Sintesis Porfirin Pembawa Gugus Karboksilat sebagai Ligan untuk KIT Radiofarmaka

Abstract

Porphyrin and its derivatives are widely investigated as photosensitizers for photodynamic therapy in diagnoses and treatment of cancer or tumor. Structure of the porphyrin can be modified either at the meso position or in the center of the molecule with metal ions thus it is easily labeled with small radionuclides. Beside to improve its solubility, modification of the molecular structure of porphyrin can also be used to design ligand for radiopharmaceutical kit for the diagnosis and therapy of cancer. The purposes of this research was to synthesize porphyrin with meso substituent which bearing function group for labelling with radionuclide as ligand candidate to be developed as a radiopharmaceutical kits for cancer diagnosis. Synthesis of porphyrin was performed using 4- caboxymethylenoxybenzaldehyde, pyrrole and 4-pyridinecarboxaldehyde in propionic acid and was conducted at temperature of 150o C-160o C for 4 hours in nitrogen atmosphere. Reaction produced 5,10,15,20-tetrakis(pyridyl)porphyrin (H2TPyP) and 5,10-bis(pyridyl)-15,20-bis[(3-hydroxy-4- carboxymetilenoxy)phenyl]porphyrin (H2BPyCP). Caracterizations of synthesized porphyrins were based on melting point, visible absorption spectrum, infra-red spectrum and the 1 H-NMR spectrum. H2TPyP is purple solid (51 mg, 10.35% yield) with melting point of above 300o C. It has maximum absorption at wavelengths (λmax/nm) of 416, 512, 545, 587, and 642. Infra-red spectrum (cm-1) showed a band of =NH at 3367.1 and C=C at 1457.92. Chemical shifts (δ/ppm) of H2TPyP (1 H-NMR, 500 MHz, CDCl3, TMS) were –2.93 (s, 2H, inner N-H), 7.12 (s, 8H, pyrrol β-H), 8.16-8.17 (d, 8H, pyridine 2-H dan 4-H), 9.07-9.08 (d, 8H, pyridine 1-H and 5-H). H2BPyCP was brownish green solid (213 mg, 33.42% yield) with melting point of 192o C-195o C. Maximum absorption wavelengths (λmax/nm) of H2BPyCP were 415, 511, 546, 588, and 644. Infra-red spectrum (cm-1) showed a band of OH group of –COOH at 3428.81, C=O at 1558.2 and CO at 1415.49. Chemical shifts (δ/ppm) of H2BPyCP ( 1 H-NMR, 500 Hz, D2O/DMSO, TMS) were –3.09 (s, 2H, inner N-H), 4.62 (s, 4H, CH2 of benzene), 7.02-7.03 (d, 2H, benzene 1’-H), 7.33 (s, 2H, benzene 4’-H), 7.45-7.46 (d, 2H, benzene 2’-H), 7.72-7.73 (d, 4H, pyridine 2-H dan 4-H), 8.45 (s, 4H, pyrrol β-H), 8.59-8.61 (d, 4H, pyridine 1-H and 5-H), 9.69 (s, 4H, pyrrol β-H).

Senyawa porfirin dan turunannya banyak dipelajari sebagai fotosensitizer dalam terapi fotodinamik sebagai salah satu metode pengobatan dan diagnosa kanker ataupun tumor. Porfirin dapat dimodifikasi strukturnya baik pada substituen meso atau pada pusat molekulnya melaui kompleksasi dengan ion logam sehingga mudah dilabel dengan radionuklida. Selain dapat meningkatkan kelarutan, modifikasi struktur molekul porfirin juga dapat diarahkan untuk mendesain senyawa ligan dalam pembuatan kit radiofarmaka untuk diagnosis dan terapi kanker. Penelitian ini bertujuan untuk mensintesis senyawa porfirin dengan substituen meso yang mengandung gugus yang dapat dilabel sebagai kandidat senyawa ligan yang akan dikembangkan menjadi kit radiofarmaka dalam diagnosis kanker. Sintesis senyawa porfirin menggunakan 3-hidroksi-4- karboksimetilenoksibenzaldehid, pirol dan 4-piridinkarboksaldehid dalam asam propanoat dilakukan pada suhu 150o C-160o C selama 4 jam pada lingkungan atmosfer nitrogen. Karakterisasi senyawa porfirin yang dihasilkan berdasarkan titik leleh, spektrum sinar tampak, spektrum infra merah, dan spektrum 1 H RMI. 5,10,15,20-tetrakis(piridil)porfirin (H2TPyP) dan 5,10-bis(piridil)-15,20- bis[(3-hidroksi-4-karboksimetilenoksi)fenil]porfirin (H2BPyCP). H2TPyP berupa serbuk ungu yang meleleh pada suhu di atas 300o C. Panjang gelombang absorpsi maksimum (λmax/nm) pada spektrum sinar tampak adalah 416, 512, 545, 587, dan 642. Spektrum infra merah (cm-1) menunjukkan adanya pita =NH pada 3367,1 dan C=C pada 1457,9. Pergeseran kimia (δ/ppm) H2TPyP dengan 1H RMI (500 MHz, CDCl3, TMS) adalah –2,93 (s, 2H, inner N-H), 7,12 (s, 8H, pirol β-H), 8,16-8,17 (d, 8H, piridin 2-H dan 4-H), 9,07-9,08 (d, 8H, piridin 1-H dan 5-H). H2TPyP dapat disintesis dengan rendemen sebesar 10,4% (51 mg). H2BPyCP berupa serbuk hijau kecoklatan yang meleleh pada suhu 192o C-195o C. Panjang gelombang absorpsi maksimum (λmax/nm) pada spektrum sinar tampak adalah 415, 511, 546, 588, dan 644. Spektrum infra merah (cm-1) menunjukkan adanya gugus OH dari COOH pada 3428,8, C=O pada 1558,2 dan CO pada 1415,49. Pergeeseran kimia (δ/ppm) 1 H-RMI (500 Hz, D2O/DMSO, TMS) menunjukkan sinyal geseran kimia proton pada –3,09 (s, 2H, inner N-H), 4,62 (s, 4H, CH2 pada benzen karboksilat), 7,02-7,03 (d, 2H, benzen karboksilat 1’-H), 7,33 (s, 2H, benzen karboksilat 4’-H), 7,45-7,46 (d, 2H, benzen karboksilat 2’-H), 7,72- 7,73 (d, 4H, piridin 2-H dan 4-H), 8,45 (s, 4H, pirol β-H), 8,59-8,61 (d, 4H, piridin 1-H dan 5-H), 9,69 (s, 4H, pirol β-H). Senyawa H2BPyCP dapat disintesis dengan rendemen sebesar 33,42% (213 mg).