MID SEMESTER KIMIA BAHAN ALAM

Ujian Mid Semester 

Mata kuliah                : 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 )


Jawaban anda di posting diblog masing – masing. Ujian ini open book. Bilamana ditemukan anda mencontek jawaban teman anda maka anda dipastikan GAGAL dari mata kuliah ini.

1. Kemukakan gagasan anda bagaimana cara mengubah suatu senyawa bahan alam yang tidak punyapotensi ( tidak aktif ) dapat dibuat menjadi senyawa unggul yang memiliki potensi aktifitas biologis tinggi. Berikan dengan contoh.

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

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.

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

1.      Menurut saya cara mengubah suatu senyawa bahan alam yang tidak punya potensi ( tidak aktif ) dapat dibuat menjadi senyawa unggul yang memiliki potensi aktifitas biologis tinggi dapat dilakukan yaitu struktur kimia, biosintesisnya, perubahan serta metabolismenya, penyebaran secara alamiah serta fungsi biologinya. Tumbuhan menghasilkan bermacam-macam golongan senyawa organik yang melimpah yang sebagian besar dari senyawa itu tidak Nampak secara langsung dalam pertumbuhan dan perkembangan tumbuhan tersebut. Zat-zat kimia ini secara sederhana dirujuk sebagai metabolit sekunder yang keberadaanya terbatas pada spesies tertentu dalam kingdom tumbuhan metabolit sekender juga dikenal sebagai hasil alamiah metabolism. Hasil metabolism sekunder biasanya tidak untuk semua sel secara keseluruhan tetapi hanya untuk beberapa sel tertentu. Hasil dari metabolit sekunder lebih kompleks dibandingkan dengan metabolit primer. Berdasarkan hasil biosintetiknya, metabolit sekunder dapat dibagi ke dalam tiga kelompok besar yakni terpenoid (termasuk triterpenoid, steroid,  dan saponin ).

Contoh : Pada jenis tumbuhan obat dimana tumbuhan obat pada umumnya merupakan tumbuhan hutan yang sejak zaman nenek moyang telah menjadi pekarangan dan secara turun-menurun digunakan sebagai tumbuhan obat tersebut tanpa mengetahui kandungan kimia didalamnya tetapi mereka mengetahui khasiatnya. Dengan mengetahui kandungan kimia tumbuhan obat maka kita akan mengetahui senyawa aktif yang berperan dalam penyembuhan suatu penyakit.

2.      Menurut Cahyaningrum (2003), tumbuhan pecut kuda atau jarong (Stachytarpheta jamaicensis L. Vahl) dikenal sebagai salah satu tumbuhan obat yang digunakan oleh sebagai masyarakat Asia dan Amerika sebagai obat haid tidak teratur, hepatitis, maupun sakit tenggorokan. Tampaknya tanaman ini belum populer secara umum sebagai tanaman obat bagi masyarakat yang berada di Indonesia.

Mengidentifiasi daun pecut kuda ini, pertama sampel dipotong kecil-kecil dan dikeringkan kemudian diserbukkan. Serbuk sampel diekstraksi maserasidilakukan selam 24 jam dengan menggunakan pelarut metanol 80 %. Ekstrak yangdiperoleh selanjutnya diuapkan pelarutnya dengan menggunakan rotary evaporator sehingga diperoleh ekstrak pekat. Hasil pemekatan dipartisi dengan menggunakan pelarut heksana. Ekstrak yang dihasilkan dipekatkan dengan rotary evaporator. Ekstrak pekat yang dihasilkan akan diuji toksisitasnya untuk mengetahui tingkat toksisitas larva udang melalui nilai LC50 dan identifikasi dengan menggunakan UVVis dan FTIR.Pengujian fitokimia dilakukan menggunakan uji reagen untuk mengidentifikasi golongan senyawa yang terkandung dalam ekstrak pekat heksana dari daun pecut kuda yang memiliki bioaktivitas. Pemisahan senyawa aktif dapat dilakukan dengan menggunakan Kromatografi Lapis Tipis (KLT) dan Identifikasi senyawa aktif menggunakan spektrofotometer UV-Vis dan FTIR.

3.      Pelarut harus memenuhi syarat-syarat yaitu seperti murah dan mudah diproleh, stabil fisika dan kimia, bereaksi netral, tidak mudah menguap dan tidak mudah terbakar, selektif dan tidak mempengaruhi zat berkhasiat

 Kriteria pemilihan pelarut:

-          Pelarut mudah melarutkan bahan yang di ekstrak

-          Pelarut tidak bercampur dengan cairan yang di ekstrak

-          Pelarut mengekstrak sedikit atau tidak sama sekali pengotor yang ada

-          Pelarut mudah dipisahkan dari zat terlarut

-          Pelarut tidak bereaksi dengan zat terlarut melalui segala cara

Pada proses mengisolasi atau permurnian pelarut itu sangat berpengaruh dan penting karena untuk mengetahui agar pada saat sampel diekstrak dan isolasi pemurnian  menggunkan pelarut kita dapat mengetahui senyawa aktif serta dapat mengidentifikasi senyawa tersebut.

Contoh pelarut yang digunkan  pada isolasi senyawa Terpenoid, Flavanoid, Steroid, Alkalod yaitu n-heksan, etil asetat, aseton, kloroform, methanol, etanol, methanol, butanol, eter, dan air.

Contoh dari keempat senyawa bahan alam pada ketela Pohon

       Pada identifikasi alkaloid ini  digunakan metoda Culvenor – Fitzgerald. Filtrat yang diperoleh dengan cara marajang halus dan menggerus sampel dalam lumpang kemudian ditambahkan amoniak – kloroform 0,05 N, larutan H₂SO₄ diuji dengan beberapa pereaksi. Berdasakan data yang diperoleh, diketahui bahwa daun ketela pohon mengandung alkaloid. Hal ini ditunjukkan dengan adanya endapan putih keruh ke filtrat direaksikan dengan pereaksi Mayer. Hal ini sesuai dengan literatur yang ada. Pada identifikasi alkaloid ini tidak hanya pereaksi Mayer yang digunakan sebagai pereaksi, tapi masih ada pereaksi lain yang digunakan yaitu pereaksi Wagner yang ditandai dengan adanya endapan coklat dan selanjutnya pereaksi Dragendorf ditandai dengan adanya endapan orange. Namun, setelah percobaan ternyata daun ketela pohon bereaksi positif dengan pereaksi Mayer terbukti dengan adanya endapan putih keruh.

      Pada identifikasi flavonoid, sampel juga dirajang halus kemudian di ekstrak dengan metanol dan dipanaskan selama 5 menit. Ketika pada penambahan berikutnya yaitu penambahan beberapa tetes asam klorida dan sedikit serbuk Mg terjadi perubahan warna menjadi kuning. Hal ini menunjukkan bahwa daun ketela pohon mengandung flavonoid karena terbukti pada percobaan daun ketela pohon terdapat warna kuning. Flavonoid mempunyai banyak fungsi seperti : sebagai pigmen warna, funsi fisiologi dan patologi, fungsi farmakologi dan flavonoid dalam makanan, antiflamasi, antikanker, antifertilitas, antiviral, anidiabetes, antidepresant, diuretik dll.

      Pada identifikasi steroid/terpenoid, lapisan kloroform yang diperoleh pada uji alkaloid ditempatkan pada plat tetes dan dikeringkan. Kemudian ditambahkan 3 tetes H₂SO₄ pekat. Pada percobaan diperoleh warna merah jingga / ungu pada plat tetes. Hal ini, menunjukkan bahwa ketela pohon mengandung terpenoid dan tidak mengandung steroid karena pada percobaan tidak diperoleh perobahan warna biru

4.      Dasar titik tolak penentuan struktur suatu senyawa organik (misalnya kafein) adalah dapat mengetahui struktur senyawa bioaktif yang akan diidentifikasi atau pemurnian

Hal-hal pokok yang harus diperhatikan dalam penentuan struktur :

Dua metode yang paling banyak digunakan untuk menyeleksi tanaman yang

mengandung alkaloid.  Prosedur Wall, meliputi ekstraksi sekitar 20 gram bahan tanaman kering yang direfluks dengan 80% etanol. Setelah dingin dan disaring, residu dicuci dengan 80% etanol dan kumpulan filtrat diuapkan. Residu yang tertinggal dilarutkan dalam air, disaring, diasamkan dengan asam klorida 1% dan alkaloid diendapkan baik dengan pereaksi Mayer atau dengan Siklotungstat. Bila hasil tes positif, maka konfirmasi tes dilakukan dengan cara larutan yang bersifat asam dibasakan, alkaloid diekstrak kembali ke dalam larutan asam. Jika larutan asam ini menghasilkan endapan dengan pereaksi tersebut di atas, ini berarti tanaman mengandung alkaloid.

Kromatografi dengan penyerap yang cocok merupakan metode yang lazim untuk

memisahkan alkaloid murni dan campuran yang kotor. Seperti halnya pemisahan dengan kolom terhadap bahan alam selalu dipantau dengan  kromatografi lapis tipis. Untuk mendeteksi alkaloid secara kromatografi digunakan sejumlah pereaksi. Pereaksi yang sangat umum adalah pereaksi Dragendorff, yang akan memberikan noda berwarna jingga untuk senyawa alkaloid. Namun demikian perlu diperhatikan bahwa beberapa sistem tak jenuh, terutama koumarin dan α-piron, dapat juga memberikan noda yang berwarna jingga dengan pereaksi tersebut. Pereaksi umum lain tetapi kurang digunakan adalah asam fosfomolibdat, jodoplatinat, uap jood, dan antimon (III) klorida.

Sementara itu, prinsip identifikasi kafein menggunakan spektrofotometer Uv-Vis adalahmengidentifikasi kafein dengan penentuan absorbansi kafein yang berdasarkan interaksi antara energielektromagnetik dengan molekul dari senyawa kafein, dimana interaksi tersebut menyebabkan penyerahanenergi radiasi elektromagnetik yang menghasilkan serapan yang bersifat spesifik untuk setiap molekul.Gugus-gugus yang menyerap radiasi pada daerah uv-vis disebut gugus kromofor yang menyerap energisehingga mengalami eksitasi, dimana setelah molekul mengalami eksitasi ke tingkat energi yang lebih tinggimaka akan kembali ke keadaan semula (ground state) dan memancarkan energi yang terdeteksi olehinstrumen

Mengidentifikasi dan penentuan struktur pada senyawa bahan alam ini kita dapat juga  menggunkan metode KLT (Kromatografi Lapis Tipis), Spektrofotometer UV (Ultra Violet), Spektrofotometer FT-IR ( Fourier Transform Infra Red ), Spektrometer NMR (Nuclear Magnetic Resonance ) ini merupakan metode untuk penentuan struktur pada senyawa bahan alam. Pertama senyawa hasil isolasi tersebut misalnya identifikasinya kafein dapat dilakukan dengan uji kemurnian kafein dengan KLT dengan menggunakan pelarut n-heksan dan  etil asetat kemudian diidentifikasi dengan Spektrofotometer UV (Ultra Violet), Spektrofotometer FT-IR, setelah diproleh hasilnya kemudian menggunakan Spektrofotometer infra merah kemudian hasilnya dibandingkan dengan  standar kafein (misalnya pada kafein), kemudian untuk mengetahui ikatan rangkap menggunakan metode Spektrofotometer UV (Ultra Violet) dan pada pengaruh pelarut tersebut kemudian untuk mengetahui gugus fungsional menggunakan Spektrofotometer IR dimana dapat mengetahui jenis senyawa tersebut dan setelah itu untuk mengetahui jumlah atom C pada senyawa dan untuk menentukan jumlah dan jenis senyawa hidrogen H yaitu menggunakan metode Spektrometer NMR (Nuclear Magnetic Resonance ).