan untuk mengetahui stabilitas senyawa ketika terpapar
radiasi UV. Serapan UV senyawa aktif umumnya mengalami perubahan (baik dalam bentuk
penurunan serapan maupun pergeseran maks) akibat adanya reaksi terinduksi UV yang
dialami senyawa aktif. Uji fotostabilitas senyawa 1 dan senyawa 2 dilakukan dengan
meradiasikan larutan senyawa 1 dengan konsentrasi 8 mg/mL dan larutan senyawa 2 dengan
konsentrasi 30 mg/L menggunakan radiasi sinar matahari alami pada rentang waktu tertentu
(0, 30, 60, 90, 300, 600, 900, dan 1800 detik). Larutan-larutan yang telah diradiasikan
kemudian diukur serapan UV nya menggunakan spektrofotometer UV-Vis untuk mengetahui
perubahan serapan UV senyawa aktif pada tiap interval waktu (Tabel 5.4).
Tabel 5.4. Perubahan serapan radiasi UV senyawa
Abs.* (nm) 0 30
1 390 0,845 0,825
2** 345 1,067 0,815340 1,051 0,829
*pada maks
**terjadi pergeseran maks dari 345 nm menjadi 340 nm
Gambar 5.9. Uji fotostabilitas menggunakan radiasi ma
0 detik30 detik60 detik90 detik300 detik600 detik900 detik1800 detik
22
n serapan radiasi UV senyawa 1 dan senyawa 2 pada panjang gelombang maksimum (maks)
Interval waktu (detik) 30 60 90 300 600 900
0,825 0,822 0,815 0,795 0,789 0,744 0,815 0,820 0,832 0,859 0,878 0,867 0,829 0,832 0,844 0,872 0,893 0,881
dari 345 nm menjadi 340 nm
(a)
(b) ji fotostabilitas menggunakan radiasi matahari alami untuk (a) senyawa
(b) senyawa 2
0 detik 30 detik 60 detik 90 detik 300 detik 600 detik 900 detik 1800 detik
0 detik 1800 detik 900 detik 600 detik 300 detik 90 detik 60 detik 30 detik
pada panjang gelombang
Persentase perubahan 1800
0,681 -19,4% 0,858 -19,6% 0,874 -16,8%
tahari alami untuk (a) senyawa 1 dan
23
Hasil uji fotostabilitas senyawa 1 (Gambar 5.9a) menunjukkan kecenderungan
penurunan serapan UV yang cukup signifikan (19,4%) dan relatif teratur selama 30 menit. Uji
fotostabilitas pada senyawa 2 (Gambar 5.9b) juga menunjukkan penurunan serapan UV pada
puncak maks 345 nm sebesar 19,6%, namun, pergeseran batokromik maks juga terjadi dari
345 ke 340 nm. Penurunan dan pergeseran serapan UV pada kedua senyawa ini kemungkinan
besar terjadi akibat adanya perubahan kromofor melalui beberapa jenis reaksi seperti
isomerisasi cis-trans dan sikloadisi terinduksi UV sebagaimana yang terjadi pada senyawa-
senyawa analog seperti kalkon (Shin dkk., 2001; Song dkk., 2003) dan sinamat (Shindo dkk.,
1984).
5.5 Uji Antioksidan
Aktivitas antioksidan senyawa 1 telah diuji dengan menggunakan metode uji
penangkapan radikal DPPH. Hasil uji antioksidan senyawa 1 (Gambar 5.10a) menunjukkan
aktivitas penangkapan radikal DPPH yang sangat tinggi dengan IC50 sebesar 20,09 mg/L.
Hasil ini menjadi indikasi bahwa senyawa 1 memiliki aktivitas antioksidan yang sangat baik,
meskipun masih lebih rendah dibandingkan dengan asam askorbat (10,61 mg/L) (Gambar
5.10b).
(a) (b) Gambar 5.10. Aktivitas penangkapan radikal DPPH (a) asam askorbat dan (b) senyawa 1
Aktivitas antioksidan ini diyakini berasal dari dua gugus fenol yang terkonjugasi satu
sama lain pada molekul senyawa 1 dimana keberadaan sistem terkonjugasi dapat
menstabilkan radikal fenolat yang terbentuk setelah terjadi transfer atom H atau elektron dari
senyawa 1 ke radikal DPPH (Leopoldini dkk., 2004). Selain itu, keberadaan gugus fungsi
y = 5,361x - 6,874
R² = 0,998
IC50
= 10,61 mg/L
0
5
10
15
20
25
30
35
40
45
50
0 5 10 15
Pe
rse
nta
se i
nh
ibis
i (%
)
Konsentrasi (mg/L)
Aktivitas penangkapan radikal DPPH
asam askorbat
Asam Askorbat
y = 1,713x + 15,59
R² = 0,944
IC50
= 20,09 mg/L
0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
0 20 40 60
Pe
rse
nta
se i
nh
ibis
i (%
)
Konsentrasi (mg/L)
Aktivitas penangkapan radikal DPPH
senyawa (1)
senyawa 1
24
pada posisi orto juga diyakini memiliki peranan penting pada tingginya aktivitas antioksidan
senyawa 1 (Najafi, 2014; Ohkatsu dan Nishiyama, 1998, 2000).
5.6 Luaran yang Dicapai
Luaran wajib yang direncanakan pada penelitian ini adalah artikel pada jurnal
Nasional tidak terakreditasi dan luaran tambahan berupa artikel pada jurnal Internasional tidak
terindeks (Tabel 5.5). Pada laporan tahun terakhir ini, dua senyawa target telah berhasil
disintesis dan diuji aktivitasnya sebagai tabir surya dan antioksidan (senyawa 1 dan 2).
Luaran wajib pada penelitian ini telah berhasil dicapai dengan telah diterbitkannya
artikel penelitian dengan judul “Sintesis 4,4’-dihidroksi-3,3’-dimetoksidibenzilidenaseton
sebagai bahan aktif tabir surya dan antioksidan” pada Jurnal Kimia Mulawarman
(http://jurnal.kimia.fmipa.unmul.ac.id/index.php/JKM/index) yang merupakan jurnal yang
terindeks pada Crossref, Directory of Open Access Journals (DOAJ), Science and Technology
Index (SINTA), IPI, Google Scholar, dan Bielefeld Academic Search Engine (BASE). Artikel
ini menjelaskan mengenai sintesis, dan pengujian senyawa divanilidenaseton sebagai tabir
surya UVA dan antioksidan. Luaran tambahan berupa artikel pada jurnal Internasional tidak
terindeks direncanakan akan diselesaikan setelah proses laporan tahun terakhir berupa artikel
review mengenai sintesis dan fungsionalisasi senyawa dibenzilidenaseton.
Tabel 5.5. Rencana target capaian dan luaran yang dicapai dalam setahun
No
Jenis Luaran Luaran yang dicapai
Kategori Sub Kategori Target TS TS+1 TS+2
Wajib Tambahan
1 Artikel ilmiah dimuat di jurnal
Internasional tidak terindeks - Tidak ada - - Nasional terakreditasi - - published - - Nasional tidak terakreditasi - Tidak ada - -
2 Artikel ilmiah dimuat di prosiding
Internasional terindeks - - Tidak ada - - Nasional - - Tidak ada - -
3 Invited speaker dalam temu ilmiah
Internasional - - Tidak ada - - Nasional - - Tidak ada - -
4 Visiting Lecturer Internasional - - Tidak ada - -
5 Hak Kekayaan Intelektual (HKI)
Paten - - Tidak ada - - Paten sederhana - - Tidak ada - - Hak Cipta - - Tidak ada - - Merek dagang - - Tidak ada - - Rahasia dagang - - Tidak ada - - Desain Produk Industri - - Tidak ada - - Indikasi Geografis - - Tidak ada - - Perlindungan Varietas Tanaman - - Tidak ada - - Perlindungan Tofografi Sirkuit Terpadu
- - Tidak ada - -
6 Teknologi Tepat Guna - - Tidak ada - - 7 Model/Purwarupa/Desain/Karya seni/Rekaasa sosial - - Tidak ada - - 8 Buku Ajar (ISBN) - - Tidak ada - - 9 Tingkat Kesiapan Teknologi (TKT) - - 3 - -
25
6 BAB 6
KESIMPULAN DAN SARAN
6.1 Kesimpulan
Berdasarkan data-data dan pembahasan yang diuraikan pada bagian hasil dan
pembahasan sebagai jawaban dari hipotesis yang telah dibuat, dapat ditarik kesimpulan
sebagai berikut:
1. Senyawa divanilidenaseton (senyawa 1) telah berhasil disintesis dengan rendemen
sebesar 82,5% melalui reaksi kondensasi aldol menggunakan larutan HCl jenuh dalam
asam asetat glasial.
2. Senyawa divanilidenasetonil dipalmitat (senyawa 2) telah berhasil disintesis dengan
rendemen sebesar 91,6% melalui reaksi substitusi nukleofilik terkatalisis piridin.
3. Senyawa divanilidenaseton (senyawa 1) memiliki serapan pada daerah UVA I, UVA II,
dan sinar tampak dengan maks 390 nm dan ε 32.714 M-1cm-1. Parameter sun protection
factor (SPF 1,588), panjang gelombang kritis (c 393 nm), dan rasio UVA/UVB (rasio
rerata absorbansi 3,428; rasio total area 8,847) menunjukkan bahwa senyawa 1 memiliki
efek proteksi yang dominan pada daerah UVA.
4. Senyawa divanilidenasetonil dipalmitat (senyawa 2) memiliki serapan pada daerah UVB,
UVA I, dan UVA II dengan maks 345 nm dan ε 23.359 M-1cm-1. Parameter sun protection
factor (SPF 5,803), panjang gelombang kritis (c 372 nm), dan rasio UVA/UVB (rasio
rerata absorbansi 0,995; rasio total area 2,569) menunjukkan bahwa senyawa 2 memiliki
efek proteksi yang dominan pada daerah UVB dan UVA (tabir surya berspektrum lebar).
5. Senyawa 1 dan senyawa 2 memiliki fotostabilitas yang cukup rendah dimana masing-
masing mengalami penurunan serapan UV sebesar 19,4 dan 19,6%.
6. Uji antioksidan menggunakan metode penangkapan radikal DPPH menunjukkan bahwa
senyawa 1 memiliki aktivitas antioksidan yang sangat tinggi dengan IC50 20,09 mg/L.
Nilai ini hampir sebanding dengan aktivitas antioksidan asam askorbat dengan IC50 10,61
mg/L.
6.2 Saran
Penelitian ini masih memiliki beberapa kekurangan terkait metode sintesis senyawa,
metode pengujian dan tambahan pengujian untuk mengetahui kelayakan ketiga senyawa
sebagai tabir surya.
1. Sintesis senyawa 2 perlu dioptimasi lebih lanjut dengan menggunakan bahan baku dan
katalis yang lebih ramah lingkungan melalui pendekatan green chemistry.
26
2. Metode uji fotostabilitas pada senyawa 1-2 perlu distandarisasi lebih lanjut untuk
mendapatkan hasil yang konstan. Selain itu, perlu dilakukan uji fotostabilitas terhadap
senyawa-senyawa tabir surya yang telah digunakan secara komersil dengan kondisi yang
sama sebagai data pembanding.
3. Formulasi tabir surya menggunakan senyawa-senyawa hasil sintesis perlu dilakukan
untuk mengetahui aktivitas dan efektivitas senyawa 1-2 sebagai tabir surya dan
antioksidan topikal baik secara in vitro maupun in vivo.
4. Perlu dilakukan uji penetrasi kulit dan sitotoksisitas untuk mengetahui kelayakan
penggunaan senyawa 1-2 sebagai tabir surya dan antioksidan topikal.
27
7 DAFTAR PUSTAKA
Agrapidis-Paloympis, L. E., & Nash, R. A. (1987). The effect of solvents on the ultraviolet absorbance of sunscreens. Journal of the Society of Cosmetic Chemists, 221(8), 209–221.
Aher, R. B., Wanare, G., Kawathekar, N., Kumar, R. R., Kaushik, N. K., Sahal, D., & Chauhan, V. S. (2011). Dibenzylideneacetone analogues as novel Plasmodium falciparum inhibitors. Bioorganic and Medicinal Chemistry Letters, 21(10), 3034–3036. https://doi.org/10.1016/j.bmcl.2011.03.037
Anouar, E. H., Gierschner, J., Duroux, J. L., & Trouillas, P. (2012). UV/Visible spectra of natural polyphenols: A time-dependent density functional theory study. Food Chemistry, 131(1), 79–89. https://doi.org/10.1016/j.foodchem.2011.08.034
Bakowska, A., Kucharska, A. Z., & Oszmian, J. (2003). The effects of heating , UV irradiation , and storage on stability of the anthocyanin – polyphenol copigment complex. Food Chemistry, 81, 349–355.
Battie, C., Jitsukawa, S., Bernerd, F., Del Bino, S., Marionnet, C., & Verschoore, M. (2014). New insights in photoaging, UVA induced damage and skin types. Experimental
Dermatology, 23, 7–12. https://doi.org/10.1111/exd.12388 Birch-Machin, M. A., & Bowman, A. (2016). Oxidative stress and ageing. British Journal of
Dermatology, 175, 26–29. https://doi.org/10.1111/bjd.14906 Bosch, R., Philips, N., Suárez-Pérez, J., Juarranz, A., Devmurari, A., Chalensouk-Khaosaat,
J., & González, S. (2015). Mechanisms of Photoaging and Cutaneous Photocarcinogenesis, and Photoprotective Strategies with Phytochemicals. Antioxidants, 4(2), 248–268. https://doi.org/10.3390/antiox4020248
Briganti, S., & Picardo, M. (2003). Antioxidant activity, lipid peroxidation and skin diseases. What’s new. Journal of the European Academy of Dermatology and Venereology :
JEADV, 17(6), 663–669. https://doi.org/10.1046/j.1468-3083.2003.00751.x Caldwel, S. T., Bennett, C. J., Hartley, R. C., McPhail, D. B., & Duthle, G. G. (2009). US
7,601,754 B2. World Pat. Carola, C., Huber, S., & Buchholz, H. (2011). US 7,867,993 B2. Chaudhuri, R. K., Lascu, Z., Puccetti, G., Deshpande, A. a, & Paknikar, S. K. (2006). Design
of a photostabilizer having built-in antioxidant functionality and its utility in obtaining broad-spectrum sunscreen formulations. Photochemistry and Photobiology, 82(3), 823–828. https://doi.org/10.1562/2005-07-15-RA-612
Chawla, H. M., Pant, N., Kumar, S., Mrig, S., Srivastava, B., Kumar, N., & Black, D. S. (2011). Synthesis and evaluation of novel tetrapropoxycalix[4]arene enones and cinnamates for protection from ultraviolet radiation. Journal of Photochemistry and
Photobiology B: Biology, 105(1), 25–33. https://doi.org/10.1016/j.jphotobiol.2011.06.007
Chen, L., Hu, J. Y., & Wang, S. Q. (2012). The role of antioxidants in photoprotection: A critical review. Journal of the American Academy of Dermatology, 67(5), 1013–1024. https://doi.org/10.1016/j.jaad.2012.02.009
Dahle, J., & Kvam, E. (2003). Induction of delayed mutations and chromosomal instability in fibroblasts after UVA-, UVB-, and X-radiation. Cancer Research, 63(7), 1464–1469.
Damiani, E., Astolfi, P., Cionna, L., Ippoliti, F., & Greci, L. (2006). Synthesis and application of a novel sunscreen-antioxidant. Free Radical Research, 40(5), 485–494. https://doi.org/10.1080/10715760600590065
Danihelová, M., Viskupičová, J., & Šturdík, E. (2012). Lipophilization of flavonoids for their food, therapeutic and cosmetic applications. Acta Chimica Slovaca, 5(1), 59–69. https://doi.org/10.2478/v10188-012-0010-6
Darr, D., Dunston, S., Faust, H., & Pinnell, S. (1996). Effectiveness of antioxidants (Vitamin C and E) with and without sunscreen as topical photoprotectants. Acta Derm. Venereol
28
(Stockh), 76, 264–268. Dayan, N. (2005). Pathways for skin penetration. Cosmetics & Toiletries, 120(6), 67–76. De Araújo, M. E. M. B., Franco, Y. E. M., Messias, M. C. F., Longato, G. B., Pamphile, J. A.,
& Carvalho, P. D. O. (2017). Biocatalytic synthesis of flavonoid esters by lipases and their biological benefits. Planta Medica, 83(1–2), 7–22. https://doi.org/10.1055/s-0042-118883
Diffey, B. L. (1994). A method for broad spectrum classification of sunscreens. International
Journal of Cosmetic Science, 16, 47–52. https://doi.org/10.1111/j.1467-2494.1994.tb00082.x
Du, Z. Y., Bao, Y. D., Liu, Z., Qiao, W., Ma, L., Huang, Z. S., … Chan, A. S. C. (2006). Curcumin analogs as potent aldose reductase inhibitors. Archiv Der Pharmazie, 339(3), 123–128. https://doi.org/10.1002/ardp.200500205
Du, Z. Y., Liu, R. R., Shao, W. Y., Mao, X. P., Ma, L., Gu, L. Q., … Chan, A. S. C. (2006). α-Glucosidase inhibition of natural curcuminoids and curcumin analogs. European
Journal of Medicinal Chemistry, 41(2), 213–218. https://doi.org/10.1016/j.ejmech.2005.10.012
Dutra, E. A., Oliveira, D. A. G. da C. e, Kedor-, E. R. M., Hackmann, & Santoro, M. I. R. M. (2004). Determination of sun protection factor (SPF) of sunscreens by ultraviolet spectrophotometry. Revista Brasileira de Ciências Farmacêuticas, 40(3), 381–385. https://doi.org/10.1590/S1516-93322004000300014
Fisher, G. J., Kang, S., Varani, J., Bata-Csorgo, Z., Wan, Y., Datta, S., & Voorhees, J. J. (2002). Mechanisms of photoaging and chronological skin aging. Archives of
Dermatology, 138(11), 1462–1470. https://doi.org/10.1001/archderm.138.11.1462 Franco, L. L., de Almeida, M. V., e Silva, L. F. R., Vieira, P. P. R., Pohlit, A. M., & Valle, M.
S. (2012). Synthesis and antimalarial activity of dihydroperoxides and tetraoxanes conjugated with bis(benzyl)acetone derivatives. Chemical Biology and Drug Design, 79(5), 790–797. https://doi.org/10.1111/j.1747-0285.2012.01345.x
Godic, A., Poljšak, B., Adamic, M., & Dahmane, R. (2014). The role of antioxidants in skin cancer prevention and treatment. Oxidative Medicine and Cellular Longevity, 2014, 860479. https://doi.org/10.1155/2014/860479
Handayani, S., Matsjeh, S., Anwar, C. and Atun, S. (2010). Synthesis and activity test as antioxidant of two hydroxydibenzalacetones. In Pure and Applied Chemistry
international Conference 2010 Proceedings (pp. 686–688). Ubon Ratchathani. Handayani, S. (2009). Synthesis and activity test of two asymmetric dibenzalacetones as
potential sunscreen material. In L. Kai (Ed.), Chemical, Biological, and Environmental
Engineering: Proceedings of the International Conference on CBEE 2009 (pp. 119–122). Singapore: World Scientific. https://doi.org/10.1142/9789814295048_0024
Handayani, S., & Arty, I. S. (2009). Synthesis and activity test of some compounds 1,5-diphenyl-1,4-pentadiene-3-one as potensial sunsreen material. In International Seminar
on Science and Tecnology (pp. 24–26). Yogyakarta. Handayani, S., & Indyah Sulistyo, A. (2008). Synthesis of hydroxyl radical scavengers from
benzalacetone and its derivatives. Journal of Physical Science, 19(2), 61–68. Retrieved from http://web.usm.my/jps/19-2-08/article 19-2-7.pdf
Hosoya, T., Nakata, A., Yamasaki, F., Abas, F., Shaari, K., Lajis, N. H., & Morita, H. (2012). Curcumin-like diarylpentanoid analogues as melanogenesis inhibitors. Journal of
Natural Medicines, 66(1), 166–176. https://doi.org/10.1007/s11418-011-0568-0 Hu, G. X., Liang, G., Chu, Y., Li, X., Lian, Q. Q., Lin, H., … Ge, R. S. (2010). Curcumin
derivatives inhibit testicular 17β-hydroxysteroid dehydrogenase 3. Bioorganic and
Medicinal Chemistry Letters, 20(8), 2549–2551. https://doi.org/10.1016/j.bmcl.2010.02.089
29
Huck, L. A., & Leigh, W. J. (2010). A better sunscreen: structural effects on spectral properties. Journal of Chemical Education, 87(12), 1384–1387. https://doi.org/10.1021/ed1004867
Jansen, R., Osterwalder, U., Wang, S. Q., Burnett, M., & Lim, H. W. (2013). Photoprotection Part II. Sunsscreen: Development, efficacy, and controversies. Journal of the American
Academy of Dermatology, 69(6), 867.e1-867.e14. https://doi.org/10.1016/j.jaad.2013.08.022
Jiang, Y., Rabbi, M., Kim, M., Ke, C., Lee, W., Clark, R. L., … Marszalek, P. E. (2009). UVA generates pyrimidine dimers in DNA directly. Biophysical Journal, 96(3), 1151–1158. https://doi.org/10.1016/j.bpj.2008.10.030
Kammeyer, A., & Luiten, R. M. (2015). Oxidation events and skin aging. Ageing Research
Reviews, 21, 16–29. https://doi.org/10.1016/j.arr.2015.01.001 Kohli, I., Chaowattanapanit, S., Mohammad, T. F., Nicholson, C. L., Fatima, S., Jacobsen, G.,
… Hamzavi, I. H. (2018). Synergistic effects of long-wavelength ultraviolet A1 and visible light on pigmentation and erythema. British Journal of Dermatology, 178(5), 1173–1180. https://doi.org/10.1111/bjd.15940
Lahsasni, S. A., Korbi, F. H. Al, & Aljaber, N. A.-A. (2014). Synthesis, characterization and evaluation of antioxidant activities of some novel chalcones analogues. Chemistry
Central Journal, 8(32), 1–10. https://doi.org/10.1186/1752-153X-8-32 Leopoldini, M., Marino, T., Russo, N., & Toscano, M. (2004). Antioxidant properties of
phenolic compounds : H-atom versus electron transfer mechanism. Journal of Physical
Chemistry A, 108(22), 4916–4922. https://doi.org/10.1021/jp037247d Liang, G., Yang, S., Jiang, L., Zhao, Y., Shao, L., Xiao, J., … Li, X. (2008). Synthesis and
anti-bacterial properties of mono-carbonyl analogues of curcumin. Chemical &
Pharmaceutical Bulletin, 56(2), 162–167. https://doi.org/10.1248/cpb.56.162 Matsui, M. S., Hsia, A., Miller, J. D., Hanneman, K., Scull, H., Cooper, K. D., & Baron, E.
(2009). Non-sunscreen photoprotection: Antioxidants add value to a sunscreen. Journal
of Investigative Dermatology Symposium Proceedings, 14(1), 56–59. https://doi.org/10.1038/jidsymp.2009.14
Molyneux, P. (2004). The use of the stable free radical diphenylpicryl- hydrazyl (DPPH) for estimating antioxidant activity. Songklanakarin Journal of Science and Technology, 26(June 2003), 211–219. https://doi.org/10.1287/isre.6.2.144
Morabito, K., Shapley, N. C., Steeley, K. G., & Tripathi, A. (2011). Review of sunscreen and the emergence of non-conventional absorbers and their applications in ultraviolet protection. International Journal of Cosmetic Science, 33(5), 385–390. https://doi.org/10.1111/j.1468-2494.2011.00654.x
Moyal, D. (2004). Prevention of ultraviolet-induced skin pigmentation. Photodermatology
Photoimmunology and Photomedicine, 20(5), 243–247. https://doi.org/10.1111/j.1600-0781.2004.00111.x
Munin, A., & Edwards-Lévy, F. (2011). Encapsulation of natural polyphenolic compounds; a
review. Pharmaceutics (Vol. 3). https://doi.org/10.3390/pharmaceutics3040793 Najafi, M. (2014). On the antioxidant activity of the ortho and meta substituted daidzein
derivatives in the gas phase and solvent environment. Journal of the Mexican Chemical
Society, 58(1), 36–45. Narayanan, D. L., Saladi, R. N., & Fox, J. L. (2010). Ultraviolet radiation and skin cancer.
International Journal of Dermatology, 49(9), 978–986. https://doi.org/10.1111/j.1365-4632.2010.04474.x
Nielsen, A. T., & Houlihan, W. J. (2011). The aldol condensation. Organic Reactions, 16, 1–438. https://doi.org/10.1002/0471264180.or016.01
Nishida, J., & Kawabata, J. (2006). DPPH radical scavenging reaction of hydroxy- and
30
methoxychalcones. Bioscience, Biotechnology, and Biochemistry, 70(1), 193–202. https://doi.org/10.1271/bbb.70.193
Ohkatsu, Y., & Nishiyama, T. (1998). Phenolic Antioxidants-Effect of o-Alkyl Substituents. Sekiyu Gakkaishi, 41(4), 251–257.
Ohkatsu, Y., & Nishiyama, T. (2000). Phenolic antioxidants-effect of ortho-substituents. Polymer Degradation and Stability, 67(June 1999), 313–318. https://doi.org/10.1016/S0141-3910(99)00132-9
Oresajo, C., Pillai, S., Manco, M., Yatskayer, M., & McDaniel, D. (2012). Antioxidants and the skin: understanding formulation and efficacy. Dermatologic Therapy, 25, 252–9. https://doi.org/10.1111/j.1529-8019.2012.01505.x
Osterwalder, U., & Herzog, B. (2010). The long way towards the ideal sunscreen - Where we stand and what still needs to be done. Photochemical and Photobiological Sciences, 9(4), 470–481. https://doi.org/10.1039/b9pp00178f
Parrish, J. A., Jaenicke, K. F., & Anderson, R. R. (1982). Erythema and melanogenesis action spectra of normal human skin. Photochemistry and Photobiology, 36(2), 187–191. https://doi.org/10.1111/j.1751-1097.1982.tb04362.x
Pfeifer, G. P., & Besaratinia, A. (2012). UV wavelength-dependent DNA damage and human non-melanoma and melanoma skin cancer. Photochemical and Photobiological Sciences, 11(1), 90–97. https://doi.org/10.1039/c1pp05144j
Qian, Y., Qiu, X., & Zhu, S. (2015). Lignin: A nature-inspired sun blocker for broadspectrum Sunscreens. Green Chemistry, 17(1), 320–324. https://doi.org/10.1039/c4gc01333f
Rao, G. N., Janardhana, C., Ramanathan, V., Rajesh, T., & Kumar, P. H. (2006). Photochemical dimerization of dibenzylideneacetone. A convenient exercise in [2+2] cycloaddition using chemical ionization mass spectrometry. Journal of Chemical
Education, 83(11), 1667. https://doi.org/10.1021/ed083p1667 Reis, J. S., Corrêa, M. A., Chung, M. C., & Dos Santos, J. L. (2014). Synthesis, antioxidant
and photoprotection activities of hybrid derivatives useful to prevent skin cancer. Bioorganic and Medicinal Chemistry, 22(9), 2733–2738. https://doi.org/10.1016/j.bmc.2014.03.017
Sayre, R. M., Agin, P. P., Le Vee, G. J., & Marlowe, E. (1979). A Comparison of in vivo and in vitro testing of sunscreening formulas. Photochemistry and Photobiology, 29, 559–566. https://doi.org/10.1111/j.1751-1097.1979.tb07090.x
Schwarzer, A., & Weber, E. (2014). Photochemical dimerization of a fluorinated dibenzylideneacetone in chloroform solution. Acta Crystallographica Section C:
Structural Chemistry, 70(2), 202–206. https://doi.org/10.1107/S2053229613034232 Sedighi, V., Azerang, P., & Sardari, S. (2015). Antimycobacterial evaluation of novel [4,5-
dihydro-1H-pyrazole-1-carbonyl]pyridine derivatives synthesized by microwave-mediated Michael addition. Drug Testing and Analysis, 7(6), 550–554. https://doi.org/10.1002/dta.1712
Shaath, N. A. (2005). The chemistry of ultraviolet filters. In N. A. Shaath (Ed.), Sunscreens:
Regulations and commercial development (third, pp. 217–238). Boca raton: Tailor & Francis Group.
Shang, Y. J., Jin, X. L., Shang, X. L., Tang, J. J., Liu, G. Y., Dai, F., … Zhou, B. (2010). Antioxidant capacity of curcumin-directed analogues: Structure-activity relationship and influence of microenvironment. Food Chemistry, 119(4), 1435–1442. https://doi.org/10.1016/j.foodchem.2009.09.024
Shin, D., Song, D., Jung, K., & Moon, J. (2001). Photochemical transformation of chalcone derivatives. Journal of Photoscience, 8, 9–12.
Shindo, Y., Horie, K., & Mita, I. (1984). Photoisomerization of ethyl cinnamate in dilute solutions. Journal of Photochemistry, 26(2–3), 185–192. https://doi.org/10.1016/0047-
31
2670(84)80037-4 Sklar, L. R., Almutawa, F., Lim, H. W., & Hamzavi, I. (2013). Effects of ultraviolet radiation,
visible light, and infrared radiation on erythema and pigmentation: A review. Photochemical and Photobiological Sciences, 12(1), 54–64. https://doi.org/10.1039/c2pp25152c
Song, D. M., Jung, K. H., Moon, J. H., & Shin, D. M. (2003). Photochemistry of chalcone and the application of chalcone-derivatives in photo-alignment layer of liquid crystal display. Optical Materials, 21(1–3), 667–671. https://doi.org/10.1016/S0925-3467(02)00220-3
Svobodová, A., Psotová, J., & Walterová, D. (2003). Natural phenolics in the prevention of UV-induced skin damage. A review. Biomedical Papers of the Medical Faculty of the
University Palacký, Olomouc, Czechoslovakia, 147(2), 137–145. https://doi.org/10.5507/bp.2003.019
Todorova, I. T., Batovska, D. I., Stamboliyska, B. A., & Parushev, S. P. (2011). Evaluation of the radical scavenging activity of a series of synthetic hydroxychalcones towards the DPPH radical. Journal of the Serbian Chemical Society, 76(4), 491–497. https://doi.org/10.2298/JSC100517043T
Tolbert, S. H., McFadden, P. D., & Loy, D. A. (2016). New hybrid organic/inorganic polysilsesquioxane-silica particles as sunscreens. ACS Applied Materials and Interfaces, 8(5), 3160–3174. https://doi.org/10.1021/acsami.5b10472
Velasco, M. V. R., Sarruf, F. D., Salgado-Santos, I. M. N., Haroutiounian-Filho, C. A., Kaneko, T. M., & Baby, A. R. (2008). Broad spectrum bioactive sunscreens. International Journal of Pharmaceutics, 363(1–2), 50–57. https://doi.org/10.1016/j.ijpharm.2008.06.031
Volf, I., Ignat, I., Neamtu, M., & Popa, V. I. (2014). Thermal stability, antioxidant activity, and photo-oxidation of natural polyphenols. Chemical Papers, 68(1), 121–129. https://doi.org/10.2478/s11696-013-0417-6
Wang, Y., Xiao, J., Zhou, H., Yang, S., Wu, X., Jiang, C., … Liang, G. (2011). A novel monocarbonyl analogue of curcumin, (1E,4E)-1,5-bis(2,3-dimethoxyphenyl)penta-1,4-dien-3-one, induced cancer cell H460 apoptosis via activation of endoplasmic reticulum stress signaling pathway. Journal of Medicinal Chemistry, 54(11), 3768–3778. https://doi.org/10.1021/jm200017g
Wei, X., Du, Z. Y., Zheng, X., Cui, X. X., Conney, A. H., & Zhang, K. (2012). Synthesis and evaluation of curcumin-related compounds for anticancer activity. European Journal of
Medicinal Chemistry, 53, 235–245. https://doi.org/10.1016/j.ejmech.2012.04.005 Wirth, C., Buchholz, H., & Carola, C. (2008). US 2008/0199414A1. Wu, Y., Matsui, M. S., Chen, J. Z. S., Jin, X., Shu, C. M., Jin, G. Y., … Li, Y. H. (2011).
Antioxidants add protection to a broad-spectrum sunscreen. Clinical and Experimental
Dermatology, 36(2), 178–187. https://doi.org/10.1111/j.1365-2230.2010.03916.x Xie, J., & Schaich, K. M. (2014). Re-evaluation of the 2,2-diphenyl-1-picrylhydrazyl free
radical (DPPH) assay for antioxidant activity. Journal of Agricultural and Food
Chemistry, 62(19), 4251–4260. https://doi.org/10.1021/jf500180u Yutani, R., Kikuchi, T., Teraoka, R., & Kitagawa, S. (2014). Efficient delivery and
distribution in skin of chlorogenic acid and resveratrol induced by microemulsion using sucrose laurate. Chemical and Pharmaceutical Bulletin, 62(3), 274–280. https://doi.org/10.1248/cpb.c13-00820
32
8 LAMPIRAN 1. Instrumen
1. NMR, JEOL ECA 500 (1H (500 MHz) dan
13C (125 MHz)) (Institut Teknologi
Bandung)
2. FTIR, Bruker Alpha II (Universitas Esa Unggul)
33
3. Spektrofotometer UV-Vis, Jasco V-730 (Universitas Esa Unggul)
34
9 LAMPIRAN 2. Tenaga Pelaksana Penelitian
No
Nama
dengan
Gelar
Jenis
Kelamin Instansi Keahlian
Alokasi Waktu
(jam/minggu)
Tugas dalam
Penelitian
1. Harizal, S. Pd., M.Sc
Pria FIKES UEU
Kimia Organik Sintesis
20 Koordinator peneliti, penanggung jawab, dan pelaksana kegiatan sintesis senyawa dan karakterisasinya
2. Ariyo Prabowo Hidayanto, S.T., M.Si
Pria FIKES UEU
Bioproses 20 Penanggung jawab kegiatan analisis uji tabir surya dan antioksidan senyawa