Prinsip-prinsip dalam Sintesis Senyawa Organik (Bagian 2)

 

(sintesis senyawa 2-hidroksikalkon)

      Baiklah teman teman, kali ini pada blog saya akan melanjutkan materi sebelumnya yaitu mengenai prinsip prinsip dalam sintesis senyawa organik. Pada kali ini saya akan lebih menjelaskan mengenai retrosinteis. Apa itu retrosintesis? Retrosintesis adalah salah satu teknik analisis dalam mensintesis suatu senyawa organik dimana teknik ini melakukan sebuah transformasi terhadap senyawa kompleks untuk menjadikannya senyawa yang lebih sederhana. Pada retrosintesis ini molekul target (MT) akan mengalami pembelahan dan akan menghasilkan materi pemula yang akan digunakan untuk proses sintesis melalui tahapan pemutusan ikatan (diskoneksi) dan perubahan suatu gugus fungsi atau interkonversi gugus fungsi (IGF).  

Diskoneksi adalah pemotongan pemotongan ikatan kimia suatu molekul target sehingga didapatkan suatu material pemula yang diinginkan. Berikut adalah mekanisme dari diskoneksi.

 

Dalam gambar tersebut dapat kita lihat bahwasannya dalam melakukan diskoneksi harus ada ikatan yang lemah. Ikatan lemah terdapat di bagian molekul yang kekurang elektron dan kelebihan elektron. dalam mengenal adanya gugus fungsi tersebut perlu sekali untuk mempertimbangkan suatu gugus fungsinya. Karena, beberapa gugus fungsi dapat mempengaruhi diskoneksinya sehingga harus di interkonversi terlebih dahulu untuk di diskoneksikan sehingga baru mendapatkan materi pemula yang diinginkan. Gugus fungsi yang dapat mempengaruhi suatu diskoneksi seperti amina, alkohol (hidroksil), karbonil (aldehid, keton), karboksilat, halida, nitro, sulfonil, alkil, dan aril. Selain itu, turunan gugus fungsi seperti amida, imina, eter, dan ester juga mempengaruhi. Oleh karena itu perlu dilakukan tahap interkonversi gugus fungsi agar diperoleh material pemula yang diinginkan.

Dalam menggunakan pendekatan diskoneksi ini ada beberapa hal yang harus kita ketahui, diantaranya yaitu :

1.     Mengenal gugus fungsional dan molekul target yang akan di diskoneksi

2.  Melakukan diskoneksi dengan metode yang berhubungan dengan reaksi reaksi yang mungkin.

3.   Memastikan bahwa reagen pereaksi hasil pemutusan (sinton) tersedia sebagai material pemula.

4.      Membuat rencana berdasarkan analisis materi pemula dan kondisi sintesis

5.      Bila tidak berhasil dalam sintesis maka dilakukan pengkajian ulang analisis.

Pada kesempatan kali ini saya mengambil salah satu senyawa bahan alam dari golongan flavonoid yang menggunakan analisis retrosintesis ini. Adapun senyawa yang saya ambil adalah 2-hidroksikalkon, dimana senyawa ini adalah derivate dari kalkon yang termasuk dalam golongan flavanoid.

Dalam mensintesis senyawa 2-hidroksikalkon kita harus melewati tahap analisis retrosintesis terlebih dahulu. Setelah kita mendapatkan materi pemula dari hasil diskoneksi dalam tahapan ini, barulah materi pemula itu dapat kita sintesis dengan katalis tertentu sehingga dapat mendapatkan senyawa yang diinginkan. Berikut adalah tahap analisis retrosintesis dari senyawa 2-hidroksikalkon.

Analisis Retrosintesis senyawa 2-hidroksikalkon  

Pada gambar dapat kita lihat yaitu senyawa 2 hidroksikalkon mengalami diskoneksi (pemutusan ikatan). Dari pemutusan ikatan ini, didapatkan lah synthon 1 dan synthon 2. Synthon 1 karbanion dan synthon 2 karbokation.

Dari synthon synthon yang telah didapat, didapatkan lah materi pemula untuk melanjutkan proses sintesis. Hasil dari diskoneksi ini adalah O-hidroksiasetofenon dan benzaldehid. Setelah di dapat material pemula, maka mmateri pemula ini akan lanjut ke tahap sintesis. Pada tahap sintesis, dapat menggunakan katalis asam dan katalis basa.

Sintesis senyawa 2-hidroksikalkon

Pada tahap sintesis senyawa ini, Senyawa 2-hidroksikalkon dapat disintesis dengan mereaksikan antara O-hidroksiasetofenon dan benzaldehid dengan bantuan katalis berupa asam ataupun basa. Adapun sintesis 2 hidroksikalkon menggunakan katalis basa adalah sebagai berikut 

1. Menggunakan Katalis Basa

• Katalis basa yang digunakan adalah KOH. Elektron bebas pada basa mendeprotonasi hidrogen α dari o- hidroksiasetofenon membentuk karbanion yang akan mengadisi atom C-karbonil benzaldehid. Senyawa ini mengalami penataan ulang dan pada akhir reaksi dilepaskan molekul air dan terbentuklah 2 hidroksikalkon sebagai produk

2. Menggunakan Katalis Asam

      Pada gambar diatas menunjukkan jalur sintesis 2-hidroksikalkon menggunakan katalis asam. Adapun asam yang digunakan pada sintesis ini adalah asam lewis BF₃-Et₂O. Tarikan elektron oleh asam lewis pada atom O-karbonil dari O-hidroksiasetofenon memicu pembentukan tautomer enol, sementara tarikan elektron pada atom O-karbonil dari benzaldehid meningkatkan elektrofilisitas atom C-karbonil sehingga mudah di adisi oleh tautomer enol. 

     Selanjutnya hasil  reaksi antara masing masing materi pemula dengan katalis asam ini di reaksikan. Senyawa akan mengalami penataan ulang dan Reaksi ini di akhiri dengan lepasnya molekul air membentuk 2-hidroksikalkon. 

Dari sintesis atau pembentukan senyawa 2-hidroksikalkon ini tentu saja memliki manfaat bagi makhluk hidup. Senyawa kalkon sendiri bermanfaat sebagai antioksidan, antimalaria, antibakteri, antifungal, insektisida, anastesik, analgesik dan ulserogenik. Sedangkan derivat nya yaitu senyawa 2-hidroksikalkon berpotensi sebagai zat pewarna. Karena senyawa kalkon ini memiliki sistem cincin berkonjugasi yang memiliki memiliki panjang gelombang di sekitar daerah visibel sehingga diperkirakan senyawa ini akan memiliki warna yang khas. Warna yang khas dari senyawa ini ialah warna oranye dan berbentuk kristal.

PERMASALAHAN :

1.   
     Seperti yang kita ketahui, diskoneksi terjadi jika adanya ikatan lemah. Dalam proses retrosintesis senyawa 2-hidroksikalkon yang telah saya jelasakan tadi, ikatan manakah yang terbilang lemah sehingga dapat dilakukan diskoneksi pada senyawa 2 hidroksikalkon ini?
2.  Sintesis 2-hidroksikalkon menggunakan katalis basa yaitu KOH, Elektron bebas pada basa mendeprotonasi hidrogen α dari o- hidroksiasetofenon membentuk karbanion yang akan mengadisi atom C-karbonil benzaldehid. Apabila kita mengganti katalis tersebut dengan NaOH, apakah dapat terjadi retrosintesis? Dan bagaimanakahh reaksi yang terjadi?
 
3. Dapat dilihat dari struktur 2- hidroksikalkon diatas, terdapat gugus hidroksil (OH) yang bersifat reaktif, bagaimana melindungi gugus OH tersebut agar tidak ikut bereaksi selama proses retrosintesis?