SYNTHESIS MITOMYCINS

THE TOTAL SYNTHESIS OF MITOMYCINS

Mitomycin adalah antikanker (sitotoksik) obat. Kanker terbentuk ketika beberapa sel dalam tubuh berkembang biak tak terkendali dan normal. Mitomycin merupakan obat antitumor yang efektif. Hal ini digunakan untuk beberapa jenis kanker, termasuk kanker kandung kemih, anus, dan leher rahim. Hal ini sering dikombinasikan dengan obat lain. Tipe dan luasnya kanker menentukan seberapa efektif obat ini memperlambat atau menghentikan pertumbuhan sel-sel kanker dalam tubuh. Mitomycin adalah kemoterapetik antibiotik turunan Aziridine yang merupakan hasil isolasi dari Streptomyces caespitosus atau Streptomyces lavendulae.

Terdapat dua jenis mitomycin yang telah diisolasi dari Streptomyces caesipitorus, yaitu:

Mitomycin ini aktif terhadap bakteri gram positif dan negatif gram dan juga menunjukkan aktivitas yang luas terhadap sel tumor. Mitomycin C telah terbukti menjadi lebih kuat dan merupakan agen antitumor banyak diresepkan. molekul-molekul ini mengerahkan aktivitas biologis mereka yang kuat dengan silang untai DNA. Berikut ini adalah beberapa struktur dari senyawa mitomycin, yaitu sebagai berikut :

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 :

Berdasarkan mekanisme reaksi diatas,  pada tahap I mitomycin C direduksi yang berfungsi untuk melindungi gugus fungsi karbonil sehingga struktur nya berubah menjadi ; O karbonil (atas) menjadi elektropositif dan PEB nya berdelokalisasi pada cincin siklik, serta O karbonil (bawah) menjadi OH. Berikut ini adalah reaksi yang terjadi pada tahap I :

Pada tahap II terjadi pelepasan –Ome dari struktur menjadi MeOH sehingga electron berdelokalisasi pada cincin siklik membentuk ikatan rangkap, seperti dijelaskan pada reaksi berikut :

Selanjutnya pada tahap III, struktur mitomycin mengalami reaksi alkilasi oleh DNA tumor, reaksinya adalah sebagai berikut:

Pada tahap IV, DNA membentuk siklisasi dan melepas gugus –OCONH₂  yang diilustrasikan pada gambar berikut ini :

Pada tahap akhir, terjadi reaksi oksidasi untuk mendapatkan gugus karbonil pada struktur awalnya, reaksinya adalah sebagai berikut :

SUMBER :

Mao Y.; Varoglu M.; Sherman D.H. (April 1999). "Molecular characterization and analysis of the biosynthetic gene cluster for the antitumor antibiotic mitomycin C from Streptomyces Iavendulae NRRL 2564.". Chemistry and Biology 6 (4): 251–263.

http://dokumen.tips/documents/sintesis-senyawa-organik.html

https://inaoncologypharmacist.wordpress.com/2014/01/24/perbedaan-masing-masing-obat-kemoterapi/

https://www.princeton.edu/~orggroup/supergroup_pdf/Mitomycins.ppt

The Art and Science of Total Synthesis.

Dari sekian banyak senyawa yang berhasil disintesis, terdapat hal-hal unik selama proses pembuatan atau sintesis senyawa tersebut yang dikenal dengan istilah The Art and Science of Total Synthesis. Berikut adalah contoh The Art and Science of Total Synthesis pada senyawa Tropionen.

Pada sintesis total senyawa Tropionen, terjadi reaksi adisi amina terhadap karbonil menghasilkan basa imin melalui reaksi Mannich. Hal yang unik dalam sintesis senyawa Tropionen ini terletak pada proses siklisasi sehingga membentuk senyawa Tropionen padahal terpisah oleh jarak yang cukup jauh melalui reaksi Mannich intramolekul.

SUMBER :

Nicolaou, K. C.,  D. Vourloumis, N. Winssinger, and Phil S. Baran.2000. The Art and Science of Total Synthesis at the Dawn of the Twenty-First Century. Weinheim : Wiley.

Reagents and Strategies for the Total Synthesis of Halogenated Natural Products

Sebelum masuk pada materi diatas, pada pertemuan kali ini kami membahas sintesis urea terlebih dahulu. Dimana urea ini dapat disintesis dengan menggunakan amoniak dan karbon dioksida yang sangat mudah dan murah yang banyak dijumpai di laboratorium.

Adapun mekanisme reaksinya sebagai berikut :

Dan juga disini akan dijelaskan apa sih sintesis organik itu?

Baiklah Sintesis organik adalah pembangun dari senyawa organik kompleks dengan bahan awal senyawa sederhana oleh serangkaian reaksi kimia. Senyawa yang disintesis sintesis(hasil sintesis) di alam disebut produk alami. Alam menyediakan sejumlah besar senyawaorganik dan kebanyakan memiliki sifat kimia dan farmasi yang menarik. Contoh produk alami termasuk kolesterol (1.1), sebuah steroid yang ditemukan di sebagian besar jaringantubuh, limonene (1.2), sebuah terpene yang ditemukan dalam minyak lemon dan jeruk, kafein(1.3), sebuah purin ditemukan dalam daun teh dan biji kopi, dan morfin (1.4), alkaloidditemukan dalam opium.

Sintesis Total

Sintesis total merupakan sintesis kimia lengkap senyawa kimia organik yang komplek dari molekul yang simpel (sederhana).Sintesis total pertama senyawa organic dilakukan pada abad 19 oleh Kolbe dengan berawal dari karbon dan sulfur ,yang diperlihatkan pada gambar berikut :

Nah, tadi sudah dijelaskan apa itu total sintesis, yang menjadi topik disini iala bagaimana mensintesis suatu senyawa bahan alam didalam laboratorium menggunakan bahan sederhana. Contoh pada senyawa mitimycin adalah suatu senyawa yang digunakan sebagai egen penghambat dalam pertumbuhan sel. seperti sel kanker. melihat dari fungsinya ini tentu senyawa ini sangat dibutuhkan. secara alami senyawa ini dapat diperoleh dari alam. namun pada dasarnya memperoleh senyawa dari alam memerlukan proses yang panjang dan membutuhkan bahan baku yang sangat banyak untuk menghasilkan beberapa gram senyawa. contohnya isolasi yang mana pada awalnya sampel di ambil beberapa kilo namun hasilnya pasti dalam jumlah yang sedikit. nah, mengingat hal itu dan kebutuhan manusia yang meningkat, maka dilakukan lah suatu sintesis.

Halogenasi pada senyawa bahan alam

Halogenasi diambil dari kata halogen yaitu anggota golongan unsur yang sangat aktif, terdiri dari fluorin, bromin, iodin, klorin, atau astatin, yang mempunyai sifat kimia sama. Sedangkan halogenasi tersebut merupakan prosesnya yaitu pemasukan halogen ke dalam senyawa organik, baik secara penambahan (adisi) maupun secara penggantian (substitusi).

Halogenasi merupakan reaksi yang terjadi antara ikatan karbon-karbon rangkap (C=C) pada senyawa-senyawa alkena seperti etena dengan unsur-unsur halogen seperti klorin, bromin dan iodin.

Contoh senyawa bahan alam yang terhalogenasi

Salah satu tantangan yang dirasakan utama yang berkaitan dengan halogenasi alkena asimetris adalah halonium-ion transfer.  Proses ini, digambarkan dalam Skema 4, terjadi ketika 3 golonganion halonium mentransfer atom halogen mereka untuk olefin yang tidak bereaksi. Proses ini telah dipelajari dengan baik dan sangat cepat.  sehingga bahkan jika kompleks kiral yang tepat bisa menambahkan ion halonium untuk tunggal alkena. peristiwa transfer mungkin telah dihilangkan enantioselectivity awal ini dengan waktu serangan nukleofil, menghasilkan produk rasemat. Secara tradisional, Proses ini dipandang sebagai tantangan berat, terutama untuk proses katalitik yang akan membutuhkan konsentrasi tinggi bahan awal sehubungan dengan reaktif intermediet selama reaksi.

Reaksi diatas merupakan reaksi enantioselektive halogenasi dimana (Pd(MeCN)₄)(BF₄)₂ 0,1 mol, merupakan katalis yang digunakan. Sedangkan maksud dari 84 % e.e menunjukkan seberapa banyak yang terbentuk dan sebaliknya. Pembentukan reaksi yang terjadi melalui reaksi adisi markonikov. Aturan Markovnikov yakni "atom H akan terikat pada atom karbon yang lebih banyak H nya".

SUMBER :

Treitler, D. S. 2012. Reagents and Strategies for the Total Synthesis of Halogenated Natural   

https://mediabelajaronline.blogspot.co.id/2010/02/reaksi-reaksi-senyawa-karbon.html

https://www.academia.edu/3818740/Sintesis_Organik

https://inaoncologypharmacist.wordpress.com/2014/01/24/perbedaan-masing-masing-obat-kemoterapi/

SINTESIS SENYAWA ORGANIK ( PERTEMUAN I)

GUGUS PELINDUNG PADA SINTESIS SENYAWA ORGANIK 

 Gugus pelindung adalah gugus fungsi yang digunakan untuk melindungi gugus tertentu supaya tidak turut bereaksi dengan pereaksi atau pelarut selama proses sintesis. Deproteksi adalah penghilangan atau reduksi gugus pelindung menjadi gugus fungsi awal yang dilindungi.

Syarat pemilihan gugus pelindung :

1.    Mudah dimasukkan dan dihilangkan

2.    Tahan terhadap reagen yag akan menyerang gugus fungsional yang tidak terlindungi

3.    Stabil dan hanya akan bereaksi dnegan pereaksi khusus untuk mengembalikan gugus fungsi aslinya

Gugus pelindung seharusnya tidak mengganggu reaksi yang dilakukan sebelum dihapus

Tabel Gugus Pelindung

Gugus	Gugus Pelindung	Penambahan	Penghilangan	Ketahanan Gugus Pelindung	Pereduksi Gugus Pelindung
Aldehid (RCHO)	Asetal (RCH(OR’)2)	R’OH, H*	H*/H2O	Nukleofil, basa, reduktor	Elektrofil, oksidator
Keton	Asetal (ketal)		H*/H2O	Nukleofil, basa, reduktor	Elektrofil, oksidator
Asam (RCOOH)	Ester RCOOMe RCOOEt RCOOCH2Ph RCOOBu-t RCOOCH2CC3 Anion RCOO-	CH2N2 EtOH/H* PhCH2OH/H* H*, t-BuOH/H Cl3CCH2OH Basa	HO*/H2O H2, kat atau HBr H* Zn.MeOH Asam	Basa lemah, elektrofil Nukleofil	Basa kuat, nukleofil, reduktor Elektrofil
Alkohol (ROH)	Eter ROCH2Ph Asetal THP MEM Ester RCOOR’	PhCH2Br Basa R’COCl Piridina	H2, kat/HBr H*/H2O ZnBr2 NH3, MeOH	Elektrofil, basa, oksidasi Basa Basa Elektrofil, basa, oksidasi	HX(X-nukleofil) Asam Asam Nukleofil
Fenol Ar-OH	Eter ArOMe Asetal ArOCH2Ome	Me2SO4 K2CO3 MeOCH3Cl Basa	HI, HBr atau BBr3 HOAc, H2O	Basa, elektrofil lemah Basa, elektrofil lemah	Serangan oleh elektrofil pada cincin Serangan oleh elektrofil pada cincin
Amina R-NH2	Amida RNHCOOR’ Uretan RNHCOOR’ Flalimida	R’OCOCl Kloroformat R’OCOCl Anhidrida ftalat	HO-/H2O H+/H2O R’=CH2Ph H2, kat/HBr R’=Bu-t H+ NH2NH2	Elektrofil Elektrofil Elektrofil	Basa, nukleofil Basa, nukleofil
Tiol			HO-/H2O	Elektrofil	Oksidasi
RSH	AcSR	RSH + AcCl +Basa	HO-/H2O	Elektrofil	Oksidasi

Ketika reaksi kimia yang akan dilakukan secara selektif pada satu situs reaksi dalammultifungsi senyawa organik (molekul organik mengandung dua atau lebih dari dua reaktif kelompok) dan kami ingin reaksi pada satu tempat yang reaktif, maka tempat reaktif lain harus sementara diblokir atau diprotek. Langkah ini disebut deproteksi. Perlindungan dan deproteksi gugus fungsional telah mendapat perhatian dalam beberapa tahun terakhir bukanhanya karena kepentingan fundamentalnya, tetapi juga karena peran mereka dalam multi-langkah sintesis. Penyusunan molekul organik kompleks menuntut tersedianya berbagai gugus untuk memungkinkan kelangsungan hidup kelompok fungsional reaktif selama  berbagai  operasi  sintesis,  akhirnya mengakibatkan produksi selektif dari molekul target. Misalnya, dalam konversi etil 5-okso-hexanoat (1.76) menjadi 6-hidroksi-2-hexanon (1.77),diperlukan untuk memblokir gugus keton pertama dan kemudian gugus ester berkurangdengan LiAlH₄. Gugus keton dilindungi sebagai asetal karena gugus asetal tidak bereaksidengan reduktor LiAlH₄. Pada tahap akhir gugus asetal dihilangkan dengan pnambahan asam.Keseluruhan skema transformasi ini diberikan dalam Skema 1.17

pnambahan asam.Keseluruhan skema transformasi ini diberikan dalam Skema 1.17

Gugus pelindung diol secara umum

Diol (1,2 dan 1,3) secara umum melindungi O,O-asetal dan ketal. Asetal adalah senyawa dengan struktur umum RR¹ C (OR²) (OR³), dimana R dan R¹ mungkin adalah H (tapi tidak diperlukan), tetapi R² dan R³≠ H. Ketal adalah bagian dari asetal dimana baik R maupun R¹ adalah H.

Gugus pelindung amina secara umum

Gugus pelindung Imida dan amida: Kelompok ftalimida telah berhasil digunakan untuk melindungi gugus amino. Pembelahan dari N-alkilftalimida (1,81) mudah dilakukan dengan hidrazin, dalam larutan panas atau dalam dingin untuk waktu yang lama untuk memberikan 1,82 dan amina. Basa-katalis hidrolisis N-alkilftalimida 1.81 juga memberikan yang sesuai amina (Skema 1,32).

Berikut contoh reaksi dari gugus pelindung;

Sintesis alkohol dari ketoester,

Apabila molekul mengandung beberapa gugus fungsional yang mirip, mungkin perlu dilindungi dengan cara yang berbeda.

 sumber :

Warren, Stuart. 1981. Sintesis Organik Pendekatan Diskoneksi. Yogyakarta: Gadjah Mada University Press.

Warren, Stuart. 1983. Periptaan Sintesis Organik. Yogyakarta: Gadjah Mada University Press

https://ml.scribd.com/doc/143832408/Book-Report-Sintesis-Kimia

http://staffnew.uny.ac.id/upload/130530945/pendidikan/buku-kimia-organik-sintesis.pdf

http://andikaphewhe.blogspot.co.id/2014/07/sintesis-organik-gugus-pelindung.html