Total Sintesis Eusiderin K & J

Total Sintesis Eusiderin K & J

 
      Eusiderin adalah suatu senyawa yang berasal dari tanaman yang banyak ditemukan di provinsi Jambi yaitu tanaman Pohon Bulian (Eusderoxylonzwageri). Senyawa ini diduga bersifat antifeedant yang menyebabkan kayu bulian tidak dimakan rayap. Menurut Scharai-Rad dan Sulistyobudi (1985), kayu bulian mempunyai dinding sel dan serat yang sangat tebal serta sel dipenuhi dengan ekstratif.  Sementara itu Martawijaya, Kartasugana, Kadir dan Prawira (1989) mengemukakan bahwa pada kayu bulian terdapat makro molekul kompleks seperti, selulosa 58,1%, lignin 28,9% dan pentosin 12,7%. Berdasarkan uji fitokimia yang telah dilakukan, ternyata kayu ini mengandung senyawa kimia seperti alkaloid, flavonoid, steroid dan terpenoid (Syamsurizal, Harizon dan Afrida, 2001).

     Seiring berkembangnya penelitian, untuk mendapatkan senyawa Eusiderin ini tak lagi hanya sebatas dengan cara isolasi namun dapat melalui jalur sintesisnya. Pada tulisan saya saat ini saya akan membagikan sebuah informasi yang berkenaan dengan Senyawa Eusiderin ini. Eusiderin K dan J tela disintesis pertamakali dari pyrogallol dalam pembentukan kembali reaksi Claisen yang digunakan untuk menghasilkan 2 unit C6-C3 yang sangat penting. Eusiderin K dan Eusiderin J merupakan 2 neolignan diisolasi dari kulit kayu pada Licaria chrysophylla. Ini merupakan jenis senyawa bahan alam yang mengandung cincin 1,4 benzodoioxane  yang memiliki cytotoxiz, hepatoprotective dan aktivitas biologis lainnya. adapun struktur dari eusiderin K & J yaitu sebagai berikut :

      Untuk mensintesis senyawa eusiderin K & J dapat dilakukan delam berbagai tahapan dan langkah-langkahnya sebagai berikut:

      Dari sintesis tersebut, pyrrogallol yang telah dikonversikan dengan mudah menjadi trimetil pyrogallol (2). Selnjutnya dari struktur 2 dengan penambahan ZnCl₂ dan asam propionic menghasilan 2,6-dimetoksi fenol (3) dengan yield 81%. Struktur  4, telah  tersedia pada hasil samping melalui reaksi dari 3 dengan alil bromida yang disubtitusikan dengan pembentukan kembali Claisen dalam wadah tertutup yang menghasilkan struktur 5 dengan yield 99%. Stuktur 5 telah diperlakukan dengan PdCl₂ dalam metanol untuk menghasilkan stuktur 6 dengan yiel 88%.  Sintesis dari unit lain (9) juga memulai dari pyrogalol yang telah dilindungi secara selektif oleh (CH₃)₂SO₄ dibawah proteksi dari  Na2B4O710H2O untuk menghasilkan stuktur (7) yang telah dikonversikan ke dalam komponen (8) dan (9) dengan yield yang tinggi melalu prosedur yang sama digunakan pada %. Stuktur  6 dan 9 yanng dikonversikan ke dalam Eusiderin K sebagai suatu campuran dari isomer (cis dan trans rasio  1:7 melalui ¹HNMR) dengan perak ksida sebagi agen pengoksidasi. Kemudian Eusiderin K yang dilindungi oleh CH3I dengan suasana basa untuk menghasilkan trans Eusiderin J. Dalam reaksi ini, isomer cis yang telah dikonversi ke isomer trans terus-menerus dalam suasana basa (Jing, et al., 2001).  

Demikian informasi yang dapat saya sampaikan tentang sintesis senyawa Eusiderin K & J, semoga dapat bermanfaat :) 

Total Sintesis Reserpin

TOTAL SINTESIS

 

Total sintesis merupakan sintesis total dari suatu produk alam, baik dari prekursor sederhana ataupun yang disediakan secara komersial sehingga menjadi molekul yang kompleks. Biasanya sintesis ini dilakukan untuk senyawa alam yang terhalogenasi. Bahan alam mengandung banyak sekali zat aktif yang memiliki khasiat tertentu, dimana penggunaannya selama ini hanya secara tradisional oleh masyarakat misalnya dengan dikonsumsi ataupun dioleskan pada bagian tubuh yang terluka. Bahkan sampai sekarang diduga masih banyak sekali zat aktif yang sangat berkhasiat yang belum ditemukan ataupun diidentifikasi oleh para peneliti. Salah satu alasan yang mendasari pembuatan zat aktif tersebut secara manual di laboratorium adalah karena tidak semua bahan alam menghasilkan zat aktif tersebut dalam jumlah banyak sehingga jumlahnya terbatas apabila hendak digunakan khalayak banyak, oleh karena itu perlu dilakukannya perbanyakan zat aktif tersebut salah satunya yaitu dengan total sintesis.

 

SINTESIS SENYAWA RESERPIN

 

Senyawa Reserpine pertamakali diisolasi dari akar tanaman ular Indian yaitu Rauwolfia serpentina pada tahun 1952. Kemudian struktur molekulnya dielusidasi pada tahun 1953. Manfaat senyawa ini yaitu sebagai agen pengobatan antipsikotik dan antihipertensif. 

 

  

      Sintesis senyawa Reserpine ini adalah pada saat retrosintetik pada sistem cincin D/E yang terdapat pada intinya yang berbentuk pentasiklik, sehingga dapat ditentukan material start yang diperlukan dalam sintesis senyawa Reserpine ini. Selanjutnya untuk total sintesis dapat dilihat pada gambar berikut:

  

       Untuk mensintesis senyawa Reserpine membutuhkan 15 tahap, dimana tiap-tiap tahapnya digunakan katalis, pelarut bahkan gugus pelindung tertentu sehingga menghasilkan persentasi terbentuknya produk. 
Terimakasih, semoga barmanfaat :)

Total Sintesis Natural Produk

Total Sintesis Natural Produk

 

       Natural produk adalah senyawa kimia yang dihasilkan oleh organisme hidup yang ditemukan di alam. Dalam arti luas, produk alami mencakup zat yang dihasilkan oleh kehidupan. Produk alami juga dapat disiapkan dengan sintesis kimia (semisintesis dan sintesis total) dan telah memainkan peran sentral dalam pengembangan bidang kimia organik dengan memberikan target sintetis yang menantang. Istilah produk alami juga telah diperluas untuk tujuan komersial untuk merujuk pada kosmetik, suplemen makanan, dan makanan yang dihasilkan dari sumber alami tanpa menambahkan bahan buatan. Dalam bidang kimia organik, definisi produk alami biasanya dibatasi untuk berarti senyawa organik murni yang diisolasi dari sumber alami yang dihasilkan oleh jalur metabolisme primer atau sekunder.  

 

        Salah satu senyawa kimia bahan alam yaitu Nakiterpiosin. Nakiterpiosin pertama kali diisolasi Terpios hoshinota karena para peneliti ingin mencari racun yang menyebabkan rusaknya terumbu karang. Kerusakan terumbu karang yang masif, sering disebut sebagai penyakit black coral, yang disebabkan oleh spons Terpios hoshinota yang memiliki dampak signifikan terhadap ekologi laut. Dampak  T. hoshinota yang dapat membunuh karang pertama kali ditemukan di Guam pada tahun 1973 dan kemudian di Kepulauan Ryukyu pada tahun 1980an.  Uemura dan rekan lainnya meneliti mengenai racun yang diproduksi oleh T. hoshinota , dan mereka berhasil mengisolasi 0,4 miligram nakiterpiosin ( 1 ) dan 0,1 miligram nakiterpiosinon ( 2 ) pada tahun 2003 (Gambar 1). 

 

        Meskipun jumlah senyawa ini terbatas, mereka menentukan dengan pasti struktur produk alam yang kompleks ini dan masuk ke keluarga C-nor-D-homosteroid. Mereka juga menemukan bahwa kedua senyawa tersebut menghambat pertumbuhan sel leukemia tikus P388 dengan nilai IC ₅₀ sebesar 15 nM.

 

      Untuk mensintesis senyawa ini digunakan pendekatan biomimetik. Pendekatan biomimetik adalah metode yang menggunakan sistem alam sebagai sebagai model untuk memecahkan masalah yang dihadapi manusia. Pendekatan biomimetik terhadap kerangka inti C-nor-D-homosteroid adalah yang pertama dikembangkan oleh kelompok riset Merck (pada Skema). Dalam prosedur Merck, Pada skema pendekatan biomimetik terhadap C-nor-D-homosteroid  (Nakiterpiosin) yaitu sebagai berikut :

 

 

         Seperti dijelaskan pada skema di atas, strategi sintetis melibatkan konstruksi konvergen cincin cyclopentanone sentral dengan reaksi kopling karbonil dan reaksi siklisasi foto-Nazarov. Komponen kopling elektrofilik 51 disintesis oleh reaksi Diels-Alder intramolekul dan omponen kopling nukleofilik 52 oleh reaksi mukaiyama aldol vinylogous. 

Terimakasih, semoga bermanfaat :)

Total Sintesis Mitomycin

Total Sintesis Mitomycin

         Mitomycin adalah obat yang biasanya digunakan bersamaan dengan obat lain untuk mengobati berbagai jenis kanker (seperti kanker lambung / kanker pankreas). Mitomycin bekerja memperlambat atau menghentikan pertumbuhan sel-sel kanker. Anthracycline adalah antibiotik anti-tumor yang mengganggu enzymes involved dalam replikasi DNA. Obat ini bekerja di semua fase siklus sel. Golongan obat ini juga digunakan secara luas untuk berbagai kanker. Pertimbangan utama ketika memberikan obat ini adalah bahwa golongan obat ini secara permanen dapat merusak jantung jika diberikan dalam dosis tinggi. Untuk alasan tersebut, diperlukan batasan penggunaan dosis bagi seseorang untuk seumur hidup. Salah satu anthracycline merupakan senyawa mitomycin.
      Ada beberapa senyawa mitomycin yang telah teridentifikasi dari proses isolasi dan sintesis yaitu :

Mitomycin C (MMC) awalnya dikenal sebagai anti biotik dan berperan sebagai agen kemoterapi. MMC meng cross link DNA dan menurunkan atau menghentikan transkripsi. Mitomycin C (MMC) diproduksi oleh jamur streptomyces caespitosus.

Mitomycin membuat stop kodon pada kanker. Mitomycin C bekerja dengan menempel sel kanker DNA (yang kode genetik sel) bersama-sama sehingga tidak bisa datang terpisah lagi. Sel tidak dapat membagi sehingga kanker tidak bisa tumbuh mitomycin C, yang menghambat DNA dan RNA sintesis oleh menyebabkan silang DNA. Hal ini efektif terhadap kanker payudara, paru-paru, leher rahim, kandung kemih, dan saluran pencernaan tetapi karena toksisitasnya terutama digunakan untuk pengobatan paliatif pasien yang belum menanggapi pengobatan lain.

Berikut sintesis dari berbagai Mitomycin :

Mekanisme reaksi mitomycin sebagai obat antikanker adalah berikatan dengan DNA tumor sehingga replikasi DNA dari tumor terganggu dan lama kelamaan akan mati. Berikut ini adalah mekanisme reaksinya :

  

Tahap 1 : Mitomycin C direduksi yang berfungsi untuk melindungi gugus fungsi karbonil sehingga strukturnya berubah menjadi ; O karbonil (atas) menjadi elektropositif dan PEB nya berdelokalisasi pada cincin siklik, serta O karbonil (bawah) menjadi OH. 

Tahap 2 terjadi pelepasan –OMe dari struktur menjadi meoh sehingga electron berdelokalisasi pada cincin siklik membentuk ikatan rangkap

Tahap 3 struktur Mitomycin mengalami reaksi alkilasi oleh DNA tumor

Tahap 4 DNA membentuk siklisasi dan melepas gugus –OCONH₂

Tahap 5 terjadi reaksi oksidasi untuk mendapatkan gugus karbonil pada struktur awalnya. 

Senyawa mitomycin dapat disintesis di laboratorium dengan menggunakan pendekatan kishi, dimana pada pendekatan kishi ini, menyatakan bahwa mitomycin dapat disintesis menggunakan precursor sederhana awalnya orto-dimetoksi toluene. Berikut ini adalah mekanisme reaksi pendekatan kishi senyawa mitomycin:

 

The Art And Science Of Total Shynthesis

The Art And Science Of Total Shynthesis

Sebagai ilmu pengetahuan yang tepat dan seni yang bagus, sikap disiplin mendorong aliran konstan dari arsitektur molekuler yang indah dari alam dan berfungsi sebagai mesin yang mendorong bidang sintesis organik yang lebih umum ke depan. Sintesis organik dianggap sebagian besar bertanggung jawab atas beberapa penemuan paling menarik dan penting abad ke-20 dalam bidang kimia, biologi, dan kedokteran, dan terus memberi bahan bakar pada proses penemuan dan pengembangan obat dengan berbagai proses dan senyawa untuk Terobosan dan aplikasi biomedis baru.

Ada beberapa perkembangan sintesis yang telah dilakukan sebelumnya oleh para ilmuan diantaranya :

   1. Vancomycin (1999)

Sebagai target sintetis, vankomisin menawarkan kesempatan unik bagi ahli kimia sintetis untuk mengembangkan teknologi dan strategi sintetis baru. Di antara fitur struktural molekul yang paling menarik adalah dua macrocycles bisaryl eter-16 dan sistem cincin bisaryl-12, yang masing-masing terkait dengan masalah atropisomerisme. Keterikatan dua bagian karbohidrat ke sistem aglycon heptapeptida ditambahkan pada tantangan yang disajikan oleh molekul target ini. Pada tahun 1998 dua kelompok dari DA Evans dan kita telah melaporkan sintesis total independen dari agonis vancomycin dan pada awal 1999 sintesis total pertama vankomisin sendiri muncul dalam literatur yang diikuti oleh yang lain. Laporan sintesis aglycon oleh kelompok Boger. Emanating dari laboratorium ini, sintesis total vankomisin dirangkum dalam Skema 48. Selama kampanye vankomisin, sejumlah metode dan strategi baru dirancang dan dikembangkan, di antaranya sintesis eter biaryl triazen-driven adalah yang paling menonjol. Strategi tersebut menggunakan reaksi asimetris modern untuk konstruksi blok bangunan asam amino yang dibutuhkan, yang kemudian dirangkai menjadi peptida dan siklik yang sesuai untuk membentuk kerangka kerja yang diinginkan. Sementara dua biaryl ether macrocycles dibentuk oleh siklisasi triazenedriven, kerangka cincin biskuit dibentuk oleh kopling Suzuki sekuensial dan reaksi macrolactiniation. Akhirnya, unit gula secara berurutan menghubungkan monto dengan turunan aglycon yang terlindungi secara tepat, yang menghasilkan sistem vankomisin yang dilindungi secara stereoselektif dari mana vankomisin bebas diperoleh. Sintesis Evans dari vancomycin s aglycon, menampilkan konstruksi stereocontrolled blok bangunan asam amino dan perakitan ke tulang punggung heptapeptide melalui reaksi pembentukan molekul CISC yang dimediasi vanadium untuk membangun sistem cincin biaryl beranggota 12 Dan dua substitusi aromatik nukleofilik yang diaktifkan oleh kelompok o-nitro untuk membentuk dua makromat biskinl eter. 

   2. Sanglifehrin A (1999)

Sanglifehrin A pada awalnya diisolasi oleh sebuah tim ilmuwan Novartis dari strain actinomycete yang ditemukan pada sampel tanah yang dikumpulkan di Malawi. Molekul ini ditemukan untuk menunjukkan afinitas yang sangat kuat untuk siklopillin A (20 kali lipat lebih tinggi dari siklosporin A) dan aktivitas imunosupresif yang signifikan (10 kali lipat lebih rendah dari siklosporin A). Cara kerjanya tampaknya berbeda dari pengikat siklopillin lainnya seperti siklosporin A dan karenanya meningkatkan minat untuk memahami mekanisme imunosupresi. Struktur chimeric Sanglifehrin dibentuk oleh fragmen unik [5,5] -spirolaktam, terkait dengan cincin makrolakton-22 yang mengandung dua residu asam amino yang tidak biasa (asam piperazik dan meta-tirosin) serta l-valin. Fitur molekulernya yang belum pernah terjadi sebelumnya serta sifat biologisnya yang baru membuat sanglifehrin sebuah target utama untuk sintesis total. 

Sintesis total pertama sanglifehrin A dicapai di laboratorium kami pada tahun 1999. Seperti ditunjukkan dalam Skema 53, dua domain utama dari molekul tersebut adalah Dirakit oleh kopling Stil intermolekuler. Pembangunan fragmen iodomacrocycle sensitif itu dilakukan dengan esterifikasi, dua kopling peptida, dan akhirnya kopling stille intramolekul regioselektif. Sintesis bagian spirolactam melibatkan penggunaan reaksi paterson aldol untuk membentuk lima stereocenter pertama, sedangkan fragmen spirolaktam dibentuk oleh siklisasi intramolekuler dari prekursor 9-hidroksi-5-ketoamida yang sesuai. Kimia yang dikembangkan tersebut sekali lagi menunjukkan kekuatan reaksi kopling Stille dalam sintesis molekul kompleks dan membuka jalan bagi pembangunan perpustakaan yang mungkin untuk keperluan penyaringan biologis.

 

          Untuk berbagai perkembangan ilmu total sintesis yang telah dilakukan, banyak sekali senyawa-senyawa bahan alam yang dapat disintesis yang jumlahnya mencapai ribuan senyawa bahan alam yang bermanfaat dan memiliki khasiat yang baik bagi kesehatan.

Reagen dan strategi sintesis total senyawa bahan alam

Reagen dan Strategi Total Sintesis Bahan Alam Terhalogenasi

Natural Produk pada reaksi Sintesis Total menjadi sangat penting dalam kajian kimia organik. Banyaknya manfaat senyawa bahan alam yang dapat di aplikasikan dalam kehidupan manusi namun jumlahnya yang terbatas. Untuk itu diperlukan adanya sintesis senyawa bahan alam tersebut agar dapat diperbanyak jumlahnya. Sintesis senyawa bahan alam yang diawali dari sintesis yang dilakukan oleh Friedrich Wöhler pada tahun 1828 dalam mensintesis urea^[3], yang sampai sekarang sintesis Friedrich Wöhler masih banyak dilakukan karena urea merupakan senyawa yang memiliki banyak kegunaan contohnya pupuk dalam bidang pertanian. Sintesis total merupakan sintesis kimia lengkap senyawa kimia organik yang komplek dari molekul yang simpel (sederhana).

Pemakaian senyawa aktif dari hewan maupun tumbuhan dikhawatirkan dapat menggangukeseimbangan ekositem, karenanya perlu dipikirkan bagaimana senyawa-senyawa yang dibentuk dialam dibuat dilaboratorium atau disebut biogenetik. Sintesis senyawa yang terhalogenasi menjadi perhatian peneliti karena halogen terbatas kelimpahannya didalam makhluk hidup, tetapi bisa membentuk senyawa alam yang sangat bermanfaat. Dalam melakukan sintesis perlu diperhatikan beberapa hal berikut atau dikenal dengan strategi total sintesis :

1.  Ketersedian bahan dilaboratoriumyang mudah didapat

2. Cara atau metode yang menghasilkan produk dalam jumlahbanyak dengan byproduk yang paling sedikit

3.  Menunjukkan atau memastikan produk yang dihasilkan adalah produk yang benar diinginkan

Senyawa organik yang pertama kali berhasil disintesis adalah urea. Urea adalah senyawa organik yang tersusun dari unsur karbon, hidrogen, oksigen dan nitrogen dengan rumus CON₂H₄ atau (NH₂)₂CO. Urea juga dikenal dengan nama carbamide yang terutama digunakan di kawasan Eropa.  Urea ditemukan pertama kali oleh Hilaire Roulle pada tahun 1773. Senyawa ini merupakan senyawa organik pertama yang berhasil disintesis dari senyawa anorganik

         Sekitar 90% urea industri digunakan sebagai pupuk kimia. Pupuk urea dihasilkan sebagai produk samping pengolahan gas alam atau pembakaran batu bara. Karbon dioksida yang dihasilkan dari kegiatan industri tersebut lalu dicampur dengan amonia melalui proses Bosch-Meiser. Dalam suhu rendah, amonia cair dicampur dengan es kering (karbondioksida) menghasilkan amonium karbamat. Selanjutnya, amonium karbamat dicampur dengan air ditambah energi untuk menghasilkan urea dan air. Berikut adalah reaksinya :

      Salah satu contoh sintesis senyawa Natural Products yaitu mensintesis cyclocymopol dengan memperhatikan tahapan/cara sintesis, reagents yag digunakan dan juga hasil yang didapat dari sintesis yaitu :

        Pada tahapan sintesis senyawa cylomopol diatas mensintesis cyclomopol hingga menjadi 4-isocymobarbatol terproteksi dengan menggunakan katalis TBCO dengan hasil yang dimungkinkan diapat yaitu 35%.

        Pada mekanisme diatas merupakan sintesis bulkier 2,5-dialkythiolanes, yaitu dengan alkil, reagnts, kondisi akan diperoleh hasil yield product yang berbeda-beda.

         Pada dasarnya, senyawa bahan alam yang bermanfaat bagi manusia dapat dibuat dengan cara sintesis total senyawa organik  untuk digunakan pada berbagai keperluan. tujuan dilakukan sintesis ini yaitu untuk membuat senyawa yang sama dengan senyawa bahan alam yang di dapat pada hewan dan tumbuhan untuk dapat dimanfaatkan pada berbagai bidang.