ISOLASI NIKOTIN DARI DAUN TEMBAKAU

      Nikotin merupakan bahan alam yang termasuk ke dalam golongan alkaloid. Didalam daun tembakau nikotin adalah alkaloid yang terbanyak. Selain nikotin, daun tembakau mengandung alkaloid lain dalam jumlah kecil sepertinornikotin, anabasin, dan paling sedikit tujuh alkaloid lain yang jumlahnya lebih kecil.

Reaksi Nikotin :
      Gugus amina pada struktur nikotin merupakan amina tersier yang dapat terprotonasi untuk membentuk garam. Gugus amina tersier pada struktur nikotin terikat pada cincin piridin dan cincin pirolidin. Dilihat dari harga pK, cincin pirolidin sekitar 8 dan pK cincin piridin sebesar 3 maka pada pH 7 gugus amina pada cincin pirolidin akan terprotonisasi sekitar 90%. 
      Nikotin dengan gugus amina terprotonasi ini dapat bereaksi dengan basa kuat menghasilkan basa bebas. Kemudian nikotin dalam bentuk basa bebas ini akan dapat diekstraksi/dilarutkan dalam pelarut organic, misalnya diklorometana,eter.
          Nikotin yang diperoleh setelah penguapan pelarut berupa cairan seperti minyak dengan titik didih 246 C dan jumlahnya sedikit. Pemisahan dan pemurnian zat cair akan lebih sukar dibandingkan dengan zat padat. Maka nikotin yang berbentuk cair, diubah menjadi garamnya yang berbentuk padat. Nikotin dapat bereaksi dengan asam pikrat membentuk nikotin dipikrat yang berbentuk padat. Jumlah/masa nikotin dipikrat akan jauh lebih besar dibandingkan massa nikotin sehingga pemurniannya akan lebih mudah.  
       Di dalam daun tembakau juga terkandung selulosa dan asam tanat yang tidak akan terekstrak di dalam eter. Dalam larutan basa (isolasi menggunakan larutan NaOH 5%) selulosa, asam tanat dan hasil oksidasi klorofil akan berbentuk garam anorganik yang tidak akan larut dalam eter. Untuk isolasi nikotin sebaiknya digunakan daun tembakau, bukan tembakau yang sudah menjadi rokok. Pada pengolahan daun tembakau menjadi rokok,kemungkinan telah dilakukan pengurangan nikotin dari daun tembakaunya.


" pada  proses pemisahan dan pemurnian nikotin dalam wujud cair lebih sukar dari pada dalam wujud padat, mengapa demikian dan faktor-faktor apa yang menyebabkan nya ?? "

MID SEMESTER KIMIA BAHAN ALAM

1.      Kemukakan gagasan anda bagaimana cara mengubah suatu senyawa bahan alam yang tidak punya potensi ( tidak aktif ) dapat dibuat menjadi senyawa unggul yang memiliki potensi aktifitas biologis  tinggi. Berikan dengan contoh.

Jawab :

Untuk mengubah suatu senyawa bahan alam yang tidak aktif menjadi senyawa yang unggul bisa dilihat berdasarkan kereaktifan gugus fungsi dan strukturnya serta melalui jalur pembentukannya, contohnya yaitu senyawa flavonoid yang disintesis melalui jalur metabolisme phenyl propanoid dimana asam amino digunakan untuk menghasilkan 4-coumaryl CoA untuk membentuk kerangka dasar, kelompok senyawanya disebut chalcones yang mengandung 2 cincin fenil. Cincin konjugasi chalcones menghasilkan bentuk umum flavonoid, jalur metabolisme berlangsung secara seri dari modifikasi enzim untuk membentuk beberapa senyawa yaitu flavonol, flavon dan  antosianin. Dimana senyawa flavonoid ini berfungsi sebagai antioksidan.

2.      Jelaskan bagaimana idenya suatu senyawa bahan alam yang  memiliki potensi biologis tinggi dan prospektif untuk kemaslahatan makhluk hidup dapat disintesis di laboratorium.

Jawab :

Senyawa bahan alam yang memiliki potensi aktivitas biologis tinggi, misalnya senyawa flavonoid dilakukan uji flavonoid dengan cara mengekstraksi suatu sampel dengan menambahkan 5ml methanol yang dipanaskan dan disaring filtratnya dan ditambahkan beberapa HCL pekat serta serbuk magnesium sehingga terjadi perubahan warna merah, pink atau kuning hal ini menunjukkan sampel mengandung senyawa flavonoid. Atau bisa juga untuk menguji suatu senyawa flavonoid digunakan pereaksi Shinoda dan larutan NaOH 10%. Senyawa flavonoid ini berfungsi sebagai antioksidan dan zat pewarna.

3.      Jelaskan kaidah – kaidah pokok dalam memilih pelarut untuk isolasi dan purifikasi suatu senyawa bahan alam. Berikan dengan contoh untuk  4  golongan senyawa bahan alam :Terpenoid, alkaloid, Flavonoid, dan Steroid.

Jawab :

Criteria dalam pemilihan pelarut yaittu :

a)      Selektivitas

Pilih pelarut yang selektif sesuai polaritas senyawa yang akan disari agar mendapat ekstrak yang lebih murni.

b)       Kestabilan kimia dan panas

Pelarut yang dipilih harus stabil pada kondisi operasi ekstraksi dan proses hilir.

c)      Kecocokan dengan solut

Pelarut tidak boleh bereaksi dengan senyawa yang terlarut.

d)     Viskositas

Jika viskositas pelarut yang rendah maka koefisien difusi akan meningkat sehingga laju ekstraksi pun juga meningkat.

e)      Recoveri pelarut

Guna meningkatkan nilai ekonomis proses, pelarut perlu direcoveri sehingga dapat digunakan kembali. Pelarut yang mempunyai titik didih rendah, lebih ekonomis untuk direkoveri dan digunakan kembali.

f)       Tidak mudah terbakar

Untuk kepentingan safety, perlu memilih pelarut yang tidak mudah terbakar

g)      Tidak beracun

Pilih pelarut yang tidak beracun untuk keamanan produk dan keamanan bagi pekerja.

h)      Murah dan mudah diperoleh

Pilih pelarut yang harganya murah dan mudah diperoleh.

Pelarut yang digunakan untuk isolasi senyawa bahan alam  adalah methanol, Contoh pelarut yang digunakan pada senyawa :

a.       Terpenoid : etanol

b.      Alkaloid    : kloroform

c.       Flavonoid  : etanol

d.      Steroid      : etanol

4.      Jelaskan dasar titik tolak penentuan struktur suatu senyawa organik. Bila senyawa bahan alam tersebut adalah kafein misalnya. Kemukakan gagasan anda hal – hal pokok apa saja yang di perlukan untuk menentukan strukturnya secara keseluruhan.

Jawab:

Untuk mengidentifikasi struktur senyawa kafein dapat digunakan dengan metode spektroskopi (UV, IR, MS ) dan metode kromatografi dimana penggunaan kromatografi juga membantu dalam pendeteksian senyawa metabolit sekunder dan juga dapat dijadikan patokan untuk proses dalam mengerjakan penentuan struktur suatu senyawa.

Gambar (B)  dibawah ini merupakan contoh penentuan struktur kafein menggunakan IR

 

Terpenoid

Terpenoid

Terpen-terpen adalah suatu golongan senyawa yang sebagian besar terjadi dalam dunia tumbuh-tumbuhan. Hanya sedikit sekali terpen-terpen yang diperoleh dari sumber-sumber lain.

Monoterpen-monoterpen dan seskuiterpen adalah komponen utama dari minyak menguap atau minyak atsiri. Minyak menguap ini diperoleh dari daun atau jaringan-jaringan tertentu dari tumbuh-tumbuhan atau pohon-pohonan. Minyak atsiri adalah bahan yang mudah menguap, sehingga ia mudah dipisahkan dari bahan-bahan lain yang terdapat dalam tumbuh-tumbuhan. Salah satu cara yang paling popular untuk memisahkan minyak atsiri dari jaringan tumbuh-tumbuhan ialah penyulingan. Senyawa-senyawa di dan triterpen tidak dapat diperoleh dengan jalan destilasi uap, tapi diperoleh dari tumbuh-tumbuhan dan tanaman karet atau resin dengan jalan isolasi serta metoda pemisahan tertentu.  Secara umum terpenoid terdiri dari unsur-unsur C dan H dengan rumus molekul umum (C₅H₈)_n.

Bila reaksi organik sebagaimana tercantum dalam gambar ditelaah lebih mendalam, ternyata bahwa sintesa terpenoid oleh organisme adalah sangat sederhana sifatnya. Ditinjau dari segi teori reaksi organik sintesa ini hanya menggunakan beberapa jenis reaksi dasar. Reaksi-reaksi selanjutnya dari senyawa antara GPP, FPP dan GGPP untuk menghasilkan senyawa-senyawa terpenoid satu persatu hanya melibatkan beberapa jenis reaksi sekunder pula. Reaksi-reaksi sekunder ini lazimnya ialah hidrolisa, siklisasi, oksidasi, reduksi dan reaksi-reaksi spontan yang dapat berlangsung dengan mudah dalam suasana netral dan pada suhu kamar, seperti isomerisasi, dehidrasi, dekarboksilasi dan sebagainya.