PEMBLOKIRAN GUGUS AMINO DALAM L-SISTEIN DAN L-VALIN MELALUI PEMBENTUKAN FORMAMIDA

Abstract

The 6-amino penicillarticacid (6-APA) i• a key intermediate widely used for semisynthetic antibiotics derived from f3-lactame ( Kang. et al, 1991., Meevootisorn et cd, 1983). The compound could be directly synthesized from either L-valine and L-cysteine (alternative 1), or D-•erin dan 3-merchapto-D-valine (alternative 2). In this research, the first alternative have been choosed, and owing to those the two amino acids will be come main chemicals which would be treated. The basic principles of this alternative were reacting an amine group, -NH2 of L-valine to a carboxylic group, -GOON of t-cysteine in order to form an aliphatic annde bond which could be transformed to /3-lactame ring fin. 6-APA in the next research. The reactions between of the same body of amino acids used must be prohibited, so that L-valine-,carboxylic group as well as L-cysteine---amine group must be protectedfirstly. Because that it should be better to study of how to protect an amine group of the two amino acids. Those, the main research aim was study of how to protect or to bolck an amine group of both L-valine and L-cysteine. The protected chemicals yielded from this research, i.e. formamide-L-valine and fortnamida-L-cysteine could be used to synthe•ized 6-APA in next researches. In this research, the protection of an amine group of the two amino acids have been carried out based on modified Sheehan-Yang methode (1957). Technically this methode was done by reflwcing the •hemicals mixture of 0.01 mole L-valine or L-cysteine ctystals, 25 niL formic acid 90 % (Or) and 8 or 10 mL acetic anhydride for 30 or 90 minutes. After that, thi• mixture was stirred on room temperature for 60 minutes, then it was cooled down with 10 mL ice-water. This mixture was then evaporated by mean of Buchii rotary evaporator so that all of its liquid could be separated and the crystals yielded •ould be collected. These crystals was then purified by recrystalization methode employing ethanol as a solvent. The crystals yielded from those purification proccess was then determined their melting points by Fisher-John meltingpointer, was analyzed their purity by mean of 60F254 gel silica TLC plates with eluents of ethanol : etyl acetate : water (6:6:1) or (2:3:3) and the spot •olouring used was ninhydrin. Futhermore the crystals were analyzed by using PTIR Shimadzu 8201 PC spectropho-tometer made by Japan. The IR spectrum pattern of the crystal produced from protection reactions was compared with those pattern of either the original L-valine or L-cysteine. Of these, it wolud be known the success of the protection reaction. Of the experiments of an amine group of L-valine protection could be collected needle like-white crystals of about 1.34 gram with melting point of 153-154°C (melting point of the original L-valine was 153-235°C), while also the reactions of an amine group of L-cysteine protection produced about 1.17 gram needle like-white crystals with melting point of 129-131°C (melting point of the original L-cysteine was 258-261°C). That crystal each appearing clear violet-blue one mark on TLC plates with Rf was 0,77 (crytsal produced from L-valine protection) and Rf was 0,47 (crystal produced from L-cystein protection). Refering to these data it could he supposed that the crystals collected from this experiments have been successful purified. Beside those, by comparing between IR spectrum pattern of the two crystals produced from protection reactions to tho•e pattern of the each original amino acids, i.e. L-valine dan L-cystein, indicated that there was differences of pattern in a hydrogen bonding area (2800-4000 cm-1) and in a carbonyl group (1500-1700 cm-'). It means that the protection of an amine group of both L-valine and L-cy•teine reaction• have been su•cesfull carried out, fbrmed a fOrmamide valine and on the other handformamide c•steine. Senyawa asam 6-amino penisilinat (6-APA) merupakan senyawa antara kunci (key intermediate)•yang banyak digunakan untuk membuat antibiotik turunan P-laktarn secara semisintesis (Kang. et al, 1991., Meevootisom et al, 1983). Senyawa ini dimungkinkan dapat disintesis secara Iangsung dad dan L-sistein (alternatif 1), atau D-serin dan 3-mersapto-D-valin (alternatif 2). Dalam penditian ini dipilih alternatif 1 sebagai jalur untuk memperoleh 6-APA secara langsung. Prinsip dan jalur alternatif 1 ini adatah gugus amina, -b1142 dari L-valin terlebih dahu1u harus dapat bereaksi dengan gugus karboksilat, -0001-1 dad L-sistein membentuk ikatan amida alifatis yang merupakan embrio terbcntuknya cincin p-laktam. Untuk menghindari terjadinya reaksi antar asam amino yang sama jenis, maka gugus —00011 dari L-valin dan gugus —NH2 dari L-sistein harus diblokir terlebih dahulu. Oleh karena itu ingin dipelajari terlebih dahulu cara pemblokiran gugus —NT12 pada kedua asarn amino itu rnenggunakan asam format sebagai agen pemblokir. Dengan demikian, tujuan utama penelitian ini adalab mempelajari cara pemblokiran atau perlindungan gugus amina, -NH2 pada L-valin dan L-sistein menggunakan asam format. Manfaat yang dapat diambil dari penelitian ini adalah produk reaksi pemblokiran iM, yaitu fonnamida-L-valin dan formarnida-L-sistein dapat digunakan untuk bahan penelitian lebih lanjut dalam rangka mendapatkan 6-APA. Selanjutnya, pemblokiran gugus amina pada kedua asam amino itu dilakukan dilakukan dengann merefluks campuran 0,01 mol kristal L-valin atau L-sistein , 25 niL asarn format 90 % (v/v) dan 8 atau 10 iriL asetat anhidrid selama 30 atau 90 menit. Setelah itu, campuran diaduk pada suhu kamar selama 1 jam, kemudian didinginkan menggunakan 10 mL air es. Langkah berikutnya, campuran ini dievaporasi menggunakan penguap berputar Buchii hingga seluruh pelarutnya terpisah. Kristal yang diperoleh kemudian dilakukan rekristalisasi menggunakan etanol. Kristal hasil rekristalisasi ini selanjutnya ditentukan titik lelehnya menggunakan Fisher-John meltingpoinser, dianalisis kernurniannya menggunakan KLT silika gel 60F254 dengan larutan pengembang etanol : etil asetat : air (6:6:1) atau (2:3:3) dan reaksi warna ninhidrin. Setelah itu dilakukan analisis keberhasilan reaksi pemblokiran mcnggunakan spektrometer FT1R Shimadzu 8201 PC buatan Jepang. Pola spektra 112. dad produk dibandingkan dengann pola spektra IR dad L-vahn untuk mengetahui keberhasilan reaksi pemblokiran. Dad percobaan pemblokiran gugus arnina pada L-valin diperoleh produk yang berupa kristal putih menyerupai jarum sebanyak 1,34 gram dengann titik kith 153-154°C (titik leleh L-valin : 153-235°C), sedangkan dari pemblokiran gugus amina pada L-sistein diperoleh 1,17 gram kristM putih menycrupal jarum dengann titik leleh 129-131°C (titik leleh L-sistein : 258-261°C). Kedua kristal ini masing-masing memberikan satu noda yang berwarna ungu terang (ungu muda) pada plat KLT dengann Rf : 0,77 (produk pemblokiran L-valin) dan Rf : 0,47 (produk pemblokiran L-sistein). Berdasarkan data ini dapat dianggap bahwa kristal yang diperoleh berhasil dimurnikan. Kajian spektra IR dad kedua kristal ini dan rnembandingkannya dengan spektra IR senyawa asal, yakni L-\Patin dan L-sistein sebelum dilakukan pemblokiran, menunjukkan bahwa terdapat pola spektra yang berbeda pada daerah ikatan hidrogen (2800-4000 cm-I) dan gugus karbonil (1500-1700 cml) antara kristal sebelum dan sesudah dilakukan reaksi pemblokiran. Hal ini berarti mengisyaratkan bahwa reaksi pemblokiran gugus amina pada L-valin maupun pada L-sistein berhasil dilakukan, membentuk formamida valin, dan di pihak lain formamida sistein.