PENENTUAN STRUKTUR FLAVONOID

 

Flavonoid adalah senyawa fenol alam yang terdapat dalam hampir semua tumbuhan.  Di dalam tumbuhan flavonoid biasanya berikatan dengan gula sebagai glikosida. Molekul yang berikatan dengan gula tadi disebut aglikon. Aglikon flavonoid terdapat dalam berbagai bentuk struktur,semuanya mengandung kerangka dasar dengan 15 atom karbon, dimana dua cincin benzen (C_6­) terikat pada satu rantai propan (C₃) sehingga membentuk suatu susunan (C₆-C₃-C₆) dengan struktur 1,3-diarilpropan. Senyawa-senyawa flavonoid terdiri dari beberapa jenis, bergantung pada tingkat oksidasi rantai propan dari sistem 1,3-diarilpropan. 

Dari struktur diatas dapat diketahui bahwa flavonoid terdiri dari ikatan-ikatan sebagai berikut:
Ikatan rangkap karbon – karbon C=C (aromatik)
Ikatan rangkap karbon – oksigen C=O (keton)
Ikatan tunggal karbon – oksigen C–O (eter)
Ikatan tunggal karbon –  hidrogen C – H (aromatik)
Ikatan tunggal oksigen – hidrogen O – H (fenol)
Dari ikatan-ikatan yang terdapat pada struktur flavonoid dapat diketahui kekhasan signal dan intensitas serapan pada spektrum IR:
Ikatan rangkap karbon – karbon C=C : mempunyai penyerapan cahaya pada daerah serapan  1500 – 1600 cm^-1 dengan intensitas serapan sedang dan tajam.
Ikatan rangkap karbon – oksigen C=O : merupakan salah satu penyerapan yang sangat berguna, yang bisa ditemukan pada daerah sekitar 1705 – 1725  cm^-1 dengan intensitas serapan kuat dan tajam.
Ikatan tunggal karbon – oksigen C–O : mempunyai penyerapan dalam ‘daerah sidik jari’, yang yang bisa ditemukan pada daerah sekitar antara 1000 – 1300cm^-1,dengan intensitas serapan lemah dan melebar.
Ikatan tunggal karbon –  hidrogen C – H  : mempunyai penyerapan cahaya yang terjadi pada daerah serapan 3050-3150 cm^-1, dengan intensitas serapan lemah dan tajam akibat rentangan C – H aromatik.
Ikatan tunggal oksigen – hidrogen O – H : menyerap sinar yang berbeda-beda, tergantung pada kondisi lingkungannya. Ikatan O – H ini akan sangat mudah dikenali dalam sebuah asam karena akan menghasilkan intensitas serapan lebar atau lembah yang sangat luas pada daerah sekitar 3200-3500 cm^-1.

Senyawa flavonoid mempunyai struktur C6 – C3 – C6. Salah satu contoh flavonoid adalah Quercetin.

Dari struktur di atas maka dapat diketahui semua ikatan yang ada dalam quercetin. Yaitu: O – H, C – O, C = C, C – C, C = O, C – H.

Spektrum IR Kuersetin

Spektrum IR senyawa hasil isolasi memberikan informasi adanya puncak serapan gugus hidroksil pada bilangan gelombang 3369 cm. Gugus hidroksil ini merupakan regang -OH terikat (dapat berikatan hidrogen), OH terikat terlihat pada bilangan gelombang 3450-3200 cm yang membentuk pita lebar dengan intensitas yang kuat. Adanya gugus hidroksil ini juga diperkuat dengan munculnya ulur -C-O- pada daerah 1272-1143 cm. Pita serapan pada bilangan gelombang 2956 cm menunjukkan adanya regang C-H alifatik dan diperkuat dengan munculnya serapan pada 1498-1359 cm menunjukkan adanya ulur C-H. Adanya regang -C=O karbonil ditunjukkan oleh serapan pada bilangan gelombang 1658 cm. Pita serapan pada bilangan gelombang 1606 cm1 menunjukkan adanya regang -C=C-. Pita serapan pada bilangan gelombang 1574 cm mengindikasikan bahwa senyawa hasil isolasi merupakan senyawa aromatik, diperkuat dengan munculnya serapan pada bilangan gelombang 821 cm, mengindikasikan adanya dua H yang bertetangga dalam cincin aromatik.

Quercetin dengan IR

Identikasi senyawa hasil isolasi Flavonoid Kuersetin dari Tumbuhan Benalu Teh (Scurullaatropurpureea BL. Dans) dengan teknik spektroskopi

 Flavonoid dari ekstrak metanol tumbuhan benalu teh. Tahap awal isolasi senyawa avonoid dari tumbuhan benalu teh dilakukan dengan metode maserasi meng-gunakan pelarut metanol. Pemisahan dan pemurnian senyawa dilakukan dengan teknik kromatografi kolom vakum dan kromatografi  kolom gravitasi. Penentuan kemurnian senyawa hasil isolasi dilakukan dengan kromatografri lapis tipis dan penentuan titik leleh. Identifikasi senyawa hasil isolasi dilakukan dengan spektrofotometer ultraviolet dan spektrofotometer inframerah.
Prosedur Penelitian
Ekstraksi dan isolasi. Benalu teh dikumpulkan dari perkebunan teh Pagar Alam Sumatera Selatan.
Sampel dikeringanginkan kemudian dihaluskan hingga menjadi serbuk kering. Bubuk kering benalu teh sebanyak 1 kg dimaserasi dengan metanol sebanyak 3 2; 5 liter. Maserat dipekatkan dengan rotary evaporator hingga diperoleh ekstrak kental metanol sebanyak 20 g.
Uji kemurnian dan identifikasi senyawa hasil isolasi
 

Kemurnian senyawa hasil isolasi diuji dengan KLT dan uji titik leleh. Senyawa hasil isolasi
dikatakan murni jika memperlihatkan satu noda pada pola KLT dengan berbagai variasi campuran eluen dan memperlihatkan range titik leleh yang sempit (< 2 C). Senyawa murni dikarakterisasi dengan spektrofotometer UV, spektrofotometer Inframerah, untuk mengidentifikasi struktur senyawa
avonoid hasil isolasi.
Fraksi E4;2;2 (F1) membentuk kristal dan memperlihatkan pola noda utama. Uji kemurnian dilakukan dengan kromatogra lapis tipis (KLT) menggunakan eluen yang berbeda yaitu mtc: aseton: metanol (6,5:3,5: 0,5), mtc: aseton (2: 8) dan mtc: metanol (8,5:1,5), masing-masing mempunyai harga Rf 0,5. 0,7 dan 0,5 (Tabel 1). Hasil KLT menunjukkan noda tunggal pada lampu UV dan berwarna kuning setelah diberi pereaksi penampak noda serium sulfat pada plat KLT (Gambar 1). 

Tabel 1: Data KLT senyawa hasil isolasi (F1) dengan berbagai eluen
       MTC Aseton Metanol Rf KLT

6 3,5 0,5 0,5 A
                2 8 0 0,7      B
                8,5 0 1,5 0,5 C
Uji kemurnian kristal F1 hasil isolasi dengan berbagai eluen menunjukkan noda tunggal, sehingga diduga 14408-34 kristal sudah murni. Pengukuran titik leleh kristal senyawa hasil isolasi memberikan nilai 177-179 C.Hasil ini lebih memperkuat dugaan bahwa kristal sudah murni. Hasil uji tokimia yang dilakukan terhadap senyawa hasil isolasi dengan logam Mg dan HCl memperlihatkan warna merah. Hal ini mengindikasikan bahwa senyawa hasil isolasi tersebut adalah senyawa golongan  avonoid. Identifikasi senyawa hasil isolasi dengan teknik spektroskopi :

Senyawa hasil isolasi (16 mg) berupa serbuk kuning. T.L. 177-179_C memberikan serapan UV _max (log ") pada pita I 348 nm dan pita II 255 nm. Spektrum UV senyawa hasil isolasi (F1) dalam pelarut
metanol menunjukkan serapan maksimal pita I pada panjang gelombang 348 nm yang berasal dari cincin B yang terkonjugasi dengan gugus karbonil menbentuk sistem sinamoil. Pada pita II serapan maksima muncul pada panjang gelombang 255 nm yang berasal dari konjugasi sistem benzoil pada cincin A[4]. Ini termasuk dalam jarak panjang maksimum avonol dengan 3-OH tersubstitusi. Keterangan diatas menunjukkan bahwa senyawa hasil isolasi F1 adalah avonoid kelompok avonol. Penambahan NaOH pada senyawa hasil isolasi menyebabkan terjadinya pergeseran batokromik sebesar 39 nm (pita I) dengan kekuatan serapan yang meningkat yang menunjukkan adanya 4'-OH , serta terbentuknya pita baru pada 338 nm menunjukkan adanya gugus 7-OH. Penambahan pereaksi geser NaOAc menyebabkan pergeseran batokromik 16 nm pada pita II menunjukkan gugus 7-OH. Dan setelah penambahan NaOAc+asam borat menyebabkan pergeseran pada pita 1 kearah batokromik sebesar 20 nm menunjukkan gugus orto-diOH pada cincin B karena pada gugus ini terbentuk kompleks dengan asam borat. Penambahan pereaksi geser AlCl3 digunakan untuk menunjukkan terbentuknya kompleks tak tahan asam dengan gugus orto dihidroksil,terjadi pergeseran.
Berdasarkan analisa data spektrum UV diduga senyawa F1 adalah golongan avonoid yang tersubstitusi 3,3',4',5 dan 7. Pengukuran serapan senyawa hasil isolasi (F1) dengan spektroskopi IR menunjukkan serapan karakteristik pada bilangan gelombang.
Spektrum IR senyawa hasil isolasi memberikan informasi adanya puncak serapan gugus hidroksil pada bilangan gelombang 3369 cm. Gugus hidroksil ini merupakan regang -OH terikat (dapat berikatan hidrogen), OH terikat terlihat pada bilangan gelombang 3450-3200 cm yang membentuk pita lebar dengan intensitas yang kuat. Adanya gugus hidroksil ini juga diperkuat dengan munculnya ulur -C-O- pada berbagai eluen
_max
Pita    MeOH     NaOH     NaOAc     NaOAc+ AlCl3     AlCl3      As.Boraks +HCl
I            348           387         352               368                   421             399
II          255           338          340               260                  340              270
III         204           271           263              203                  274              204

daerah 1272-1143 cm. Pita serapan pada bilangan gelombang 2956 cm menunjukkan adanya regang C-H alifatik dan diperkuat dengan munculnya serapan pada 1498-1359 cm menunjukkan adanya ulur C-H. Adanya regang -C=O karbonil ditunjukkan oleh serapan pada bilangan gelombang 1658 cm. Pita serapan pada bilangan gelombang 1606 cm menunjukkan adanya regang -C=C-. Pita serapan pada bilangan gelombang 1574 cm mengindikasikan bahwa senyawa hasil isolasi merupakan senyawa aromatik, diperkuat dengan munculnya serapan pada bilangan gelombang 821 cm mengindikasikan adanya dua H yang bertetangga dalam cincin aromatik.

Tabel 3: Karakteristik gugus-gugus dari spektrum IR
senyawa hasi isolasi F1 (k adalah bilangan gelombang)

k (cm)            Pita         Intensitas     Gugus Dugaan    
3369             Lebar           Kuat           Regang O-H
2956             Tajam         Sedang         Regang C-H alifatik
1658              Tajam         Kuat            Regang C=O
1606              Tajam         Kuat            Regang C=C
1574              Tajam         Sedang         Regang C=C Ar
1498-1359     Tajam         Sedang         Ulur C-H
1272-1143     Tajam         Sedang         Ulur C-O
821                 Tajam         Sedang         Ulur C=C-H Ar

Berdasarkan spektrum UV dan IR diduga bahwa senyawa hasil isolasi (F1) merupakan senyawa golongan avonoid yang tersubstitusi oleh gugus alifatik dan gugus karbonil dengan usulan struktur sebagaimana Gambar




Kesimpulan

Sebanyak 16 mg serbuk kuning dengan titik leleh 177-179 C telah berhasil diisolasi dari 20 g ekstrak
kental metanol tumbuhan benalu teh (Scurulla at- ropurpurea. BL. Dans). Berdasarkan analisa spek- troskopi dan uji tokimia diduga senyawa hasil isolasi adalah 3,3',4',5,7-pentahidroksi
avon (Kuersetin) dengan struktur gambar di bawah ini : . 

 

Struktur 3, 3', 4', 5, 7 – pentahidroksi  Flavon (quersetin)

Permasalahan :

  

 

1. Penambahan NaOH pada senyawa hasil isolasi menyebabkan terjadinya pergeseran batokromik sebesar 39 nm (pita I) dengan kekuatan serapan yang meningkat yang menunjukkan adanya 4'-OH , serta terbentuknya pita baru pada 338 nm menunjukkan adanya gugus 7-OH. Penambahan pereaksi geser NaOAc menyebabkan pergeseran batokromik 16 nm pada pita II menunjukkan gugus 7-OH. Dan setelah penambahan NaOAc+asam borat menyebabkan pergeseran pada pita 1 kearah batokromik sebesar 20 nm menunjukkan gugus orto-diOH pada cincin B. dari uraian diatas, yang jadi masalah saya, apakah keterkaitan atau hubungan antara penambahan suatu reaksi yang dapat mempengaruhi  atau menyebabkan terjadinya pergeseran suatu serapan? dan bagaimana pergeseran tersebut dapat menunjukkan adanya gugus-gugus yang berbeda-beda seperti gugus 4-OH, Orto-diOH? 

 

2.  Pada 1498-1359 cm menunjukkan adanya ulur C-H, Pita serapan pada bilangan gelombang 1606 cm1 menunjukkan adanya regang -C=C, darimana kita bisa mengetahui adanya ulur atau adanya regang dalam penentuan struktur flavonoid dgn spektrum IR?