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.
Jalur biosintesis
triterpenoid
Berdasarkan
mekanismenya asetil-CoA melalui jalur asam mevalonat menghasilkan isopentil pirofosfat (IPP) yang selanjutnya
berisomerisasi menjadi dimetil alipirofosfat (DMPP) yang dibantu dengan enzim
isomerase, dimana IPP dan DMPP bergabung menghasilkan Geranil Pirofosfat (GPP)
membentuk senyawa monoterpenoid, kemudian GPP dan IPP digabung dengan mekanisme
yang sama menghasilkan farnesil pirofosfat (FPP) membentuk senyawa
sesquiterpenoid, selanjutnya FPP digabung dengan FPP dengan jalur mekanisme
yang sama akan menghasilkan senyawa triterpenoid. Pada jalur biosintesis ini bisa
dilakukan modifikasi untuk dapat meningkatkan jumlah produksi triterpenoid yang
lebih banyak dan dengan waktu yang lebih singkat. Factor yang berperan untuk
menentukan triterpenoid dalam kuantitas yang banyak yaitu :
a.
Penambahan enzim,
dimana apabila dilakukan penambahan aktivasi enzim dan konsentrasi enzim yang
terlibat dalam jalur biosintesis triterpenoid dapat meningkatkan kuantitas/produksi
senyawa triterpenoid.
b.
Penghambatan
jalur asam mevalonat untuk mengoptimalkan jalur yang lain sehingga dapat
meningkatkan produksi senyawa triterpenoid.
c.
Kondisi
lingkungan juga berpengaruh pada proses isolasi triterpenoid
2.
Spektroskopi inframerah merupakan suatu metode yang
mengamati interaksi molekul dengan radiasi elektromagnetik yang berada pada
daerah panjang gelombang 0.75 – 1.000 µm atau pada bilangan gelombang 13.000 –
10 cm-1. Penggunaan spektrum inframerah untuk penentuan struktur
senyawa organik biasanya antara 650-4.000cm-1.
Pada penentuan
struktur flavonoid, memiliki ikatan rangkap C=C dengan daerah serapan 1500-1600
cm-1, ikatan rangkap C=O dengan daerah serapan 1540-1870 cm-1, ikatan tunggal C=O daerah serapannya 1000-1260 cm-1,
ikatan tunggal C-H daerah serapannya 3050-3150cm-1, serta ikatan O-H
daerah serapannya 3200-3550cm-1.
Sedangkan Resonansi Magnetik Inti
(NMR) spektroskopi adalah alat yang tersedia untuk menentukan struktur senyawa
organik. Dimana NMR ini digunakan untuk mengidentifikasi
struktur dari senyawa kimia. Berikut struktur senyawa flavonoid :
Contoh spectrum Inframerah pada antosianin
Hasil dari spectrum IR ini menunjukkan bahwa
kemungkinan mengandung gugus -OH pada daerah serapan 3449,45 cm-1, ikatan C-O alcohol terletak pada daerah
serapan 1054,99 cm-1, sedangkan pada gelombang 1637,45 cm-1 menunjukkan
adanya ikatan rangkap C=C aromatic.
Contoh
spectrum 13C-NMR dan 1H-NMR pada kalkon
Spectrum 13C-NMR dari senyawa kalkon
menunjukkan adanya 17 karbon yang berbeda, sinyal untuk satu karbonil pada δ 171, metal karbon pada δ 56,0. Pada spectrum ini juga menunjukkan terdapatnya
kuarter enam karbon pada δ 153,6 (C-41) ; 149,1 (C-21) ; 148,7 (C-4) ; 148,6
(C-3); 121,9 (C-1); 111,1 (C-11), dan juga terdapat delapan metin karbon di δ 133,5 (C-β); 119,5 (C-α); 124,6 (C-61); 112,3 (C-6) ; 110,5 (C-5); 110,4
(C-2); 65,3 (C-51); 56,1 (C-31); 112,3 (C-6); 110,5 (C-5); 110,4 (C-2); 65,3
(C-51; 56,1 (C-31), serta terdapat 2 karbon metoksi pada δ 56,02.
Sedangkan pada spectrum 1H-NMR dari senyawa
kalkon menunjukkan adanya dua kelompok metoksi dalam cincin β pada δ 3,85 dan 3,86 dengan mengintegrasikan 12 proton. Sinyal
–OH fenolik pada δ 4,6. Proton olefin dari α keton dan β- tak jenuh terdapat pada δ 7,5
(1H, H-α) dan δ 7,7 (1H, H-β). Aromatic tiga proton dari cincin β terdapat pada δ 6,90 (1H, H-5), δ 6,91 (1H, H-2), δ 7.2 (1H, H-6).
3.
Pada dasarnya
senyawa alkaloid bersifat basa karena didalam struktur alkaloid banyak
terkandung atom nitrogen yang bersifat basa,
sehingga jika pada kondisi asam, nikotin dapat
membentuk garam sehingga tidak ditemukannya pH nikotin murni.
sedangkan penambahan basa
adalah untuk membebaskan nikotin dari garam-garam.sehingga untuk isolasi senyawa alkaloid dilakukan
menggunakan dua cara yaitu ekstraksi dengan menggunakan air dalam suasana asam
dan ekstraksi dengan pelarut organic dalam suasana basa.
Contoh senyawa alkaloidnya yaitu : kodein, nikotin,
dan morfin
4.
Keterkaitan
antara biosintesis, metode isolasi dan penentuan struktur adalah biosintesis
dilakukan untuk pembentukan senyawa bahan alam melalui beberapa molekul
tertentu dengan menggunakan reaksi dasar, dimana setelah mengetahui hasil dari
senyawa bahan alam tersebut dilakukan metode isolasi untuk menguji kandungan
suatu senyawa bahan alam dalam sampel yang akan diuji, isolasi dilakukan dengan
cara memisahkan beberapa senyawa yang ada dalam sampel menggunakan pelarut sehingga
menghasilkan suatu senyawa tunggal yang akan ditentukan strukturnya melalui
beberapa cara. Misalnya, identifikasi melalui spectrum IR, uv-vis, NMR, dengan
adanya penentuan struktur ini akan dapat mengetahui golongan senyawa bahan alam
dari sampel tersebut. Sehingga senyawa yang diperoleh dari isolasi tersebut
diidentifikasi dan ditentukan strukturnya, kemudian hasil tersebut strukturnya
dapat dimodifikasi untuk memperbaiki aktivitas biologisnya melalui jalur
biosintesis.
Saya mengambil contoh yaitu
senyawa triterpenoid, senyawa triterpenoid ini ditentukan dulu proses
pembentukannya melalui jalur biosintesis senyawa terpen sehingga menghasilkan
senyawa triterpenoid yang dilakukan melalui 2x proses penggabungan antar kepala
dan ekor senyawa terpen melalui jalur asam mevalonat sehingga membentuk senyawa
triterpenoid.
Pada poses isolasinya yang diambil adalah sampel
kering dari kulit batang kecapi, kuli batang kecapi ini dibentuk serbuk
terlebih kemudian dimaserasi dengan menambahkan 10 L heksana dilakukan sebanyak
4x, hasil maserasi disaring sehingga terdapat filtrate dan residu, ekstrak
heksan dievaporasi dengan penguap vakum akan diperoleh ekstrak kering heksan,
pada residunya dimaserasi menggunakan pelarut etil asetat kemudian disaring
sehingga ekstrak yang diperoleh dilakukan evaporasi dan menghasilkan ekstrak
kering etil asetat.
Kemudian dipisahkan senyawa yang ada menggunakan
kromatografi kolom diisi dengan fasa diam silica gel, kemudian dielusi dengan
motode SGP menggunakan pelarut heksan, setelah itu diuapkan pelarut tersebut
lalu dicuci dengan heksan, menghasilkan Kristal putih. Kristal putih ini diidentifikasi menggunakan
pelarut Lieberman-burchard, hasil dari identifikasi ini terbentuk bercak
berwarna merah yang merupakan senyawa ester, kemudian hasil tersebut di uji
dengan spectrum IR,UV-VIS dan NMR untuk menentukan struktrunya.