Prinsip-prinsip dalam Sintesis Senyawa Organik (part 2)

Halo.. Pada blog kali ini akan dibahas mengenai sintesis senyawa organik. Setelah sebelumnya membahas mengenai prinsip-prinsip nya. Pada prinsip senyawa organik yang perlu diperhatikan adalah pengetahuan,kreativitas, sentuhan-sentuhan artistik, ketekunan, stamina,keterampilan eksperimental, keberanian dan karakter. Sesuai dengan pertemuan sebelumnya hal-hal yang perlu diperhatikan dalam mensintesis suatu senyawa organik sudah dibahas.

Untuk blog kali ini akan lebih dijelaskan mengenai sintesis senyawa yang dihasilkan dari mikroorganisme sehingga ia dapat berfungsi. Untuk lebih spesifiknya kita akan membahas mengenai Retrosynthesis analysis. Retrosintesis sangat diperlukan dalam mensintesis suatu senyawa, dimana retrosintesis ini merupakan teknik awal untuk melakukan sintesis, hal ini dikarenakan senyawa organik banyak yang memiliki molekul kompleks sehingga harus direduksi untuk menjadi suatu struktur yang lebih sederhana.

Didalam perencanaan ataupun langkah awal suatu sintesis ini terbagi menjadi 2 yaitu Linear Synthesis dan Convergent Synthesis.

1.  Linear Synthesis

Bisa dilihat pada gambar diatas itu merupakan sintesis linear. Pada sintesis ini terlihat lebih panjang, untuk menghasilkan suatu senyawa F-G-I diperlukannya step hingga 5 tahap, sehingga kalau diperhatikan reaksinya monoton jadi tidak fleksibel. Untuk hasil keseluruhannya diperoleh sebesar 59%.

2. Convergent Synthesis

Gambar diatas merupakan sintesis konvergen. Pada sintesis ini lebih pendek dibandingkan dengan sintesis linear, dan juga lebih efisien. dapat dilihat pada sintesis convergen ini untuk menghasilkan suatu senyawa F-G-I (sama dengan sintesis linear) sintesis convergen ini hanya butuh 4 tahapan saja, sehingga keberhasilan untuk sintesisnya juga lebih tinggi dibandingkan dengan sintesis linear.

Istilah-istilah dalam retrosintesis

1. Diskoneksi

Diskoneksi bisa juga diartikan sebagai pemutusan atau pemisahan. Yang dipisah adalah ikatan karbon-karbon yang tujuannya untuk menghasilkan senyawa yang lebih sederhana. Biasanya pemecahan molekul ini dikombinasikan antara Fungsional Gugus Interkonversi (FGI) dengan diskoneksi.

Diskoneksi memiliki aturan yang perlu diperhatikan :

• Diskoneksi sebisa mungkin dilakukan pada bagian tengah molekul supaya menghasilkan dua molekul yang seimbang
• Diskoneksi sebaiknya pada posisi titik cabang yang lebih berantai lurus supaya menghindari adanya halangan sterik
• Diskoneksi untuk senyawa aromatik secara umum dilakukan pada gugus atau substituennya
• Urutan reaksi harus diperhatikan pada faktor efisiensi 
• Jika terdapat 2 gugus senyawa aromatik yang berbeda, pemutusan ikatan berdasarkan pada reaktivitas relatifnya. Gugus deaktivasi harus diputus terlebih dahulu

2. Fungsional Grup Interkonversi (FGI)

FGI ini menggambarkan proses konversi satu kelompok fungsi ke gugus fungsi yang lain. FGI ini menjadi reaksi yang memfasilitasi suatu diskoneksi. Artinya senyawa melalui proses FGI dulu baru kemudian mengalami diskoneksi.

Dibawah ini merupakan analisis retrosintesis dari senyawa muscalure yang didalamnya terdapat diskoneksi dan FGI.

Strategi dalam Retrosintesis

Yang harus diperhatikan dalam retrosintesis adalah kepolaran ikatan dalam suatu gugus fungsi. Diskoneksi yang berdasarkan pada kepolaran akan menghasilkan dua pasang fragmen yang disebut sinton. 

Sinton merupakan sebuah fragmen hasil dari diskoneksi selama analisis retrosintesis. Suatu sintesis yang setara didapatkanlah sebuah reagen yang dihasilkan dari sinton yang nantinya reagen ini dibutuhkan dalam langkah selanjutnya dalam sintesis.

Untuk lebih jelasnya, Pembahasan kali ini akan diberikan contoh mengenai senyawa kimia khusus yang berperan didalam alkaloid yaitu senyawa sesiline yang terdapat dalam mikroorganisme Acanthopanax sessiliflorus.

Gambar diatas merupakan buah Manchu Gingseng atau Acanthopanax sessiliflorus, buah ini berfungsi dalam dunia medis, yaitu sebagai obat untuk beberapa penyakit seperti diabetes dan tumor.  Buah Acanthopanax sessiliflorus memiliki aktivitas antitrombotik dan antiplatelet yang berperan penting dalam obat hipertensi. didalam senyawa tersebut terdapat senyawa alkaloid yaitu "sesiline". Dibawah ini merupakan struktur sesiline yang terdapat didalam buah Acanthopanax sessiliflorus.

Untuk sintesis senyawa sessiline ini menggunakan diskoneksi.
Langkah 1 :

Pada diskoneksi tersebut memutus ikatan eter pada senyawa sessiline sehingga dihasilkan 2 senyawa yaitu 5-hidroksipirolidin dan 5-hidroksilmetilfuran.

Langkah 2 :

Selanjutnya 5-hidrosipirolidin dan 5-hidroksilmetilfuran ini disintesis dari suksinimida yang terjadi secara dua tahap dengan menggunakan sintesis linear, hasil nya didapatkan senyawa amidokarbinol yang didapatkan dari hasil hidrolisis dari air mendidih, dengan reaksi sebagai berikut :

Langkah 3 :

Selanjutnya yaitu sintesis 5-hidroksimetilfurfural. pada tahap ini 5-hidroksimetilfural (3) didapat dari alkohol furfuril (6). pertama itu alkohol furfuril di-asetilasi untuk menghasilkan furfuril asetat (7), sedangkan 5-hidroksimetilfurfuran didapatkan dari deasetilasi, reaksinya sebagai berikut :

Langkah 4 :

Selanjutnya yaitu 5-hidroksipirolidin dan 5-hidroksimetilfuran direaksikan dengan suhu 60 derajat celcius sehingga dihasilkan senyawa sesiline. reaksinya :

Langkah 5 :

Tidak ada katalis ataupun asam yang dibutuhkan untuk mensintesis senyawa sesiline karena dengan menaikkan temperatur sudah cukup untuk menghasilkan senyawa sesiline ini. Untuk lebih jelasnya mengenai sesiline ini berikut mekanisme reaksi untuk pembuatan sesiline

Permasalahan : 

1. Seperti yang telah dijelaskan pada blog diatas retrosintesis analisis senyawa sesiline menggunakan diskoneksi pada langkah awalnya, lalu mengapa diskoneksi atau pemutusan rantai pada senyawa sesiline ini dilakukan pada ikatan eter nya? bisakah anda jelaskan mengapa ikatan eter yang menjadi target molekul (TM).

2. Dalam sintesis senyawa sesiline terdapat 2 perlakuan yang berbeda, alkohol furfuril di-asetilasi sedangkan 5 hidroksimetilfuran di deasetilasi, kita ketahui pada strukturnya sama sama ada cincin furan lalu mengapa harus dibedakan perlakuan untuk mensintesisnya?

3. Dalam sintesis senyawa sesilin diketahui gabungan dari 2 senyawa : 5-hidroksipirolidin dan 5-hidroksimetilfuran, biasakan anda jelaskan bagaimana kedua gugus yang berbeda ini (pirol dan furan) dapat berikatan sehingga bisa menjadi senyawa sesiline?