Perpustakaan Digital ITB

Ikatan halogen (XB) adalah interaksi nonkovalen yang terjadi antara bagian 𝜎-hole gugus halogen suatu senyawa organik dengan basa Lewis di sekitarnya. Peranan ikatan halogen dapat ditemukan pada beberapa bidang seperti self asembly pada teknologi kristal, penelitian biomolekul dan desain obat serta pada pengembangan sensor. Penelitian ini merupakan kajian komputasi ikatan halogen yang mungkin terjadi antara molekul desformilflustrabromin (dFBr) dan flustramin C dengan molekul diklorometana dan metanol. dFBr dan flustramin C adalah metabolit sekunder golongan alkaloid yang berhasil diisolasi dari Flustra foliacea. Kedua senyawa ini memiliki aktivitas terhadap bakteri, bahkan dFBr berpotensi sebagai modulator alosterik positif dari reseptor asetilkolin nikotinat yang bermanfaat dalam penyembuhan penyakit saraf dan kardiovaskular. Data kromatogram HPLC yang menunjukkan perbedaan waktu retensi pada kedua senyawa menimbulkan dugaan keterlibatan ikatan halogen pada sifat fisis keduanya. Pada penelitian ini, dimodelkan beberapa kemungkinan geometri interaksi molekul dFBr dan Flustramin C dengan metanol dan diklorometana yang merupakan pelarut pada analisis HPLC. Perhitungan komputasi dilakukan dengan metode Teori Fungsional Kerapatan (DFT), fungsional b3lyp dan basis set 631G(d). Minimalisasi kesalahan akibat superposisi basis set (BSSE) pada perhitungan dikoreksi dengan metode counterpoise. Selain itu, dilakukan juga perbandingan hasil perhitungan metode DFT dengan dan tanpa koreksi energi dispersi (D3). Berdasarkan jenis gugus fungsi yang terlibat, interaksi senyawa-pelarut yang diamati dikelompokkan kedalam interaksi gugus halida-halida dan interaksi gugus halida-atom elektronegatif lain (oksigen dan nitrogen). Pada kelompok interaksi halida-halida diamati interaksi gugus bromida dari dFBr dan Flustramin C dengan gugus klorida dari molekul diklorometana. Hasil perhitungan menunjukkan sudut ikatan 2 geometri yang diamati, dFBr(Br)⋯(Cl)diklorometana dan Flustramin C(Br)⋯(Cl)diklorometana telah mendekati linear (180°), namun jarak ikatan Br⋯Cl kedua geometri lebih besar dari total jarak van der Waals Cl dan Br (3,6 Å) sehingga tidak dapat dikategorikan sebagai ikatan halogen. Kelompok interaksi halida-oksigen menunjukan data sudut dan jarak ikatan yang sesuai dengan karakteristik ikatan halogen. Hanya saja, ketika diamati dekat ternyata beberapa geometri menunjukkan adanya interaksi selain ikatan halogen (interaksi dipol-dipol) dengan jarak yang lebih dekat dibanding jarak ikatan halogen. Hanya geometri dFBr(Br)⋯(O)metanol (perhitungan dengan DFT-D3) yang menunjukan interaksi tunggal ikatan halogen. Energi interaksi, sudut dan jarak ikatan geometri ini berturut-turut sebesar -12,4456 kJ/mol, 172,66° dan 3,066 Å. Visualisasi orbital molekul klaster Flustramin C (Br) ⋯ (O) metanol menunjukkan orbital yang terlibat dalam interaksi ini adalah HOMO-4 (akseptor ikatan halogen) dan LUMO+3 (donor ikatan halogen) dengan selisih energi LUMO-HOMO sebesar 7,6709 eV. Selanjutnya, berdasarkan 4 geometri kelompok interaksi Halida-Nitrogen yang diamati, hanya geometri diklorometana-dFBr posisi A yang dapat memenuhi karakteristik ikatan halogen dan tidak menunjukkan adanya interaksi nonkovalen jenis lain. Energi interaksi untuk geometri ini sebesar -36,5317 kJ/mol (DFT dengan counterpoise) atau -49.2327 (DFT-D3, dengan gCP). Visualisasi orbital molekul baik hasil perhitungan DFT maupun DFT-D3 menunjukkan keterlibatan orbital HOMO-1 (akseptor) dan orbital LUMO+1 (donor) pada interaksi ini. Selisih energi LUMO-HOMO untuk geometri ini sebesar 5.9049 eV (DFT) dan 5.7253 eV (DFT-D3). Elaborasi data hasil perhitungan dengan kromatogram menunjukkan hubungan yang tidak saling mendukung. Berdasarkan data yang diperoleh, dapat dikatakan bahwa ikatan halogen bukan satu-satunya interaksi nonkovalen yang menyebabkan perbedaan waktu retensi dFBr dan Flustramin C.