UJIAN AKHIR SEMESTER
MATA KULIAH : KIMIA BAHAN ALAM
1. Jelaskan dalam jalur biosintesis triterpenoid, identifikasilah
faktor-faktor penting yang sangat menentukan dihasilkannya triterpenoid dalam
kuantitas yang banyak.
Jawab:
Pada umumnya biosintesis terpenoid melalui jalur asam
mevalonat, pertama reaksi antara asam asetat dengan enzim CoA-SH membentuk
molekul asetil-koenzim A (asetil-CoA), lalu dilanjutkan dengan reaksi
kondensasi dua molekul asetil-koenzim A (asetil-CoA) membentuk asetoasetil-CoA
dengan katalis enzim asetil-CoA asetiltransferase (tiolase). Kemudian
asetoasetil-CoA berkondensasi lagi dengan satu unit asetil-CoA lainnya
membentuk molekul β-hidroksi-β-metilglutaril-CoA (HMG-CoA) dengan katalis enzim
HMG-CoA sintase. Selanjutnya reaksi reduksi HMG-CoA oleh NADPH dengan katalis
enzim HMG-CoA reduktase menghasilkan asam mevalonat. Selanjutnya asam mevalonat
mengalami fosforilasi oleh ATP menjadi asam-5-pirofosfat-3-fosfomevalonat
dengan bantuan enzim mevalonat kinase dan enzim fosfomevalonat kinase. Lalu
asam-5-pirofosfat-3-fosfomevalonat mengalami dekarboksilasi menjadi
isopentenilpirofosfat (IPP) dengan enzim pirofosfat mevalonat dekarboksilase,
proses selanjutnya yaitu mengubah isopentenilpirofosfat (IPP) menjadi
dimetilalilpirofosfat (DMAPP) dengan bantuan enzim IPP isomerase. IPP dan DMAPP
berkondensasi secara berturut membentuk geranilpirofosfat (GPP) dengan bantuan
enzim geranilpirofosfat sintase dan farnesilpirofosfat (FPP) dengan bantuan
enzim farnesilpirofosfat sintase dan geranil-geranil pirofosfat (GGPP) dengan
bantuan enzim geranil-geranil pirofosfat sintase. Selanjutnya berturut-turut
menjadi monoterpena (10 C), seskuiterpena (15 C), dan diterpena (20 C). IPP
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.
Menurut saya
faktor yang mempengaruhi dihasilkan triterpenoid yang banyak adalah sebagai
berikut :
1.
Cukup atau tidaknya
asam asetat dalam tumbuhan dalam pembentukan Asetoasetil Co-A serta keaktifan
dari Co-A itu sendiri.
2.
Kondisi dari proses
biosintesis yang sesuai (basa)
3.
Adanya serangan
elektron yang kuat pada saat penggabungan kepala dan ekor.
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.
Jawab:
Cara
kerja spektrum IR berdasarkan adanya getaran molekul atom yang pada dasarnya
tidaklah diam dan kekuatan getarannya tergantung kekuatan yang menghubungkan
antara satu atom ke atom yang lain. Berikut ikatan-ikatan yang terdapat pada
flavonoid. Ikatan rangkap C=C(aromatik) daerah serap diantara 1500-1600cm-1
dengan intensitas sedang sampai tajam. Ikatan rangkap C=O(keton) daerah
serapan 1705-1725cm-1 dengan intensitas kuat dan tajam. Ikatan C-O
(eter) daerah serapan 1000-1300cm-1 dengan intensitas lemah dan
melebar. Ikatan C-H(aromatik) daerah serapan 3050-3150cm-1 dengan
intensitas lemah dan tajam. Ikatan O-H(fenol) daerah serapan 3200-3500cm-1
dengan intensitas lebar atau lembah.
Contoh:
spektrum IR kaempferol dan Quersetin
Cara
kerja spektrum NMR berdasarkan pada penyerapan energi oleh partikel yang sedang
berputar dalam medan magnet yang kuat. Kekhasan signal NMR, spektroskopi 1H-NMR memberikan
informasi mengenai posisi H pada struktur senyawa sedangkan spektroskopi
13C-NMR memberikan informasi mengenai struktur karbon dalam sebuah molekul yang
dapat dilihat dari geseran kimianya.
Contoh:
spektrum NMR Quersetin dan kaempferol
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.
Jawab:
Tujuan
menambahkan reagen asam atau basa adalah untuk mengaramkan alkaloid yang
terkandung dalam sampel. Alkaloid bersifat basa yang mudah menguap, dengan menjadikannya
suatu kristal garam dengan penambahan reagen asam supaya tidak mudah menguap.
Karena garam sulit menguap. Reagen basa juga dapat menetralkan alkaloid dan
membentuk basa bebasnya yang akan lebih mudah di jerap oleh pelarut organik
yang digunakan.
Contohnya:
a. Nikotin
b. Kafein
c. Morfin
4. Jelaskan keterkaitan diantara biosintesis, metode isolasi dan
penentuan struktur senyawa bahan alam . Berikan contohnya.
Jawab:
Biosintesis
merupakan cara memeriksa mekanisme produksi suatu senyawa dalam organisme asalnya
yang identik dengan mekanisme reaksi, dari mekanisme tersebut dapat diketahui
pembentukkan suatu senyawa bahan alam dan jenis-jenis reaksi yang dialaminya
serta bagaimana cara mendapatkan senyawa yang dihasilkan dalam jumlah yang
banyak. Setelah diketahui cara mendapatkan senyawa tersebut kemudian
dilakukan isolasi. Metode isolasi digunakan untuk mengekstrak sampel/senyawa
bahan alam dengan menggunakan pelarut tertentu, agar diperoleh ekstrak murni
yang selanjutnya dapat ditentukan strukturnya. Penentuan struktur diperoleh
dari hasil metode isolasi, hasil isolasi di analisis dengan kromatografi
kertas, kromatografi lapis tipis (KLT), kromatografi kolom atau PTLC, kemudian
diperiksa dengan spektoskopi (IR, UV-VIS dan NMR), HPLC dan di analisis ikatan-ikatan
yang muncul pada daerah serapan berdasarkan spektoskopinya sehingga diperoleh
struktur dari suatu sampel yang diperiksa.
Salah satu contoh adalah alkaloid
yang terdapat dalam daun sidaguri(Sida rhombifolia L.). Ekstraksi dilakukan dengan cara
maserasi dimana serbuk
daun sidaguri (sida rhombifolia
L.) serbanyak 1 kg dimaserasi
dengan metanol (3 x 5L) pada temperatur
kamar dan disaring lalu pelarut
diuapkan dari ekstrak metanol dengan rotary evaporator sehingga diperoleh
ekstrak pekat metanol. Terhadap ekstrak metanol ini dilakukan partisi cair-cair dengan n-heksana. Masing-masing
ekstrak dipekatkan kembali dengan rotary evaporator sehingga diperoleh residu
kering dan dilanjutkan dengan uji skrining fitokimia. Ekstrak metanol
ditambahkan HCl 2M hingga mencapai pH 2 dan didiamkan selama 24jam, kemudian
dicuci dengan dietil eter. Selanjutnya ditatambahkan NH4OH pekat sampai pH
9-10, diekstraksi dengan dietil ater dan ekstrak dietileter tersebut diuapkan
pelarutnya sehingga diperoleh ekstrak pekat dietil eter. Kemudian dipisahkan
dengan menggunakan kromatografi kolom untuk mendapatkan senyawa alkaloid.