UAS-KIMIA BAHAN ALAM

UJIAN AKHIR SEMESTER

MATA KULIAH       : KIMIA BAHAN ALAM

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.
NAMA : FITRI WAHYUNING
NIM : RRA1C110029

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

Jawab :

Triterpenoid   merupakan senyawa  yang memiliki biosintesis  turunan dari  C-30 asiklik, yaitu skualena, dan kerangka karbonya berasal dari enam satuan (unit) isoprene.

Pembentukan isopren aktif berasal dari asam asetat melalui asam mevalonat, gabungan kombinasi bagian isoprene tersebut yaitu kepala – ekor, kepala – kepala, ekor – ekor, kepala – ketiak dan seterusnya. Gabungan ekor dengan ekor dari unit C-15 atau

C-20 akan menghasilkan triterpenoid.

Proses biosintesis prinsipnya merupakan proses siklisasi dari skualen.

Triterpenoid terdiri dari kerangka dengan 3 siklik 6 yang bergabung dengan siklik 5 atau berupa 4 siklik 6 yang mempunyai gugus fungsi pada siklik tertentu. 

 

 

Faktor-faktor penting yang sangat menentukan dihasilkannya triterpenoid dalam kuantitas yang banyak, yaitu :

Dalam proses biosentesis, yang sangat berperan untuk menghasilkan triterpenoid yaitu jalur yang digunakan / proses yang berlangsung, enzim yang berperan, keadaan kondisinya atau temperature.

Pada proses pemisahan senyawa triterpenoid dilakukan dengan metode isolasi tertentu misalnya dengan ekstraksi maserasi dan uji senyawanya, hal itu dapat dilihat dari:

a.       Senyawa yang akan diisolasi, disini kita harus mengetahui sifat sampel yang mengandung senyawa triterpenoid apakah polar atau nonpolar, basa atau asam.

b.      Pelarut, bagaimana sifat atau keadaan pelarut yang akan digunakan dan apakah bereaksi dengan sampel yang digunakan.

c.       Kondisi , saat melakukan pemisahan bagaimana keadaan kondisi disekitar kita.

d.      Saat melakukan uji identifikasi senyawa triterpenoid bagaimana sifat senyawa peraksi yang digunakan untuk mengidentifikasi.

e.       Dan dari semuanya berapa banyak sampel, pelarut, atau senyawa yang digunakan juga berpengaruh untuk menentukan hasil senyawa triterpenoid tersebut.

  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 flavonoid, kekhasan signal dan intensitas serapan hasil isolasi dapat diidentifikasi dengan spektroskopi, untuk penentuan senyawa organiknya, dapat dilakukan :

a.       Spectrum IR, untuk menentukan serta mengidentifikasi gugus fungsi yang terdapat pada senyawa flavonoid, yang mana gugus fungsi dari senyawa akan dapat ditentukan berdasarkan ikatan dari tiap atom.

b.      Spectrum NMR, untuk mengetahui posisi atom-atom karbon yang mempunyai proton atau tanpa proton.

 Misalnya :

a.       Identifikasi senyawa 2-geranil-2’,4’,3,4-tetrahidroksidihidrokalkon pada daun sukun.

Terdiri dari 25 atom karbon, satu karbon karbonil konjugasi C=O :204,1 ppm , 16 karbon sp2 : 4 =C-O- (oksiaril), 5 =C (kuarterner) dan 7 =CH (metin aromatic/alkena) dan 8 karbon sp3 : 5 C-metilen dan 3 C-metil.

Adanya sinyal pada gugus –OH : 12, 85 ppm terkelasi dengan gugus –C=O, dua sinyal triplet dari dua gugus metilen pada 3,11 dan 2, 97 ppm untuk dua gugus metilen-α dan –β dari dihidrokalkon, dan sejumlah sinyal yang sesuai dengan satu unit geranil (sinyal-sinyal pada  5, 17,  5,02,  3,40, 2,08 , 2,06, 1,79, 1,66, 1,57 ppm). Analisis sinyal-sinyal di daerah aromatic menunjukkan adanya unit 1,2,3,4-tetrasubtitusi benzene (6,71 dan 6,65 ppm) dan gugus 2,4-dihidroksibenzoil (7,58 6,37 dan 6,35 ppm).

Sedangkan spectrum IR pada senyawa ini menunjukkan adanya gugus fungsi hidroksi (v. maksimal 3401 cm-1, alkil (v. maksimal 2923 dan 2855 cm-1), karbonil terkonjugasi (v.maksimal 1633 cm-1) dan aromatic (1496 cm-1).

b.      Hasil isolate senyawa flavonoid pada terong pirus.

Dari gambar diatas penentuan spectrum IR pada senyawa flavonoid yaitu serapan daerah gelombang bilangan gelombang gugus –OH :3440 cm-1, gugus C=O : 1709 cm-1, gugus C=C : 1611 cm -1, dan gugus C-O eter :1285 cm-1.

      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 :

Senyawa alkaloid bersifat basa, memiliki atom N. Kebasaan alkaloid menyebabkan senyawa tersebut sangat mudah mengalami dekomposisi, terutama oleh panas dan sinar dengan adanya oksigen. Hasil dari reaksinya sering berupa N-oksida. Dekomposisi alkaloid selama atau setelah isolasi dapat menimbulkan berbagai persoalan jika penyimpanan berlangsung dalam waktu yang lama. Pembentukan garam dengan senyawa organik (tartarat, sitrat) atau anorganik (asam hidroklorida atau sulfat) sering mencegah dekomposisi. Itulah sebabnya dalam alkaloid bentuk garamnya.  Jadi, sebelum dilarutkan dengan pelarut, kadang-kadang alkaloid ditambahkan terlebih dahulu dengan senyawa NaHCO3 untuk membentuk garam. Berdasarkan bentuk basa dan garam-nya / Pengocokan, alkaloid sebagai basanya tidak larut dalam air, sebagai garamnya larut baik dalam air. Sebaiknya pelarut yang digunakan adalah pelarut organik : eter dan kloroform. Pengocokan dilakukan pada pH : 2, 7, 10 dan 14. Sebelum pengocokan, larutan harus dibasakan dulu, biasanya menggunakan natrium hidroksida, amonia pekat, kadang-kadang digunakan natrium karbonat dan kalsium hidroksida.  Larutan dalam air yang bersifat asam dan mengandung alkaloid dapat dibasakan dan alkaloid diekstaksi dengan pelarut organik , sehingga senyawa netral dan asam yang mudah larut dalam air tertinggal dalam air.

Penggunaan reagen untuk pelarut sampel yang digunakan untuk memisahkan senyawa alkaloid, tergantung kandungan sampelnya  dan memperhatikann pelarut yang akan digunakan, salah satunya dapat menarik dengan menggunakan pelarut organic berdasarkan azas keller, yaitu alkaloid dilihat  pada pH tertentu dengan pelarut organic.

Pada azas ini pH yang digunakan harus lebih kuat dari alkaloid yang akan kita pisahkan dari garamnya, dan basa yang digunakan tidak boleh terlalu kuat, dan setelah bebas alkaloid dipisahkan dari garamnya menggunakan pelarut organic, seperti kloroform, diklorometana, eter. Kita juga dapat memisahkan alkaloid dengan pemurnian pertukaran ion, menyekat melalui kromatografi.

Sebelum kita melakukan isolasi pada senyawa alkaloid, kita harus tahu sampel yang digunakan terdapat kandungan alkaloid.

Penggunaan reagen pada isolasi alkaloid, jika sebagian besar senyawa alkaloid bersifat larutan netral atau sedikit asam diendapkan oleh :

•         Reagen Mayer (potassium mercuric iodide Sol.)

•         Reagen Wagner (sol. of iodine in potassium iodide)  menghasilkan merah kecoklatan

•         Sol.Tannic acid

•         Reagen Hages (saturated sol of picric acid) menghasilkan warna kuning

•         Reagen Dragendorff (sol of potassium bismuth iodide) menghasilkan warna  merah kecoklatan , endapan dlm bentuk amorf atau Kristal

•         Jika ekstrak dipekatkan hingga volumenya berkurang dan alkaloid diekstraksi dengan pelarut organik suasana basa dan dicuci dg asam encer (ex: as.tatrat) maka larutan terakhir  akan bebas protein dan siap dilakukan uji alkaloid.

Misalnya :

1.      Pemisahan senyawa kafein dari teh menggunakan pelarut diklorometana yang bersifat nonpolar dan berfungsi untuk mengikat kafein yang berbentuk garam setelah penambahan NaHCO3 dengan bantuan pemanasan. Digunakan diklorometana disini karena kepolaran kafein hampir sama dengan kepolaran dari pelarut diklorometana.

2.      Pemisahan senyawa nikotin yang bersifat basa lemah dari daun tembakau menggunakan methanol yang bersifat polar, dan kemudian diasamkan dengan asam kuat. Setelah itu baru diidentifikasi alkaloid dengan KLT.

3.      Isolasi senyawa alkaloid pada daun jambu keling menggunakan pelarut kloroform yang bersifat nonpolar kemudian dikromatografi dengan fase gerak menggunakan methanol yang bersifat polar untuk menaikkan tingkat kepolarannya. Dan setelah itu diuji identifikasi.

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

Jawab :

Biosintesis merupakan proses dimana suatu senyawa itu  mengalami pembentukan senyawa-senyawa baru dengan bantuan  enzim, zat pereaksinya dan jalur yang terlibat dalam proses tersebut. Sedangkan metode isolasi merupakan cara pemisahan suatu senyawa dari sampel yang akan diisolasi, pada isolasi kita harus memperhatikan pelarut yang akan digunakan dan sifat sampel yang akan diisolasi. Sedangkan penentuan struktur senyawa  bahan alam merupakan cara untuk mengidentifikasi suatu struktur dalam senyawa, dapat dilakukan dengan  menggunakan hasil  isolasi / isolate dari pemisahan yang sudah dilakukan, yaitu dengan penentuan spektroskopi (IR, NMR, UV ) dan kromatografi. Jadi antara biositesis, metode isolasi dan penentuan struktur bahan alam sangat berkaitan dan tidak dapat dipisahkan, jika kita ingin menentukan struktur suatu senyawa kita harus menggunakan hasil isolat senyaa tersebut. Dan untuk mendapatkan hasil isolat kita harus mengetahui kandungan senyawa yang ada pada sampel yang akan digunakan.

Misalnya,  senyawa flavonoid. Proses biosintesis dapat dilakukan dengan jalur shikimat dan maloat yang nantinya akan terbentuk senyawa isoflavon, quarcetin dll.

Metode isolasi senyawa quarcetin dapat diekstraksi dari tanaman Tanacetum balsamita L, sampel yang diambil diektraksi dengan pelarut methanol kemudian hasil ekstrat diekstraksi lagi menggunakan pelarut n heksana, CH2Cl, CHCL3. Kemudian hasil fraksi n heksana, CH2Cl2, CHCL3 diidentifikasi dengan menggunakan metode KLT, UV dan NMR didapat  struktur quarcetin.

Hasil isolate bercak yang diperoleh dideteksi dengan lampu UV didapat pita serapan spectrum isolate terjadi pada panjang gelombang 260 nm pada pita 1 dan 380 nm pada pita 2 yang spesifik untuk kelompok flavonol.

Dan dengan penambahan HCl  penentuan spectrum H-NMRmendukung struktur flavonol dan menunjukkan adanya protn H-6, H-8, H-2, H-5 dan proton H-6.