Nama : Putri Dwi Wandani
Nim : RRA1C110012
UJIAN AKHIR SEMESTER
MATA
KULIAH : KIMIA BAHAN ALAM
SKS
: 2 SKS
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.
Jawab :
Terpenoid
merupakan derivat dehidrogenasi dan oksigenasi dari senyawa terpen. Terpen
merupakan suatu golongan hidrokarbon yang banyak dihasilkan oleh tumbuhan dan
sebagian kelompok hewan. Rumus molekul terpen adalah (C5H8)n. Terpenoid disebut
juga dengan isoprenoid. Hal ini disebabkan karena kerangka karbonnya sama
seperti senyawa isopren. Secara struktur kimia terenoid merupakan penggabungan
dari unit isoprena, dapat berupa rantai terbuka atau siklik, dapat mengandung
ikatan rangkap, gugus hidroksil, karbonil atau gugus fungsi lainnya.
Sintesa
Terpenoid
— Secara
umum biosintesa terpenoid terjadinya 3 reaksi dasar, yaitu:
1.
Pembentukan isoprena aktif berasal dari asam asetat melalui asam mevalonat.
2.
Penggabungan kepala dan ekor unit isoprene akan membentuk mono-, seskui-, di-,
sester-, dan poli-terpenoid.
3.
Penggabungan ekor dan ekor dari unit C-15 atau C-20 menghasilkan triterpenoid
dan steroid.
Asam asetat setelah diaktifkan oleh koenzim A
melakukan kondensasi jenis Claisen menghasilkan asam asetoasetat. Senyawa yang
dihasilkan ini dengan asetil koenzim A melakukan kondensasi jenis aldol
menghasilkan rantai karbon bercabang sebagaimana ditemukan pada asam mevanolat.
Reaksi-reaksi berikutnya ialah fosforilasi, eliminasi asam fosfat dan
dekarboksilasi menghasilkan IPP yang selanjutnya berisomerisasi menjadi DMAPP
oleh enzim isomerase. IPP sebagai unit isopren aktif bergabung secara kepada
ke-ekor dengan DMAPP dan penggabungan ini merupakan langkah pertama dari
polimerisasi isopren untuk menghasilkan terpenoid. Penggabungan ini terjadi
karena serangan elektron dari ikatan rangkap IPP terhadap atom karbon dari
DMAPP yang kekurangan elektron diikuti oleh penyingkiran ison pirofosfat.
Serangan ini menghasilkan geranil pirofosfat (GPP) yakni senyawa antara bagi
semua senyawa monoterpen.
Penggabungan selanjutnya antara satu unit IPP
dan GPP, dengan mekanisme yang sama seperti antara IPP dan DMAPP, menghasilkan
farnesil pirofosfat (FPP) yang merupakan senyawa antara bagi semua senyawa
seskuiterpen. Senyawa-senyawa diterpen diturunkan dari geranil-geranil
pirofosfat (GGPP) yang berasal dari kondensasi antara atau satu unit IPP dan
GPP dengan mekanisme yang sama pula.
Bila reaksi organik sebagaimana tercantum
dalam Gambar 2 ditelaah lebih mendalam, ternyata bahwa sintesa terpenoid oleh
organisme adalah sangat sederhan a sifatnya. Ditinjau dari segi teori reaksi
organik sintesa ini hanya menggunakan beberapa jenis reaksi dasar.
Reaksi-reaksi selanjutnya dari senyawa antara GPP, FPP dan GGPP untuk
menghasilkan senyawa-senyawa terpenoid satu persatu hanya melibatkan beberapa
jenis reaksi sekunder pula. Reaksi-reaksi sekunder ini lazimnya ialah
hidrolisa, siklisasi, oksidasi, reduksi dan reaksi-reaksi spontan yang dapat
berlangsung dengan mudah dalam suasana netral dan pada suhu kamar, seperti
isomerisasi, dehidrasi, dekarboksilasi dan sebagainya.
Pada
biosintesis triterpenoid yang menjadi factor penting keberhasilan terbentuknya
senyawa hasil proses biosintesis yaitu enzim-enzim yang bekerja pada biosintsis
tersebut, pH dan juga temperatur.
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!
Jawab :
Penentuan Struktur Molekul Isolat Flavonoid
Dari ekstrak etil asetat bagian batang tumbuhan
paku Nephrolepis radicans (Burm.) Kuhn telah berhasil dipisahkan senyawa
flavonoid berwarna kuning sebanyak 8 mg. Isolat menunjukkan satu noda pada
kromatografi lapis tipis dengan sistem tiga eluen yaitu Rf berturut-turut 0,20;
0,36; dan 0,38 untuk eluen kloroform-aseton = 7:3, kloroform-aseton= 5:5, dan
kloroform-metanol = 9:1. Pada kromatodrafi cair juga menghasilkan satu puncak
dengan Rt = 2,1 menit. Spektrum UV (MeOH) λmaks 280 dan 333 (bh) nm; (MeOH +
NaOH): 289, 350 (bh) nm; (MeOH+AlCl3): 281, 360 (bh) nm; (MeOH+AlCl3+HCl): 282,
358 (bh) nm; (MeOH+NaOAc): 282, 355 (bh) nm; (MeOH+NaOAc+H3BO3): 280, 355 (bh)
nm. Spektrum IR (KBr) maks : 3222 (OH), 2930 (C-H alkil), 1633 (C=O), 1513,
1460 (C=C aromatik), 1385 (tekuk C-H alkil), 1269 (-C-O-C-), 1026 (C-O
simetris), 666,3 cm-1 (lentur pendukung aromatik). Spektrum massa menunjukkan
puncak ion molekul semu (M + 1) pada m/z 567.
Isolat menunjukkan hasil positif pada uji dengan
pereaksi FeCl3 dan tes shinoda (Mg + HCl) mendukung bahwa isolat merupakan
senyawa golongan fenolik jenis flavonoid. Adanya gugus fenol juga didukung oleh
munculnya puncak dalam spektrum IR pada daerah 3222,5 cm-1 (vibrasi ulur OH)
dan 1513,4; 1460,9 cm-1 (vibrasi ulur C=C aromatik).
Hasil pengukuran spektrum UV isolat dalam
pelarut metanol yang menunjukkan serapan maksimum pada λmaks 280,3 nm (pita II)
dan bahu pada daerah 333 nm (pita I), mendukung bahwa isolat merupakan
flavonoid jenis dihidrocalkon [6]. Serapan OH (3222,5 cm-1 ), C-H alkil (2930,1
cm–1), C=O terkelasi (1633,3 cm-1), C=C aromatik (1513,4 cm-1, 1460,9 cm-1)
dalam spektrum IR mendukung bahwa isolat merupakan flavonoid jenis
dihidrocalkon. Tidak adanya pergeseran batokromik yang berarti pada penambahan
pereaksi NaOH dan NaOAc mendukung bahwa isolat tidak memiliki gugus OH bebas
pada atom C-4’. Pada pita II juga tidak terjadi pergeseran batokromik pada
penambahan pereaksi AlCl3 mendukung adanya gugus OH bebas pada C-6’. Penambahan
pereaksi AlCl3 + HCl dan NaOAc + H3BO3 tidak menyebabkan pergeseran batokromik
pita II. Hal tersebut mendukung tidak adanya gugus orto-dihidroksi pada cincin
A dalam isolat flavonoid. Hasil pengukuran spektrum massa menunjukkan bahwa
isolat memiliki massa molekul relatif 566 yang sesuai untuk rumus molekul
C27H34O13. Berdasarkan hasil analisis data spektroskopi diduga isolat merupakan
senyawa 2’-hidroksi-4’-metoksi-dihidrokalkon-6’-O-α-L-arabinopiranosil
(16)-β-Dglukopiranosida.
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!
Jawab :
Alkaloid
cenderung bersifat basa dan mudah menguap. sedangkan asam digunakan untuk
menghasilkan alkaloid dalam bentuk garam dan tidak mudah menguap. Kemudian basa
yang dipakai dalam isolasi alkaloid tidak boleh menggunakan basa yang terlalu
kuat sebab, alkaloid pada umumnya kurang stabil dan pada PH tinggi ada
kemungkinan akan terurai, terutama pada keadaan bebas.terlebih lagi alkaloid
itu dalam bentuk ester, seperti : Atropin, Hyoscyamin dan Alkaloid Secale. Dan
jika basa yang diberikan lebih kecil dari alkaloid yang akan di bebaskan dari
garamnya maka, alkaloid tidak dapat diisolasi. Sehingga memerlukan basa yang
lebih kuat.
Beberapa pereaksi pengendapan digunakan untuk
memisahlkan jenis alkaloid.Pereaksi sering didasarkan pada kesanggupan alkaloid
untuk bergabung dengan logam yang memiliki berat atom tinggi seperti merkuri,
bismuth, tungsen, atau jood. Pereaksi mayer mengandung kalium jodida dan
merkuri klorida dan pereaksi Dragendorff mengandung bismuth nitrat dan merkuri
klorida dalam nitrit berair. Pereaksi Bouchardat mirip dengan pereaksi Wagner
dan mengandung kalium jodida dan jood. Pereaksi asam silikotungstat menandung
kompleks silikon dioksida dan tungsten trioksida. Berbagai pereaksi tersebut
menunjukkan perbedaan yang besar dalam halsensitivitas terhadap gugus alkaloid
yang berbeda. Ditilik dari popularitasnya, formulasi mayer kurang sensitif
dibandingkan pereaksi wagner atau dragendorff.
contoh isolasi alkaloid, yaitu:
Isolasi Nikotin dari daun tembakau
25 gram daun tembakau kering rajangan
yang telah dibungkus kertas saring dimasukkan ke dalam alat soxhlet,
dilakukan ekstraksi dengan menggunakan 300
mL metanol selama 7 jam. Sampel yang digunakan adalah 100 gram sehingga ekstraksi dilakukan 4 kali. Ekstrak / filtrat yang dihasilkan dievaporasi sampai dihasilkan larutan yang pekat atau filtrat tinggal 10 % dari volume semula. Larutan pekat dituangkan ke dalam labu erlenmeyer
dan
diasamkan dengan H2SO4 2 M sebanyak 25 mL. Larutan
diaduk dengan magnetik
stirer agar
homogen.
Larutan
diuji dengan kertas lakmus
sampai
berwarna merah. Kemudian larutan diekstrak
dengan kloroform 25 mL
sebanyak 3 kali dengan corong pisah. Ekstrak yang dihasilkan berada di lapisan
bawah diuji dengan reagen
Dragendorf, positip
alkaloid jika timbul endapan orange.
Ekstrak dinetralkan
lagi
dengan
menambahkan
NH4OH,
kemudian
diekstraksi lagi dengan kloroform 25 mL sebanyak 3 kali. Ekstrak yang diperoleh diuapkan dengan dianginkan, kemudian dimurnikan
dengan
kromatografi kolom
dengan
silika
gel
11,5
gram sebagai fase
diam, panjang kolom
10 cm, diameter kolom
3 cm dan dengan eluen n heksana dan kloroform, metanol dengan perbandingan 1:0, 7:3,
5:5, 3:7 dan 0:1 masing – masing sebanyak
10 mL.
Hasil kromatografi kolom dilanjutkan dengan kromatografi lapis tipis
dengan larutan pengembang metanol. Hasil ekstrak kemudian diuji
dengan menggunakan GC–MS, spektrofotometer UV-Vis dan Spektrofotometer
IR.
Isolasi
alkaloid dari akar tumbuhan Anamirta cocculus
Isolasi alkaloid dari akar tumbuhan
Anamirta cocculus(L.) W. & A. (Tuba biji) dilakukan dengan cara ekstrasi
kontinu menggunakan pelarut etanol, dan hasil ekstraksi dipekatkan. Hasil
pemekatan diekstraksi dengan heksana. Fasa etanol yang diperoleh diuapkan dan
ditambah HCl 2 N selanjutnya di tambah NH4 OH sampai PH = 9 kemudian
diekstraksi dengan toluen. Fasa anorganik yang diperoleh dari ekstraksi ini
diekstraksi kembali dengan kloroform. Hasil ekstraksi dengan kloroform ditambah
HCl 2 N, fasa. anorganik yang diperoleh dibasakan dengan penambahan NH40H
kemudian diekstraksi dengan kloroform. Ekstrak kloroform dipekatkan sampai
terbentuk krud. Krud yang diperoleh dilakukan kristalisasi dengan menggunakan
pelarut aseton-air (3:1) didapatkan kristal alkaloid berupa jarum berwarna
putih. Titik leleh kristal 165 - 167 oC, sedangkan hasil
kromatografi lapis tipis diperoleh senyawa dalam bentuk satu komponen. Dari
spektra inframerah dan ultraviolet menunjukkan adanya gugus fungsi 0=0, c-o,
N-H, C-H dan serapan pada panjang gelombang maksimum 285 nm dan 305 nm.
4. Jelaskan
keterkaitan diantara biosintesis, metode isolasi dan penentuan struktur senyawa
bahan alam . Berikan contohnya!
Jawab:
Biosintesis, metode isolasi dan penentuan struktur senyawa bahan alam merupakan
satu kesatuan. Biosintesis merupakan pembentukan senyawa bahan alam yang
terdapat dalam tumbuhan dimana prosesnya dibantu oleh enzim, senyawa tersebut
dapat berupa flavonoid, alkaloid, steroid, terpenoid dan lain-lain.
Senyawa-senyawa hasil dari biosintesis sangat bermanfaat. Maka untuk mengambil
senyawa-senyawa tersebut, dilakukanlah metode isolasi yang dapat dilakukan
dengan cara mengekstrak simplisia
tumbuhan yang mengandung senyawa tersebut. Senyawa hasil dari isolasi
dapat ditentukan strukturnya yang bertujuan untuk mengetahui jenis senyawa yang
dihasilkan.