Ujian Mid Semester

Matakuliah               : Kimia Bahan Alam

Kredit                        : 2 SKS

Dosen                        : Dr. Syamsurizal, M.Si

Hari/Tanggal             : Sabtu, 24 november 2012

Waktu                        : 15.30 sd 09.00 pagi ( 26 november 2012 )

 

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.

Jawaban :

Menurut pendapat saya, cara mengubah suatu senyawa bahan alam yang tidak punya potensi (tidak aktif) dapat dibuat menjadi senyawa unggul yang memiliki potensi aktifitas biologis tinggi yaitu dengan cara, dilakukan isolasi terhadap senyawa bahan alam. Misalnya pada suatu tumbuhan, Secara umum pekerjaan di laboratorium bahan alam (untuk bidang pencarian senyawa) dimulai dari mengekstraksi. Pada dasarnya adalah menarik senyawa-senyawa yang terdapat dalam suatu sampel sebanyak mungkin. Dengan beberapa metode penyerta seperti ekstraksi bertingkat atau fraksinasi menggunakan partisi cair-cair (corong pisah). Kita hurus melakukan suatu pengujian terhadap tumbuhan yang dianggap tidak mempunyai potensi tersebut dengan pengujian zat bioaktif terhadap tumbuhan, Senyawa bioaktif yang terdapat dalam tumbuhan biasanya merupakan senyawa metabolit sekunder seperti alkaloid, flavonoid,   steroid, terpenoid, saponin dll. Oleh karena itu dilakukan Isolasi dan dan identifikasi terhadap tumbuhan  tersebut.

Contohnya : Keberadaan daun pecut kuda (Stachytharpheta jamaicensis L.Vahl)

Sangat melimpah, akan tetapi masyarakat lebih mengenalnya sebagai tanaman liar sehingga

perlu adanya penelitian mendukung akan potensinya sebagai obat.

Penelitian dilakukan dengan mengekstraksi sampel dengan pelarut metanol

80% yang dilanjutkan dengan partisi menggunakan n-heksana. Ekstrak pekat yang

diperoleh digunakan untuk uji toksisitas terhadap larva udang BST dan uji fitokimia

dengan reagen pemisahan senyawa aktif dengan kromatografi lapis tipis analitik

yang dilanjutkan dengan kromatografi lapis tipis preparatif. Data kematian Artemia

salina dianalisis dengan analisis probit untuk mengetahui nilai LC50.

Hasil dari penelitian menunjukkan pada ekstrak heksan dari daun pecut kuda

memiliki tingkat toksisitas terhadap Artemia salina, yang ditunjukkan dengan nilai

LC50 < 1000 ppm. Tingkat toksisitas ekstrak heksana yaitu dengan nilai LC50 81,35

ppm, dan isolat ke-3 nilai LC50 adalah 78,59 ppm. Kandungan golongan senyawa

yang menunjukkan adanya potensi bioaktivitas dalam ekstrak heksana dari daun

pecut kuda berdasarkan uji fitokimia dengan reagen serta didukung hasil pemisahan

senyawa aktif dengan kromatografi lapis tipis analitik (KLTA) yaitu terdapat

golongan senyawa steroid dalam ekstrak heksana dari daun pecut kuda. Hasil

identifikasi menggunakan spektrofotometer UV-Vis dan FTIR terdapat senyawa steroid golongan stigmasterol.

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

Jawaban :

Pada zaman dahulu di ambil senyawa yang terdapat dalam tumbuhan untuk pengobatan bebagai penyakit, tetapi dengan semakin banyaknya di gunakan, maka akan semakin cepat habis. Sehingga di carilah alternative lain, supaya senyawa dalam tumbuhan atau tanaman tidak mudah habis. Menurut pengertian umum obat dapat didefinisikan sebagai bahan yang menyebabkan perubahan dalam fungsi biologis melalui proses kimia (Katzung , 1990: 5).Dalam perkembagannya terdapat obat kimia (sintetis) dan obat alami yang dewasa ini lebih dikenal sebagai obat alternatif. Kita tahu obat kimia (sintetis) berawal dari obat alami. Karena Dari obat alami dilakukkan isolasi untuk mengetahui senyawa aktif yang terkandung didalamnya, kemudian dilakukan sintesis dengan menggunakan bahan kimia untuk menghasilkan senyawa yang sama dalam jumlah yang lebih besar, sehingga lebih menguntungkan dari segi ekonomi, maka dari itulah di lakukan uji laboraturium.

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.

Jawaban :

kaidah-kaidah pokok dalam memilih pelarut untuk isolasi dan purifikasi suatu senyawa bahan alam :

o   Pelarut yang di gunakan dapat mengekstrak substansi yang di inginkan tanpa melarutkan material lain

o    Pelarut mudah dipisahkan dari zat terlarut

o   Mempunuyai titik didih rendah

contoh untuk 4 golongan senyawa bahan alam :

o   Terpenoid : Pelarut metanol dengan struktur molekulnya yang sangat mirip dengan air mempunyai kepolaran yanghampir mendekati air. Hal ini memberikan keunggulan tersendiri buat methanol sebagai pelarut

o   Flavonoid :  Isolasi quercetin dari Tanacetum balsamita L, pelarut yang digunakan yaitu metanol 90 % karena metanol memiliki struktur molekul kecil yang mampu menembus, semua jaringan tanaman untuk menarik senyawa aktif keluar

o   Alkaloid : Pelarut yang di gunakan kloroform, Kloroform adalah pelarut yang umum di laboratorium karena relatif tidak reaktif, miscible dengan cairan organik yang paling, dan nyaman volatile. Kloroform adalah pelarut yang efektif untuk alkaloid dalam bentuk basis mereka dan dengan demikian bahan tanaman biasanya diekstraksi dengan kloroform untuk diproses.

o   Steroid : pelarut n-heksana. Fungsi dari heksana adalah untuk mengekstraksi lemak atau untuk melarutkan lemak, sehingga merubah warna  menjadi jernih

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

Jawaban :

dasar titik tolak penentuan struktur suatu senyawa organic adalah penentuan struktur menggunakan metode spektroskopi dari UV/Vis, IR, dan NMR. Akan tetapi, pada praktiknya NMR, dilengkapi oleh MS. MS pun terkadang menjadi sangat penting dalam elusidasi terutama untuk senyawa-senyawa berantai panjang.

a. Spektroskopi UV

spektroskopi ultra violet memiliki kemampuan untuk mengukur jumlah ikatan rangkap atau konyugasi aromatik didalam suatu molekul. Daerah panjang gelombang dari spektrum ultra violet berkisar 200 - 400 nm. Penyerapan sinar ultra violet oleh suatu molekul akan menghasilkan transisi diantara tingkat energi elektronik molekul tersebut. Transisi tersebut terjadi pada orbital ikatan atau pasangan elektron bebas dengan orbital anti ikatan. Sistem (gugus atom) yang menyebabkan terjadinya absorbsi cahaya disebut kromofor.

b.      Spektroskopi IR

 Spektrofotometri inframerah lebih banyak digunakan untuk identifikasi suatu senyawa melalui gugus fungsinya. Untuk keperluan elusidasi struktur, daerah dengan bilangan gelombang 1400 – 4000 cm^-1 yang berada dibagian kiri spektrum IR, merupakan daerah yang khusus berguna untuk identifikasi gugus-gugus fungsional, yang merupakan absorbsi dari vibrasi ulur. Selanjutnya daerah yang berada disebelah kanan bilangan  gelombang 1400 cm^-1 sering kali sangat rumit karena pada daerah ini terjadi absorbsi dari vibrasi ulur dan vibrasi tekuk, namun setiap senyawa organik memiliki absorbsi yang kharakteristik pada daerah ini.

c.       Nuklir Magnetik Resonansi Proton (NMR)

Spektroskopi NMR (Nuclear Magnetic Resonance) merupakan salah satu jenis spektroskopi frekuensi radio yang didasarkan pada medan magnet yang berasal dari spin inti atom yang bermuatan listrik. Nuclear Magnetic Resonance (NMR) adalah salah satu metode analisis yang paling mudah digunakan pada kimia modern. NMR digunakan untuk menentukan struktur dari komponen alami dan sintetik yang baru, kemurnian dari komponen, dan arah reaksi kimia sebagaimana hubungan komponen dalam larutan yang dapat mengalami reaksi kimia.

     

 

TERPENIOD

Terpena merupakan suatu golongan hidrokarbon yang banyak dihasilkan oleh tumbuhan dan terutama terkandung pada getah dan vakuola selnya. Pada tumbuhan, senyawa-senyawa golongan terpena dan modifikasinya, terpenoid, merupakan metabolit sekunder. Terpena dan terpenoid dihasilkan pula oleh sejumlah hewan, terutama serangga dan beberapa hewan laut. Di samping sebagai metabolit sekunder, terpena merupakan kerangka penyusun sejumlah senyawa penting bagi makhluk hidup. Sebagai contoh, senyawa-senyawa steroid adalah turunan skualena, suatu triterpena; juga karoten dan retinol. Nama "terpena" (terpene) diambil dari produk getah tusam, terpentin (turpentine).
Terpenoid disebut juga isoprenoid. Hal ini dapat dimengerti karena kerangka penyusun terpena dan terpenoid adalah isoprena (C₅H₈).

Sintesis Terpenoid  Jalur Sintesis Plastidal

Untuk jalur sintesis plastidal, prekursor adalah piruvat dan D-gliseraldehida-3-fosfat. Seperti dalam piruvat dehidrogenase piruvat reaksi yang dekarboksilasi melalui pirofosfat tiamin (TPP), dan kemudian, seperti dalam reaksi transketolase ditransfer ke D-gliseraldehida-3-fosfat untuk menghasilkan 1-deoksi-D-xylulose-5-fosfat (DOXP) . Setelah isomerisasi dan pengurangan oleh NADPH, 2-C-metil-Derythritol-4-fosfat (MEP) disintesis. MEP kemudian diaktifkan dengan bereaksi dengan CTP untuk menghasilkan metil CDP erythriol. Dua langkah pengurangan lebih lanjut, diikuti oleh dehidrasi dan fosforilasi, akhirnya menghasilkan pirofosfat isopentenil. Jalur MEP-sintase untuk isoprenoidnya hadir dalam bakteri, ganggang, dan tanaman, tetapi tidak pada hewan. Sebagian besar dari isoprenoidnya tanaman, termasuk isoprena hemiterpene, monoterpen seperti pinene dan limonene, diterpen (misalnya, rantai fitol, giberelin, asam abietic sebagai konstituen oleoresin) serta tetraterpenes (karotenoid) disintesis melalui jalur sintase MEP terletak di plastida. Juga, rantai samping dari klorofil dan plastoquinone disintesis oleh jalur ini. Seskuiterpen dan triterpen, di sisi lain, menurut pengetahuan kita sekarang disintesis oleh jalur mevalonate dalam sitosol.

Pada postingan saya sebelumnya, telah membahas tentang Flavonoid pada tanaman kemangi.
zat flavonoid seperti orientin dan vicenin di dalam kemangi mampu melindungi struktur sel tubuh.

Orientin adalah flavon, bahan kimia flavonoid seperti senyawa. Ini adalah glukosida 8-C dari luteolin.
Struktur orientin dapat di lihat :

FLAVONOID PADA TANAMAN KEMANGI

Kemangi memang bukan tanaman yang asing bagi kita, karena selain mudah dijumpai di halaman rumah, kebun atau ladang, kadang banyak juga ditemukan di pinggiran jalan. Sampai saat ini, mungkin kita hanya tahu bahwa kemangi hanya digunakan sebagai lalapan segar, ditambahkan pada masakan-masakan ikan, ayam atau digunakan pula sebagai obat tradisional.

Menurut artikel yang saya baca " Kemangi atau selasih (Ocimum basilicum) famili Labiate, tanaman ini digunakan sebagi obat infeksi, sakit perut, gigitan ular, serangga, obat deman dan sebagai obat kanker. Banyak negara lainnya yang juga memanfaatkan tanaman in sebagi obat tradisioal. Kemangi kaya akan betakaroten dan magnesium, mineral penting yang berfungsi menjaga dan memelihara kesehatan jantung. Aroma wangi daun kemangi memang mengundang selera makan. Wajar saja jika orangpun mengkonsumsi daun ini sebagai lalapan mentah, campuran pepes, karedok atau terancam. Selain melezatkan hidangan, daun kemangi mengandung senyawa arginine yang terbukti mampu memperkuat masa hidup sperma, mencegah kemandulan dan menurunkan gula darah. Kemangi juga mengandung zat yang mampu merangsang terbentuknya hormon androgen dan estrogen.

Manfaat kemangi tidak berhenti sampai disini, zat flavonoid seperti orientin dan vicenin di dalam kemangi mampu melindungi struktur sel tubuh. Sedangkan flavonoid seperti cineole, myrcene dan eugenol mempunyai manfaat sebagai antibiotik alami dan anti peradangan.

Kandungan kimia dalam tanaman ini yaitu mengandung zat berkhasiat antara lain : 0simen, pinen. terpin hidrat, sineol, metil kavikol, linalol, anetol, eugenol, timol, kamfer dan juga mengandung senyawa  flavonoid yang terdapat dalam daun kemangi
termasuk dalam golongan 5, 6, 7.3’,4’, pentahidroksiflavon". (http://tarmiziblog.blogspot.com/2011/01/selasih-obat-kepala-pusing-kedengkik.html)

FLAVONOID

Flavonoid adalah senyawa yang terdiri dari dari 15 atom karbon yang umumnya tersebar di dunia tumbuhan.Lebih dari 2000 flavonoid yang berasal dari tumbuhan telah diidentifikasi, namun ada tiga kelompok yang umum dipelajari, yaitu antosianin, flavonol, dan flavon.Antosianin 2.5.4 Saponinadalah pigmen berwarna yang umumnya terdapat di bunga berwarna merah, ungu, dan biru .Pigmen ini juga terdapat di berbagai bagian tumbuhan lain misalnya, buah tertentu, batang, daun dan bahkan akar. Flavnoid sering terdapat di sel epidermis. Sebagian besar flavonoid terhimpn di vakuola sel tumbuhan walaupun tempat sintesisnya ada di luar vakuola.
Sumber : http://id.wikipedia.org/wiki/Flavonoid

Semua flavonoid menurut strukturnya merupakan turunan senyawa induk flavon yang terdapat berupa tepung putih pada tumbuhan Primula. Flavonoid terutama berupa senyawa yang larut dalam air. Senyawa ini dapat diekstraksi dengan etanol 70 % dan tetap ada dalam lapisan air setelah ekstrak ini dikocok dengan eter minyak bumi. Flavonoid ini berupa senyawa fenol, oleh karena itu warnanya berubah bila ditambah basa atau amoniak (Harborne 1987). Flavonoid banyak ditemukan pada tumbuhan tingkat tinggi tetapi tidak dalam mikroorganisme. Senyawa ini menjadi zat warna merah, ungu, biru, dan kuning dalam tumbuhan. Flavonoid memiliki kerangka dasar yang terdiri dari 15 atom karbon, dimana dua cincin benzene terikat pada suatu rantai propane membentuk susunan C6-C3-C6. Flavonoid diklasifikasikan menjadi sebelas golongan yaitu flavon, flavonol, flavanon, flavanonol, calkon, dihidrokalkon, auron, antosianidin, katekin, dan flavan-3,4-diol (Sirait 2007). Flavonoid dapat larut dalam air, dan dapat terekstraksi dengan etanol 70% (Suradikusumah 1989). Flavonoid memiliki banyak kegunaan baik bagi tumbuhan maupun manusia. Flavonoid digunakan tumbuhan sebagai penarik serangga dan binatang lain untuk membantu proses penyerbukan dan penyebaran biji. Sedangkan bagi manusia, dalam dosis kecil flavon bekerja sebagai stimulan pada jantung, dan flavon yang terhidroksilasibekerja sebagai diuretik dan sebagai antioksidan pada lemak (Sirait 2007).






  Struktur molekuler dari rangka flavon (2-fenil-1,4-benzopiron)

Struktur isoflavon














Struktur neoflavonoid

KIMIA BAHAN ALAM

Kimia bahan alam adalah ilmu pengetahuan yang mempelajari hakekat dari senyawa-senyawa kimia organik alami mikromelekul seperti terpenoid, flavonoid, dan alkaloid, dan makromolekul seperti protein, karbohidrat, DNA, dan RNA yang berasal dari kehidupan prebiotik atau tumbuhan, hewan, dan mikroorganisme, serta interkonversi, transformasi, sintesis, fungsi, dan aplikasi senyawa-senyawa tersebut dalam arti yang luas. Oleh karena itu, kimia bahan alam adalah ilmu pengetahuan yang sangat penting. Kimia bahan alam berhubungan dengan molekul-molekul yang diciptakan oleh alam dan erat kaitannya dengan kehidupan. Sejarah pertumbuhan ilmu kimia bahan alam telah menunjukkan hal tersebut. Ilmu kimia bahan alam berawal dari keingintahuan orang tentang bau, rasa, warna, penyembuhan penyakit, dsb. Perhatian orang tentang tumbuhan obat, keracunan makanan, dan bahaya lain telah ada sejak awal peradaban umat manusia. Ekstrak atau sari tumbuhan dan hewan yang beracun telah digunakan untuk berburu sejak beberapa ribu tahun yang lalu. Di Indonesia lateks dari tumbuhan upas Antiaris toxicaria telah lama digunakan sebagai racun anak panah. Begitu pula, selama berabad-bad, kulit kina Cinchona officinalis telah digunakan untuk penyakit malaria. Kegunaan traditional sumber hayati segera diikuti oleh isolasi senyawa bioaktif, seperti kuinin yang bersifat anti-malaria dari kulit kina, asam salisilat sebagai obat nyeri dari Gaultheria procumbens, diikuti oleh sintesis asam asetilsalisilat atau aspirin sebagai obat nyeri yang lebih baik. Selanjutnya, cara kerja aspirin sebagai obat antiinflamasi, karena menghambat biosintesis prostaglandin yang mempunyai berbagai macam bioaktivitas ditemukan pula pada cairan seminal manusia. Akhirnya struktur molekul prostaglandin dapat pula diungkapkan. Pertumbuhan kimia bahan alam yang semula terfokus pada isolasi senyawa yang mudah diperoleh mengalami pertumbuhan yang pesat dalam aspek penetapan struktur, didorong oleh kemajuan dalam instrumentasi, dengan ditemukannya teknik-teknik pemisahan kromatografi dan teknik-teknik spektroskopi ultra violet (uv), infra merah (ir),resonansi magnet inti (nmr), massa (ms), dan kristalografi sinar-X, serta sintesis. Memasuki milenium ke-3 penentuan struktur dan sintesis seperti penisilin, striknin,klorofil, vitamin B12, hemoglobin, dll. Telah merupakan hal rutin. Pertumbuhan selanjutnya bergeser dan terfokus pula aspek-aspek struktur dan mekanisme interaksi ligan-reseptor biopolimer berlandaskan struktur molekul yang pasti dalam rangka memahami biosintesis dan bioaktivitas. Pengetahuan tentang struktur pada tingkat molekuler mencerminkan sifat-sifat dan fungsi, dan terungkapnya korelasi tersebut membuka tantangan baru untuk menjelaskan dan mensistesis sistem kimia yang kompleks. Jadi, pengetahuan kimia bahan alam yang sangat penting ini mewujudkan berbagai harapan dan kemungkinan baru. Sumber : http://isnpc.or.id/index.php/organization/profile

Fakta dalam Kimia

Beberapa Fakta Menarik dalam Dunia Kimia - Pada keadaan asal, kafein adalah serbuk pahit yang berwarna putih. - Helium adalah unsur kimia yang titik leburnya paling rendah. - Hidrogen adalah unsur terbanyak dalam alam semesta. - Nitrogen adalah unsur penyusun atmosfer Bumi yang paling banyak. - Air raksa adalah satu-satunya unsur logam yang berwujud cair pada suhu kamar. - Apabila gas kentut terbakar, akan menghasilkan nyala api yang berwarna biru. - 20% gas oksigen di dunia diproduksi oleh hutan Amazon. - Sengatan lebah bersifat asam, sedangkan sengatan tawon bersifat basa. Jadi, untuk mengobati racun yang disengat oleh salah satu dari mereka membutuhkan jenis obat yang berbeda. - Satu-satunya huruf yang tidak terdapat dalam Tabel Unsur Periodik adalah "J". - Astatin adalah unsur terlangka di Bumi. - Galium adalah logam yang akan mencair jika Anda menggenggamnya karena titik leburnya yang sangat rendah (29,76 C). - Air adalah satu-satunya senyawa di Bumi yang secara alamiah terdapat dalam 3 wujud berbeda (es, air, uap air).