Asam piridin-2,6-dikarboksilat (dipikolinat)

2013-03-09 9:44

Penelitian dibidang obat-obatan kimia anorganik, akhir-akhir ini telah dikembangkan  dengan memanfaatkan ligan-ligan pengkhelat yang terkoordinasi bersama ion-ion logam, kompleks yang terbentuk diarahkan sebagai kontrol dalam bioaktivitas.  Agen pengkhelat dari ligan ini memberikan keuntungan dalam stabilitas kompleks yang terbentuk (Mewis,  2010).  Diantara contoh ligan pengkhelat adalah ligan dengan sejumlah gugus karboksilat yang terikat pada cincin piridin.

Keragaman model koordinasi gugus karboksilat mengakibatkan kompleks logam transisi karboksilat dapat membentuk struktur multidimensi (Wang, et al., 2005).  Kompleks metal karboksilat dapat dibangun dari ion logam dengan asam pikolinat (asam 2-piridin karboksilat).  Asam pikolinat merupakan senyawa aromatik heterosiklik dengan gugus karboksilat yang terikat pada cincin piridin. Asam pikolinat merupakan produk degradasi dari tryptophan (Barandika et al., 1999).  Asam pikolinat memiliki aktivitas biologi, dapat menginduksi sel murine leukemia HL-60 (Heren et al., 2006). Pengujian bioaktifitas menunjukkkan bahwa asam pikolinat dapat menghambat pertumbuhan micobacterium ovium complex (Shimizu et al., 2006).  Ligan pikolinat  membentuk kompleks dengan ion logam seperti Zn2+ dan Fe2+, ion-ion logam tersebut merupakan nutrien penting bakteri sehingga tanpa adanya ion–ion logam tersebut pertumbuhan bakteri terhambat. Selain itu asam pikolinat digunakan untuk sintesis kompleks berinti banyak, kompleks yang dihasilkan bersifat spin tinggi sehingga dapat  digunakan sebagai material magnet (Odoko et al., 2001). Aplikasi lain, asam pikolinat juga dapat digunakan sebagai inhibitor korosi.

Studi kompleks pikolinat dewasa ini banyak mendapat perhatian.  Studi ini menarik karena kompleks ini dapat diaplikasikan di berbagai bidang, diantaranya menunjukkan kestabilan tinggi untuk katalisis dalam proses biokimia dan dapat mempunyai sifat luminesens (Liang-Gui et al., 2007).  Dalam bidang medicine, kompleks kromium pikolinat digunakan sebagai pengaktif fungsi insulin (Ghatak et al., 1995).  Selain itu, kompleks timah(IV) pikolinat menunjukkan aktifitas antitumor (Giellen et al., 1995).  Asam pikolinat merupakan regulator pada siklus sel dan bertindak sebagai inhibitor pada pertumbuhan bakteri dan pertumbuhan sel tumor.  

Selain itu ligan pikolinat sangat potensial untuk membangun polimer koordinasi hibrid organik dan inorganik.  Kompleks polimer dua dimensi dibentuk dengan menggunakan ligan jembatan organik dan inorganik telah dilaporkan (Novitski et al., 2008).  Ligan pikolinat dapat membangun connectivity dengan bermacam topologi.  Kompleks polimer dapat dibangun dengan penggabungan ligan jembatan organik (asam pikolinat) dan ligan jembatan anorganik (dianion SO42-).  Oleh karena itu penggunaan “blend” ligan sulfat2- dan pikolinat telah dilaporkan Papatriantafyllopoulou et al., (2007) dalam membangun polimer koordinasi ion logam 3d dan 4f untuk mendapatkan senyawa baru.  Dua senyawa baru yang dihasilkan adalah [Zn2(SO4)(pikolinat)2(H2O)3] dan [Cd2(SO4)(pikolinat)2(H2O)3]. 

Kompleks pikolinat dengan ion logam Cu(II) dilaporkan oleh Zhang, (2005).  Kompleks mengkristal dalam sistem monoklinik dengan kelompok ruang P21/c. Kompleks tembaga(II)-pikolinat membentuk struktur oktahedral terdistorsi.  Dua atom nitrogen dan dua atom oksigen dari ligan pikolinat pada bidang ekuatorial dan dua atom oksigen dari molekul air yang terkoordinasi pada posisi aksial. Kompleks [Cu(pikolinat)2(H2O)2] dihubungkan oleh ikatan hidrogen intermolekul dalam struktur tiga dimensi.

Diantara turunan 2-piridin dikarboksilat yang saat ini terus dikembangkan sebagai ligan adalah piridin-2,6-dikarboksilat (dipikolinat).  Dipikolinat merupakan modifikasi pikolinat dengan penambahan satu gugus karboksilat pada cincin piridinnya.   Penambahan satu gugus karboksilat pada ligan pikolinat, diharapkan terbentuk  senyawa kompleks yang memiliki ikatan rangkap terkonjugasi lebih banyak sehingga didapatkan senyawa framework logam-organik yang lebih reaktif,  selain itu diharapkan pula  memiliki interaksi yang lebih besar antar ion-ion logamnya karena terdapat ikatan kovalen, interaksi p-p dan ikatan hidrogen (Martak, 2008).

img alt="" />

Asam piridin-2,6-dikarboksilat atau dipikolinat dapat sebagai ligan anionik berupa dipic2-.  Ligan dipikolinat  pada umumnya termasuk jenis ligan tridentat  dengan tiga atom donor pasangan elektron, yaitu N (nitrogen) dari cincin piridin dan 2 buah atom O (oksigen) dari gugus karboksilatnya.  Gambar diatas memperlihatkan delapan model koordinasi ligan dipikolinat melalui atom O yang terkoordinasi dengan atom logam,  dari model koordinasi ini secara teoritis ligan piridin-2,6-dikarboksilat dapat bertindak sebagai ligan pentadentat (Yang et al., 2002). 

Kemampuan molekul asam piridin-2,6-dikarboksilat yang dapat bertindak sebagai ligan tridentat maupun pentadentat,  menunjukkan asam dipikolinat  adalah suatu agen pengkelat yang utama, sifat ini telah dipelajari dalam  pergeseran kesetimbangan chiral-induced, yang dikenal juga sebagai efek Pfeiffer.  Efek ini telah digunakan untuk membuktikan kemampuan optis dari kelat ion dipikolinat dengan beberapa logam lanthanida  (Pellegrino, 2001).

Asam piridin-2,6-dikarboksilat (dipikolinat) dijumpai di alam sebagai penyusun utama dari bakteri spora, berat kering spora mengandung 5 – 15% asam piridin-2,6-dikarboksilat (Tang, et al., 2000).  Asam dipikolinat (H2dipic), atau piridin-2,6-dikarboksilat dipercaya merupakan faktor utama yang berperan dalam melindungi spora dari panas dan radiasi UV, kandungan H2dipic yang tinggi pada bakteri spora mempengaruhi sifat fisik dan kimia bakteri terhadap lingkungan luar, seperti pemanasan dan UV (Berg dan Grecz, 1970).  Senyawa ini juga berperan untuk menjaga kestabilan dan pertumbuhan spora. Asam dipikolinat dalam sistem biologis, dipelajari pertama kali oleh Udo pada tahun 1936.  Keberadaan asam piridin-2,6-dikarboksilat pada spora bakteri dipelajari oleh Powell pada tahun 1953.  Molekul ini juga terdapat pada beberapa jamur,  Molekul ini tidak bereaksi dalam beberapa perubahan kimia, karena sifatnya yang inert dan tidak reaktif, tetapi mendapat perhatian yang lebih dalam bidang biologi, karena keberadaannya pada spora bakteri (Tang, et al., 2000).  

Dipikolinat ini juga banyak ditemukan dalam beberapa senyawa alami sebagai suatu produk degradasi oksidatif dari vitamin, koenzim, dan alkaloid, serta merupakan suatu komponen dari fulvic acid.  Asam dipikolinat (piridin-2,6-dikarboksilat) juga menunjukkan beberapa fungsi biologis, diantaranya adalah kemampuan untuk aktivasi-inaktivasi dari beberapa mettaloenzim, penghambat transfer elektron, oksidasi LDL, selain itu juga toksisitas yang rendah (low toxicity) dari piridin-2,6-dikarboksilat banyak digunakan dalam model senyawa metallo-pharmaceutical (Siddiqi, 2009).

Paduan antara kobal-dipikolinat dalam suatu kompleks dan pengaruhnya sebagai inhibitor sel kanker belum ada laporan.  Kompleks kobalt-dipikolinat sementara ini disintesis dan baru diaplikasikan dalam beberapa kajian medisinal, seperti yang telah dilaporkan oeh Yang et al., (2002),  kompleks kobal(II) dan kobal(III) dipikolinat memberikan pengaruh yang efektif dalam mereduksi hyperlipidemia pada diabetes. (Penulis : Mahbub Alwathoni)