identifikasi nikotin

       Nikotin adalah senyawa kimia organik kelompok alkaloid yang dihasilkan secara alami pada berbagai macam tumbuhan, terutama suku terung-terungan (Solanaceae) seperti tembakau. Nikotin berkadar 0,3 sampai 5,0% dari berat kering tembakau yang berasal dari hasil biosintesis di akar dan terakumulasi di daun.

       Pada  awalnya, nikotin ditemukan oleh duta besar Prancis, Jean Nicot pada pertengahan abad XIV. Saat itu masyarakat mempercayai nikotin sebagai obat. Setengah abad kemudian baru diketahui bahaya dari nikotin bagi tubuh, namun hanya beberapa orang saja yang mampu berkata tidak terhadap nikotin.

       Nikotin merupakan racun saraf yang potensial dan digunakan sebagai bahan baku berbagai jenis insektisida. Pada konsentrasi rendah, zat ini dapat menimbulkan kecanduan, khususnya pada rokok. Nikotin memiliki daya karsinogenik terbatas yang menjadi penghambat kemampuan tubuh untuk melawan sel-sel kanker, akan tetapi nikotin tidak menyebabkan perkembangan sel-sel sehat menjadi sel-sel kanker.

        Nikotin juga termasuk salah satu zat yang paling adiktif dibandingkan dengan obat-obatan lain. Maka nikotin ini banyak disalahgunakan dalam penggunaannya.

       Selain itu, nikotin merupakan salah satu zat yang dilepaskan ketika seseorang merokok. Ternyata waktu yang dibutuhkan oleh nikotin untuk berjalan dari paru-paru ke otak hanya selama 7 detik saja. Setelah sampai di otak nikotin akan merangsang pelepasan dopamin, yaitu suatu neurotransmitter penting yang terlibat dalam suasana hati (mood), selera makan dan fungsi otak lainnya.

      Ketika seseorang merokok, maka nikotin akan masuk dan mulai menumpuk di dalam tubuh. Lama kelamaan seseorang akan terbiasa dengan nikotin dan jika ia tidak mendapatkan jumlah yang sama maka tubuh akan meminta lebih. Dan biasanya jumlah nikotin yang masuk akan semakin besar atau meningkat.

      Pengguna nikotin bisa dengan cepat menjadi ketergantungan, karena hanya dibutuhkan sedikit rokok untuk bisa membuat seseorang memiliki kecanduan. Jika seseorang tiba-tiba berhenti merokok, maka ia akan mengalami efek balikan (withdrawal effect) seperti cemas dan perubahan suasana hati.

       Salah satu hal yang tak bisa dipungkiri adalah kecanduan nikotin biasanya dimulai sejak seseorang mencoba-coba atau bereksperimen dengan rokok selama setahun. Dalam banyak kasus kondisi ini terkadang sudah dimulai sejak seseorang masih bersekolah atau berusia 13-14 tahun.

       Sebagai obat murni, nikotin hanya memiliki sedikit efek buruk bagi kesehatan fisik seseorang. Tapi zat-zat kimia lain yang terdapat di dalam rokok dan bergabung dengan nikotin inilah yang bisa menimbulkan banyak kerusakan bagi tubuh. Karena ketika sebuah rokok dibakar dan dihisap, maka ada ratusan senyawa kimia yang dihasilkan dan berisiko besar terhadap kesehatan.

Identifikasi Nikotin dari Daun Tembakau Kering

      Isolasi nikotin dari daun tembakau kering dengan cara soxhletasi menggunakan pelarut metanol kemudian dilakukan penggaraman dengan asam dan ekstraksi alkaloid dengan basa. Ekstrak yang diperoleh kemudian dimurnikan dengan KLT, dan kromatografi kolom. Setelah itu dianalisis menggunakan IR, UV, dan GC-MS.

      Dari hasil analisis KLT menggunakan larutan pengembang metanol didapatkan harga Rf = 0,725. 

     

      Hasil analisis spektra IR menunjukkan adanya gugus amina tersier aromatis, gugus metil, gugus amina tersier alifatis, dan ikatan C-H aromatis. 

      

        Hasil kromatogram GC-MS menunjukkan senyawa nikotin muncul pada puncak dengan waktu retensi = 9,245 s dan indeks kemiripan 63 %, hal ini menunjukkan bahwa dalam daun tembakau terdapat alkaloid nikotin. 

      Hasil dari spektrofotometer UV menghasilkan panjang gelombang maksimum 206 nm yang menunjukkan adanya kearomatisan dari cincin piridin dalam nikotin. 

           Cara kerja:

1.       25 gr daun tembakau kering rajangan yang telah dibungkus kertas saring dimasukkan kedalam alat soxhlet, dilakukan ekstraksi dengan menggunakan 300 ml metanol selama 7 jam.sampel yang digunakan adalah 100 gr sehingga ekstraksi dilakukan 4 kali.

2.       Ekstrak/fltrat yang dihasilkan dievaporasi sampai dihasilkan larutan yang pekat atau filtrat tinggal 10% dari volume semula.

3.       Larutan pekat di tuangkan kedalam 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 di ekstrak dengan kloroform 25 ml sebanyak 3 kali dengan corong pisah.

4.       Ekstrak yang dihasilkan berada dilapisan bawah diuji dengan reagen dragendrof, positif alkaloid jika timbul endapan orange.

5.       Ekstrak dinetralkan lagi dengan NH4OH, kemudian diekstraksi lagi dengan kloroform sebanyak 3 kali.

6.       Ekstrak yang diperoleh diuapkan dengan dianginkan, kemudian dimurnikan dengan kromatografi kolom dengan silica gel 11,5 gr sebagai fasa 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 10 ml.

7.       Hasil kromatografi kolom dilanjutkan dengan KLT dengan larutan pengembang metanol.

8.       Hasil ekstrak kemudian di uji dengan menggunakan GC-MS, spektrofotometer UV-Vis, dan spektrofotometer IR.

jawaban mid

Ujian Mid Semester

Matakuliah                 : Kimia Bahan Alam

Kredit                         : 2 SKS

Dosen                          : Dr. Syamsurizal, M.Si

Hari/Tanggal             : Sabtu, 24 november 2012

Waktu                                    : 15.30 sd 09.00 pagi ( 26 november 2012 )

Jawaban anda di posting diblog masing – masing. Ujian ini open book. Bilamana ditemukan anda mencontek jawaban teman anda maka anda dipastikan GAGAL dari mata kuliah ini.

1.     Kemukakan gagasan anda bagaimana cara mengubah suatu senyawa bahan alam yang tidak punya potensi ( tidak aktif ) dapat dibuat menjadi senyawa unggul yang memiliki potensi aktifitas biologis tinggi. Berikan dengan contoh.

2.     Jelaskan bagaimana idenya suatu senyawa bahan alam yang memiliki potensi biologis tinggi dan prospektif untuk kemaslahatan makhluk hidup dapat disintesis di laboratorium

3.     Jelaskan kaidah-kaidah pokok dalam memilih pelarut untuk isolasi dan purifikasi suatu senyawa bahan alam. Berikan dengan contoh untuk 4 golongan senyawa bahan alam : Terpenoid, alkaloid, Flavonoid, dan Steroid.

4.     Jelaskan dasar titik tolak penentuan struktur suatu senyawa organik. Bila senyawa bahan alam tersebuat adalah kafein misalnya. Kemukakan gagasan anda hal – hal pokok apa saja yang di perlukan untuk menentukan strukturnya secara keseluruhan.

JAWABAN

1. Cara Mengubah Suatu Senyawa Bahan Alam yang Tidak Punya Potensi ( Tidak Aktif ) Menjadi Senyawa Unggul yang Memiliki Potensi Aktifitas Biologis Tinggi

       Menurut saya, suatu senyawa bahan alam dikatakan tidak punya potensi (tidak aktif) dikarenakan adanya senyawa-senyawa lain yang terkandung bersama dalam suatu bahan sehingga dapat menghambat aktivitas biologis senyawa itu sendiri. Untuk menjadikan suatu  senyawa bahan alam memiliki potensi aktivitas biologis tinggi, hal pertama yang harus dilakukan adalah dengan menghilangkan senyawa-senyawa/zat-zat penghambat tersebut. Atau  Senyawa bahan alam  dapat dimodifikasi strukturnya, yaitu dengan reaksi hidroksilasi, metoksilasi, alkilasi, dan glikosilasi untuk menjadikan suatu  senyawa bahan alam memiliki potensi aktivitas biologis tinggi.

Misalnya seperti kita ketahui kandungan kafein didalam daun teh lebih banyak daripada pada biji kopi. Namun, efek kafein lebih terasa setelah kita mengkonsumsi kopi. Efek kafein yang kurang bekerja didalam teh tersebut dikarenakan adanya  senyawa-senyawa lain yang menghambat aktivitas kerja kafein pada teh. Untuk mengubah kafein dalam teh agar memiliki potensi aktivitas biologis tinggi,  maka senyawa-senyawa yang menghambat aktivitas kerja dari kefein itu sendiri harus di hilangkan.

2. Sintesis Progesteron Di Laboratorium

Hormon-hormon wanita secara fisiologis merupakan dibawah pengaruh Folicle Stimulating Hormon (FSH) yang dikendalikan bagian otak yang bernama Hipofise. Hormon kewanitaan yang penting adalah hormon Esterogen dan Progesteron yang berperan sebagai ciri sebagai kelamin primer dan sekunder. Kedua hormon ini sangat penting bagi setiap wanita dan wanita harus mengetahui tentang bagaimana fungsi dari hormon-hormon tersebut.

Fungsi-fungsi penting dari Progesteron adalah menstimulasi Endometrium untuk tumbuh lebih lanjut serta mensekresi dan mengumpulkan zat-zat gisi bagi perkembangan telur menjadi janin. Fase sekresi ini berlangsung sepanjang minggu ke 3 dari siklus. Selain itu hormon ini bertugas memelihara kehamilan selama 6-8 minggu pertama dari kehamilan karena terhentinya produksi Progesteron bisa mengakibatkan pelepasan endometrium danabortus.khasiat ini disebut daya (pro) gestagen .

         Selain diproduksi dalam tubuh makhluk hidup, progesteron juga dapat disintesis di laboratorium dengan mempelajari jalur biosintesis yang memungkinkan untuk melakukan modifikasi dari jalur tersebut sehingga dapat diproduksi metabolit dalam jumlah yang lebih banyak dalam waktu yang lebih singkat, mengetahui struktur metabolit yang dihasilkan, dan dapat dilakukan sintesis untuk menghasilkan derivatnya. Mempelajari biosintesis ini juga mencakup pengetahuan tentang struktur dan sifat-sifat gugus fungsinya, mekanisme reaksi khas yang terjadi, serta enzim-enzim yang terlibat dalam sintesis. Dengan demikian, jalurnya dapat dimodifikasi sedemikian rupa sehingga dapat menghasilkan senyawa bahan alam yang memiliki potensi biologis tinggi dan bermanfaat bagi kehidupan. Seperti dibawah ini:

               

Sebuah sintesis total progesteron dilaporkan pada tahun 1971 oleh WS Johnson (lihat gambar diatas). Sintesis dimulai dengan mereaksikan garam fosfonium (7) dengan lithium fenil untuk menghasilkan ylide fosfonium (8). Ylide fosfonium direaksikan dengan aldehida untuk menghasilkan  alkena (9). Kelompok melindungi ketal dari alkena yang dihidrolisis untuk menghasilkan diketon (10), yang pada gilirannya cyclized untuk membentuk cyclopentenone (11). Keton dari cyclopentenone direaksikan dengan metil lithium untuk menghasilkan alkohol tersier (12), yang pada gilirannya diperlakukan dengan asam untuk menghasilkan kation tersier (13). Langkah kunci dari sintesis adalah siklisasi π-kation dari kation tersier di mana B-, C-, dan D-cincin dari steroid secara bersamaan dibentuk untuk memproduksi orthoester enol (14). Langkah ini menyerupai reaksi siklisasi kationik digunakan dalam biosintesis steroid dan karenanya disebut sebagai biomimetik. Pada langkah berikutnya orthoester enol dihidrolisis untuk menghasilkan keton (15). Siklopentena A-cincin kemudian dibuka dengan mengoksidasi dengan ozon untuk memproduksi senyawa 16. Akhirnya, diketon (17) mengalami kondensasi aldol sebuah intramolekul dengan memperlakukan dengan kalium hidroksida berair untuk memproduksi progesteron (18).

3. Kaidah Pokok Dalam Memilih Pelarut

       Dalam isolasi dan identifikasi senyawa bahan alam, pelarut-pelarut yang digunakan adalah pelarut yang telah memenuhi kaidah agar didapatkkan hasil yang maksimal. Adapun kaidah-kaidah pokok dalam memilih pelarut adalah sebagai berikut:

• Pelarut yang mudah menguap 
•   Titik didih pelarut rendah
• Tidak melarutkan senyawa yang diinginkan
•   Pelarut terbaik untuk bahan yang akan diekstraksi
• Pelarut tersebut akan terpisah dengan cepat setelah pengocokan
• Sifat sesuai dengan senyawa yang akan diisolasi (polar atau nonpolar)
• Murah serta mudah didapat 
•  Pelarut tidak bereaksi dengan zat terlarut

Contoh pelarut senyawa bahan alam

Flavonoid	Alkaloid	Steroid	Terpenoid
air	CCl4	n-heksan	eter,
aseton	kloroform	kloroform	n-butanol
butanol	eter	metanol	methanol
metanol
etanol

4. Dasar Titik Tolak Penentuan Struktur Suatu Senyawa Organik

Dasar titik tolak penentuan struktur suatu senyawa organik  adalah dengan menggunakan spektroskopi. Hal – hal pokok yang di perlukan untuk menentukan struktur senyawa organik secara keseluruhan adalah identifikasi senyawa terlebih dahulu, biasanya menggunakan metode KLT, kemudian dianalisis dengan menggunakan kromatogram senyawa murni sebagai pembanding. Setelah di ketahui suatu senyawanya, dilanjutkan dengan analisis spektroskopi untuk mengetahui strukturnya.

      Spektra UV digunakan untuk melihat keberadaan ikatan rangkap terkonjugasi serta pengaruh dari pelarut.

      Spektra IR digunsksn untuk melihat keberadaan gugus fungsional dalam suatu senyawa dan perkiraan jenis senyawa.

      Spektra MS digunakan untuk melihat informasi berat molekul (BM), informasi elemen (unsur) penyusun senyawa secara kualitatif.

      Spektra 13C-NMR digunakan untuk menentukan jumlah dan jenis atom carbon (C) penyusun senyawa.

       Spektra 1H- NMR digunakan untuk menentukan struktur absolut senyawa dengan melihat informasi tentang jumlah dan jenis hidrogen (H) penyusun senyawa, konfigurasi & stereokimiawi.

Misalnya penentuan struktur kafein secara:

• Spektroskopi IR

Spektrofotometri inframerah  digunakan untuk identifikasi suatu senyawa melalui gugus fungsinya. Untuk keperluan elusidasi struktur, daerah dengan bilangan gelombang 1400 – 4000 cm^-1 yang berada dibagian kiri spektrum IR, merupakan daerah yang khusus berguna untuk identifikasi gugus-gugus fungsional, yang merupakan absorbsi dari vibrasi ulur. Selanjutnya daerah yang berada disebelah kanan bilangan  gelombang 1400 cm^-1 sering kali sangat rumit karena pada daerah ini terjadi absorbsi dari vibrasi ulur dan vibrasi tekuk, namun setiap senyawa organik memiliki absorbsi yang kharakteristik pada daerah ini. Oleh karena itu bagian spektrum  ini disebut daerah sidikjari (fingerprint region). Saat ini ada dua macam instrumen yaitu spektroskopi IR dan FTIR (Furier Transformation Infra Red). FTIR lebih sensitif dan akurat misalkan dapat membedakan bentuk cis dan trans, ikatan rangkap terkonyugasi dan terisolasi dan lain-lain yang dalam spektrofotometer IR tidak dapat dibedakan.

•       Spektroskopi UV

spektroskopi ultra violet memiliki kemampuan untuk mengukur jumlah ikatan rangkap atau konyugasi aromatik didalam suatu molekul. Daerah panjang gelombang dari spektrum ultra violet berkisar 200 - 400 nm. Penyerapan sinar ultra violet oleh suatu molekul akan menghasilkan transisi diantara tingkat energi elektronik molekul tersebut. Transisi tersebut terjadi pada orbital ikatan atau pasangan elektron bebas dengan orbital anti ikatan. Sistem (gugus atom) yang menyebabkan terjadinya absorbsi cahaya disebut kromofor. Transisi elektronik yang mungkin terjadi secara teoritis diberikan pada gambar.

•              Spektroskpi NMR

Spektroskopi NMR memberikan gambaran mengenai atom-atom hidrogen dalam sebuah molekul. Spektroskopi NMR merupakan suatu metode Spektroskopi yang didasarkan pada penyerapan gelombang radio oleh inti-inti dalam molekul organik bila berada dalam medan magnet yang kuat.

• Spektroskopi massa

Spektometer massa adalah suatu instrumen yang dapat menyeleksi molekul-molekul gas bermuatan berdasarkan massa atau beratnya. Teknik ini tidak dapat dilakukan dengan spektroskopi, akan tetapi nama spektroskopi dipilih disebabkan persamaannya dengan pencatat fotografi dan spektrum garis optik. Umumnya spektrum massa diperoleh dengan mengubah senyawa suatu sampel menjadi ion-ion yang bergerak cepat yang dipisahkan berdasarkan perbandingan massa terhadap muatan.

Proses ionisasi menghasilkan partikel-partikel bermuatan positif, dimana massa terdistribusi adalah spesifik terhadap senyawa induk. Selain untuk penentuan stuktur molekul, spektum massa dipakai untuk penentuan analisis kuantitatif.