UJIAN AKHIR SEMESTER

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 C₁₅H₁₄O_6. 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.

antosianin

Antosianin merupakan antioksidan alami yang dapat mencegah penyakit kanker, jantung, tekanan darah tinggi, katarak, dan bahkan dapat menghaluskan kulit. Namun demikian, janganlah berlebihan dalam mengkonsumsi antosianin ini karena dapat menyebabkan keracunan. Berdasarkan ADI (Acceptable Daily Intake), konsumsi maksimum antosianin yang diperbolehkan per hari sebesar 0,25 mg/kg berat badan kita.

Antosianin merupakan pewarna yang paling penting dan paling tersebar luas dalam tumbuhan. Secara kimia antosianin merupakan turunan suatu struktur aromatik tunggal, yaitu sianidin, dan semuanya terbentuk dari pigmen sianidin ini dengan penambahan atau pengurangan gugus hidroksil atau dengan metilasi. Antosianin tidak mantap dalam larutan netral atau basa. Karena itu antosianin harus diekstraksi dari tumbuhan dengan pelarut yang mengandung asam asetat atau asam hidroklorida (misalnya metanol yang mengandung HCl pekat 1%) dan larutannya harus disimpan di tempat gelap serta sebaiknya didinginkan. Antosianidin ialah aglikon antosianin yang terbentuk bila antosianin dihidrolisis dengan asam. Antosianidin terdapat enam jenis secara umum, yaitu : sianidin, pelargonidin, peonidin, petunidin, malvidin dan delfinidin. 

Antosianidin adalah senyawa flavonoid secara struktur termasuk kelompok flavon. Glikosida antosianidin dikenal sebagai antosianin. Nama ini berasal dari bahasa Yunani antho-, bunga dan kyanos-, biru. Senyawa ini tergolong pigmen dan pembentuk warna pada tanaman yang ditentukan oleh pH dari lingkungannya. Senyawa paling umum adalah antosianidin, sianidin yang terjadi dalam sekitar 80 persen dari pigmen daun tumbuhan, 69 persen dari buah-buahan dan 50 persen dari bunga. 

kolesterol

Kolesterol merupakan steroid hewani yang terdapat paling meluas dan dijumpai dalam hampir semua jaringan hewan. Kolesterol merupakan zat antara yang  diperlukan dalam biosintesis hormon steroid. Kolesterol memiliki 2 gugus metil yang terikat pada rantai C-13 dan C-10 dengan 5 ikatan rangkap. Rantai cabang hidrokarbon terikat pada atom C-17, sedangkan gugus hidroksil terdapat pada atom C-3. Kolesterol memiliki fungsi alkohol dan juga membentuk ester dengan asam lemak (ester sterol), sehingga termasuk kedalam senyawa yang paling hidrofobik diantara semua lipid didalam tubuh (Muchtadi, Palupi, dan Astawan 1993). Terdapat sedikit perbedaan struktur antara fitosterol  dan kolesterol, yaitu sama sama memiliki 1 gugus OH, namun berbeda pada rantai C-21. Fitosterol terdapat percabangan di rantai C-21 dan C-22, sedangkan pada kolesterol hanya ada 1 cabang yaitu pada C-22.

kolesterol tersebar luas dalamsel tubuh, khususnya dalam jaringan saraf. Sebagian kolesterol di dalam jaringan atau darah terdapat dalam bentuk ester. Kolesterol terdapat dalam lemak hewan, tetapi tidak terdapat dalam lemak tanaman. Kolesterol berupa kristal putih, bentuknya rombis yang mengkilat, tidak berbau, tidak ada rasa, dan mencair pada 148,5 C. Senyawa ini tidak larut dalam air, asam atau alkali, tetapi dapat larut dalam alkohol panas, eter, aseton, kloroform, benzen, dan karbon disulfida. Selain itu, kolesterol dapat larut dalam larutan garam-garam empedu.

Adanya kolesterol dapat ditentukan dengan menggunakan beberapa reaksi warna. Salah satu di antaranya ialah reaksi Salkowski. Apabila kolesterol dilarutkan asam sulfat pekat dengan hati-hati, maka bagian asam berwarna kekuningan dengan fluoresensi hijau bila dikenai cahaya. Bagian kloroform akan berwarna biru dan yang berubah menjadi menjadi merah dan ungu. Larutan kolesterol dalam kloroform bila ditambah anhidrida asam asetat dan asam sulfat pekat, maka larutan tersebut mula-mula akan berwarna merah, kemudian biru dan hijau. Ini disebut reaksi Lieberman Burchard. Warna hijau yang terjadi ini ternyata sebanding dengan konsentrasi kolesterol.