Desember 2012 - EKA RIYANTI BLOG

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.

Jawab :

- BIOSINTESIS TRITERPENOID

Biosintesis triterpenoid dimulai dari asam asetat yang telah diaktifkan oleh koenzim A melalukan kondensasi. reaksi-reaksi berikutnya adalah fosforilasi, eliminasi asam fosfat dan dekarboksilasi menghasilkan Isopentenil pirofosfat (IPP) yang selanjutnya berisomerisasi menjadi Dimetil alil pirofosfat (DMAPP) oleh enzim isomerase. Penggabungan antara ekor kepala menghasilkan FPB yang kemudian bergabung menghasilkan squalene yang melakukan siklisasi dan terbentuk 2,3-oxidosqualene dengan masuknya oksigen pada skualene sehingga terbentuk triterpenoid.

Menurut saya faktor yang mempengaruhi hasil dari biosintesis triterpenoid adalah enzim isomerase yang membantu terbentuknya penggabungan antara Isopentenil pirofosfat (IPP) yang selanjutnya berisomerisasi menjadi Dimetil alil pirofosfat (DMAPP). Enzim Isomerase, enzim dari kelompok yang sangat heterogen mengkatalisa isomerase beberapa jenis. Diantaranya cis-trans, keto-enol dan interkonversi (perubahan bentuk) aldose-ketose.Isomerase yang mengkatalisa pembalikan karbon Asimetrik terjadi pada epimerase atau recemase.

Dimana enzim adalah biomolekul berupa protein yang berfungsi sebagai katalis (senyawa yang mempercepat proses reaksi tanpa habis bereaksi) dalam suatu reaksi kimia organik.Molekul awal yang disebut substrat akan dipercepat perubahannya menjadi molekul lain yang disebut produk. Jenis produk yang akan dihasilkan bergantung pada suatu kondisi/zat, yang disebut promoter. Enzim bekerja dengan cara bereaksi dengan molekul substrat untuk menghasilkan senyawa intermediat melalui suatu reaksi kimia organik yang membutuhkan energi aktivasi lebih rendah, sehingga percepatan reaksi kimia terjadi karena reaksi kimia dengan energi aktivasi lebih tinggi membutuhkan waktu lebih lama.

Faktor yang mempengaruhi kerja enzim :

a. Konsentrasi enzim

koenzim dapat mempercepat reaksi dengan konsentrasi substrat tertentu.

b. Konsentrasi substrat

Konsentrasi yang tetap dan konsentrasi substrat yang tetap akan mempercepat reaksi.

c. Suhu

Suhu dapat memepengaruhi kecepatan enzim dimana enzim dapat bekertja pada suhu optimala yaitu antara 300-400 ˚C.

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 :

Senyawa flavonoid

Flavonoid mempunyai kerangka dasar karbon yang terdiri dari 15 atom karbon, dimana dua cincin benzen (C6) terikat pada suatu rantai propana (C3) sehingga bentuk susunan C6-C3-C6. susunan ini dapat menghasilkan tiga jenis struktur senyawa Flavonoid yaitu :

a. Flavonoida atau 1,3-diarilpropana

b. Isoflavonoid atau 1,2- diarilpropana

c. Neoflavonoida atau 1,1-diarilpropana

Menurur saya, ciri khas dari penentuan struktur terletak dari daerah serapan yang terdapat pada suatu senyawa tersebut, pada alat yang digunakan untuk menentukan struktur tampak daerah-daerah yang mempunyai daerah khas yang spesifik. Tiap gugus suatu senyawa mempunyai daerah signal tersendiri. Pada spektrum IR dapat diketahui jarak daerah serapan yang terdapat pada senyawa tersebut sedangkan pada spektrum NMR dapat diketahui strukturnya dimana pada spektrum ini dapat berupa gambar sehingga dapat diketahui bagaimana struktur senyawa tersebut.

Contohnya :

Antosianin

Secara kimia semua antosianin merupakan turunan suatu struktur aromatik tunggal, yaitu sianidin, dan semuanya terbentuk dari pigmen sianidin ini dengan penambahan atau pengurangan gugus hidroksil, metilasi dan glikosilasi (Harborne, 1996). Antosianin adalah senyawa yang bersifat amfoter, yaitu memiliki kemampuan untuk bereaksi baik dengan asam maupun dalam basa. Dalam media asam antosianin berwarna merah seperti halnya saat dalam vakuola sel dan berubah menjadi ungu dan biru jika media bertambah basa. Perubahan warna karena perubahan kondisi lingkungan ini tergantung dari gugus yang terikat pada struktur dasar dari posisi ikatannya (Charley, 1970).

Pelargonidin mempunyai panjang gelombang maksimum pada 520 nm, pelargonidin 3-glikosida mempunyai panjang gelombang maksimum pada 505 nm. Dalam penelitian ini pada isolat ke2 terjadi pergeseran hipsokromik dikarenakan pengenalan oleh residu gula dalam posisi 5 yaitu 5 nm. Hal ini menyetujui dari literature sangat kecil perbedaannya dalam maksimum spektra yang bisa dideteksi diantaranya antosianin yang mengandung gula dalam posisi 3, 5, dan 3-glikosida.

struktur antosianin

Flavon

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 :

Kebanyakan alkaloid dapat bersifat basa. Sifat tersebut tergantung pada adanya pasangan elektron pada nitrogen. Jika gugus fungsional yang berdekatan dengan nitrogen bersifat melepaskan elektron, contoh gugus alkil, maka ketersediaan elektron pada nitrogen naik dan senyawa lebih bersifat basa. Sebaliknya bila gugus fungsional yang berdekatan bersifat menarik elektron (contoh gugus karnonil), maka ketersediaan elektron berpasangan berkurang dan berpengaruh yang ditimbulkan alkaloid dapat bersifat netral ataupun sedikit asam. ( Harjono, 1996 )

Sifat kimia yang dimiliki alkaloid adalah sifat kebasaanya yang muncul karena adanya sifat nitrogen. Sifat basa ini terjadi jika gugus fungsional yang posisinya berdekatan dengan atom nitrogen bersifat melepaskan elektron. Sifat kebasaab alkaloid akan menyebabkan senyawa ini mudah terdekomposisi dengan udara terutama sekali dalam keadaan panas. Pelarut yang biasa digunakan pada isolasi alkaloid yaitu molekul air yang diasamkan. Pelarut ini mampu melarutkan alkaloid sebagai garamnya.

Contohnya pada senyawa :

- Isolasi pada nikotin

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. Ekstrak tembakau yang lain diuji efektivitasnya sebagai insektisida penggerek batang padi dengan cara disemprotkan ke persemaian padi dengan konsentrasi yang bervariasi.
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.

- Isolasi pada kafein

Kafein dapat diisolasi dari teh dengan pelarut air dan kloroform karena kelarutan kafein dalam kedua pelarut itu besar. Residu yang dihasilkan ditambahkan 50 mL air panas dan di dekantasi dengan tujuan agar tidak ada sisa kafein yang tertinggal dalam residu. Filtrat yang dihasilkan kemudian digabungkan dengan filtrat yang pertama dihasilkan. Aduk selama kurang lebih 20 menit, dinginkan. Filtrat dimasukan kedalam corong dan ditambahkan 30 mL kloroform. Penambahan kloroform ini berfungsi untuk melarutkan kafein dalam filtrat.

- Isolasi pada kodein

Isolasi ini dilakukan dengan menggunakan sampel yang telah ditambahkan dengan klroform dan digerus. Terbentuk filtrat da residu, diman filtrat kmudian dimasukkan kedalam corong pisah dan ditambahkan dengan asam sulfat. Sehingga terbentuk 2 lapisan.

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

Jawab :

Ø Biosintesis merupakan fenomena di mana reaksi kimia dihasilkan dari pada bahan uji yang lebih ringkas. Biosintesis, tidak seperti sintesis kimia, berlaku dalam organisma hidup dan dibantu oleh enzim. Proses ini merupakan sebahagian penting metabolisme.

Ø Isolasi adalah sebuah usaha bagaimana caranya memisahkan senyawa yang bercampur sehingga kita dapat menghasilkan senyawa tunggal yang murni. Tumbuhan mengandung ribuan senyawa yang dikategorikan sebagai metabolit primer dan metabolit sekunder. Biasanya proses isolasi senyawa dari bahan alami ini mentargetkan untuk mengisolasi senyawa metabolit sekunder, karena senyawa metabolit sekunder diyakini dan telah diteliti dapat memberikan manfaat bagi kehidupan manusia.

Ø Penentuan struktur dapat dilakukan dengan alat yang bernama spektrokopi. Pada kimia organik, metode spektroskopi digunakan untuk menentukan dan mengkonfirmasi struktur molekul, untuk memantau reaksi danuntuk mengetahui kemurnian suatu senyawa. Spektrokopi terdiri dari berbagai macam yaitu :

a. Spektroskopi emisi

b. Spectroskopi absorbsi

c. NMR Spektroskopi

d. Spektroskopi Infra Merah

Pada hal ini menurut saya hubungan antara biosintesis,isolasi dan penentuan struktur adalah biosintesis digunakan untuk mengetahui sintesis reaksi yang terdapat pada suatu senyawa yang akan diuji. Pada jalur biosintesis dapat mengetahui senyawa yang sederhana menjadi senyawa yang kompleks dan mendapatkan metabolit sekunder, serta tahap-tahap yang digunakan untuk menghasilkan proses dari suatu senyawa. Dari hasil biosintesis didapatkan suatu senyawa yang murni. Kemudian dilanjutkan dengan melakukan suatu isolasi dari suatu senyawa dimana isolasi merupakan suatu cara untuk memisahkan suatu komponen yang terdapat pada suatu senyawa sehingga mendapatkan senyawa yang murni sehingga bebas dari zat pengotor ( zat pengganggu ) pada suatu senyawa. Biasa dari hasil isolasi yang telah benar-benar murni dapat berupa residu yang telah murni. Hasil dari isolasi yang telah murni ( bebas dari zat pengotor ) dapat ditentukan struktur dengan menggunakan alat yang bernama spektroskopi. Dengan alat ini dapat mengetahui daerah serapan maupun penetuan struktur.

Contohnya :

Pada senyawa triterpenoid.

Triterpenoid adalah senyawa yang kerangka karbonnya berasal dari enam satuan isoprena dan secara biosintesis diturunkan dari hidrokarbon C-30 asiklik, yaitu skualena, senyawa ini tidak berwarna, berbentuk kristal, bertitik leleh tinggi dan bersifat optis aktif (Harborne,1987).

- Biosintesis triterpenoid.

- -Isolasi triterenoid

Kulit batang kecapi