UJIAN AKHIR SEMESTER

UJIAN AKHIR SEMESTER

NAMA                        : NAHRUL HAYAT

NIM                            : A1C110007

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  1. Jelaskan dalam jalur biosintesis triterpenoid, identifikasilah faktor-faktor penting yang sangat menentukan dihasilkannya triterpenoid dalam kuantitas yang banyak.

Jawab:

Secara umum biosintesis terpenoid terjadinya melalui 3 reaksi dasar :

1. Pembentukan isopren aktif berasal dari asam

asetat melalui asam mevalonat

2. Penggabungan ekor dan kepala 2 unit isopren

akan membentuk mono-, seskui-, di-, dan

poli-terpenoid

3. Penggabungan ekor dan ekor dari unit C15 atau

C20 menghasilkan triterpenoid dan steroid

Biosintesisnya dengan penggabungan 3 asetil-koA melalui 2 tahap menjadi  (3S)-3-hidroksil-3-metil-glutaril-CoA (HMG-CoA).  Selanjutnya terjadi reduksi HMG-CoA menjadi (3R) Asam mevalonat,  kemudian  terjadi dekarboksilasi ke bentuk isopentenilpirpphosphate (IPP) C5 membentuk terpenoid berupa isoprene dalam bentuk aktif.  Isomerisasi IPP ke 3,3 dimethyl allyl pyrophosphate kemudian kondensasi kepala dan ekor.  2 molekul C5 oleh phenyl transferase diubah menjadi Geranyl pyrophosphate (C10) atau GPP.  GPP sebgai substrat sintesis monoterpenoid dan precursor biosintesis monoterpenoid.

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.  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.  Sebagai contoh hádala pembentukan senyawa golongan steroid (C₂₇).  Banyak senyawa golongan triterpenoid bereaksi dengan gula membentuk glikosida.  Triterpenoid bebas merupakan komponen penyusun resin, lateks, dan kutikula dari tanaman.

faktor penting yang menentukan dihasilkannya triterpenoid dalam kuantitas yang banyak adalah penggabungan ekor dan ekor dari unit C-15 atau C-20 sehingga menghasilkan triterpenoid dan senyawa lainnya. Semakin banyak penggabungan ini maka senyawa triterpenoid yang dihasilkanpun semakin banyak.

2 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:

Spektroskopis IR digunakan untuk menentukan gugus fungsi. Hal ini mungkin disebabkan spektrum infra merah senyawa organik organik bersifat khas, artinya senyawa yang berada akan mempunyai spektrum yang berbeda pula. Penggunaan spektrum infra merah dalam kimia organik menggunakan daerah yang berkisar pada bilangan gelombang 666-4000 cm-1. Bila senyawa infra merah dilewatkan melalui senyawa organik, maka beberapa frekuensi akan diserap dan lainnya akan diteruskan. Spektroskopis infra merah digunakan untuk menentukan informasi-informasi secara struktural dari senyawa-senyawa organik.

spektroskopi NMR merupakan cara untuk mengetahui bangun molekul dari senyawa yang diisolasi. Spektroskopi nmr dapat memberikan informasi yang lenih lengkap daripada spektroskopi IR. Biasanya dilakukan spektroskopi NMR terlebih dahulu untuk mengetahui struktur atau rumus bangun suatu senyawa, dan dapat dilanjutkan dengan spektroskopi IR untuk melengkapi datanya dengan gugus fungsi yang dikandung sehingga senyawa tersebut dapat diketahui strukturnya secara lebih spesifik.

Kekhasan signal dan intensitas serapan struktur Flavonoid dengan menggunakan spektrum IR dan NMR adalah berdasarkan spectrumnya yang 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.

Spektrum RMI – 1H terlihat terutama di daerah 0 – 10 ppm medan bawah dari sinyal acuan tetrametilsilan (yang berdasarkan perjanjian ditetapkan pada 0 ppm). Hanya proton yang menghasilkan sinyal (beresonansi) di daerah ini dan proton yang secara kimia sama memberikan sinyal yang sama. Ukuran sinyal (integrasi) berbanding lurus dengan jumlah proton yang menghasilkan sinyal. Pada identifikasi flavanoid Spektroskopi Resonansi Magnet Inti (RMI – 1H ) digunakan khas untuk :

a.   Penentuan pola oksigenasi (pada ketiga lingkar)

b.   Penentuan jumlah gugus metoksi (dan kedudukannya)

c.   Pembedaan isoflavon, flavonon, dan dihidroflavonol

d.   Penentuan jumlah gula yang ada (dan penentuan apakah ikatannya α – atau β )

e.   Pendeteksian rantai samping hidrokarbon seperti –CH3 yang terikat pada C dan prenil yang terikat pada C (atau O).

Contoh struktur:

Flavon

Flavonol

3 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:

Dasar penggunaan asam atau basa pada isolasi alkaloid adalah agar dapat melarutkan suatu sampel yang mengandung alkaloid supaya larut didalam air yang membentuk garam atau memisahkan zat larut dalam air bersuasana asam dan pada tahap awal isolasi ada  juga yang membutuhkan kondisi basa untuk membentuk endapan atau membebaskan garamnya.

Contoh:

1.Isolasi-morfin

sampel kering dibasakan dengan larutan amonia encer,ekstraksi dengan pelarut organik (kloroform), Ekstrak kloroform dipekatkan dan alkaloida diubah menjadi garam hidroklori dengan penambahan HCl 2 N. Filtrat larutan berair kemudian diuji dengan pereaksi alkaloida.

2. Isolasi Kafein pada daun Teh

25 gram C. sinensis kering ditambah 20 gram Na2CO3 dicampurkan dalam 225 ml air mendidih. Setelah itu, dibiarkan  dan didekantasi ke dalam labu erlenmeyer lain. Keberadaan tanin dalam C. sinensis sinensis menyebabkan penambahan natrium karbonat mejadi penting.Natrium karbonat diubah menjadi garam yang larut dalam air dan tidak larut dalam diklorometana.

3. Isolasi Nikotin pada tembakau

Awalnya,Dipotong-potong 10 gram daun tembakau kering atau tembakau dari cerutu. Masukkan ke dalam gelas kimia 400 ml.Ditambahkan 100 ml larutan basa NaOH 5%. Aduk menggunakan batang pengaduk selama 20 menit.Adanya tambahn pelarut basa guna membentuk endapan dalam melepas ikatan garamnya.

4 4. Jelaskan keterkaitan diantara biosintesis, metode isolasi dan penentuan struktur senyawa bahan alam . Berikan contohnya.

Jawab:

Keterkaitan antara biosintesis, metode isolasi  dan penentuan struktur senyawa bahan alam mempunyai keterkaitan yang sangat erat. Dimana dengan adanya biosintesis kita dapat mengetahui proses terbentuknya suatu senyawa bahan alam dan dari senyawa tersebut kita dapat melakukan dan menentukan metode isolasi yang tepat, baik dari sampel dan pelarut yang akan digunakan untuk menghasilkan suatu senyawa bahan alam. Setelah didapat hasil dari proses isolasi tersebut, baru kita dapat mengidentifikasi atau menentukan struktur senyawa bahan alam yang dihasilkan tadi. Hasil penentuan struktur senyawa tersebut dapat dilakukan penyamaan struktur dari apa yang dihasilkan pada proses biosintesis senyawa bahan alam tersebut.

Contohnya:

Isolasi dari buah mengkudu

Ekstrak mengkudu merupakan perasan murni sari buah mengkudu, didalamnya terkandung senyawa-senyawa yang berkhasiat obat. Ekstrak kental bisa dijual ke pabrik pengolah atau dapat dimanfaatkan langsung sebagai obat atau di keringkan lalu dimasukkan ke dalam kapsul dan siap untuk dikonsumsi. Cara membuat ekstrak sederhana sebagai berikut :

1.    Buah mengkudu dihaluskan dengan blender kemudian direndam dengan alkohol 90 % perbandingan 1 : 3 dan dikocok dengan pengocok listrik (Stirrer) selama 2 jam, lalu didiamkan selama 24 jam.

2.    Ekstrak disaring dan ampasnya direndam kembali dengan alkohol 90 % 1 : 2, kemudian dikocok selama 2 jam dan didiamkan selama 24 jam.

3.    Hasil saringan (filtrat) yang dihasilkan kemudian diuapkan dengan menggunakan mesin penguap listrik (evaporator) sampai didapatkan ekstrak kental dengan rendemen + 7,65 %.

Standar mutu ekstrak kental mengkudu

- Rendemen : 10 - 12 %

- Kandungan kimia (Flavonoid total) : 0,09 – 0,12 %

- Kadar air : 3,7 – 6,15 %

Proses isolasi dimulai dengan maserasi rajangan buah menggunakan etanol 95%, difraksinasi dengan kloroform dan senyawa skopoletin dipisahkan dengan kromatografi kolom menggunakan eluer heksan:etil asetat dengan berbagai perbandingan. Senyawa skopoletin yang didapat ditentukan nilai Rf dengan kromatografi lapis tipis (KLT), titik leleh, spetrum sinar ultra violet (UV) dan spetruk infra merah (IR) berdasarkan struktur yang didapat melalui biosintesis.

NIKOTIN

Sudah sejak ribuan tahun yang lalu, daun dari tanaman tembakau, Nicotiana tabacum, digunakan oleh manusia, entah untuk dicampur dalam makanan sebagai penyedap rasa (mesir kuno), ataupun untuk dikunyah dan dihisap baunya dalam prosesi suci (Aztec, Inca). Daun tembakau adalah elemen utama untuk membuat sebatang rokok.

Menurut literatur yang ada, Tembakau pernah kali ditemukan dan dibudidayakan di daerah Amerika Utara. Seiring dengan penemuan dan penaklukan benua baru oleh orang-orang Eropa, tembakau pun mencapai daratan eropa dan akhirnya menyebar hingga ke seluruh dunia. Pada awalnya, terutama di masa dark-age di Eropa, karena ketidaktahuan, tembakau bahkan digunakan sebagai obat untuk mengatasi berbagai penyakit. Beruntunglah kita yang hidup di masa kini. Seiring perjalanan waktu dan banyaknya studi yang dilakukan, kita bisa lebih banyak mengetahui manfaat dan kerugian dari tembakau ini.

Saya ingat, seorang teman yang merasa sangat gugup sebelum memberikan presentasi. setelah merokok beberapa batang, beliau merasa sangat tenang dan presentasi pun berjalan sangat lancar. Kenapa bisa begitu? Simpel saja, merokok ataupun mengunyah tembakau dapat membuat seseorang merasa “feel good” dan relaks. Lantas, kenapa merokok dapat menimbulkan rasa nyaman? Dari begitu banyak bahan kimia yang terkandung dalam sebatang rokok, ada satu yang sangat menarik perhatian. Anda benar, Nikotin. Zat inilah yang menghasilkan semua good feeling dan rasa nyaman disaat seseorang merokok. Tak heran, habis sepuntung, tangan kita pun dengan nyamannya menyalakan puntung berikutnya.

Di artikel ini, mari kita bahas tentang nikotin dalam sebatang rokok dan bagaimana zat tersebut dapat mempengaruhi tubuh kita.

Apa itu Nikotin ?

Nikotin(C10H14N2) merupakan senyawa organic alkaloid, yang umumnya terdiri dari Karbon, Hydrogen, Nitrogen dan terkadang juga Oksigen. Senyawa kimia alkaloid ini memiliki efek kuat dan bersifat stimulant terhadap tubuh manusia. Contoh lain dari senyawa alkaloid ini misalnya, Kafein. Bagi pencinta kopi, tentu bisa merasakan effek stimulant dari kafein ini ketika meminum secangkir kopi di pagi hari.

Konsentrasi Nikotin biasanya sekitar 5% dari per 100 gram berat tembakau. Sebatang rokok biasanya mengandung 8-20 mg Nikotin, walaupun tentu saja, sangat bergantung pada merk rokok tersebut. Jika anda perokok, ketahuilah, tubuh kita menyerap 1mg Nikotin untuk satu batang rokok yang dihisap.

Nikotin dalam tubuh manusia
Layaknya zat additive lainnya, ada beberapa cara bagi Nikotin untuk terserap dalam tubuh manusia, yaitu melalui:

1. Kulit
2. Paru-paru
3. Mucous membranes (maaf, saya tidak tau bahasa indonesianya, tapi contoh mucous membrane misalnya pada bagian dalam mulut, atau lapisan dalam hidung kita)

Setelah terserap melalui salah satu cara diatas, Nikotin akan masuk ke dalam system peredaran darah menuju ke otak dan diedarkan ke seluruh system tubuh.
Merokok, atau proses inhalasi, adalah cara yang paling umum dan tercepat bagi Nikotin untuk terserap dalam darah. Paru-paru kita mengandung banyak alveolus. Alveolus adalah semacam kantung kecil, tempat terjadinya pertukaran antara udara kotor dan bersih yang kita hisap. Setelah berada dalam system peredaran darah, Nikotin dengan cepat akan sampai ke otak, dan bereaksi dengan sel-sel otak sehingga terciptalah perasaan nyaman tersebut. Dibutuhkan 5-15 detik setelah setelah hisapan pertama bagi Nikotin untuk bereaksi dalam tubuh (otak) kita. Dalam satu kali merokok, kira-kira 0,031 mg Nikotin yang akan tertinggal dalam tubuh manusia.

Bagaimana tubuh memproses Nikotin ?

1. Di dalam organ hati, enzyme yang disebut CYP2A6 akan mencerna sekitar 80% nikotin akan menjadi Kotinin.
2. Proses metabolisme Nikotin terjadi juga di dalam paru-paru. Disini, Nikotin akan diubah menjadi Kotinin dan Nikotin oksida.
3. Kotinin dapat dikeluarkan melalui urin. Itulah mengapa, urin seorang perokok akan menimbulkan bau yang sangat tajam. Kotinin memiliki waktu paruh 24 jam. Artinya, 24 jam setelah merokok, zat kotinin dalam tubuh akan tersisa setengahnya.
4. Nikotin yang tersisa dalam darah, juga akan disaring di dalam ginjal dan akan dikeluarkan melalui urin.

Tingkat metabolisme Nikotin dalam tubuh tiap individu dapat berbeda satu sama lain. Seseorang yang memiliki kelainan pada enzyme CYP2A6, akan membuat organ hati menjadi kurang efektif dalam mencerna Nikotin. Akibatnya, kadar Nikotin dalam darah masih berada pada level yang tinggi. Perokok dengan kelainan fungsi enzyme ini, biasanya merokok lebih sedikit namun merasakan efek Nikotin yang lebih besar dari perokok lain pada umumnya.

Efek dari Nikotin
Nikotin sangat mempengaruhi dan dapat mengubah fungsi otak dan tubuh kita. Nikotin membuat si perokok merasa relaks dan kemuadian merasa lebih energik dan bersemangat, atau sebaliknya. Efek ini umum dikenal sebagai biphase effect. Sialnya, semakin sering seseorang merokok, akan semakin merasa ketagihan dan bertambah pula dosis yang akan kita gunakan.

Saat seseorang menghisap sebatang rokok, nikotin akan diserap dalam tubuh (darah), diringi dengan pelepasan Adrenalin dan pemblokade-an hormone insulin. Adrenalin lebih dikenal sebagai hormon “Fight or Flight”. Jika anda mencintai film horror, atau sangat suka dengan roller-coaster, pasti sangat familiar sekali dengan efek Adrenalin ini, yang juga akan anda alami saat merokok:

* Detak jantung yang sangat cepat
* Meningkatnya tekanan darah
* Tarikan nafas yang berat dan cepat

Saat Adrenalin dilepas tubuh kita pun akan melepaskan cadangan glukosa ke dalam darah. Kemudian, insulin akan memerintahkan sel tubuh untuk menyerap kelebihan glukosa dalam darah. Efek ini sering disebut sebagai hyperglycaemic, yaitu tingginya kadar gula dalam darah. Inilah alasan kenapa saat merokok, seseorang tidak merasa lapar dan akan tahan untuk tidak makan selama berjam-jam. Lebih banyak dijumpai perokok yang berbadan kurus dibandingkan perokok yang kelebihan berat badan.

Dalam jangka panjang, Nikotin dapat meningkatkan kadar kolesterol dalam darah, mengakibatkan si perokok, walaupun sudah lama berhenti merokok, sangat rentan terhadap serangan jantung dan stroke. Ini sebagai akibat dari rusaknya pembuluh arteri dalam darah, yang salah satu fungsinya, mengedarkan oksigen ke seluruh tubuh.

Di dalam otak, sebagai respon terhadap Nikotin, otak akan memerintahkan tubuh untuk membuat zat endorphin lebih banyak lagi. Endorphin adalah senyawa protein yang lebih tepat disebut sebagai body’s natural pain killer. Struktur kimia Endorphin tidaklah jauh berbeda dengan painkiller kelas atas seperti morphine. Endorhpin dapat membuat seseorang merasa relaks dan euphoria.

Para peneliti sepakat bahwa Nikotin adalah salah satu zat addiktif yang berbahaya. Zat ini memenuhi dua efek sekaligus:

1. Psikologis – Seseorang perokok, karena ketagihan, tetap akan merokok dan merokok, walaupun sangat tahu akan bahaya merokok bagi dirinya sendiri dan orang-orang di sekitarnya.
2. Fisiologis – Para ahli syaraf menyatakan, karena merokok men-stimulus system syaraf sehingga si perokok merasa nyaman dan relax, maka si perokok akan mengulanginya lagi dan lagi demi mendapatkan perasaan nyaman tersebut

Sialnya, efek Nikotin berbanding lurus dengan dosis yang digunakan. Setelah beberapa lama merokok, seseorang akan melewati batas toleran, artinya, jika sebelumnya butuh 1 batang rokok perhari untuk merasa nyaman, maka, setelah merokok selama satu bulan, ia akan membutuhkan 2 batang rokok per hari untuk merasakan kembali perasaan nyaman tersebut dan bertambah di bulan berikutnya.

Lantas, apa yang terjadi, saat seorang perokok tiba-tiba berhenti merokok seketika? Saat mengkonsumsi Nikotin, fungsi otak dan tubuh akan berubah, beradaptasi sebagai kompensasi atas adanya efek yang ditimbulkan oleh Nikotin. Sebagai contoh, otak akan beradaptasi, memperbanyak atau mengurangi jumlah sel syaraf reseptor akibat dari adanya Nikotin. Saat berhenti merokok, efek fisiologis ini tetap tertinggal dalam otak. Akibatnya, tubuh (otak) bereaksi dan tidak bisa berfungsi dengan baik selayaknya ketika Nikotin masih berada dalam tubuh. Umumnya, seseorang yang mencoba berhenti mengkonsumsi Nikotin, akan mengalami gejala berikut:

* Irritabilitas, biasanya menjadi lebih sensitif dan mudah marah
* Gampang cemas dan merasa depresi
* Dan tentu saja, kebutuhan yang amat-amat sangat terhadap Nikotin

Dalam beberapa bulan pertama sejak berhenti mengkonsumsi Nikotin (baca: merokok), gejala dan efek fisiologis akan berkurang sedikit demi sedikit. Namun, bagi seorang perokok, satu hari tanpa rokok, ibarat tertusuk jarum neraka. Itulah mengapa, hanya kurang dari 3% yang berhasil untuk benar-benar tidak merokok lagi.

Tidak perlu diperdebatkan lagi, dari tinjauan kesehatan, merokok memiliki lebih banyak sisi negatifnya, seperti dapat menimbulkan kanker paru-paru dan emphysema Emphysema adalah kerusakan kronis pada kantung udara di paru-paru (alveolus), dimana kantung-kantung tersebut membesar dari ukuran normal sehingga menjadi kurang fleksibel. Akibatnya, menarik nafas menjadi lebih sulit dan paru-paru pun rentan terhadap infeksi. Satu puntung rokok, mengandung puluhan zat berbahaya. Dan Nikotin bersama zat-zat lainnya tersebut, sangatlah bersifat karsinogenik.

Jadi, jika memang tidak bisa berhenti merokok, maka ada baiknya berhati-hati. Setidaknya, janganlah merokok di tempat umum atau di depan orang banyak dan anak-anak. Jika anda tidak peduli dengan diri sendiri, setidaknya, pedulilah terhadap orang-orang di sekitar anda yang sangat anda cintai.

                                                Ujian Mid Semester

Matakuliah`   : Kimia BahanAlam
Kredit             : 2 SKS
Dosen              : Dr. Syamsurizal, M.Si
Hari/Tanggal : Sabtu, 24 november 2012
Waktu               : 15.30 sd 09.00 pagi( tanggal 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 punya potensi (tidak aktif) dapat dibuat menjadi senyawa unggul yang memiliki potensi aktifitas biologis tinggi. Berikan dengan contoh.

Jawab:

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 Salah satu usaha yang dilakukan adalah penyederhanaan langkah melalui proses sintesis ujisintesis-uji, yang dapat memberi informasi tentang turunan struktur molekul senyawa yang dapat mengubah hasil uji eksperimental.Informasi ini menguraikan hubungan antara struktur dan aktivitas biologis. Studi hubungan antara struktur dan aktivitas biologis menghasilkan dua segi penting, yaitu: pertama, hubungan dapat ditemukan antara sistematik perubahan struktural dalam seri molekul dan pengamatan perubahan aktivitas biologis seri senyawa tersebut. Hal ini secara langsung menjelaskan perubahan aktivitas biologis dalam seri senyawa, yang dinyatakan dalam struktur kimia. Kedua,studi hubungan antara struktur dan aktivitas dapat digunakan sebagai pola penalaran dalam rancangan molekul baru yang lebih efektif. Penalaran ini dikembangkan dari informasi tentang hubungan antara struktur dan aktivitas.
Penelitian bahan alam biasanya dimulai dari ekstraksi, isolasi dengan metode kromatografi sehingga diperoleh senyawa murni, identifikasi unsur dari senyawa murni yang diperoleh dengan metode spektroskopi, dilanjutkan dengan uji aktivitas biologi baik dari senyawa murni ataupun ekstrak kasar. Setelah diketahui struktur molekulnya biasanya dilanjutkan dengan modifikasi struktur untuk mendapatkan senyawa dengan aktivitas dan kestabilan yang diinginkan. Disamping itu dengan kemajuan bidang bioteknologi, dapat juga dilakukan peningkatan kualitas tumbuhan atau organisme melalui kultur jaringan atau pembentukan menjadi tumbuhan transgenik yang tentunya juga akan menghasilkan berbagai jenis senyawa metabolit sekunder baru yang beraneka ragam dan mungkin juga dengan struktur molekul yang berbeda dengan yang ditemukan dari tumbuhan awalnya.

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

Jawab:

Obat-obatan banyak mengandung zat kimia yang jika dikonsumsi dalam jangka panjang dapat beresiko negatif bahkan dapat menyebabkan timbulnya penyakit baru.maka dari itu orang mencari alternative lain yaitu dengan obat alami salah satu contohnya,yang tanaman disebut tanaman herbal. Yang efeknya tidak ada dan mudah untuk didapatkan juga harganya murah dan kadang berada disekitar kita.  Tumbuhan yang dapat digolongkan sebagai obat adalah yang mengandung senyawa metabolit sekunder, (alkaloid, flavonoid, saponin, terpenoid, dan steroid), sehingga banyak para peneliti menisolasi dan mensintesis tumbuhan di laboratorium  untuk memperoleh suatu senyawa metebolit sekunder yang sangat bermanfaat sebagai obat untuk kesehatan. Senyawa-senyawa metabolit sekunder yang telah berhasil diisolasi, oleh manusia selanjutnya didayagunakan sebagai bahan obat seperti morfin sebagai obat nyeri, kuinin sebagai obat malaria, reserpin sebagai obat penyakit tekanan darah tinggi dan vinkristin serta vinblastin sebagai obat kanker. Selain sebagai bahan obat, senyawa metabolit sekunder juga didayagunakan oleh manusia untuk menunjang kepentingan industri seperti industri kosmetik dan industri pembuatan pestisida dan insektisida. Untuk di Indonesia, pemanfaatan senyawa bahan alam yang ditemukan para peneliti Indonesia sebagai bahan baku obat antara lain Itebein sebagai anti tumor, Artoindonesianin sebagai anti malaria, Diptoindonesin, Indonesiol serta banyak lagi. Sedangkan potensi lain yang sedang dikembangkan peneliti Indonesia untuk menunjang kepentingan industri adalah potensi bahan alam sebagai penghasil minyak atsiri. Menurut Prof. Hardjono Sastrohamidjojo (Guru Besar UGM) dalam Workshop Kewirausahaan di Auditorium FMIPA UGM pada 27 September 2005, beliau mengatakan bahwa Indonesia merupakan penghasil dan pengekspor minyak atsiri yang besar di dunia. Kandungan senyawa kimia yang terdapat dalam bahan alam (daun, batang, akar, biji) untuk minyak atsiri dibagi menjadi dua kelompok yakni kelompok pertama; minyak atsiri yang komponen-komponennya mudah dipisahkan yang kemudian menjadi bahan awal sintesis (minyak sereh, minyak daun cengkeh, minyak permen, dan minyak terpentin) dan kelompok kedua; minyak atsiri yang komponen-komponennya tidak mudah dipisah (minyak akar wangi, minyak nilam, minyak cendana, minyak kenanga), dimana minyak atsiri ini dapat langsung digunakan.

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.

Jawab:

pemilihan pelarut harus disesuaikan dengan sifat-sifat senyawa yang akan dimurnikan.  Isolasi berdasarkan sifat kimia dan  kereaktifan bahan alam terhadap pelarut tertentu.  Bahan alam diisolasi melalui reaksi kimia dan dipisahkan dari senyawa lain yang tidak bereaksi.

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

·         Selektivitas

Pelarut hanya boleh melarutkan ekstrak yang diinginkan, bukan komponen-komponen lain dari bahan ekstraksi. Dalam praktek, terutama pada ekstraksi bahan-bahan alami, sering juga bahan lain (misalnya lemak, resin) ikut dibebaskan bersama-sama dengan ekstrak yang diinginkan. Dalam hal itu larutan ekstrak tercemar yang diperoleh harus dibersihkan, yaitu misalnya diekstraksi lagi dengan menggunakan pelarut kedua.

·         Kelarutan

Pelarut sedapat mungkin memiliki kemampuan melarutkan ekstrak yang besar (kebutuhan pelarut lebih sedikit)

·         Kemampuan tidak saling bercampur

Pada ekstraksi cair-cair, pelarut tidak boleh (atau hanya secara terbatas) larut dalam bahan ekstraksi

·         Kerapatan

Terutama pada ekstraksi cair-cair, sedapat mungkin terdapat perbedaan yang besar antara pelarut dan bahan ekstraksi. Hal ini dimaksudkan agar kedua fase dapat dengan mudah dipisahkan kembali setelah pencampuran (pemisahan dengan gaya berat). Bila kerapatannya kecil, seringkali pemisahan harus dilakukan dengan gaya senfigunal (misalnya dalam ekstraktor sentritugal)

·         Reaktivitas

Pada umumnya pelarut tidak boleh menyebabkan perubahan secara kimia pada komponen-komponen bahan ekstraksi. Sebaliknya dalam hal-hal tertentu diperlukan adanya reaksi kimia (misalnya pembentukan garam) untuk mendapatkan selektivitas yang tinggi. Seringkali ekstraksi juga disertai dengan reaksi kimia. Dalam hal ini bahan yang akan dipisahkan mutlak harus berada dalam bentuk larutan.

·         Titik didih

Karena ekstrak dan pelarut biasanya harus dipisahkan dengan cara penguapan, maka titik didih kedua bahan itu tidak boleh terlalu dekat, dan keduanya tidakj membentuk aseobrop. Ditinjau dari segi ekonomi, akanm menguntungkan jika pada proses ekstraksi titik didih pelarut tiak terlalu tinggi (seperti juga halnya dengan panas penguapan yang rendah).

·         Kriteria yang lain

Pelarut sedapat mungkin harus

·         Murah

·         Tidak beracun

·         Tersedia dalam jumlah besar

·         Tidak dapat terbakar

·         Tidak eksplosif bila bercampur dengan udara

·         Tidak korosif

·         Tidak menyebabkan terbentuknya emulsi

·         Memiliki viskositas yang rendah

·         Stabil secara kimia dan termis

Contoh pelarut yang digunakan:

-Terpenoid : alkohol dan eter

-alkaloid    : metanol

-flavonoid : etanol,metanol dan etil asetat

-steroid      : metanol, asam sulfat

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

Jawab:

Sebelum dikenalkan teknik spektroskopi, yakni sampai paruh pertama abad 20, penentuan struktur senyawa organik didasarkan atas perbandingan dengan senyawa yang strukturnya telah diketahui. Bila semua sifat fisik dan kimia senyawa identik dengan senyawa yang telah dideskripsikan di literatur, dapat disimpulkan bahwa senyawa yang sedang dipelajari identik dengan snyawa yang strukturnya telah diketahui. Kriteria ini masih diadopsi hingga kini walaupun perbandingan yang dilakukan mungkin berbeda.

Kini penentuan struktur terutama dilakukan dengan metoda spektroskopik dan difraksi.

kini tersedia banyak metoda untuk menentukan struktur. Misalnya, perhitungan kimia kuantum mungkin juga merupakan sumber informasi yang bermanfaat.

a. Uji titik leleh campuran

Metoda ini telah secara ringkas dibahas di bab sebelumnya (Bab 12..2). Seebelum pertengahan ada 20, prosedur utama dalam penentuan struktur senyawa organik adalah untuk membuktikan bahwa senyawanya identik dengan senyawa yang telah diketahui. Bukti ini terutama dicapai dengan uji titik leleh campuran (uji campuran). Metoda ini didasarkan prinsip bahwa titik leleh padatan paling tinggi ketika padatan itu murni. Bila dua sampel A dan B memiliki titik leleh yang sama, maka ditentukan titik leleh A murni, B murni dan campuran sejumlah sama A dan B. Bila hasil ketiganya sama, terbukti bahwa A dan B identik.

b. Penggunaan turunan padatan

Bila sampelnya berwujud cairan atau gas, metoda titik leleh campuran tidak dapat digunakan. Bila sampel gas atau cairan memiliki gugus fungsi yang reaktif, sampel ini dapat diubah menjadi padatan yang mungkin menghasilkan kristal yang indah. Aldehida dan keton, yang sangat penting dalam kimia organik, cenderung berupa cairan bila massa molekulnya rendah. Dalam kasus semacam ini senyawa ini biasanya diubah menjadi turunannya yang padat yang lewbih mudah ditangani untuk penentuan struktur. Pereaksi yang dapat bereaksi dengan aldehida dan keton,

c. Perbandingan sifat fisik

Sifat fisik lain seperti titik didih, indeks bias, momen dipol, dan rotasi spesifik untuk senyawa yang optik aktif dapat memberikan onformasi yang bermanfaat. Data semacam ini dapat memberikan informasi pda sifat keseluruhan molekul. Kadang, sifat molekul keseluruhan dapat merupakan jumlah dari berbagai kontribusi bagian-bagian senyawa.

d. Reaksi kualitatif

Penentuan struktur senyawa organik biasanya meliputi dua pendekatan. Sebaliknya, informasi struktur secara kasar didapat dengan penentuan massa molekul, analisis unsur, dsb. Demikian juga informasi jenis dan jumlah gugus fungsi juga harus didapatkan. Jadi, informasi tentang molekul secaraa keseluruhan dan substituennya didapatkan secara seiring.

Spektroskopi NMR

a. Prinsip

Banyak inti (atau lebih tepat, inti dengan paling tidak jumlah proton atau neutronnya ganjil) dapat dianggap sebagai magnet kecil. Inti seperti proton (1H atau H-1) dan inti karbon-13 (13C atau C-13; kelimpahan alaminya sekitar 1%). Karbon -12 (12C), yang dijadikan standar penentuan massa, tidak bersifat magnet.

Bila sampel yang mengandung 1H atau 13C (bahkan semua senyawa organik) ditempatkan dalam medan magnet, akan timbul interaksi antara medan magnet luar tadi dengan magnet kecil (inti). Karena ada interaksi ini, magnet kecil akan terbagi atas dua tingkat energi (tingkat yang sedikit agak lebih stabil (+) dan keadaan yang kurang stabel (-)) yang energinya berbeda. Karena dunia inti adalah dunia mikroskopik, energi yang berkaitan dengan inti ini terkuantisasi, artinya tidak kontinyu. Perbedaan energi antara dua keadaan diberikan oleh persamaan.

E = γhH/2π(13.4)

H kuat medan magnet luar (yakni magnet spektrometer), h tetapan Planck, γ tetapn khas bagi jenis inti tertentu, disebut dengan rasio giromagnetik dan untuk proton nilainya 2,6752 x 108 kg-1 s A (A= amper)．

Bila sampel disinari dengan gelombang elektromagnetik ν yang berkaitan dengan perbedaan energi E, yakni,

E = hν (13.5)

inti dalam keadaan (+) mengabsorbsi energi ini dan tereksitasi ke tingkat energi (-). Proses mengeksitasi inti dalam medan magnetik akan mengabsorbsi energi (resonansi) disebut nuclear magnetic resonance (NMR)．

Frekuensi gelombang elektromagnetik yang diabsorbsi diungkapkan sebagai fungsi H.

ν = γH/2π(13.6)

Bila kekuatan medan magnet luar, yakni magnet spektrometer, adalah 2,3490 T(tesla; 1 T = 23490 Gauss), ν yang diamati sekitar 1 x 108 Hz = 100 MHz．Nilai frekuensi ini di daerah gelombang mikro.

Seacara prinsip, frekuensi gelombang elektromagnetik yang diserap ditentukan oleh kekuatan magnet dan jenis inti yang diamati. Namun, perubahan kecil dalam frekuensi diinduksi oleh perbedaan lingkungan kimia tempat inti tersebut berada. Perubahan ini disebut pergeseran kimia.

Dalam spektroskopi 1H NMR, pergeseran kimia diungkapkan sebagai nilai relatif terhadap frekuensi absorpsi (0 Hz) tetrametilsilan standar (TMS) (CH3)4Si．Pergeseran kimia tiga jenis proton dalam etanol CH3CH2OH adalah sekitar 105，325 dan 490 Hz bila direkam dengan spektrometer dengan magnet 2 1140 T (90 MHz) (Gambar 13.6(a))．Karena frekuensi absorpsi proton adalah 0,9 x 108Hz (90 MHz), pergeseran kimia yang terlibat hanya bervariasi sangat kecil.

 Kafeina atau lebih populernya kafein (C₈H₁₀N₄O₂), ialah senyawa alkaloid xantina berbentuk kristal dan berasa pahit yang bekerja sebagai obat perangsang psikoaktif dan diuretik ringan. Kafein termasuk alkaloid golongann purin.Kafein adalah sebuah senyawa organik heterosiklik aromatik, yang terdiri dari cincin pirimidina dan cincin imidazola yang bergandeng sebelahan. kafein merupakan salah satu dari dua grup basa nitrogen. Kafein merupakan golongan yang membentuk nitrogen basa-nitrogen basa, termasuk kedua golongan basa nukleat. Dua dari keempat deoxyribonucleotide dan dua dari keempat ribonucleotide, yang merupakan bahan bangunan pokok dari DNA dan RNA, adalah purina. Berikut adalah struktur kafein.