kimia bahan alam

 UJIAN AKHIR SEMESTER

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

Jawab:

            Rangka karbon Triterpenoid adalah senyawa yang berasal dari enam unit isoprena dan biosintesis berasal dari C30 hidrokarbon asiklik, yaitu skualena.
SINTESIS TERPENOID
            Terpenoid adalah bentuk senyawa dengan struktur yang besar di unit produk yang diturunkan dan isoprena alami (C5) yang digabungkan di kepala model untuk ekor, sedangkan unit isoprena diturunkan dari metabolisme asam asetat oleh jalur asam mevalonat (MVA). The reaaksinya adalah sebagai berikut:

Secara umum, biosintesis terpenoid dengan tiga reaksi dasar, yaitu:
1. Pembentukan isoprena aktif berasal dari asam asetat melalui asam mevalonat.
2. Penggabungan kepala dan ekor dua unit isoprena untuk membentuk mono-, seskui-, di-. Sester-,danpoli-terpenoid.
3. Penggabungan ekor dan unit ekor C-15 atau C-20 menghasilkan triterpenoid dan steroid.

           

            Pada biositesis selanjutnya, dapat terjadi pengurangan jumlah atom C menjadi molekul dengan jumlah atom C kurang dari 30.  Sebagai contoh hádala pembentukan senyawa golongan steroid (C₂₇). Banyak senyawa golongan triterpenoid bereaksi dengan gula membentuk glikosida.  Triterpenoid bebas merupakan komponen penyusun resin, lateks, dan kutikula dari tanaman.

            Triterpenoid yang secara ekologi penting misalnya cucurbitacins dan quassinoid.  Golongan saponin triterpenoid dapat mengakibatkan melisisnya darah. Kelompok lain dari triterpenoid hádala phytoecdysones yang digunakan untuk metamorfose pada serangga.

 

2.jelaskan dalam penentuan struktur flavonoid,kekhasan signal dan intensitas serapan dengan menggunakan spektrum IR dan NMR.berikan dengan contoh sekurang-kurangnya dua struktuyang berbeda.

Jawab:

            Spektrofotometer inframerah dapat digunakan untuk hal-hal berikut:
a. Identfcation fungsional kelompok
b. Dengan mempertimbangkan adanya informasi lain seperti titik leleh, titik didih, berat molekul dan indeks bias untuk menentukan struktur dan untuk mengidentifikasi senyawa
c. Dengan menggunakan komputer, dapat mengidentifikasi senyawa bahkan campuran senyawa.

            Spektrofotometri inframerah lebih banyak digunakan untuk identifikasi senyawa melalui fungsi kelompok. Untuk tujuan penjelasan struktur, wilayah bilangan gelombang 1400 - 4000 cm-1 yang pada spektrum kiri-ir, daerah yang sangat berguna untuk identifikasi kelompok fungsional, yang merupakan penyerapan getaran peregangan.

            Teori NMR: Bagian ini menjelaskan teori NMR spektroskopi pada tingkat yang sesuai untuk mahasiswa kimia organik sophomore. Kedua proton dan NMR karbon ditutupi.
Seperti namanya NMR (resonansi resonansi, magnetik magnetik nuklir), spektroskopi NMR berhubungan dengan karakter inti dari sebuah atom dalam molekul yang dianalisis. NMR spektrometri pada dasarnya bentuk lain dari spektroskopi serapan serta UV-VIS dan IR. Perbedaan dengan IR dan UV-VIS adalah
Penyerapan sistem di bawah pengaruh medan magnet dan tidak pada UV-VIS dan IR. Dalam radiasi energi elektromagnetik NMR di wilayah frekuensi radio.

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

Jawab:

. Presipitas Alkaloid
Alkaloid kebanyakan diendapkan dari larutan netral atau asam oleh sejumlah reagen yang mengandung logam berat seperti merkuri (Hg), platinum (Pt), bismut (Bi) dan emas (Au), untuk membentuk ikatan dengan garam.

Contoh alkaloid reagen pencetus
a. Mayer reagen (iodida kalium merkuri)
Memberikan curah hujan yang paling krim besa alkaloid
Kafein dan efredin hanya pada konsentrasi tinggi.
Ricinin tidak memberikan curah hujan
b. Wagner reagen (I / KI)
Menyediakan endapan bata merah melawan hampir semua alkaloid
c. Hager yang pereaksi (larutan asam pikrat terkonsentrasi)
              Berikan endapan kuning
d. Reagen Dragendroff ini (larutan kalium iodida bismut)
Menyerah warna oranye kecoklatan kemerahan. Juga digunakan sebagai pereaksi semprot untuk TLC identifikasi alakaoit
e. Lain Reagenisia menggunakan asam
Tannat, fosfomolibdat asam, fosfotungstat

 Khusus warna reagen
a. Erlich s reagen (Van-Urk reagen)
Solusi p-dimethylaminobenzaldehide dalam asam, memberikan warna khas birun abu-abu atau kehijauan dengan Ergot
b. Amonium sulfat Cerric (CAS) di bawah asam
Alakaoid khas reagen untuk indole, memberikan oranye kuning atau kemerahan.
c. Vitali-Mari reagen: karakteristik untuk alkaloid tropan
d. Thaleoquine Reaksi: khas untuk alkaloid sinkona
e. Murexide Reaksi: khas untuk basa purin
dalam isolasi alkoloid langkah pertama kita perlu asam dan basa. Dalam asam karena menambahkan asam organik akan membuat ekstrak menghasilkan garam dan menambahkan dasar untuk kehilangan ikatan garam untuk bebas alkaloida

4.Jelaskan keterkaitan antara biosintesis,metode isolasi dan penentuan struktur senyawa bahan alam.berikan contohnya.

Jawab:

            Dalam senyawa bahan alam, biosintesis, metode isolasi dan penentuan struktur sangat lah berkaitan erat, hal ini dikarenakan dari biosintesis kita dapat menentukan bagaimana metode atau cara isolasi yang tepat untuk suatu senyawa bahan alam tersebut, dan selanjutnya dari metode isolasi ini kita dapat pula menentukan struktur yang dihasilkan. dari suatu metode isolasi tersebut dapat menentukan dengan penentuan struktur senyawa bahan alam.

Isolasi Alkaloid
            Alkaloid diekstrak dari daun tanaman, bunga, buah, kulit batang, dan akar dikeringkan dan kemudian ditumbuk. Ekstraksi alkaloid secara umum adalah sebagai berikut:
a. Alkaloid diekstraksi dengan pelarut, misalnya etanol, dan kemudian menguap.
b. Ekstrak diperoleh asam anorganik untuk menghasilkan garam amonium kuartener dan kemudian diekstraksi lagi.
c. Garam amonium kuartener diperoleh diperlakukan dengan natrium karbonat untuk memproduksi alkaloid kemudian diekstraksi dengan pelarut bebas seperti eter dan kloroform.
d. Campuran - campuran alkaloid diperoleh akhirnya dipisahkan dalam berbagai cara, seperti metode kromatograf

terpenoid

TERPENOID PADA DAUN NILAM

Tanaman nilam yang sering juga disebut pengostemon heyneanus, benth atau dilem wangi (jawa), merupakan salah satu jenis tanaman yang dapat menghasilkan senyawa terpenoid. Tanaman ini telah lama berkembang didaerrah aceh, namun daerah asal tanaman nilam belum diketahui secara pasti ada yang menduga berasal dari india, srilangka, bahakan filipina. Yang jelas semenjak 1653 tanaman ini digunakan orang untuk mandi karena aromanya yang khas dan harum.
Menurut Gebong Tjitrosoepomo (1988), sistematika tanaman nilam adalah sebagai beikut :
Kingdom : Plantae
Divisio : Maghnoliophyta
Class : Maghnoliospsida
Family : Labiateae
Genus : Pogostemon
Species : Pogostemon heyneanus, benth
Tanaman nilam ini termasuk dalam famili Labiateae yang merupakan tanaman tumbuhan semak dengan ketinggian 0,3 – 1,3 m. Tanaman nilam berakar serabut, yang panjangnya 10 – 35 cm. Berbatang lunak dan berbuku-buku, buku batangnya mengembang dan warnaya hijau kecoklatan. Daunnya merupakan daun tunggal yang berbentuk bulat telur atau lonjong, melebar ditengah, meruncing keujung, dan tepi daun bergerigi serta bagian bawah daun berbulu halus. Untuk lebih jelasnya dilihat pada gambar dihalaman 3
Tanaman nilam dapat tumbuh secara vegetatif, yakni dengan menggunakan potongan-potongan cabangnya. Dapat ditanam secara langsung dilokasi kebun dan dapat disemaikan terlebih dahulu. Dengan cara ini selain cukup praktis juga akan memperoleh hasil yang lebih cepat. Penanaman nilam sebaiknya dilakukan diawal musim hujan dan diusahakan terhindar dari panas matahari langsung.
Tujuan utama penaman nilam adalah untuk di ambil waktu panen daun pertama dilakukan pada saat tanaman berumur 7 – 9 bulan . panen selanjutnya dilakukan setiap 3 – 4 bulan sekali . umur produktif bagi tanaman nilam hanya sampai 3 tahun , setalah itu sebaiknya tanaman itu sebaik tanaman di remajakan kembali
Dalam usaha budi daya tanaman nilam , pememeliharaan merupakan salah satu factor yang penting . hal ini perlu diperhatikan agar usaha untuk mencapai hasil yang optimal dari tanaman nilam dapat tercapai . adapun rangkaian pemeliharaan ini meluputi pemukan , penyulaman , penyiangan , pemangkasan , dan pembubukan dan perlu juga di perhatikan penyakit hama penyakit dan gulma yang dapat mengganggu pertumbuhan tanaman

Masalah nya : bagaimana proses isolasi Terpenoid dari daun tanaman nilam (pengostemon heyneanus, benth)?

1.         1. jelaskan bagaimana hubungan struktur dan kereaktifan beberapa senyawa yang anda kenal terhadap suatu penyakit tertentu!
Monoterpenoid
Monoterpenoid merupakan senyawa “essence” dan memiliki bau yang spesifik yang dibangun oleh 2 unit isoppren atau dengan jumlah atom karbon 10. Lebih dari 1000 jenis senyawa monoterpenoid telah diisolasi dari tumbuhan tingkat tinggi, binatang laut, serangga dan binatang jenis vertebratadan struktur senyawanya telah diketahui.
Struktur dari senyawa mono terpenoid yang telah dikenal merupakan perbedaan 38 jenis kerangka yang berbeda, sedangkan prisnsip dasar penyusunannya tetap sebagai penggabungan kepala dan ekor dari 2 unit isoprene. Stuktur monoterpenoid dapat berupa rantai terbuka dan tertutup atau siklik. Senyawa monoterpenoid banyak dimanfaatkan sebagai antiseptic, ekspektoran, spasmolitik, anestetik dan sedatif. Disamping itu monoterpenoid yang sudah dikenal banyak dimanfaatkan sebagai bahan pemberi aroma makan dan parfum dan ini merupakan senyawa komersialyang banyak diperdagangkan.
Dari segi biogenetik, perubahan geraniol nerol dan linalool dari yang satu menjadi yang lain berlangsung sebagai akibat reaksi isomerasi. Ketiga alcohol ini yang berasal dari hidrolisa geranil pirofosfat (GPP) dapat menjadi reaksi-reaksi sekunder, misalnya dehidrasi menghasilkan mirsen, oksidasi menjadi sitral dan oksidasi-reduksi menghasilkan sitronelal.
Perubahan GPP in vivo menjadi senyawa monoterpen siklik dari segi biogenetik disebabkan oleh reaksi siklisasi yang diikuti oleh reaksi-reaksi sekunder

2. uraikan dan berikan contoh dimana letak peran penting suatu metabolit sekunder dalam suatu tumbuhan!

pada bagian ini saya ambil contoh pada tanaman bayam yang memproduksi spinasterol sebagai metabolit sekunder. spinasterol ini mempunyai fungsi mempengaruhi kerja hormon pada hewan.

3. kemukakan gagasan anda, bagaimana suatu senyawa bisa di isolasi dan purifikasi!

suatu senyawa dapat diisolasi dengan menggunakan teknik KLT. KLT ini merupakan teknik yang bermanfaat untuk melakukan analisis kemurnian dan identifikasi komponen yang terdapat dalam suatu campuran. prinsip dasarnya adalah suatu campuran senyawa dilarutkan solvent yang tepat, kemudian ditotolkan dalam fase diam dan dielusi dengan penggerak

flavonoid

           

EKSTRAKSI PADA FLAVONOID

            Metabolit flavonoid (terutama glikosida) dapat terdegradasi oleh aktifitas enzim dalam bahan tanaman bahan segar atau belum dikeringkan. Dengan demikian dianjurkan untuk menggunakan kering, sampel liofilisasi atau beku. Penggunaan simplisia kering umumnya digiling dulu menjadi bubuk. Pada proses ekstraksi sebaiknya memilih pelarut sesuai jenis flavonoid yang dibutuhkan sehingga mesti mempertimbangkan polaritas pelarut. Jenis flavonoid non polar (misalnya, isoflavon, flavanon, flavon alkohol dan flavonol) diekstraksi menggunakan pelarut kloroform, diklorometana, dietil eter, atau etil asetat, sementara glikosida flavonoid dan aglikon akan lebih tepat diekstraksi dengan alkohol atau campuran alkohol-air. Untuk glikosida kelarutannya meningkat jika dalam air atau campuran alkohol-air. Umumnya sebagian besar proses ekstraksi bahan yang mengandung flavonoid masih dilakukan secara sederhana dengan penambahan langsung pelarut ekstraksi.
            Bahan tanaman bubuk juga dapat diekstraksi menggunakan alat Soxhlet, pada awalnya dengan hexan, untuk menghilangkan lipid kemudian dengan etil asetat atau etanol untuk mendapatkan senyawa fenolat. Metode ini sebenarnya kurang cocok untuk kandungan senyawa yang tidak tahan panas. Prosedur aman dan sering digunakan adalah pelarut ekstraksi sekuensial. Tahap pertama, dengan diklorometan, untuk mengekstrak aglikon flavonoid dan kandungan non polar. Tahap berikutnya dengan alkohol akan mengekstrak glikosida flavonoid dan kandungan senyawa polar.
            Flavanon tertentu dan glikosida chalcone sulit untuk larut dalam metanol, etanol, atau campuran alkohol-air. Kelarutan flavanon tergantung pada pH air sebagai pelarut. Flavan-3-ol (seperti katekin, proanthocyanidin, dan tanin terkondensasi) umumnya dapat diekstrak secara langsung dengan air. Namun, kandungan senyawa dalam ekstrak tidak jauh berbeda, baik itu menggunakan air, metanol, etanol, aseton, atau etil asetat. Dalam hal ini, tidak bisa diklaim bahwa metanol adalah pelarut yang terbaik untuk catechin dan aseton 70% untuk procyanidin, dst.
            Anthocyanin dapat diekstraksi dengan metanol dingin yang diasamkan. Asam yang digunakan biasanya asam asetat (sekitar 7%) atau asam trifluoroasetat (TFA) (sekitar 3%).

            Ekstraksi biasanya digunakan pengaduk magnet atau shaker, akan tetapi  sudah ada metode lain untuk meningkatkan efisiensi dan kecepatan proses ekstraksi.

Yang pertama adalah ekstraksi cair bertekanan  yang biasa disebut Pressurized Liquid Extraction (PLE). Dengan metode ini, proses ekstraksi dipercepat dengan menggunakan suhu tinggi dan tekanan tinggi. Ada difusivitas yang sempurna oleh pelarut dan, pada saat yang sama, ada kemungkinan bekerja di bawah atmosfer inert dan terlindungi dari cahaya. Alat yang tersedia secara komersial memiliki kapasitas sampai 100 ml.

Penggunaan metode ekstraksi cair bertekanan (PLE) memberikan hasil yang lebih baik dibanding maserasi, waktu ekstraksi yang lebih pendek dan jumlah pelarut yang lebih sedikit. Penggunaan metode ekstraksi cair bertekanan (PLE) memberikan hasil yang lebih baik dibanding maserasi, waktu ekstraksi yang lebih pendek dan jumlah pelarut yang lebih sedikit. Penggunaan metode PLE pada biji anggur dan kulit dari limbah Anggur terbukti  sebagai proses efisien untuk memperoleh catechin dan epicatechin dengan dekomposisi kecil selama bekerja pada suhu di bawah 130^oC.
            Sedang ekstraksi cair superkritis, yang biasa disebut dengan Supercritical Fluid Extraction (SFE)

            bergantung pada sifat pelarut cairan superkritis. Semakin rendah viskositas dan semakin tinggi tingkat difusi dari cairan superkritis, bila dibanding dengan cairan lain, membuat optimal proses ekstraksi, seperti jaringan tanaman. Keuntungan dari metode ini adalah konsumsi yang lebih rendah pelarut, selektivitas terkendali dan degradasi termal atau kimia yang kecil dibanding metode lain seperti soxhlet. Info berbagai penerapan ekstraksi produk alami telah dilaporkan bahwa dengan karbon dioksida superkritis sebagai ekstraksi yang paling banyak digunakan. Namun, untuk memungkinkan untuk ekstraksi senyawa polar seperti flavonoid, pelarut polar (seperti metanol) harus ditambahkan sebagai pengubah. Ada akibatnya pengurangan substansial selektivitas. Ekstraksi dengan bantuan ultrasound juga merupakan teknik cepat yang dapat digunakan pada campuran heksan dengan metanol-air (9:1), misalnya pada sistem yang digunakan untuk Lychnophora ericoides (Asteraceae), tanaman dari brasil. Fase heksan sebagai nonpolar terkandung sesquiterpen lakton dan hidrokarbon, sedangkan fase alkohol air terkandung flavonoid dan sesquiterpen lakton yang polar. Microwave-assisted extraction (MAE) telah ditegaskan untuk ekstraksi berbagai senyawa dari matrik yang berbeda. Ini adalah teknik sederhana yang dapat dikerjakan dalam beberapa menit. Energi gelombang mikro diterapkan pada sampel yang tersuspensi dalam pelarut, baik dalam bak tertutup atau dalam bak terbuka.

Masalahnya:
 ekstraksi enzim cair dari tumbuhan atau buah-buahan tanpa melalui proses makanisma, apakah akan mengekalkan segala nilai obatan tumbuhan didalamnya.?

Sumber: http://journal.ui.ac.id/science/article/viewFile/877/836