UJIAN AKHIR SEMESTER KIMIA BAHAN ALAM
NAMA : NURHASANAH.I
NIM : RRA1C110021
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
JAWAB:
Triterpenoid diturunkan dari isoprenoid asiklik skualen (C30H50), komponen utuh dari minyak ikan, minyak vegetable, jamur.
Triterpenoid terbagi atas 2 kelompok besar yaitu tetrasiklik dan pentasiklik. Pada biositesis selanjutnya, dapat terjadi pengurangan jumlah atom C menjadi molekul dengan jumlah atom C kurang dari 30
Triterpenoid dibiosintesis dari 6 unit isopren, dan tersusun atas C30 asiklik yang merupakan prekursor dari squalen. Perbedaan pembentukan cincin (siklisasi) akan memberikan perbedaan tipe dari terpenoid. Lebih dari 4000 terpenoid alami telah diisolasi, dan lebih dari 40 kerangka dasar yang teridentifikasi.
Biosintesis triterpenoid dimulai dari asam asetat yang telah diaktifkan oleh koenzim A melalukan kondensasi. reaksi-reaksi berikutnya adalah fosforilasi, eliminasi asam fosfat dan dekarboksilasi menghasilkan Isopentenil pirofosfat (IPP) yang selanjutnya berisomerisasi menjadi Dimetil alil pirofosfat (DMAPP) oleh enzim isomerase. Penggabungan antara ekor kepala menghasilkan FPB yang kemudian bergabung menghasilkan squalene yang melakukan siklisasi dan terbentuk 2,3-oxidosqualene dengan masuknya oksigen pada skualene sehingga terbentuk triterpenoid.
Factor-factor yang menentukan triterpenoid dihasilkan dalam jumlah banyak yaitu :
Penghambatan jalur asam mevalonat untuk mengoptimalkan jalur yang lain sehingga dapat meningkatkan produksi senyawa triterpenoid. Penggabungan ekor dan kepala 2 unit isopren akan membentuk mono-, seskui-, di-, dan poli-terpenoid.dan Penggabungan ekor dan ekor dari unit C15 atau C20. Keadaan proses biosintesis yang memadai, yaitu pada keadaan basa Dari factor enzimkoenzim dapat mempercepat reaksi dengan konsentrasi substrat tertentu.
Konsentrasi yang tetap dan konsentrasi substrat yang tetap akan mempercepat reaksi.
Suhu dapat memepengaruhi kecepatan enzim dimana enzim dapat bekertja pada suhu optimala yaitu antara 300-400 ˚C.
Penambahan enzim, dimana apabila dilakukan penambahan aktivasi enzim dan konsentrasi enzim yang terlibat dalam jalur biosintesis triterpenoid dapat meningkatkan kuantitas/produksi senyawa triterpenoid.
1. 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.
JAWAB:
flavonoid berasal dari kata flavon yang merupakan salah satu jenis flavonoid yang terbanyak dan lazim ditemukan. Flavonoid mempunyai kerangka dasar karbon yang terdiri dari 15 atom karbon, dimana dua cincin benzen (C6) terikat pada suatu rantai propana (C3) sehingga bentuk susunan C6-C3-C6.
senyawa flavonoid· Spektrofotometri Infra Red atau Infra Merah 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, Spektroskopis IR digunakan untuk menentukan gugus fungsi Pita-pita khas yang teramati dalam spektrum alkohol dan fenol dihasilkan oleh uluran (vibrasi) O-H dan uluran C-O.
· C-NMR ester asam lemak ini yang muncul pada daerah C-H alifatik yaitu pada daerah 11,1662 sampai 38,8941 ppm sehingga tidak mempengaruhi sinyal13C-NMR senyawa flavonoid yangumumnya muncul pada daerah C-H aromatik yaitupada 62,2248 - 182,6558 ppm.
· Ciri khas pada penentuan falvonoid dengan IR dan NMR adalah berdasarkan spectrumnya yang khas dimana terdiri atas 2 maksimal pada rentang 240 - 280 nm(pita II) dan 300 - 550 nm (pita I) kedudukan yang tepat dan kekuatan nisbi maksimal tersebut memberikan informasi yang berharga mengenai sifat flavonoid dan pola oksigenasi. ciri khas dalam spektrum tersebut adalah memberikan puncak relatif rendah pada pita I untuk flavonoid golongan hidroflavon dan isoflavon dan untuk antosianin dan khalkon memberikan puncak yang relatif tinggi.
· Tiap gugus suatu senyawa mempunyai daerah signal tersendiri. Pada spektrum IR dapat diketahui jarak daerah serapan yang terdapat pada senyawa tersebut sedangkan pada spektrum NMR dapat diketahui strukturnya dimana pada spektrum ini dapat berupa gambar sehingga dapat diketahui bagaimana struktur senyawa tersebut.
· Spektroskopis resonansi magnetik inti (NMR) merupakan tehnik yang snagat baik didalam menentukan struktur senyawa organik. Spektroskopis NMR berhubungan dengan sifat magnetik inti.
Contoh:
spektrum IR dan NMR Kuersetin
Gugus ini dapat terlihat pada daerah serapan sekitar 3600/cm-1. Sedangkan pada spektrum NMR gugus ini terlihat pada daerah sekitar 20.
spektrum ir triterpenoid
pektrum IR dan NMR antosianin
antosianin adalah senyawa yang bersifat amfoter, yaitu memiliki kemampuan untuk bereaksi baik dengan asam maupun dalam basa.
1. Dalam isolasi alkaloid, pada tahap awal dibutuhkan kondisi asam atau basa. Jelaskan dasar penggunaan reagen tersebut, dan berikan contohnya sekurang-kurangnya tiga macam alkaloid.
JAWAB:
Alkaloid adalah senyawa organik mirip alkali yang mengandung atom nitrogen yang bersifat basa dalam cincin heterosiklik. Sifat kimia yang dimiliki alkaloid adalah sifat kebasaanya yang muncul karena adanya sifat nitrogen. Sifat basa ini terjadi jika gugus fungsional yang posisinya berdekatan dengan atom nitrogen bersifat melepaskan elektron. Kebanyakan alkaloid bersifat basa.sifat tergantung pada adanya pasangan elektron pada nitrogen. Jika gugus fungsional yang berdekatan dengan nitrogen bersifat melepaskan elektron, sebagai gugus alkil maka ketersediaan elektron pada nitrogen naik dan senyawa bersifat basa. Alkaloid cenderung bersifat basa dan mudah menguap. sedangkan asam digunakan untuk menghasilkan alkaloid dalam bentuk garam dan tidak mudah menguap.
Contoh :
a. Alkaloid Quinolin
b. nikotin, dan morfin
c. Alkaloid Tropan
2. Jelaskan keterkaitan diantara biosintesis, metode isolasi dan penentuan struktur senyawa bahan alam Berikan contohnya.
JAWAB:
v Biosintesis merupakan pembentukkan molekul alami yang terjadi di dalam sel dari molekul lain yang kurang rumit strukturnya, melalui reaksi endeorganik.
v Isolasi adalah sebuah usaha bagaimana caranya memisahkan senyawa yang bercampur sehingga kita dapat menghasilkan senyawa tunggal yang murni.
v Penentuan struktur dapat dilakukan dengan alat yang bernama
Jadi,dari pengertian diatas dapat disimpulkan bahwa keterkaitan antara 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.
Contoh:
ISOLASI DAN IDENTIFIKASI TERPENOID DARI BIJI PEPAYA
ISOLASI DAN IDENTIFIKASI TERPENOID
Ekstraksi senyawa terpenoid dilakukan dengan dua cara yaitu: melalui sokletasi dan maserasi. Sekletasi dilakukan dengan melakukan disokletasi pada serbuk kering yang akan diuji dengan 5L n-hexana. Ekstrak n-hexana dipekatkan lalu disabunkan dalam 50 mL KOH 10%. Ekstrak n-heksana dikentalkan lalu diuji fitokimia dan uji aktifitas bakteri. Teknik maserasi menggunakan pelarut methanol. Ekstrak methanol dipekatkan lalu lalu dihidriolisis dalam 100 mL HCl 4M.hasil hidrolisis diekstraksi dengan 5 x 50 mL n-heksana. Ekstrak n-heksana dipekatkan lalu disabunkan dalam 10 mL KOH 10%. Ekstrak n-heksana dikentalkan lalu diuji fitokimia dan uji aktivitas bakteri. Uji aaktivitas bakteri dilakukan dengan pembiakan bakteri dengan menggunakan jarum ose yang dilakukan secara aseptis. Lalu dimasukkan ke dalam tabung yang berisi 2mL Meller-Hinton broth kemudian diinkubasi bakteri homogen selama 24 jam pada suhu 35°C.suspensi baketri homogeny yang telah diinkubasi siap dioleskan pada permukaan media Mueller-Hinton agar secara merata dengan menggunakan lidi kapas yang steril. Kemudian tempelkan disk yang berisi sampel, standar tetrasiklin serta pelarutnya yang digunakan sebagai kontrol. Lalu diinkubasi selama 24 jam pada suhu 35°C. dilakukan pengukuran daya hambat zat terhadap baketri.
Uji fitokimia dapat dilakukan dengan menggunakan pereaksi Lieberman-Burchard. Perekasi Lebermann-Burchard merupakan campuran antara asam setat anhidrat dan asam sulfat pekat. Alasan digunakannya asam asetat anhidrat adalah untuk membentuk turunan asetil dari steroid yang akan membentuk turunan asetil didalam kloroform setelah. Alasan penggunaan kloroform adalah karena golongan senyawa ini paling larut baik didalam pelarut ini dan yang paling prinsipil adalah tidak mengandung molekul air. Jika dalam larutan uji terdapat molekul air maka asam asetat anhidrat akan berubah menjadi asam asetat sebelum reaksi berjalan dan turunan asetil tidak akan terbentuk.
MATERI DAN METODE
Bahan
Biji pepaya yang digunakan dalam penelitian ini adalah biji pepaya yang berwarna putih yang diambil di daerah Kupang-NTT. Bahan kimia yang digunakan seperti metanol (teknis dan p.a), kloroform p.a, n-heksana (p.a dan teknis), asam sulfat pekat, asam asetat anhidrat, kalium bromida (KBr), silika gel GF254, silika gel 60, etilasetat p.a, eter p.a, etanol (p.a dan teknis), dan akuades.
Peralatan
Peralatan yang digunakan adalah berbagai alat gelas, seperangkat alat kromatografi (KLT dan kolom), lampu ulta violet 254 nm dan 366 nm, spektrofotometer ultra violet -tampak, serta spektrofotometer inframerah.
Cara Kerja
Biji pepaya yang berwarna putih dicelupkan ke dalam etanol panas kemudian dikeringkan dan dihaluskan. Sebanyak 500 g serbuk kering biji pepaya diekstraksi dengan cara maserasi menggunakan pelarut n-heksana. Ekstrak yang didapat diuapkan dengan rotary vacuum evaporator sehingga diperoleh ekstrak kental n-heksana. Ekstrak kental tersebut diuji fitokimia dengan pereaksi Liebermann-Burchard untuk menentukan ada tidaknya triterpenoid. Ekstrak kental positif triterpenoid dipisahkan dengan kromatografi kolom. Sebelum dilakukan pemisahan dengan kromatografi kolom, terlebih dahulu dilakukan pemilihan eluen dengan teknik KLT. Hasil pemisahan kromatografi kolom (silika gel 60, n-heksana : eter : etilasetat : etanol (2:3:3:2)) yang sama digabungkan dan dikelompokkan menjadi kelompok fraksi. Masing-masing kelompok fraksi tersebut diuji untuk triterpenoid. Fraksi yang positif mengandung triterpenoid dengan noda tunggal dilanjutkan dengan uji kemurnian secara KLT dengan beberapa campuran eluen. Bila tetap menghasilkan satu noda maka fraksi tersebut dapat dikatakan sebagai isolat relatif murni secara KLT. Isolat relatif murni ini kemudian dianalisis dengan Spektrofotometer Ultra violettampak dan Inframerah.
HASIL DAN PEMBAHASAN
HASIL DAN PEMBAHASAN
Isolat yang diperoleh sebanyak 50 mg dari sekitar 500 g sampel serbuk kering biji papaya. Pemisahan 21,66 g ekstrak kental nheksana menggunakan kromatografi kolom (silika gel 60, n-heksana : eter : etilasetat : etanol (2:3:3:2)) menghasilkan 127 eluat, yang kemudian difraksinasi denagn KLT menghasilkan 3 kelompok fraksi. Ketiga kelompok fraksi tersebut diuji untuk triterpenoid dengan pereaksi Liebermann-Burchard. Hasil uji triterpenoid ketiga kelompok fraksi tersebut dipaparkan pada Tabel 1.
Tabel 1. Hasil uji triterpenoid
| Fraksi | Berat (g) | | Pereaksi LB |
| F1 (5-23) F2 (24-65) F3 (66-127) | 0,10 1,22 0,05 | | Coklat Merah ungu Merah ungu |
Fraksi yang dilanjutkan untuk analisis lebih lanjut adalah fraksi F3. Uji kemurnian dengan analisis KLT menggunakan beberapa fase gerak menghasilkan isolat relatif murni dengan satu noda pada berbagai polaritas eluen yang digunakan. Hasil analisis dengan spektrofotometri inframerah menunjukkan adanya serapan tajam pada daerah bilangan gelombang 2923,8 cm-1 dan 2852,2 cm-1 yang diduga serapan dari gugus C-H alifatik stretching. Dugaan ini diperkuat oleh adanya serapan pada daerah bilangan gelombang 1464,4 cm-1 dan 1206,5 cm-1 yang merupakan serapan dari -CH2 dan –CH3 bending. Pita serapan yang tajam pada daerah bilangan gelombang 1710,4 cm-1 dengan intensitas kuat mengidentifikasikan gugus karbonil (C=O) (Sastrohamidjojo, 1985). Identifikasi dengan spektrofotometri ultra violet -tampak menunjukkan serapan maksimum pada panjang gelombang 228,5 nm yang kemungkinan diakibatkan oleh terjadinya transisi elektrón n-0 * dari kromofor C=O. Hal ini didukung hasil analisis spektrofotometri inframerah yang menunjukkan isolat mempunyai gugus fungsi C=O pada panjang gelombang 1710,4 nm. Serapan ultra violet yang landai pada panjang gelombang 287,7 nm kemungkinan diakibatkan oleh terjadinya transisi elektronik n -J * dari ikatan rangkap C=O (Sastrohamidjojo, 1985).
Hasil uji aktivitas antibakteri menunjukkan bahwa isolat triterpenoid (F3) dengan konsentrasi 1000 ppm memiliki potensi menghambat pertumbuhan bakteri dengan diameter daerah hambat sebesar 10 mm untuk bakteri E. coli dan 7 mm untuk bakteri S. aureus.
SIMPULAN
Berdasarkan hasil penelitian dapat disimpulkan bahwa isolat dari biji pepaya kemungkinan merupakan senyawa golongan triterpenoid aldehida dengan karakteristik gugus fungsi: –CH2, –CH3, dan C=O. Isolat triterpenoid mempunyai potensi sebagai antibakteri pada konsentrasi 1000 ppm.
Tidak ada komentar:
Posting Komentar