UJIAN SEMESTER KIMIA BAHAN ALAM

MATA KULIAH        : KIMIA BAHAN ALAM

NAMA                      : ASMARIA

NIM                           :RRA1C109005

SKS                         : 2

DOSEN                   : Dr. Syamsurizal, M.Si

WAKTU                   : 22-29 Desember 2012

PETUNJUK : Ujian ini open book. Tapi tidak diizinkan mencontek, bilamana ditemukan, maka anda dinyatakan GAGAL. Jawaban anda diposting di bolg masing-masing.

1. Jelaskan dalam jalur biosintesis triterpenoid, identifikasilah faktor-faktor penting yang sangat menentukan dihasilkannya triterpenoid dalam kuantitas yang banyak.

2. Jelaskan dalam penentuan struktur flavonoid, kekhasan signal dan intensitas serapan dengan menggunakan spektrum IR dan NMR. Berikan dengan contoh sekurang-kurangnya dua struktur yang berbeda.

3. Dalam isolasi alkaloid, pada tahap awal dibutuhkan kondisi asam atau basa. Jelaskan dasar penggunaan reagen tersebut, dan berikan contohnya sekurang-kurangnya tiga macam alkaloid.

4. Jelaskan keterkaitan diantara biosintesis, metode isolasi dan penentuan struktur senyawa bahan alam . Berikan contohnya.


Jawaban

1.Triterpenoid terdiri dari tiga unit isopren,

  Jalur biosintesisnya sbb: mekanismenya asetil-CoA melalui jalur asam mevalonat menghasilkan   isopentil pirofosfat (IPP) yang selanjutnya berisomerisasi menjadi dimetil alipirofosfat (DMPP) yang dibantu dengan enzim isomerase, dimana IPP dan DMPP bergabung menghasilkan Geranil Pirofosfat (GPP) membentuk senyawa monoterpenoid, kemudian GPP dan IPP digabung dengan mekanisme yang sama menghasilkan farnesil pirofosfat (FPP) membentuk senyawa sesquiterpenoid, selanjutnya FPP digabung dengan FPP dengan jalur mekanisme yang sama akan menghasilkan senyawa triterpenoid

Faktor yg mempengaruhinya bnyak sedikitnyahasil dati triterpenoid yaitu

     a.Penambahan enzim yang terlibat dalam jalur biosintesis triterpenoid dapat meningkatkan produksi  senyawa triterpenoid,semakin meningkat aktifitas enzim yang bekerja maka semakin banyak pula triterpenoid yang di hasilkan,,begitupun sebaliknya

b.    b. Penghambatan jalur asam mevalonat yang bertujuan,untuk mengoptimalkan jalur yang lain sehingga dapat meningkatkan produksi senyawa triterpenoid.

.  

 2.  Flavonoid berasal dari kombinasi antara jalur shikimat dan jalur asetat-mevalonat. Kerangka dasar terdiri atas 15 atom kabon yang membentuk susunan C6-C3-C6. ciri khas dalam spektrum tersebut adalah memberikan puncak relatif rendah pada pita I untuk flavonoid golongan hidroflavon dan isoflavon dan untuk antosianin dan khalkon memberikan puncak yang relatif  tinggi,Beberapa metoda standar identifikasi dan elusidasi struktur yang sudah dikenal untuk menentukan senyawa kimia termasuk derivat-derivatnya antara lain: metoda spektroskopi

1.spektrum IR

   Prinsip kerja spektroskopi IR yaitu berdasarkan vibrasi molekul atau getaran ikatan atom. Atom-atom di dalam molekul tidak  dalam keadaan diam, akan tetapi biasanya terjadi peristiwa vibrasi (getaran)

Ini adalah strukturnya:

2.Spektrum NMRPrinsip Kerja Spektroskopi NMR yaitu berdasarkan pada penyerapan energi oleh partikel yang sedang berputar di dalam medan magnet yang kuat. Kekhasan signal NMR, spektroskopi 1H-NMR memberikan informasi mengenai posisi H pada struktur senyawa sedangkan spektroskopi 13C-NMR memberikan informasi mengenai struktur karbon dalam sebuah molekul yang dapat dilihat dari geseran kimianya –Hanya proton yang menghasilkan sinyal (beresonansi) di daerah ini dan proton yang secara kimia sama memberikan sinyal yang sama. Ukuran sinyal (integrasi) berbanding lurus dengan jumlah proton yang menghasilkan sinyal6

sinyal-sinyal dari setiap atom karbon yang menyusun suatu molekul akan terbaca satu per satu. Atom karbon yang mempunyai interaksi yang kuat terhadap medan magnet akan muncul terlebih dahulu pada daerah serapan sedangkan atom karbon  yang mempunyai interaksi yang lemah terhadap medan

magnet akan muncul belakangan pada daerah serapan dan menunjukkan intensitas yang tajam pada setiap kemunculan signal

beikut strukturnya:

 

 

3. Alkaloid biasanya diperoleh dengan cara mengekstrasi bahan tumbuhan memakai asam yang melarutkan alkaloid sebagai garam, atau bahan tumbuhan dapat dibasakan dengan natrium karbonat dan sebagainya lalu basa bebas diekstraksi dengan pelarut organik seperti kloroform, eter, dan sebagainya. Beberapa alkaloid jadian/sintesis dapat terbentuk jika kita menggunakan pelarut reaktif.

alkaloid bersifat basa.sifat tergantung pada adanya pasangan elektron pada nitrogen. Jika gugus fungsional yang berdekatan dengan nitrogen bersifat melepaskan elektron, sebagai gugus alkil maka ketersediaan elektron pada nitrogen naik dan senyawa bersifat basa.

 Contoh:

1.isolasi Nikotin

  Nikotin adalah suatu alkaloid dengan nama kimia

3-(1-metil-2-pirolidil) piridin

. Saat diekstraksi dari daun tembakau, nikotin tak berwarna, tetapi segeramenjadi coklat ketika bersentuhan dengan udara. Nikotin dapat menguap dandapat dimurnikan dengan cara penyulingan uap dari larutan yang dibasakan.

  Nikotin adalah bahan alkaloid toksik yang merupakan senyawa amintersier, bersifat basa lemah dengan pH 8,0. Pada pH tersebut, sebanyak 31%nikotin berbentuk bukan ion dan dapat melewati membran sel. Pada pH ininikotin berada dalam bentuk ion dan tidak dapat melewati membran secara cepatsehingga di mukosa pipi hanya terjadi sedikit absorpsi nikotin dari asap rokok.

                Nikotin adalah zat alkaloid yang ada secara natural di tanaman tembakau. Nikotin juga didapati pada tanaman-tanaman lain dari famili biologis Solanaceaeseperti tomat, kentang, terung dan merica hijau pada level yang sangat kecildibanding pada tembakau. Zat alkaloid telah diketahui memiliki sifatfarmakologi, seperti efek stimulan dari kafein yang meningkatkan tekanan darahdan detak jantung.Alkaloid nikotin mengalami proses metabolisme, yaitu suatu prosesdimana nikotin mengalami perubahan struktur karena adanya senyawa–senyawakimia di sekitarnya.

 

                 Sebagian besar in vivo metabolit dari nikotin adalah konitin laktam.Transformasi metabolit ini mewakili semua oksidasi 4–elektron. Studi in vitromenunjukkan hilangnya nikotin dari campuran inkubasi tidak dihambat, walaupun pembentukan nikotin diblok secara sempurna.Metabolisme oksidatif pada nikotin dengan pembuatan mirkosomal hatikelinci dengan adanya ion sianida ditunjukkan dengan adanya isomer keduasenyawa siano nikotin. Pembentukan struktur 

2.isolasi morfin

MORFIN Kata "morfina" berasal dari Mofeus, dewa mimpidalam mitologi Yunani. Morfin merupakan amina tersier yang mengandungsebuah radikal hidroksi alkoholik dan radikal hidroksifenolik. Radikal hidroksi fenolik ini yang menyebabkanmorfin larut dalam alkali dan membentuk warna denganFeri Klorida. Morfin adalah hasil olahan dari opium / candumentah. Morfin merupakan alkaloida utama dari opium( C17H19NO3 ) .

3.isolasi Kafein

Kafein adalah salah satu jenis alkaloid yang banyak terdapat di daun teh

(Camellia sinensis), biji kopi (Coffea arabica), dan biji coklat (Theobroma

cacao). Kafein memiliki efek farmakologis yang bermanfaat secara klinis sebagai

bahan obat untuk gangguan limpa, jantung dan saraf pusat. Kafein juga sering

ditambahkan dalam jumlah tertentu ke dalam minuman suplemen.

Kelarutan kafein dalam air adalah 2,2 gr/ml pada 25 ⁰C, 180 gr/ml pada 80 ⁰C, dan 670 mg/ml pada 100 ⁰C. Kafein larut dalam diklorometana, klorofom, dan alkohol. Teh yang biasa kita konsumsi, khususnya teh hijau, banyak mengandung khasiat. Sebuah riset Erasmus University Medical School, Rotterdam mengungkapkan pembuluh darah balik besar (aorta) para responden yang gemar meminum teh hijau, memiliki lapisan yang melindungi terjadinya penggumpalan darah. Kondisi ini menyebabkan menurunnya kemungkinan terjadinya serangan jantung koroner. Selain itu, penelitian The American Journal of Clinical Nutrition belum lama ini menemukan khasiat teh hijau untuk melangsingkan tubuh. Ternyata, paduan kafein dan teh hijau yang sesuai takaran mampu membakar 4% kalori lebih banyak dibandingkan dengan orang yang berdiet dengan menggunakan placebo.

Ekstraksi kafein dari teh ini dapat dilakukan dengan cara ekstraksi padat-cair, yaitu dengan cara :

25 g daun kering dan 20 g natrium karbonat dimasukkan kedalam labu erlenmeyer 250 ml, kemudian tambahkan 225 ml air mendidih. Diamkan selama 7 menit, kemudian didekantasi kedalam labu erlenmeyer lain. Kedalam aun teh ditambahkan 50 ml air mendidih kemudian ekstrak teh segera didekantasi dan digabungkan dengan ekstrak sebelumnya. Untuk mengekstraksi kafein yang mungkin ada, air berisi daun teh dididihkan selama 20 menit, kemudian ekstrak nya didekantasi.

      Ekstrak teh didinginkan hingga suhu kamar, kemudian lakukan ekstraksi didalam corong pisah dengan menambahkan 30 ml diklorometana. Corong pisah dikocok secara perlahan selama 5 menit ( supaya tidak terbentuk emulsi ) dan sesekali keran corong pisah dibuka untuk mengurangi tekanan udara dalam corong, ekstraksi di ulang dengan penambahan 30 ml diklorometana kedalam corong pisah, ekstrak diklorometana dan semua fraksi yang berwujud emulsi digabungkan didalam labu erlenmeyer 125 ml, kemudian tambahkan kalsium klorida anhidrat kedalam gabungan ekstrak dan emulsi, sambil di aduk dan digoyang selama 10 menit. Kemudian, ekstrak diklorometana disaring dengan penyaringan biasa. Erlenmeyer dan kertas saring dibilas dengan 5 ml dikloro metana. Filtrat digabungkan dan lakukan destilasi menggunakan penangas air untuk menguapkan diklorometana.

Produk yang terbentuk ditimbang dan dilakukan rekritalisasi menggunakan 5 ml aseton panas, lalu larutan ini dipindahkan dengan pipiet kedalam labu erlenmeyer kecil. Masih dalam keadaan panas, tambahkan n-heksana tetes demi tetes sampai terbentuk kekeruhan. Dinginkan sampai mencapai suhu kamar, kemudian kristal yang terbentuk disaring dengan penyaringan isap ( vakum ). Kristal dicuci dengan beberapa tetes n-heksana. Kemudian dilakukan pengujian titik leleh.

4. dengan adanya biosintesis kita dapat mengetahui proses terbentuknya suatu senyawa bahan alam dan dari senyawa tersebut kita dapat menentukan metode isolasi  mana yang paling tepat di gunakan untuk menghasilkan suatu senyawa bahan alam

Contohnya:

isolasi Nikotin

 Nikotin adalah suatu alkaloid dengan nama kimia

3-(1-metil-2-pirolidil) piridin

. Saat diekstraksi dari daun tembakau, nikotin tak berwarna, tetapi segeramenjadi coklat ketika bersentuhan dengan udara. Nikotin dapat menguap dandapat dimurnikan dengan cara penyulingan uap dari larutan yang dibasakan.

  Nikotin adalah bahan alkaloid toksik yang merupakan senyawa amintersier, bersifat basa lemah dengan pH 8,0. Pada pH tersebut, sebanyak 31%nikotin berbentuk bukan ion dan dapat melewati membran sel. Pada pH ininikotin berada dalam bentuk ion dan tidak dapat melewati membran secara cepatsehingga di mukosa pipi hanya terjadi sedikit absorpsi nikotin dari asap rokok.

MID SEMESTER KIMIA BAHAN ALAM

SOAL DAN JAWABAN MID SEMESTER KIMIA BAHAN ALAM

NAMA: ASMARIA                                                             
NIM: RRA1C109005
DOSEN: Dr.Syamsurizal 

soal
 

1. jelaskan hubungan struktur dan kereaktifan beberapa senyawa yang anda kenal terhadap suatu penyakit tertentu?
2. uraikanlah dan berikan contoh dimana letak peran penting suatu metabolit sekunder dalam suatu tumbuh-tumbuhan?
3. kemukakan gagasan anda,bagaimana idenya suatu senyawa bisa diisolasi dan purifikasi?
4.kemukakan  bagaimana idenya suatu senyawa bahan alam dapat diketahui alur biosintesisnya?
jawaban:

1.     Struktur vincristin CHO

Senyawa aktif vinblastin dan vinkristin berkhasiat antikanker pada  leukemia,ehrlich ascitic liver carsinoma dan walker carcinoma. Jugamenghentikan pembelahan sel (mitos) kanker pada tingkat metafase dan menghambat sintetis purin, DNA dan RNA. Vimblastin terutama untuk penyakit hodgki"s dan chorioepithelioma, juga efektif pada kanker payudara, indung telur (ovarium), testis dan nephroblastoma. Vinkristin lebih efektif pada leukemia granulostik dan limfositik akut, terutama pada leukemia limfositik dan mielositik akut pada anak-anak.
Mekanisme kerjanya dengan mengikat tubuli dan menghambat pembentukan komponen mikrotubuli pada kumparan mitosis sehingga metafase berhenti.Vinkristin memiliki aktivitas lebih besar dibandingkan vinblastin karena memiliki kemampuan penetrasi ke dalam sel kanker yang lebih

2. Penemuan berbagai senyawa obat baru dari bahan alam semakin memperjelas peran penting metabolit sekunder tanaman sebagai sumber bahan baku obat. Metabolit sekunder adalah senyawa hasil biogenesis dari metabolit primer. Umumnya dihasilkan oleh tumbuhan tingkat tinggi, yang bukan merupakan senyawa penentu kelangsungan hidup secara langsung, tetapi lebih sebagai hasil mekanisme pertahanan diri organisme
contohnya :Flavonoid

Flavonoid merupakan komponen tumbuhan zat anti oksidan sebagai suplemen sel, yang memiliki sifat sebagai bahan-bahan antijamur, antibakteri, antivirus, antioksidan dan anti-inflamasi. Menurut penelitian, kandungan flavonoid pada satu tetes propolis setara dengan flavonoid yang dihasilkan dari 500 buah jeruk. Kandungan flavonoid dalam propolis memiliki kekuatan antioksidan dan sudah terbukti dapat melawan radikal bebas serta melindungi lemak dan komponen-komponen lain seperti vitamin C dari kerusakan dan proses oksidasi. Dan kemungkinan yang lain Propolis memberikan efek sebagai anti penuaan dan mencegah kerusakan sel.

3.  Untuk mengisolasi kofein dari teh hitam , mula – mula 25 mg serbuk teh hitam ditempatkan dalam soxhlet extractor kemudian dilakukan ekstraksi dengan menggunakan pelarut etanol selama tiga jam . Prinsip dari ektraksi adalah menarik suatu senyawa tertentu kedalam pelarut yang sesuai

Ekstrak yang diperoleh kemudian diletakkan dalam cawan porselein yang telah berisi 12,5 magnesium oksida dalam 75 ml air , kemudian diuapkan hingga kering dengan penangas air . Penambahan magnesium oksida dilakukan dengan tujuan untuk menjerap kofein dalam ekstrak dan untuk menghilangkan senyawa tannin

Langkah berikutnya adalah mengekstraksi dengan menggunakan 7,5 ml kloroform sebanyak tiga kali dalam corong pisah . Digunakannya kloroform karena kofein mudah larut dalam kloroform

Untuk mendeteksi kebenaran kofein yang didapat dilakukan murexide test dan uji spektrum kofein . Murexide test dilakukan dengan cara melarutkan cuplikan tersebut dalam tiga tetes HNO₃  pekat kemudian diuapkan sampai kering dan ditambahkan dua tetes NH₄OH , hasil dikatakan positif jika berwarna merah lembayung   ( harborne , 1996 ) . Hal tersebut tidak dilakukan karena tidak tersedianya NH₄OH di laboratorium

Pada praktikum ini untuk mendeteksi keberadaan kafein digunakan uji kromatografi lapis tipis ( KLT)  Keuntungan dari sistem KLT antara lain : dengan jumlah zat yang sangat kecil dapat dipisahkan dengan jelas , hasil pemisahan lebih baik dengan batas deteksi lebih rendah , butuh waktu singkat dengan sedikit alat

Pada praktikum ini juga dilakukan KLT preparatif pada ekstrak air, Didapatkan 2 bercak dengan garis memanjang. Bercak tersebut lalu dikerok dan dilarutkan dalam kloroform, lalu ditotolkan pada lempeng KLT silika gel GF 254 dan fase gerak kloroform-etanol

4. Cara untuk mengetahui jalur biosintesis pada suatu senyawa adalah :
 1. Dengan mengananalisis suatu senyawa kompleks sehingga kita dapat   mengetahui       building block penyusunnya yang dapat mengarahkan kita kepada senyawa asal dan jalur biosintesisnya.
2. Pelabelan dengan radioisotop

 Proses pelabelan dengan menggunakan ³²P dari ATP terlabel radioaktif dilakukan dengan menghilangkan 5’ fosfat dari oligonukleotida menggunakan enzim alkalin fosfatase dan menggantikannya dengan fosfat terlabel radioaktif menggunakan polinukleotida nuklease