Ujian Semester

NAMA                        : Merita

NIM                            : A1C109007

Matakuliah                  : Kimia Bahan Alam

Kredit                          : 2 SKS

Dosen                          : Dr. Syamsurizal, M.Si

Hari/Tanggal               : Sabtu, 22 Desember 2012

Waktu                         : 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, identifikasikanlah faktor-faktor penting yang sangat menentukan dihasilkannya triterpenoid dalam kuantitas yang banyak.

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

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

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

JAWABAN

1.      Menurut saya faktor-faktor penting yang sangat menentukan dihasilkannya triterpenoid dalam kuantitas yang banyak adalah pada pembentukan cincin (siklik)dalam biosintesis ini sendiri serta pengurangan jumlah atom C yang mengakibatkan pembentukan molekul dengan jumlah atom C kurang dari 30 seperti steroid (C₂₇). Apabila pengurangan aton C ini dapat dihindari, maka senyawa triterpenoid yang terbentuk akan lebih banyak. Hal ini berdasarkan atas uraian dibawah ini.

Triterpenoid dibiosintesis dari 6 unit isopren, dan tersusun atas C30 asiklik yang merupakan prekursor dari squalen.  Perbedaan pembentukan cincin (siklisasi)  akan memberikan perbedaan tipe dari terpenoid.  Lebih dari 4000 terpenoid alami telah diisolasi, dan lebih dari 40 kerangka dasar yang teridentifikasi.  Triterpenoid terbagi atas 2 kelompok besar yaitu tetrasiklik dan pentasiklik.

Pada biositesis selanjutnya, dapat terjadi pengurangan jumlah atom C menjadi molekul dengan jumlah atom C kurang dari 30.  Sebagai contoh ádalah 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 ádalah phytoecdysones yang digunakan untuk metamorfose pada serangga.

 

                            Contoh Senyawa Quassinoid (triterpenoid)

2.      Spektrum inframerah Isolat SA-DE-1

Dalam larutan metanol senyawa ini memberikan serapan pita I 344 nm dan pita II 269 nm. Dengan melihat bercak ungu

gelap di bawah sinar ultra violet dan berubah menjadi hijau kuning setelah diberikan uap amonia, maka senyawa ini

mengarah pada flavon, kalkon atau flavonol.

Pada penambahan natrium hidroksida terjadi pergeseran batokromik pita I sebesar 62 nm dan tanpa penurunan kekuatan,

sehingga menunjukkan adanya OH-4’.

Penambahan natrium asetat menunjukkan adanya OH-7 dan mungkin ada oksigenasi pada 6 atau 8, ini dapat dilihat

dengan adanya pergeseran pita II kurang dari 5 nm. Pergeseran batokromik 4 nm pada pita II dengan adanya

penambahan natrium asetat dan asam borat menunjukkan adanya orto dihidroksi pada cincin A (6, 7 atau 7, 8).

Tidak berubahnya serapan maksimum pita II dengan penambahan aluminium klorida dan asam klorida menunjukkan

kemungkinan adanya OH-5 dengan gugus prenil pada atom C nomor 6.

Dari data spektrum ultraviolet tersebut senyawa SA-DE-4 mengarah ke senyawa flavonol dengan OH-3

Spektrum inframerah Isolat SA-DE-2

tersubstitusi dan substitusi OH terdapat pada posisi atom C nomor 5, 7, 8, 4’, dan kemungkinan ada gugus prenil pada

atom C nomor 6.

Senyawa SA-DE-5 mempunyai pola spektrum ultraviolet yang sama dengan SA-DE-4, jadi kemungkinan kedua senyawa

tersebut mempunyai struktur yang mirip hanya perbedaannya pada SA-DE-5 mempunyai ortho-dihidroksi pada cincin

B, hal ini terlihat adanya pergeseran batokromik 15 nm pada pita I setelah penambahan natrium asetat dan asam borat.

Dalam larutan metanol senyawa ini memberikan serapan maksimum pita I 346 nm dan pita II 268 nm. Warna bercak

ungu gelap di bawah sinar ultraviolet dan berubah sedikit bila diberikan uap amonia. Dari data tersebut senyawa ini

mengarah kepada struktur flavon, flavonol OH-3 tersubstitusi atau khalkon.

Tetapi dengan adanya OH-7 (terlihat dengan adanya pergeseran batokromik pita II setelah penambahan natrium asetat),

maka senyawa tersebut mengarah ke flavonol OH-3 tersubstitusi atau flavon. Pada penambahan natrium hidroksida

maka terjadi pergeseran batokromik pita I dan tidak terjadi penurunan intensitas sebesar 53 nm, hal ini menunjukkan

adanya OH-4’ bebas.

Tidak terjadinya perubahan serapan maksimum Pita I pada penambahan aluminium klorida dan asam klorida

menunjukkan kemungkinan adanya OH-5 dengan gugus prenil pada posisi atom C nomor 6.

Dari data spektrum tersebut, maka senyawa SA-DE-6 mengarah pada struktur flavon atau flavonol OH-3 tersubstitusi,

dengan substitusi OH pada atom C nomor 5, 7, 4’ dan kemungkinan dengan gugus prenil pada atom C nomor 6.

repository.ui.ac.id/.../8461091b11768d82e5c01f3d66b0aca

3.      Dalam isolasi alkaloid, pada tahap awal dibutuhkan pada kondisi asam dengan tujuan untuk mengekstraksi alkaloid yang terkandung didalam sampel. Kemudian, setelah didapat ekstrak nya, dibasakan lagi dengan tujuan untuk menghilangkan senyawa-senyawa selain koloid yang terkandung dalam sampel.

Contoh reagen asam dan basa yang digunakan dalam isolasi alkaloid yaitu HCl, H₂SO₄, dan NH₄OH.

4.      Menurut saya, keterkaitan antara biosintesis, metode isolasi, dan penentuan struktur senyawa bahan alam adalah sebagai berikut:

Untuk mempelajari biosintesis suatu senyawa bahan alam yang didapat dari suatu sampel, maka perlu diketahui struktur senyawa yang akan disintesis. Penentuan struktur senyawa bahan alam ini dapat dilakukan dengan berbagai metode, diantaranya yaitu menggunakan spektrum IR, GC-MS, NMR, dan lain-lain.  Namun, sebelum menentukan struktur senyawa ini langkah awal yang harus dilakukan adalah mengisolasi senyawa bahan alam dengan metode yang sesuai.

Jadi, dapat disimpulkan keterkaitan antara biosintesis, metode isolasi, dan penentuan struktur senyawa bahan alam dalam bentuk langkah kerja adalah:

   Isolasi

               ǀ

Penentuan struktur

              ǀ

       Biosintesis

  

Contoh:

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.

Langkah awal yang dilakukan sebelum peneliti dapat mempelajari biosintesis pada nikotin adalah mengisolasi nikotin dari daun tembakau kering terlebih dahulu. 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 diisolasi, nikotin yang dihasilkan dianalisis menggunakan IR, UV, dan GC-MS sebagai penentuan struktur nikotin.

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.

Setelah diketahui struktur nikotin, maka dapat dipelajari bagaimana biosintesis nikotin tersebut dalam tanaman tembakau.

Ujian Semester

NAMA                        : Merita

NIM                            : A1C109007

Matakuliah                  : Kimia Bahan Alam

Kredit                          : 2 SKS

Dosen                          : Dr. Syamsurizal, M.Si

Hari/Tanggal               : Sabtu, 22 Desember 2012

Waktu                         : 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, identifikasikanlah faktor-faktor penting yang sangat menentukan dihasilkannya triterpenoid dalam kuantitas yang banyak.

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

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

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

JAWABAN

1.      Menurut saya faktor-faktor penting yang sangat menentukan dihasilkannya triterpenoid dalam kuantitas yang banyak adalah pada pembentukan cincin (siklik)dalam biosintesis ini sendiri serta pengurangan jumlah atom C yang mengakibatkan pembentukan molekul dengan jumlah atom C kurang dari 30 seperti steroid (C₂₇). Apabila pengurangan aton C ini dapat dihindari, maka senyawa triterpenoid yang terbentuk akan lebih banyak. Hal ini berdasarkan atas uraian dibawah ini.

Triterpenoid dibiosintesis dari 6 unit isopren, dan tersusun atas C30 asiklik yang merupakan prekursor dari squalen.  Perbedaan pembentukan cincin (siklisasi)  akan memberikan perbedaan tipe dari terpenoid.  Lebih dari 4000 terpenoid alami telah diisolasi, dan lebih dari 40 kerangka dasar yang teridentifikasi.  Triterpenoid terbagi atas 2 kelompok besar yaitu tetrasiklik dan pentasiklik.

Pada biositesis selanjutnya, dapat terjadi pengurangan jumlah atom C menjadi molekul dengan jumlah atom C kurang dari 30.  Sebagai contoh ádalah 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 ádalah phytoecdysones yang digunakan untuk metamorfose pada serangga.

 

                            Contoh Senyawa Quassinoid (triterpenoid)

2.      Spektrum inframerah Isolat SA-DE-1

Dalam larutan metanol senyawa ini memberikan serapan pita I 344 nm dan pita II 269 nm. Dengan melihat bercak ungu

gelap di bawah sinar ultra violet dan berubah menjadi hijau kuning setelah diberikan uap amonia, maka senyawa ini

mengarah pada flavon, kalkon atau flavonol.

Pada penambahan natrium hidroksida terjadi pergeseran batokromik pita I sebesar 62 nm dan tanpa penurunan kekuatan,

sehingga menunjukkan adanya OH-4’.

Penambahan natrium asetat menunjukkan adanya OH-7 dan mungkin ada oksigenasi pada 6 atau 8, ini dapat dilihat

dengan adanya pergeseran pita II kurang dari 5 nm. Pergeseran batokromik 4 nm pada pita II dengan adanya

penambahan natrium asetat dan asam borat menunjukkan adanya orto dihidroksi pada cincin A (6, 7 atau 7, 8).

Tidak berubahnya serapan maksimum pita II dengan penambahan aluminium klorida dan asam klorida menunjukkan

kemungkinan adanya OH-5 dengan gugus prenil pada atom C nomor 6.

Dari data spektrum ultraviolet tersebut senyawa SA-DE-4 mengarah ke senyawa flavonol dengan OH-3

Spektrum inframerah Isolat SA-DE-2

tersubstitusi dan substitusi OH terdapat pada posisi atom C nomor 5, 7, 8, 4’, dan kemungkinan ada gugus prenil pada

atom C nomor 6.

Senyawa SA-DE-5 mempunyai pola spektrum ultraviolet yang sama dengan SA-DE-4, jadi kemungkinan kedua senyawa

tersebut mempunyai struktur yang mirip hanya perbedaannya pada SA-DE-5 mempunyai ortho-dihidroksi pada cincin

B, hal ini terlihat adanya pergeseran batokromik 15 nm pada pita I setelah penambahan natrium asetat dan asam borat.

Dalam larutan metanol senyawa ini memberikan serapan maksimum pita I 346 nm dan pita II 268 nm. Warna bercak

ungu gelap di bawah sinar ultraviolet dan berubah sedikit bila diberikan uap amonia. Dari data tersebut senyawa ini

mengarah kepada struktur flavon, flavonol OH-3 tersubstitusi atau khalkon.

Tetapi dengan adanya OH-7 (terlihat dengan adanya pergeseran batokromik pita II setelah penambahan natrium asetat),

maka senyawa tersebut mengarah ke flavonol OH-3 tersubstitusi atau flavon. Pada penambahan natrium hidroksida

maka terjadi pergeseran batokromik pita I dan tidak terjadi penurunan intensitas sebesar 53 nm, hal ini menunjukkan

adanya OH-4’ bebas.

Tidak terjadinya perubahan serapan maksimum Pita I pada penambahan aluminium klorida dan asam klorida

menunjukkan kemungkinan adanya OH-5 dengan gugus prenil pada posisi atom C nomor 6.

Dari data spektrum tersebut, maka senyawa SA-DE-6 mengarah pada struktur flavon atau flavonol OH-3 tersubstitusi,

dengan substitusi OH pada atom C nomor 5, 7, 4’ dan kemungkinan dengan gugus prenil pada atom C nomor 6.

repository.ui.ac.id/.../8461091b11768d82e5c01f3d66b0aca

3.      Dalam isolasi alkaloid, pada tahap awal dibutuhkan pada kondisi asam dengan tujuan untuk mengekstraksi alkaloid yang terkandung didalam sampel. Kemudian, setelah didapat ekstrak nya, dibasakan lagi dengan tujuan untuk menghilangkan senyawa-senyawa selain koloid yang terkandung dalam sampel.

Contoh reagen asam dan basa yang digunakan dalam isolasi alkaloid yaitu HCl, H₂SO₄, dan NH₄OH.

4.      Menurut saya, keterkaitan antara biosintesis, metode isolasi, dan penentuan struktur senyawa bahan alam adalah sebagai berikut:

Untuk mempelajari biosintesis suatu senyawa bahan alam yang didapat dari suatu sampel, maka perlu diketahui struktur senyawa yang akan disintesis. Penentuan struktur senyawa bahan alam ini dapat dilakukan dengan berbagai metode, diantaranya yaitu menggunakan spektrum IR, GC-MS, NMR, dan lain-lain.  Namun, sebelum menentukan struktur senyawa ini langkah awal yang harus dilakukan adalah mengisolasi senyawa bahan alam dengan metode yang sesuai.

Jadi, dapat disimpulkan keterkaitan antara biosintesis, metode isolasi, dan penentuan struktur senyawa bahan alam dalam bentuk langkah kerja adalah:

   Isolasi

               ǀ

Penentuan struktur

              ǀ

       Biosintesis

  

Contoh:

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.

Langkah awal yang dilakukan sebelum peneliti dapat mempelajari biosintesis pada nikotin adalah mengisolasi nikotin dari daun tembakau kering terlebih dahulu. 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 diisolasi, nikotin yang dihasilkan dianalisis menggunakan IR, UV, dan GC-MS sebagai penentuan struktur nikotin.

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.

Setelah diketahui struktur nikotin, maka dapat dipelajari bagaimana biosintesis nikotin tersebut dalam tanaman tembakau.