UJIAN MID SEMESTER KIMIA BAHAN ALAM

Nama               : Argo Kukuh Wahono

Matakuliah      : Kimia Bahan Alam
Kredit              : 2 SKS
Dosen              : Dr. Syamsurizal, M.Si

Hari/Tanggal   : 10 Desember 2013

1.      Cari di artikel tentang tehnik identifikasi dari suatu senyawa terpenoid? Mengapa  dengan reagen tersebut tidak cocok untuk mengidentifikasi golongan lain seperti flavonoid, alkaloid atau fenolik lain? Nama artikel, almat web, dasar artikel

2.      Dengan cara yang sama cari tehnik isolasi tentang senyawa terpenoid, jelaskan dasar ilmiah penggunaan pelarut dan tehnik-tehnik isolasi dan purifikasi. Misalnya dengan  pelarut etanol dilakukan kromatografi.

3.      Pelajari cara biosintesis suatu terpenoid. Identifikasilah sekurang-kurangnya lima jenis reaksi organic yang terkait dengan biosintesis tersebut dan jelaskan reaksinya?

4.      Salah satu bioaktivitas terpenoid berhubungan dengan hormone laki-laki dan perempuan, jelaskan gugus fungsi yang mungkin berperan sebagai hormone baik pada testosterone dan estrogen. Misalnya pada hormone testosterone itu  yang  paling  aktif??

JAWAB :

1.      Artikel tentang tekhnik identifikasi dari suatu senyawa terpenoid

Nama Artikel  : ISOLASI DAN IDENTIFIKASI SENYAWA TERPENOID PADA BIJI PEPAYA

Isolasi adalah proses pemisahan komponen – komponen kimia yang terdapat suatu bahan organisme . isolasi terdiri dari pemisahan , pemurnian , identifikasi dan penetapan . salah satu cara isolasi umum digunakan adalah kromatografi . pemisahan dari kromatografi ini didasarkan pada sifat adsorbsi atau partisi dari senyawa yang dipisahkan terhadap adsorben dan cairan pengulasi .

Ø  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

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 (gr)	Pereaksi LB
F1 (5-23)	0.10	Coklat
F2 (24-65)	1.22	Merah Ungu
F3 (66-127)	0.05	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.

http://nasbahrygalleryedu.blogspot.com/2011/05/identifikasi-senyawa-organik-bahan-alam.html

Mengapa dengan reagen tersebut tidak cocok untuk mengidentifikasi golongan lain karena Reagen ini biasa digunakan untuk mengidentifikasi secara kualitatif suatu kolesterol. Biasanya reagen Lieberman Burchard digunakan dengan cara menyemprotkan larutannya pada kolesterol yang sudah di-kromatografi-kan (TLC). Apabila mengandung Triterpenoid, maka akan memberikan warna merah sedangkan apabila mengandung Steroid, akan memberikan warna biru dan hijau. Reagen Lieberman Burchard dibuat dari Asam sulfat pekat (10 mL) dan Anhidrida Asetat (10 mL). Metanol dan Etanol dapat digunakan untuk melarutkan sampel yang akan diidentifikasi.
Lebermann-Burchard merupakan campuran antara asam setatanhidrat dan asam sulfat pekat. Alasan digunakannya asam asetat anhidrat adalah untuk membentuk turunan asetil dari steroid yang akan membentuk turunan asetil didalam kloroform. 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 berjala ndan turunan asetil tidak akan terbentuk.

2.      ISOLASI TERPENOID-TUMBUHAN DAUN NILAM

Isolasi adalah proses pemisahan komponen – komponen kimia yang terdapat suatu bahan organisme . isolasi terdiri dari pemisahan , pemurnian , identifikasi dan penetapan . salah satu cara isolasi umum digunakan adalah kromatografi . pemisahan dari kromatografi ini didasarkan pada sifat adsorbsi atau partisi dari senyawa yang dipisahkan terhadap adsorben dan cairan pengulasi .
Kromatografi adlah cara pemisahan komponen dalam sediaan secara penyarian berfraksi , penyerapan , penukar ion pada zat berpori , atau dengan menggunakan cairan atau gas pengalir . pemisahan terjadi karena komponen cuplikan bergerak dengan jarak yang berbeda yang di sebabka oleh perbedaan retensi komponen yang dipisahkan . terjadinya pemisaha komponen yang disebabkan oleh adanya perbedaan distribusidi antara dua fasa , yaitu fasa diam dan fasa bergerak.
Beberapa teknik kromatografi yang sering dilakukan adalah kromatografi kertas, kromatografi lapis tipis, kromatografi kolom biasa, kromatografi kolom vakum cair, dan kromatografi gais-cair.

Penelilti ini meliputi empat tahap pengerjaan yaitu ekstraksi, fraksinasi, pemurnian dan karakterisasi.

a. Ektraksi Sampel daun direndam (maserasi ) dengan menggunakan metanol + 3-4 hari.

Setelah itu maserat yang diperoleh dikumpulkan, disaring, dan dipekatkan dengan penguap bertekanan rendah hingga diperoleh residu yang kering. Selanjutnya ekstrak yang diperoleh dipartisi dengan menggunakan etil asetat : air = 1 :1 sebanyak 3 kali menghasilkan 2 fase yaitu fase etil asetat dan fase air. Selanjutnya dilakukan uji reaksi liberan buchard terhadap kedua fase. Dari uji kedua fase diketahui fase etil asetat yang lebih memberikan hasil positif atau yang mengandung senyawa terpenid. Kemudian dilakukan evaporasi terhadap fase vetil asetat sehingga diperoleh ekstrak kental.
b. Fraksinasi.
Pada tahap ini dilajutkan dengan metode kromatografi lapis tipis (KLT) dengan menggunakan beberapa campuran pelarut yang dilakukan terhadap ekstrak etil asetat untuk melihat komposisi dan sistem pelarut yang tepat yang akan digunakan dalam fraksinasi pada kromatografi kolom. Sistem pelarut antara lain : n-heksan : etil asetat = 2 : 1, metanol : air = 5 : 1, kloroform : metanol : air= 7 : 3 : 1. Setelah diuji hasil KLT dan diperoleh sistem pelarut- ekstrak yang tepat , selajutnya dilakukan pemisahan komponen-komponen dalam ekstrak dengan kromatografi kolom. Sampel ekstrak yang mungkin selanjutnya dilarutkan dengan kloroform untuk dihomogenkan dan setelah cukup kering dimasukkan kedalam kolom danm dielusi dengan campuran n-heksan : etil asetat menurut kenaikan gradien poleritas pelarut, mulai dari perbandingan 10 :1 sampai dengan 1 :1. selanjutnya dilakukan kromatohgrafi lapis tipis terhadap masing-masing komponen sehingga dihasilkan beberapa macam fraksi. Fraksi-fraksi yang mempunyai nilai Rf yang sama digabung menjadi satu fraksi.
c. Pemurnian
Fraksi yang telah dikumpulkan tadi, selajunya diuapkan kemudian dilakuakan rekristalisasi. Padatan komponen tersebut dilarutkan dengan pelarut methanol pada suhu 50o C, kemudian disaring dengan corong buchner selagi panas. Jika larutan berwarna, ditambahkan norit 1-2% dari berat padatan komponen tadi, kemudian disaring kembali dan filtratnya didinginkan dalam air es sampai terbentuk kristal.
d. Karakterisasi
kristal yang diperoleh uji kemurniannya dengan kromatografi lapis tipis dalam eluen n-heksan : etil asetat (2:1) dilanjutkan dengan pengujian titik leleh dan diidentifikasi dengan uji pereaksi Liberman – Buchard.

http://buyungchem.wordpress.com/isolasi-senyawa-terpenoid/

Kaidah-kaidah dalam pemilihan pelarut yang digunakan dalam isolasi dan furifikasi secara umum yaitu harus:

 a.Pelarut yang kita gunakan tidak bercampur dengan zat yang akan diisolasi.

b.Pelarut yang kita gunakan jangan sampai bereaksi dengan zat yang akan diisolasi.

c.Pelarut yang kita gunakan dapat dengan mudah melarutkan pada saat mengekstraksi.

      d.Pelarut yang kita gunakan sesuai dengan kriteria zat yang akan diekstraksi.

e.Pelarut yang kita gunakan mudah dadapat dan efesiensi.

Berdasarkan pemilihan pelarut ini, maka kita bisa menyimpulakan bahwa pelarut yang kita gunakan ini dapat diklasifikasikan menjadi 3 berdasrkan kepolaran pelarut-pelarut tersebut. Kepolaran ini maksudnya pada saat proses ekstraksi senyawa yang memiliki polaritas yang sama akn lebih mudah dilarutkan dengan pelarut yang memiliki polaritas yang sama pula. Adapun klasifikasinya yaitu:

1. Pelarut yang bersifat polar

Pelarut polar ini cocok untuk mengekstraksi senyawa polar dari tanaman.

Contohnya:

a)      Metanol

b)      Etanol

c)       Asam asetat

d)      Air

2.  Pelarut yang bersifat semi-polar

Pada pelarut ini kepolarannya lebih rendah dibandingkan dengan pelarut polar, sehingga pelarut semi polar ini cocok digunakan untuk senyawa yang bersifat semi polar pula dari tanamn tersebut.

Contohnya:

a)     Kloroforom

b)      Aseton asetat

3.  Pelarut yang bersifat non-polar

Pada pelarut ini, bearti senyawa yang diekstrak tidak larut dalam pelarut polar. Senyawa yang diekstrak lebih menuju kepada jenis minyak sehingga pelarut yang digunakn cocok yaitu pelarut non-polar.

Contohnya:

a)            Eter

b)            Heksana

  Jadi Kesimpulannya, untuk Terpenoid

Kita ketahui bahwa terpenoid ini memiliki sifat kutub sehingga dapat digunakan pelarut yang bersifat semi-polar atau polar yaitu. sehingga pelarut yang di pakai adalah metanol, Alasan digunakan metanol (alkohol) adalah Alcohol berfungsi sebagai pelarut senyawa-senyawa polar yang tercampur dengan terpenoid dalam serum agar dapat terpisah dari terpenoid. terpenoid diketahui kurang pada pelarut air atau yang bersifat polar. Jadi, terpenoid tidak akan terlarut pada alkohol yang bersifat polar yang membuatnya terpisah dari komponen polar lain dalam serum.

(http://baiqdesy.blogspot.com/2012/05/laporan-biokimia-2-penetapan-kadar.html)

3.      Secara umum biosintesa terpenoida dengan terjadinya 3 reaksi dasar yaitu: 

·         Pembentukan isoprena aktif berasal dari asam asetat melalui asam mevalonat. Asam asetat setelah diaktifkan oleh koenzim A (Ko-A) melakukan kondensasi jenis Claisen menghasilkan Asetoasetil Ko-A. Senyawa ini dengan Asetil Ko-A melakukan kondensasi jenis Aldol menghasilkan rantai karbon bercabang sebagaimana ditemukan pada asam mevalonat.

·         Penggabungan kepala dan ekor dua unit isoprena akan membentuk mono-, seskui-, di-, sester-, dan poli- terpenoida.

Setelah asam mevalonat terbentuk, reaksi-reaksi berikutnya adalah fosforilasi, eliminasi asam posfat, dan dekarboksilasi menghasilkan Isopentenil Pirofosfat (IPP). Selanjutnya berisomerisasi menjadi Dimetil Alil Pirofosfat (DMAPP) oleh enzim isomerase. IPP inilah yang bergabung dari kepala ke ekor dengan DMAPP. Penggabungan ini terjadi karena serangan elektron dari ikatan rangkap IPP terhadap atom karbon dari DMAPP yang kekurangan elektron diikuti oleh penyingkiran ion pirofosfat mengasilkan Geranil Pirofosfat (GPP) yaitu senyawa antara bagi semua senyawa monoterpenoida. Penggabungan selanjutnya antara satu unit IPP dan GPP dengan mekanisme yang sama menghasilkan Farnesil Pirofosfat (FPP) yang merupakan senyawa antara bagi semua senyawa seskuiterpenoida. Senyawa diterpenoida diturunkan dari Geranil – Geranil Pirofosfat (GGPP) yang berasal dari kondensasi antara satu uni IPP dan GPP dengan mekanisme yang sama.

·         Penggabungan ekor dan ekor dari unit C-15 atau unit C-20 menghasilkan triterpenoida dan steroida. Triterpenoida (C30) dan tetraterpenoida (C40) berasal dari dimerisasi C15 atau C20 dan bukan dari polimerisasi terus-menerus dari unit C-5. Yang banyak diketahui ialah dimerisasi FPP menjadi skualena yang merupakan triterpenoida dasar dan sumber dari triterpenoida lainnya dan steroida. Siklisasi dari skualena menghasilkan tetrasiklis triterpenoida lanosterol.( Pinder, 1960).

kemudian disini saya sedikit menambahkan, golongan terpenoid dalam minyak atisri, dimana :

Perubahan posisi ikatan rangkap mudah terjadi dalam minyak atsiri tanaman diantaranya terjadi pada terpen (osimen dan mirsen), aldehid (sitronelal dan sitral) dan golongan alkohol siklik (geraniol dan linalool).

Salah satu contoh adalah terjadinya pembentukan (biosintesis) senyawa oktana menyatakan senyawa aldehid dibentuk dari asam lemak melalui jalur β-oksidasi. Asam lemak bebas seperti asam nonanoat mengalami degradasi menjadi suatu molekul yang mempunyai radikal hidrogen pada atom karbon posisi β dalam bentuk intermediet (I). Intermediet (I) akan membentuk asam-2-hidroperoksi nonanoat, dengan penambahan radikal OOH. Asam-2-hidroperoksi nonanoat mengalami reaksi dekarboksilasi menjadi senyawa aldehid (oktanal), CO2 dan H2O.

4.      Yang berperan sebagai hormone laki-laki atau perempuan adalah gugus fungsi pada senyawa terpenoid berupa terpenoid yang tidak menguap, yaitu triterpenoid dan steroid. Sedangkan terpenoid yang berperan sebagai hormone tidak spesifik adalah seskuiterpenoid.

Estrogen adalah salah satu hormon seks yang berperan sangat penting bagi wanita. Estrogen merupakan hormon steroid (punya kerangka inti yang sama kayak kolesterol) dan dibentuk terutama dari 17-ketosteroidnandrostenedion (prekursornya hormon androgen). Estrogen ternyata terdiri dari tiga jenis, yaitu 17β-estradiol (E₂), estron (E₁), dan estriol (E₃). 17β-estradiol merupakan hormon yang paling dominan karena paling banyak terdapat dalam tubuh dan aktivitasnya paling tinggi.

Terdiri dari empat cincin dan dua gugus hidroksil (-OH) yang penting untuk ikatan dengan reseptor estrogen.

Steroid adalah senyawa organik lemak sterol tidak terhidrolisis yang dapat dihasil reaksi penurunan dari terpena atau skualena. Steroid merupakan kelompok senyawa yang penting dengan struktur dasar sterana jenuh (bahasa Inggris: saturated tetracyclic hydrocarbon : 1,2-cyclopentanoperhydrophenanthrene) dengan 17 atom karbon dan 4 cincin. Senyawa yang termasuk turunan steroid, misalnya kolesterol, ergosterol, progesteron, dan estrogen. Pada umunya steroid berfungsi sebagai hormon. Steroid mempunyai struktur dasar yang terdiri dari 17 atom karbon yang membentuk tiga cincin sikloheksana dan satu cincin siklopentana. Perbedaan jenis steroid yang satu dengan steroid yang lain terletak pada gugus fungsional yang diikat oleh ke-empat cincin ini dan tahap oksidasi tiap-tiap cincin.

Beberapa steroid bersifat anabolik, antara lain testosteron, metandienon, nandrolon dekanoat, 4-androstena-3 17-dion. Steroid anabolik dapat mengakibatkan sejumlah efek samping yang berbahaya, seperti menurunkan rasio lipoprotein densitas tinggi, yang berguna bagi jantung, menurunkan rasio lipoprotein densitas rendah, stimulasi tumor prostat, kelainan koagulasi dan gangguan hati, kebotakan, menebalnya rambut, tumbuhnya jerawat dan timbulnya payudara pada pria. Secara fisiologi, steroid anabolik dapat membuat seseorang menjadi agresif.

Steroid terdiri atas beberapa Kelompok senyawa dan penegelompokan ini didasarkan pada efek fisiologis yang diberikan oleh masing-masing senyawa. Kelompok-kelompok itu adalah sterol, asam- asam empedu, hormon seks, hormon adrenokortikoid, aglikon kardiak dan sapogenin. Ditinjau dari segi struktur molekul, perbedaan antara berbagai kelompok steroid ini ditentukan oleh jenis substituen R1, R2 dan R3 yang terikat pada kerangka dasar karbon. sedangkan perbedaan antara senyawa yang satu dengan yang lain pada suatu kelompok tertentu ditentukan oleh panjang rantai karbon R 1, gugus fungsi yang terdapat pada substituen R 1, R 2, dan R 3, jumlah serta posisi gugus fungsi oksigen dan ikatan rangkap dan konfigurasi dari pusat-pusat asimetris pada kerangka dasar karbon tersebut.

Steroid lain termasuk steroid hormon seperti kortisol, estrogen, dan testosteron.

Nyatanya, semua hormon steroid terbuat dari perubahan struktur dasar kimia kolesterol. Saat tentang membuat sebuah molekul dari pengubahan molekul yang lebih mudah, para ilmuwan menyebutnya sintesis. Hiperkolesterolemia berarti bahwa kadar kolesterol terlalu tinggi dalam darah. Kolesterol dapat dibuat secara sintetik. Kolesterol sintetik saat ini mulai diterapkan dalam teknologi layar lebar (billboard) sebagai alternatif LCD. Kolesterol adalah jenis lemak yang paling dikenal oleh masyarakat. Kolesterol merupakan komponen utama pada struktur selaput sel dan merupakan komponen utama sel otak dan saraf. Kolesterol merupakan bahan perantara untuk pembentukan sejumlah komponen penting seperti vitamin D (untuk membentuk & mempertahankan tulang yang sehat), hormon seks (contohnya Estrogen & Testosteron) dan asam empedu (untuk fungsi pencernaan).Pada umumnya lemak tidak larut dalam air, yang berarti juga tidak larut dalam plasma darah. Agar lemak dapat diangkut ke dalam peredaran darah, maka lemak tersebut harus dibuat larut dengan cara mengikatkannya pada protein yang larut dalam air. Ikatan antara lemak (kolesterol, trigliserida, dan fosfolipid) dengan protein ini disebut Lipoprotein (dari kata Lipo=lemak, dan protein). Lipoprotein bertugas mengangkut lemak dari tempat pembentukannya menuju tempat penggunaannya.