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.
Jawaban:
Triterpenoid merupakan salah satu golongan senyawa bahan alam terpenoid.
Mekanisme reaksi biosintesis terpenoid secara umun adalah pembentukan isopren
aktif dari jalur asam mevalonat, penggabungan ekor dan kepala unit-unit isopren
tersebut akan menghasilkan monoterpenoid, diterpenoid dan sebagainya, sedangkan
penggabungan antara ekor dan ekor dari unit isopren C15 atau C20 akan membentuk
triterpenoid, dapat dilihat dari gambar berikut:
Triterpenoid merupakan
turunan dari isoprenoid asiklik skualen (C30H50). Dari gambar tersebut dapat
dilihat bahwa hasil akhir dari biosintesis tersebut menghasilkan beragam
senyawa terpenoid, termasuk triterpenoid. Keanekaragaman struktur terpenoid
yang dihasilkan dipengaruhi oleh reaksi-reaksi yang terjadi, seperti hidrolisa,
isomerisasi, oksidasi, reduksi dan siklisasi atas geranil, farnesil, dan
geranil-geranil pirofosfat. Jadi, menurut saya, faktor penting yang menentukan
dihasilkannya senyawa triterpenoid dari biosintesis tersebut adalah proses
siklisasi senyawa skualen sehingga dapat membentuk triterpenoid. Selain itu,
untuk memperoleh triterpenoid dalam jumlah yang banyak, seluruh proses
biosintesis ini mempengaruhinya, semakin banyak IPP yang terbentuk, maka akan
semakin banyak pula FPP yang terbentuk, dan semakin banyak pula skualen yang
dihasilkan.
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.
Jawaban:
Spektroskopi infra merah (IR) merupakan cara untuk mengindentifikasi gugus
fungsional suatu senyawa karena gugus fungsi tersebut akan menunjukkan serapan
spesifik pada daerah infrared. Untuk menganalisis senyawa dengan spektrum IR
ini, dilakukan dengan mengidentifikai gugus-gugus fungsi utama yang ditunjukkan
seperti C=O, O-H, N-H, C-O, C=C, C=N, C=C dan NO. Dengan mengetahui gugus
fungsi yang terkandung di dalam senyawa tersebut, maka kita dapat
membandingkannya dengan literatur sehingga diketahui senyawanya.
Sedangkan spektroskopi NMR merupakan cara untuk mengetahui bangun molekul
dari senyawa yang diisolasi. Spektroskopi nmr dapat memberikan informasi yang
lenih lengkap daripada spektroskopi IR. Biasanya dilakukan spektroskopi NMR
terlebih dahulu untuk mengetahui struktur atau rumus bangun suatu senyawa, dan
dapat dilanjutkan dengan spektroskopi IR untuk melengkapi datanya dengan gugus
fungsi yang dikandunga sehingga senyawa tersebut dapat diketahui strukturnya
secara lebih spesifik.
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.
Selanjutnya pada senyawa catechin, dari spektrum NMR nya dapat diketahui
strukturnya dengan rumus C15H14O6. Selanjutnya
dari spektrum IR:
Diketahui bahwa senyawa tersebut mengandung gugus OH, C-O-C dan cincin
aromatik dari daerah serapan yang ditunjukkan.
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.
Jawaban:
Alkaloid bersifat basa
yang tergantung pada adanya pasangan elektron pada nitrogen.
Oleh sebab itu, dalam proses isolasinya, alkaloid biasa ditarik dalam bentuk
garamnya dnegan menggunakan alkolhol dalam suasana asam, selanjutnya dipisahkan
dalm bentuk basa. Garam alkaloid yang sudah dalam bentuk basanya ini kemudian
akan ditarik oleh pelarut organik. Misalnya pada proses isolasi kafein, Kafein
dalam fase cair diekstraksi dengan kloroform karena dalam suasana asam
kelarutan kafein dalam kloroform lebih besar dari kelarutan dalam air. Begitu pula
pada proses isolasi nikotin, Penambahan asam sulfat 10% dalam larutan bertujuan agar
larutan dalam suasana asam, karena ekstraksi kafein ini menggunakan etanol yang
lebih optimal dalam suasana asam. Hal ini juga dilakukan pada isolasi
morfin dari tumbuhan opium alkaloid disini diekstrak ke dalam larutan asam.
4. Jelaskan keterkaitan diantara biosintesis, metode isolasi dan penentuan
struktur senyawa bahan alam . Berikan contohnya.
Jawaban:
Biosintesis, metode isolasi dan penentuan struktur
merupakan hal-hal penting yang diperlukan untuk mempelajari senyawa-senyawa
bahan alam. Ketiga hal ini tentunya saling terkait satu sama lainnya. Biosintesis
merupakan keseluruhan proses pembentukan senyawa bahan alam yang hanya
berlangsung pada makhluk hidup. Proses ini terjadi dengan adanya bahan awal,
dan memerlukan ATP, serta biasanya melibatkan enzim-enzim tertentu. Pada biosintesis
ini terjadi berbagai jenis reaksi sehingga menghasilkan senyawa sedemikian
rupa. Dengan mempelajari proses biosintesis ini serta senyawa yang dihasilkan,
maka kita dapat mengetahui sifat-sifat dari senyawa bahan alam tersebut, dengan
demikian kita dapat merancang suatu metode isolasi berdasarkan sifat dan reaksi-reaksi
yang mungkin untuk mengekstraknya. Misalnya kita dapat memilih pelarut yang
sesuai dan perlakuan-perlakuan lainnya untuk mendapat senyawa murninya. Setelah
diisolasi, selanjutnya sengan pengetahuan-pengetahuan yang telah diketahui sebelumnya,
kita dapat melakukan prosedur penentuan struktur senyawa, misalnya dengan
spektoskopi NMR, UV-vis, IR dan MS. Dari data spektrum-spektrum tersebut kita
dapat mengetahui struktur beserta gugus-gugus fungsi, jumlah atom serta massa
molekulnya. Dan kita dapat menginterpretasikan dengan senyawa dari biosintesis
dan isolasi. Dengan mengetahui secara spesifik struktur senyawa, maka kita akan
mengetahui sifat-sifatnya juga. Misalnya, dari proses biosintesisnya diketahui
senyawa tersebut adalah senyawa fenolik golongan flavonoid, maka dari sifatnya,
kita dapat melakukan ekstraksi dengan pelarut seperti petroleum eter,
kloroform, n-butanol dan metanol, dan mengetahui reaksi yang mungkin terjadi
dengan menganalisis strukturnya.