UJIAN AKHIR SEMESTER

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.

Jawaban :

Asam asetat melakukan kondensasi setelah diaktifkan terlebih dahulu oleh koenzim A dan menghasilkan asam asetoasetat. Selanjutnya, asam asetoasetat melakukan kondensasi aldol dengan asetil koenzim A sehingga menghasilkan rantai karbon bercabang. Kemudian terjadi reaksi eliminasi dan dekarboksilasi menghasilkan IPP (Isopentenil pirofosfat). Selanjutnya IPP berisomerasi yang dibantu enzim isomerase sehingga menghasilkan DMAPP (Dimetil alil pirofosfat). Terjadi penggabungan antara IPP dan DMAPP, pada proses ini terjadi penyingkiran ion pirofosfat dan menghasilkan GPP (Geranil pirofosfat). Kemudian terjadi penggabungan lagi yaitu antara IPP dengan GPP menghasilkan FPP (Farnesil pirofosfat). Terjadi penggabungan antara 2 unit FPP dan menghasilkan squalene. Senyawa squalene tersebut bersiklisasi dan masuknya oksigen menghasilkan 2,3 oxidosqualene. Kemudian membentuk menjadi triterpenoid saponin, phytosterol, steroid saponin, dan steroid glikoalkaloid.

Faktor-faktor yang penting dihasilkannya senyawa triterpenoid dalam jumlah banyak yaitu salah satunya faktor dari enzim yang bekerja pada proses biosintesis triterpenoid tersebut, semakin bertambah aktivasi enzim yang bekerja semakin banyak triterpenoid yang akan dihasilkan. Kemudian terjadinya penghambatan pada jalur mevalonat sehingga triterpenoid lebih banyak dihasilkan.

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.

Jawaban :

penggunaan spectrum IR untuk mengetahui gugus –gugus fungsi pada suatu senyawa bahan alam ditentukan dari ikatan dari tiap atom dan untuk spectrum NMR dimana spectrum ini digunakan untuk mengetahui posisi atom. Misalnya pada struktur senyawa flavonoid dimana terdapat ikatan rangkap C=C yang mempunyai daerah serapan 1500 – 1600 cm^-1 dan intensitas serapannya sedang, ikatan rangkap C=O yang daerah serapannya 1540 – 1870 cm^-1 dan intensitas serapan kuat, ikatan tunggal C-O mempunyai daerah serapan 1000 – 1260cm^-1 dan intensitas serapan cukup kuat, ikatan tunggal C-H dengan daerah serapan pada 3050-3150 cm^-1 dan intensitas serapan lemah tetapi tajam, terakhir ikatan O-H yang daerah serapannya berada pada 3200-3550 cm^-1 dan mempunyai intensitas serapan yang sangat lebar.

1H NMR menunjukkan adanya sinyal dari proton alifatik. Masing- masing terdiri dari satu sinyal proton hidrogen pada dH 5,42, 3,11, dan 2,74 ppm dan sinyal proton gugus hidroksil pada dH 12,13 (s) serta pada dH 9,00 dengan intensitas yang sangat lebar. Hal ini menunjukkan adanya tiga subtituen –OH. Terdapat satu unit senyawa aromatic pada dH 7,39 dan 6,89 ppm.

struktur catechin 

struktur Isoflavon

 

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.

Jawaban :

Pada proses isolasi alkaloid, setelah sampel diekstrak, terjadi pengasaman terlebih dahulu dengan diberi asam anorganik untuk melarutkan alkaloid menjadi garam. Garam yang dihasilkan baru di basakan agar didapatkan alkaloid bebas. Kemudian diekstraksi dengan pelarut tertentu

Contohnya yaitu Nikotin, kafein, dan morfin

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

Jawaban :

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.

Misalnya pada senyawa triterpenoid,pada biosintesis triterpenoid terjadi proses siklisasi squalen yang menghasilkan senyawa triterpenoid. Untuk metode isolasinya digunakan sebagai sampelnya yaitu kulit dari batang kecapi. Hasil dari isolasi ini diidentifikasi terlebih dahulu dengan menggunakan pereaksi Lieberman-burchard dan menghasilkan terbentuknya bercak merah. Hal ini menunjukkan bahwa senyawa yang dihasilkan adalah senyawa triterpenoid. Kemudian diuji dengan menggunakan spektrometer IR,diketahui terdapat gugus-gugus fungsi yang merupakan ciri khas dari senyawa triterpenoid.

KOLESTEROL

Kolesterol adalah metabolit yang mengandung lemak steroid. Pada manusia, kolesterol dapat disintesis sendiri di dalam tubuh, yaitu di bagian hati, korteks, adrenal, kulit, usus, testis, lambung, otot, jaringan adipose, dan otak. Sekitar 17 persen dari berat kering otak terdiri atas kolesterol. Dengan demikian, tanpa kolesterol, struktur otak tidak mungkin terbentuk dengan sempurna.

Meskipun dianggap berbahaya, kolesterol tetapi dibutuhkan oleh tubuh. manusia rata-rata membutuhkan 1.100 miligram kolesterol per hari untuk memelihara dinding sel dan fungsi fisiologis lain. Dari jumlah tersebut 25-40 persen (200-300 mg) secara normal berasal dari makanan dan selebihnya disintesis oleh tubuh.

Jika jumlah kolesterol di dalam tubuh kurang, sintesis kolesterol di dalam hati dan usus meningkat untuk memenuhi kebutuhan jaringan dan organ lain. Sebaliknya, jika jumlah kolesterol di dalam makanan meningkat, sintesis kolesterol di dalam hati dan usus menurun. Sintesis kolesterol dapat dihentikan jika kadar kolesterol tinggi.

Enzim yang penting dalam sintesa kolesterol adalah HMG koA reduktase. Enzim ini dihambat oleh makanan tinggi kolesterol dan inhibisi umpan balik. Pada jaringan ekstrahepatik, HMG koA reduktase dihambat oleh kolesterol dalam LDL. Di dalam jaringan usus, enzim ini dihambat oleh asam-asam empedu. Hormon tiroid dan insulin juga turut berperan dalam penghambatan kerja enzim ini.

NIKOTIN

Nikotin merupakan bahan alam yang termasuk ke dalam golongan alkaloid. Gugus amina pada struktur nikotin merupakan amina tersier yangdapat terprotonasi untuk membentuk garam. Gugus amina tersier pada struktur nikotin terikat pada cincin piridin dan cincin pirolidin. 

Nikotin dengan gugus amina terprotonasi ini dapat bereaksi dengan basa kuatmenghasilkan basa bebas.

Nikotin merupakan racun saraf yang potensial dan digunakan sebagai bahan baku berbagai jenis insektisida. Nikotin memiliki daya karsinogenik terbatas yang menjadi penghambat kemampuan tubuh untuk melawan sel-sel kanker, akan tetapi nikotin tidak menyebabkan perkembangan sel-sel sehat menjadi sel-sel kanker. 

      Nikotin dapat berlaku sebagai sebuah stimulan dan obat penenang atau penghilang rasa sakit.

      Secara langsung setelah kontak dengan nikotin maka timbul rangsangan terhadap kelenjar adrenal yang   menyebabkan terlepasnya hormonadrenalin. Hormon adrenalin ini merangsang tubuh dan menyebabkan pelepasan glukosa secara mendadak yang akhirnya kadar gula dalam darah menurun, dantekanan darah juga meningkat. Begitu pula pada pernapasan dan detak jantung.

       Isolasi nikotin dari daun tembakau kering dengan cara soxhletasi menggunakan pelarut metanol kemudian dilakukan penggaraman dengan asam dan ekstraksi alkaloid dengan basa. Ekstrak yang diperoleh kemudian dimurnikan dengan KLT, dan kromatografi kolom. Setelah itu dianalisis menggunakan IR, UV, dan GC-MS.

UJIAN MID SEMESTER

Matakuliah              : 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 punya potensi ( tidak aktif ) dapat dibuat menjadi senyawa unggul yang memiliki potensi aktifitas biologis tinggi. Berikan dengan contoh.

     Jawaban :

     Mengubah suatu senyawa bahan alam yang tidak punya potensi (tidak aktif) dapat dibuat menjadi senyawa unggul yang mempunyai aktifitas biologis tinggi yaitu salah satunya dengan bantuan bakteri. Misalnya pada fermentasi tapai, dapat meningkatkan kandungan vitamin B1 hingga tiga kali lipat. Vitamin ini diperlukan oleh sistem saraf, sel otot dan sistem pencernaan agar dapat berfungsi dengan baik. Karena mengandung berbagai macam bakteri yang aman dikonsumsi, tapai dapat digolongkan sebagai sumber probiotik bagi tubuh. Cairan tapai dan tapai ketan diketahui mengandung bakteri asam laktat . kemampuannya tapai mengikat dan mengeluarkan aflatoksin (zat toksik atau racun yang dihasilkan oleh kapang) dari tubuh. 

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

Jawaban :

Senyawa bahan alam merupakan model bagi sintesis obat yang mempunyai aktifitas fisiologi sama dengan senyawa asli. Sintesis senyawa bahan alam dapat dilakukan,salah satunya dengan mengekstraksi senyawa tersebut. Sebelum proses ekstraksi dilakukan, terlebih dahulu kita harus mengetahui senyawa yang terkandung dalam sampel yang akan di ekstraksi. Kemudian baru dilakukan ekstraksi dengan pelarut yang cocok dengan sampel tersebut.

Obat2an dalam bentuk ekstrak memiliki manfaat yang jauh lebih baik daripada dalam bentuk rajangan yang direbus jika pengolahan dilakukan sesuai dengan standard mutu dan kualitas yang baik. Selain itu, sediaan obat herbal dalam bentuk ekstrak lebih simpel, efisien, serta modern. Masyarakat akan lebih mudah mengkonsumsi sebagai herbal untuk menjaga kesehatan.

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.

     Jawaban :

Kaidah – kaidah pokok dalam memilih pelarut untuk isolasi dan purifikasi senyawa bahan alam yaitu :

·       Tidak bercampur dengan air

·       Titik didih pelarut rendah

·       Pelarut tidak melarutkan senyawa yang diinginkan

·       Titik didih pelarut yang rendah sangat menguntungkan pada saat pengeringan

·       Bersifat inert (tidak bereaksi) terhadap senyawa yang akan dikristalkanataudirekristalisasi.

Contoh pelarut yang digunakan pada :

·       Flavonoid : pelarut petroleum eter, kloroform dan n-butanol

·       Alkaloid : etanol, etil asetat, benzene

·       Terpenoid : n-heksan, metanol, kloroform, etil asetat

·       Steroid : kloroform, etil asetat

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 :

 penentuan struktur terutama dilakukan dengan metoda spektroskopik dan difraksi. Metoda spektroskopi merupakan alat utama pada kimia modern untuk identifikasi struktur molekul. Pada kimia organik, metoda spektroskopi digunakan

untuk menentukan dan mengkonfirmasi struktur molekul, untuk memantau reaksi dan untuk mengetahui kemurnian suatu senyawa. Metoda yang paling penting untuk kimia organik adalah spektroskopi Nuklir Magnetik Resonansi Proton ( NMR), spektrometri massa, inframerah dan spektroskopi UV/Vis.

a.   Spektroskopi UV

merupakan metode yang akam memberikan informasi adanya kromofor dari senyawa organik dan membedakan senyawa aromatik atau senyawa ikatan rangkap yang berkonjugasi dengan senyawa alifatik rantai jenuh.

b.   Spektroskopi IR

metode yang dapat menentukan serta mengidentifikasi gugus fungsi yang terdapat dalam senyawa organik, yang mana gugus fungsi dari senyawa organik akan dapat ditentukan berdasarkan ikatan dari tiap atom dan merupakan bilangan frekuensi yang spesifik.

c.   Nuklir Magnetik Resonansi Proton (NMR)

metode ini akan mengetahui posisi atom-atom karbon yang mempunyai proton atau tanpa proton. Di samping itu akan dikenal atom-atom lainnya yang berkaitan dengan proton.

d.   Spektroskopi massa

mengetahui berat molekul senyawa dan ditunjang dengan adanya fragmentasi ion molekul yang menghasilkan pecahan-pecahan spesifik untuk suatu senyawa berdasarkan m/z dari masing-masing fragmen yang terbentuk. Terbentuknya fragmen-fragmen dengan terjadinya pemutusan ikatan apabila disusun kembali akan dapat menentukan kerangka struktur senya yang diperiksa.

KOLESTEROL

Kolesterol adalah metabolit yang mengandung lemak sterol  yang ditemukan pada membran sel dan disirkulasikan dalam plasma darah. Merupakan sejenis lipid yang merupakan molekul lemak atau yang menyerupainya. Kolesterol ialah jenis khusus lipid yang disebut steroid.

Meskipun dianggap berbahaya, kolesterol tetapi dibutuhkan oleh tubuh. manusia rata-rata membutuhkan 1.100 miligram kolesterol per hari untuk memelihara dinding sel dan fungsi fisiologis lain. Dari jumlah tersebut 25-40 persen (200-300 mg) secara normal berasal dari makanan dan selebihnya disintesis oleh tubuh.

Jika jumlah kolesterol di dalam tubuh kurang, sintesis kolesterol di dalam hati dan usus meningkat untuk memenuhi kebutuhan jaringan dan organ lain. Sebaliknya, jika jumlah kolesterol di dalam makanan meningkat, sintesis kolesterol di dalam hati dan usus menurun.

Kolesterol dibutuhkan tubuh antara lain dalam sintesis asam empedu yang diperlukan untuk proses pencernaan lemak atau minyak, sintesis vitamin D, dan sebagai komponen membrane sel. Kolesterol mempunyai peran sangat penting dalam tubuh karena tidak hanya pembentuk membrane sel, tetapi juga pelopor biosintesis umum lain, termasuk hormone seks asam empedu.

Kolesterol merupakan precursor dari pengeluaran asam empedu yang disintesis dalam hati dan berfungsi untuk menyerap trigliserida (triasilogliserol) dan vitamin larut lemak dari makanan, serta sebagai precursor dari hormone steroid, estrogen dan testoteron.

Berbagai jenis kolesterol di dalam darah

Kolesterol LDL (Low Density Lipoprotein)

Jenis kolesterol ini berbahaya bagi tubuh sehingga sering disebut kolesterol jahat. kolesterol LDL mengangkut kolesterol paling banyak di dalam darah. Tingginya kadar LDL menyebabkan pengendapan kolesterol dalam arteri. Kolesterol LDL merupakan faktor resiko utama penyakit jantung koroner sekaligus target utama dalam pengobatan menurunkan kolesterol.

Kolesterol HDL (High Density Lipoprotein)

kolesterol ini tidak berbahaya. Kolesterol HDL mengangkut kolesterol lebih sedikit dari kolesterol LDL dan sering disebut kolesterol baik karena dapat membuang kelebihan kolesterol jahat di pembuluh darah arteri kembali ke hati untuk di proses dan di buang. HDL mencegah kolesterol mengendap di arteri dan melindungi pembuluh darah dari  proses aterosklerosis ( terbentuknya plak pada dinding pembuluh darah).

Trigliserida

salah satu jenis lemak yang terdapat dalam darah dan berbagai organ dalam tubuh. Meningkatnya kadar trigliserida dalam darah juga dapat meningkatkan kadar kolesterol. sejumlah faktor dapat mempengaruhi kadar trigliserida dalam darah, seperti: kegemukan, konsumsi alkohol, gula dan makanan berlemak. Tingginya kadar trigliserida dapat dikontrol dengan diet rendah karbohidrat.

KAFEIN

Kafein merupakan jenis alkaloid yang secara alamiah terdapat dalam biji kopi, daun teh, daun mete, biji kola, biji coklat, dan beberapa minuman penyegar. Kafein memiliki berat molekul 194.19 dengan rumus kimia C₈H₁₀N₈O₂ dan pH 6.9 (larutan kafein 1% dalam air).Kafeina merupakan zat psikoaktif yang paling banyak dikonsumsi di dunia. Tidak seperti zat psikoaktif lainnya, kafeina legal dan tidak diatur oleh hukum di hampir seluruh yuridiksi dunia. Di Amerika Utara, 90% orang dewasa mengkonsumsi kafeina setiap hari. Kafein mempunyai daya kerja sebagai stimulan sistem syaraf pusat, stimulan otot jantung, meningkatkan aliran darah melalui arteri koroner, relaksasi otot polos bronki, dan aktif sebagai diuretika, dengan tingkatan yang berbeda. Dan, tidak sama dengan yang lain, daya kerja sebagai stimulan sistem syaraf pusat dari kafein sangat menonjol sehingga umumnya digunakan sebagai stimulan sentral.

manfaat kafein

Dapat mencegah timbulnya kanker, serangan jantung, stroke, dan tekanan darah tinggi

Kafein kaya akan fenol dan flavanoid, yang dapat mampu untuk menangkap radikal bebas dalam tubuh. Fenol mampu mengurangi kolesterol pada darah sehingga dapat mengurangi resiko serangan jantung juda mencegah timbulnya kanker, stroke dan tekanan darah tinggi.

Dapat mempertajam daya ingat

Kafein dapat mempercepat tindakan otak agar tetap lebih waspada, dilakukan dengan cara  mengikat reseptor adenosin di otak. Hal ini disebabkan kafein memblokir reseptor adenosin, sehingga neuron lebih aktif, maka kelenjar pitaitar menanggapi semua kegiatan dan melepaskan hormohn yang memberitahukan kelenjar adrenal untuk menghasilkan adrenalin. Pelepasan adrenalin menyebabkan detak jantung lebih cepat, pelepasan gula kedalam aliran darah dari hati cepat, sehingga aliran darah ke otot meningkat menyebabkan otot menjadi terpacu.

Sebagai obat sakit kepala

Menurut Seimur Diamond, M.D, dari Chicago’s Diamond Headache Clinic kafein dapat mengurangi derita sakit kepala dengan cara melebarkan pembuluh darah otak yang menyempit, sehingga suplai oksigen keotak berjalan dengan baik.

Dapat mengurangi penyakit “Alzheimer”

Penyakit ini merupakan sejenis sindrom dengan apoptosis sel-sel otak pada saat yang bersamaan sehingga otak nampak kecil dan mengerut. Penyakit ini ditandai dengan penurunan asetikolin. Kafein dapat menghambat aktivitas enzim acetylcholinesterase (AChE), yang memecah bahan kimia atau neurotransmiter dan asetilkolin. Selain itu , kafein juga menghambat aktivitas enzim butyrylcholinesterase (BuChE), yang ditemukan dalam deposit protein pada otak penderita Alzheimer.

Dapat melegakan penyakit asma 

Dapat memberantas bakteri penyebab gigi berlubang 

Selain memiliki fungsi yang berguna bagi manusia, kafein juga memiliki dampak yang berbahaya bagi kita apabila dalam mengkonsumsi sesuatu yang mengandung kafein dilakukan secara berlebihan. Batas aman mengkonsumsi kafein adalah 100-150 mg/hari. Berikut ini adalah dampak negatif yang ditimbulkan jika kita mengkonsumsi kafein secara berlebihan, antara lain:

• Dapat meningkatkan detak jantung dan metabolisme
• Menyebabkan susah tidur (insomnia)
• Menghilangkan nafsu makan
• Merangsang cairan dalam lambung yang menimbulkan rasa panas atau perih (heartburn). Kafein bersifat diuretik sehingga anda akan lebih sering buang air kecil.
• Mengurangi kalsium dalam tubuh