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.
1. Jelaskan dalam jalur biosintesis triterpenoid,
identifikasilah faktor-faktor penting yang sangat menentukan dihasilkannya
triterpenoid dalam kuantitas yang banyak.
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.
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.
4. Jelaskan keterkaitan diantara biosintesis, metode
isolasi dan penentuan struktur senyawa bahan alam . Berikan contohnya.
Jawab:
1.
1. 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.
Telah diketahui bahwa penyusun triterpenoid adalah isoprena, yaitu IPP dan DMAPP. IPP dan
DMAPP dibiosintesis oleh tubuh dari Asetil Koenzim A, suatu C-2 hasil pelepasan
CO2 oleh piruvat pada jalur metabolisme, lewat jalur asam mevalonat atau
deoksisilulosa fosfat
Unit – Unit IPP dan DMAPP bereaksi memanjangkan rantai
membentuk C-15, disebut farnesil. Dua FPP (Farnesil Pirofosfat) bergabung
ekor-ekor membentuk skualena. Skualena teroksidasi membentuk epoksida,
memungkinkan terjadinya siklisasi membentuk lanosterol
Faktor yang menentukan hasil
terpenoid:
- Ketersediaan karbohidrat, karena asetil co-A merupakan hasil dari metabolisme glukosa.
- Enzim, karena enzim sangat berperan dalam biosintesis, tanpa enzim biosintesis tidak berjalan. Dengan katalain jika enzim tidak dihasilkan triterpenoid tidak akan dibentuk.
- Salah satu triterpenoid yang telah dimodifikasi adalah golonga steroid, dimana golongan steroid merupakan hormon. Jadi hasilnya akan ditentukan oleh kondisi tubuh ataupun pengaruh lingkungan.
2. Struktur suatu senyawa organik dapat ditentukan dengan ,melihat sinyal IR dan NMR.
Sinyal yang dihasilkan dari IR adalah sinyal IR yang diserap oleh molekul
untuk melakukan gerak vibrasi. Dengan menggunakan IR dapat diketahui gugus
fungsi yang terdapat didalam senyawa organik. senyawa flavonoid, memiliki banyak gugus fungsi, yaitu:
- Ikatan rangkap karbon – karbon C=C : mempunyai penyerapan cahaya pada daerah serapan 1500 – 1600 cm-1 dengan intensitas serapan sedang dan tajam.
- Ikatan rangkap karbon – oksigen C=O : merupakan salah satu penyerapan yang sangat berguna, yang bisa ditemukan pada daerah sekitar 1705 – 1725 cm-1 dengan intensitas serapan kuat dan tajam.
- Ikatan tunggal karbon – oksigen C–O : mempunyai penyerapan dalam ‘daerah sidik jari’, yang yang bisa ditemukan pada daerah sekitar antara 1000 – 1300cm-1,dengan intensitas serapan lemah dan melebar.
- Ikatan tunggal karbon – hidrogen C – H : mempunyai penyerapan cahaya yang terjadi pada daerah serapan 3050-3150 cm-1, dengan intensitas serapan lemah dan tajam akibat rentangan C – H aromatik.
- Ikatan tunggal oksigen – hidrogen O – H : menyerap sinar yang berbeda-beda, tergantung pada kondisi lingkungannya. Ikatan O – H ini akan sangat mudah dikenali dalam sebuah asam karena akan menghasilkan intensitas serapan lebar atau lembah yang sangat luas pada daerah sekitar 3200-3500 cm-1.
Sedangkan NMR digunakan untuk
menentukan kerangka dasar dari suatu senyawa organik. NMR yang sering digunakan
adalah H-NMR, dimana posisi atom Hidrogen pada rantai karbon menentukan
pergeseran kimia. Semakin polar ikatan pada hidrogen, semakin besar pergeseran
kimianya. Oleh karena itu, bagi senyawa flavonoid yang mengandung gugus
hidroksil akan memiliki puncak pada daerah yang jauh.
Contohnya pada senyawa flavonoid, misalnya pada senyawa quercetin, dari
spektorkopi NMR diketahui bahwa senyawa tersebut mengandung 15 atom C dengan
rumus C15H10O7. Selanjutnya dari spketrum IR:
Dari spektrum tersebut, diketahui bahwa senyawa mengandung gugus hidroksil,
C-H alifatik, C=C serta dua buah H yang bertetangga dalam cincin aromatik dari
daerah serapan yang ditunjukkan.
Contoh spectrum Inframerah pada antosianin
3.
3. Tujuan dari
kondisi asam dan basa pada alkaloid
adalah untuk mengekstrak dan memisahkan senyawa alkaloid dari senyawa
pengotornya. Pada tahap awal, sampel direndam dalam air yang diasamkan. Karena alkaloid bersifat basa, maka alkaloid
akan bereaksi dengan asam membentuk garam alkaloid. Dengan demikian, garam
alkaloid tersebut akan larut didalam air dan terekstrak dari sampel. Kemudian
untuk mengembalikan keadaan koloid seperti semula, digunakan kondisi basa agar
alkaloid kembali kedalam bentuk basanya.
Hal-hal yang harus diperhatikan pada ekstraksi dengan cara ini , adalah
:
- Basa yang ditambahkan harus lebih kuat daripada alkaloida yang akan dibebaskan dari ikatan garamnya, berdasarkan reaksi pendesakan.
- Basa yang dipakai tidak boleh terlalu kuat karena alkaloida pada umumnya kurang stabil. Pada pH tinggi ada kemungkinan akan terurai, terutama dalam keadaan bebas, terlebih bila alkaloida tersebut dalam bentuk ester, misalnya : Alkaloid Secale, Hyoscyamin dan Atropin.
- Setelah bebas, alkaloida ditarik dengan pelarut organik tertentu, tergantung
contoh penggunaan teknik ini
adalah pada alkaloid yang benar-benar bersifat basa, yaitu: lobelin, nikotin,
konini, hiosiamin, atropine, kokain dan lain-lain. Sedangkan alkaloid yang
tidak basa seperti, rutaekarpina,
kolkhisina, risinina cara ekstraksi asam basa tidak bisa dilakukan.
4. biosintesis, metoda isolasi dan penentuan
struktur didalam kimia bahan alam tidak dapat dipisahkan. Ketiganya saling
terkait satu sama lain. Analisis secara ilmiah, dimulai dengan pendekatan dari
biosintesisnya. Karena biosintesis menunjukkan bagaimana suatu senyawa bahan
alam terbentuk melalui serangkaian mekanisme reaksi. Selanjutnya setelah
diketahui senyawa-senyawa yang mungkin dihasilkan, dilakukan isolasi. Dengan teknik isolasi, senyawa-senyawa dapat
dimurnikan. Teknik yang dipakai antara lain Ekstraksi Cair,KLT,GC. Sehingga
dihasilkan senyawa yang dimaksud dalam keadaan murni. Senyawa tersebut selanjutnya
ditentukan strukturnya untuk mengetahui rumus strukturnya sehingga dapat
digolongkan kedalam golongan-golongan senyawa bahan alam yang telah diketahui.
Penentuan struktur dilakukan dengan alat FTIR dan H-nmr/C-nmr.
Misalnya kita ingin meneliti
Nikotin, nikotin diketahui secarara biosintesis merupakan golongan alkaloid
yang berasal dari asam amino. Dengan demikian diketahui sifatnhya yaitu
basa. Selanjutnya nikotin dapat diisolasi dengan ekstraksi asam basa. Kemudian untuk membuktikan, Nikotin murni
yang dihasilkan ditentukan strukturnya dengan alat FTIR dan NMR
