ujain akhir semester " febri sitra ardila "

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 :

             Triterpenoid terdiri dari kerangka dengan 3 siklik 6 yang bergabung dengan siklik 5 atau berupa 4 siklik 6 yang mempunyai gugus fungsi pada siklik tertentu. Triterpenoid adalah senyawa yang kerangka karbonnya berasal dari enam satuan isoprena dan secara biosintesis diturunkan dari hidrokarbon C-30 asiklik, yaitu skualena.

          Berdasarkan jumlah cincin yang terdapat dalam struktur molekulnya triterpen sebenarnya dapat dibagi atas:1. Triterpen asiklik yaitu triterpen yang tidak mempunyai cincin tertutup, misalnya skualena. 2. Triterpen trisiklik adalah triterpen yang mempunyai tiga cincin tertutup pada struktur molekulnya, misalnya: ambrein.3. Triterpen tetrasiklik adalah triterpen yang mempunyai empat cincin tertutup pada struktur molekulnya, misalnya:lanosterol.4. Triterpen pentasiklik adalah triterpen yang mempunyai lima cincin tertutup pada struktur molekulnya, misalnya α-amirin.

 Selama penyusunan terpenoid, dua unit isopren mengalami kondensasi antara kepala dan ekor.  Terpenoid yang tersusun atas 2 isopren membentuk senyawa golongan monoterpenoid (C₁₀H₁₆).  Sesquiterpen (C₁₅H₂₄) tersusun atas 3 unit isoprene, diterpenoid (C₂₀H₃₂) tersusun atas 4 unit isoprene, sesterpen (C₂₅H₄₀) tersusun atas 5 isopren, triterpenoid (C₃₀H₄₂) te rsusun atas 6 unit isopren, dan tetraterpen (C₄₀H₆₄) tersusun atas 8 isopren.

Enzim sangat berpengaruh dalam hasil triterpenoid dalam jumlah yang bannyak, dengan adanya enzim isoprem-isopren dalam senyawa triterpenoid mudah terbentuk,

Jalur biosintesis terpenoid

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:

Dalam poses identifikasi  suatu senyawa khususnya senyawa flavonoid di lakukan proses penentuan struktur dari senyawa yang dihasilkan dari proses identifikasi baik dengan metode isolasi, ekstraksi, maserasi, dan sebagainya. Proses isolasi dengan menggunakan metoda atau proses standar tidak semua senyawa akandiperoleh secara utuh seperti yang terdapat dalam tumbuhan tersebut. Sebagian senyawa ada yang terlarut dan terpecah selama proses isolasi tersebut  dan hasilnya terdapat pemutusan  ikatan glikosida membentuk aglikon dan gula dengan adanya air. Beberapa metoda standar identifikasi dan elusidasi struktur yang sudah dikenal untuk menentukan senyawa kimia termasuk derivat-derivatnya antara lain: metoda spektroskopi (UV, IR, NMR, massa) dan metoda kromatografi (KLT, kromatografi gas, kolom, dan cair)

Senyawa flavonoid adalah suatu kelompok senyawa fenol yang terbesar yang ditemukan di alam, flovonoid tersusun dari dua cincin aromatis yang terdiri dari 15 atom karbon, dimana dua cincin benzene (C6) terikat pada suatu rantai propana (C3) sehingga membentuk suatu  susunan C6-C3-C6 .

Kerangka flavonoid :

Add caption

Contoh struktur flavonoid dengan menggunakan spektrum IR dan NMR :

Spektrum IR memberikan informasi adanya pita serapan pada bilangan gelombang 1659 sampai 1580 cm−1 yang menunjukkan adanya gugus C=C aromatic dan munculnya serapan 3065 cm−1 menunjukkan

adanya gugus C-H aromatik. Pita serapan pada bilangan gelombang 1738 cm−1 menunjukkan adanya gugus karbonil. Adanya gugus C-O-C ditunjukkan oleh serapan pada bilangan gelombang 1078 cm−1. Pita serapan pada bilangan gelombang 2926- 2855 cm−1 menunjukkan adanya regang C-H alifatik. Hal ini mengindikasikan adanya rantai alifatik, dimana rantai alifatik ini berasal dari senyawa pengotor.

Sinyal-sinyal 13C-NMR ester asam lemak ini yang muncul pada daerah C-H alifatik yaitu pada daerah 11,1662 sampai 38,8941 ppm sehingga tidak mempengaruhi sinyal 13C-NMR senyawa flavonoid yang

umumnya muncul pada daerah C-H aromatik yaitu pada 62,2248 - 182,6558 ppm.

    

 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:

Alkaloid adalah sebuah golongan senyawa basa bernitrogen yang kebanyakan heterosiklik dan terdapat di tetumbuhan (tetapi ini tidak mengecualikan senyawa yang berasal dari hewan). Asam amino, peptida, protein, nukleotid, asam nukleik, gula amino dan antibiotik biasanya tidak digolongkan sebagai alkaloid. Dan dengan prinsip yang sama, senyawa netral yang secara biogenetik berhubungan dengan alkaloid termasuk digolongan ini.

Dalam proses isolasi alkaloid tahap awal digunakan pereaksi asam atau basa tergantung penggunaan atau reagen yang dibutuhkan dalam proses tersebut, Alkaloid dari tumbuhan  yang diisolasi dengan menggunakan metode ekstraksi menggunakan pelarut  seperti molekul air yang diasamkan. Pelarut  ini akan mampu melarutkan alkaloid sebagai garamnya dan juga proses isolasi ini dapat digunakan dengan membasakan bahan tumbuhan yang mengandung alkaloid dengan menambahkan natrium karbonat untuk di ekstraksi dengan pelarut  organic seperti seperti kloroform atau eter.

Untuk alkaloid yang bersifat tidak  tahan panas, isolasi dapat dilakukan menggunakan teknik pemekatan dengan membasakan larutannya terlebih dahulu, Dengan menggunakan teknik ini maka alkaloid akan menguap dan selanjutnya dapat dimurnikan dengan metode penyulingan uap.

3 macam isolasi alkaloid pada tumbuhan:

1.Isolasi senyawa alkaloida yang terdapat pada daun tumbuhan wungu (Graptophyllum pictum L.) dimaserasi dengan pelarut metanol. Ekstrak metanol yang diperoleh dipekatkan dengan alat rotari evaporator. Ekstrak pekat yang diperoleh diasamkan dengan asam asetat 2% sampai pH 3-4, lalu dibasakan dengan NH¬4OH pekat sampai pH 9-10. Fraksi basa ini kemudian diekstraksi partisi dengan butanol lalu dipekatkan. Fraksi basa yang mengandung alkaloida dipekatkan lalu dimasukkan kedalam kolom kromatografi yang telah diisi dengan adsorben silika Gel 60G dan selanjutnya dielusi dengan etil asetat : metanol (v/v) secara isokratik. Kristal yang diperoleh pada fraksi etil asetat : metanol (20 : 80v/v) sebanyak 2,07 gram, berbentuk jarum berwarna kuning dengan titik lebur 102o-105oC. Identifikasi kristal hasil isolasi, dilakukan dengan Spektroskopi Infra Merah (FT-IR) dan Spekroskopi Resonansi Magnetik Inti Proton (1H-NMR). Dari data dan hasil analisis terhadap kristal isolasi serta membandingkannya dengan spectrum senyawa pembanding alkaloida, menunjukkan bahwa kristal adalah suatu senyawa alkaloida.

2.Isolasi nikotin dari daun tembakau, dipotong-potong 10 gram daun tembakau kering atau tembakau dari cerutu. Ditambahkan 100 ml larutan NaOH 5% dan 30 ml air, diaduk. Disaring menggunakan corong Buchner. Untuk menghilangkan partikel (daun tembakau) dalam hasil saringan(filtrate), filtrate disaring dengan menggunakan corong gelas yang diberi glasswool. Filtrat ditambahkan 30 ml diklorometan, dikocok. Dipisahkan lapisan diklorometan ke dalam labu Erlenmeyer. Langkah ekstraksi ini dilakukan sampai semua nikotin terekstrak ke dalam diklorometan. Dikumpulkan semua lapisan diklorometan. Diuapkan diklorometan menggunakan rotary vacuum evaporator. Penguapan diklorometan atau eter dilakukan menggunakan teknik  penguapan dengan pengurangan tekanan dan jangan menggunakan api. Ditambahkan 1ml air suling ke dalam sisa penguapan, aduk perlahan-lahan, ditambahkan 4ml methanol, disaring dengan menggunakan corong gelas yang diberi glass wool. Ditambahkan 10 ml larutan jenuh asam pikrat dalam methanol. Disaring nikotin dipikrat padat menggunakan corong Buchner (digunakan kertas saring). Dimurnikan nikotin, dengan rekristalisasi dan diperolh kristal murni.

3. proses isolasi Pemisahan senyawa kafein dari teh menggunakan pelarut diklorometana yang bersifat nonpolar dan berfungsi untuk mengikat kafein yang berbentuk garam setelah penambahan NaHCO3 dengan bantuan pemanasan. Digunakan diklorometana disini karena kepolaran kafein hampir sama dengan kepolaran dari pelarut diklorometana.

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

Jawab :

Dalam proses identifikasi suatu senyawa pada tanamanam, diperlukan suatu proses biosintesis, kemudian proses isolasi nya, dan hasil akhirnya dilakukan proses penentuan struktur suatu senyawa baik menggunakan spectrum IR, NMR , kromatografi dsb.

Biosintesis adalah suatu proses pembentukan molekul yang alami yang terjadi di dalam sel yang berasal dari molekul lain yang tidak terlalu rumit bentuk strukturnya dan biasanya biosintesia melalui reaksi endeorganik , dan juga proses dimana suatu senyawa itu  mengalami pembentukan senyawa-senyawa baru dengan bantuan  enzim, zat pereaksinya dan jalur yang terlibat dalam proses tersebut. Jalur biosintesis dapat di definisikan sebagai suatu proses yang terdiri dari tahapan-tahapan pembentukan senyawa yang sederhana menjadi senyawa kompleks yang melibatkan enzim-enzim tertentu untuk mencapai kestabilan dalam mempercepat suatu reaksi. Hasil dari proses isolasi ditentukan strukturnya untuk mengetahui jenis senyawa tersebut.

Contoh nya:

Biosintesis flavonoid

Isolasi flavonoid dari tumbuhan mahkota dewa :

Ditimbang 10 gram serbuk mahkota dewa, dimasukkan kedalam alat perkolator, diekstraksi dengan larutan n-heksan.

Residu diekstraksi dengan menggunakan metanol dengan perkolator sampai jernih (dicatat volume metanol dan sari metanol)

Sari metanol dipekatkan dengan menggunakan rotary evaporator, ekstrak pekat yang diperoleh ditimbang dan disimpan dalam wadah tertutup.

Dilakukan penjenuhan bejana oleh uap pengembang, pengembang yang digunakan : n-heksan, metanol, BAW 4:1:5, dan BAW 9:2:6

Ekstrak metanol ditotolkan pada plat KLT 2x10 cm, dilakukan pengembangan plat KLT setelah bejana jenuh.

Dideteksi bercak pada sinar tampak dan lampu UV 254 nm dan 366 nm.

Dicatat warna bercak dan Rf dari setiap pengembang yang digunakan, ditentukan eluen yang paling baik dan digunakan untuk pemisahan dengan KLT preparatif.