PENENTUAN STRUKTUR ALKALOID

Umumnya alkaloid mempunyai 1 atom N meskipun ada beberapa yang memiliki lebih dari 1 atom N seperti pada Ergotamin yang memiliki 5 atom N. Atom N ini dapat berupa amin primer, sekunder maupun tertier yang semuanya bersifat basa (tingkat kebasaannya tergantung dari struktur molekul dan gugus fungsionalnya). Kebanyakan alkaloid yang telah diisolasi berupa padatan kristal tidak larut dengan titik lebur yang tertentu atau mempunyai kisaran dekomposisi. Sedikit alkaloid yang berbentuk amorf dan beberapa seperti; nikotin dan koniin berupa cairan.Kebanyakan alkaloid tidak berwarna, tetapi beberapa senyawa yang kompleks, spesies aromatik berwarna (contoh berberin berwarna kuning dan betanin berwarna merah).Pada umumnya, basa bebas alkaloid hanya larut dalam pelarut organik, meskipun beberapa pseudoalkalod dan protoalkaloid larut dalam air.Garam alkaloid dan alkaloid quartener sangat larut dalam air.Kebanyakan alkaloid bersifat basa.Sifat tersebut tergantung pada adanya pasangan elektron pada nitrogen.Jika gugus fungsional yang berdekatan dengan nitrogen bersifat melepaskan elektron, sebagai contoh; gugus alkil, maka ketersediaan elektron pada nitrogen naik dan senyawa lebih bersifat basa.Hingga trietilamin lebih basa daripada dietilamin dan senyawa dietilamin lebih basa daripada etilamin.Sebaliknya, bila gugus fungsional yang berdekatan bersifat menarik elektron (contoh; gugus karbonil), maka ketersediaan pasangan elektron berkurang dan pengaruh yang ditimbulkan alkaloid dapat bersifat netral atau bahkan sedikit asam.Contoh ; senyawa yang mengandung gugus amida. Kebasaan alkaloid menyebabkan senyawa tersebut sangat mudah mengalami dekomposisi, terutama oleh panas dan sinar dengan adanya oksigen.Hasil dari reaksi ini sering berupa N-oksida.Dekomposisi alkaloid selama atau setelah isolasi dapat menimbulkan berbagai persoalan jika penyimpanan berlangsung dalam waktu yang lama.Pembentukan garam dengan senyawa organik (tartarat, sitrat) atau anorganik (asam hidroklorida atau sulfat) sering mencegah dekomposisi.Itulah sebabnya dalam perdagangan alkaloid lazim berada dalam bentuk garamnya.

Untuk itu pada struktur alkaloid juga memiliki ketentuan-ketentuannya, beberapa hal yang perlu diperhatikan dalam penentuan struktur alkaloid :

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.

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 dari senyawa yang diuji, 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 ).

 Spektrum Inframerah

Spektroskopi inframerah merupakan suatu metode yang mengamati interaksi molekul dengan radiasi elektromagnetik yang berada pada daerah panjang gelombang 0.75 – 1.000 µm atau pada bilangan gelombang 13.000 – 10 cm^-1. Energi dari kebanyakan vibrasi molekul berhubungan dengan daerah inframerah. Vibrasi molekul dapat dideteksi dan diukur pada spektrum infamerah. Penggunaan spektrum inframerah untuk penentuan struktur senyawa organik biasanya antara 650-4.000 cm-1. Daerah di bawah frekuensi 650 cm-1 dinamakan inframerah jauh dan daerah di atas frekuensi 4.000 cm-1 dinamakan inframerah dekat (Sudjadi, 1983). Pada prinsipnya bahwa spektrum inframerah adalah untuk mengetahui jenis gugus fungsi pada suatu senyawa. Spektrum inframerah akan memberikan -piron,aserapan yang kuat pada daerah 1700-1750 cm-1 yang berupa ester  sedangkan yang -piron keluar pada serapan 1650 cm-1.

Gambar diatas merupakan SPektrum IR dari kafein, dari spektrum ini dapat diketahui ada beberapa gugus fungsi dalam kafein, seperti C=C pada senyawa aromatic didaerah serapan 1500-1600, C-H pada senyawa aromatic didaerah serapan 3000-3100, C-N pada amina didaerah 1180-1360, N-H pada amina didaerah 3310-3500.

spektroskopi UV-VIS

Umumnya spektroskopi dengan sinar ultraviolet (UV) dan sinar tampak (VIS) dibahas bersama karena sering kedua pengukuran dilakukan pada waktu yang sama. Karena spektroskopi UV-VIS berkaitan dengan proses berenergi tinggi yakni transisi elektron dalam molekul, informasi yang didapat cenderung untuk molekul keseluruhan bukan bagian-bagian molekulnya. spetroskopi UV-VIS sangat kuantitatif dan jumlah sinar yang diserap oleh sampel diberikan oleh ungkapan hukum Lambert-Beer. Dengan mengukur transmitans larutan sampel, dimungkinkan untuk menentukan konsentrasinya dengan menggunakan hukum Lambert-Beer. Hukum Lambert-Beer dipenuhi berapapun panjang gelombang sinar yang diserap sampel. Panjang gelombang sinar yang diserap oleh sampel bergantung pada struktur molekul sampelnya. Jadi spektrometri UV-VIS dapat digunakan sebagai sarana penentuan struktur.

Gambar ini merupakan spectrum UV dari kafein

Spektroskopi NMR

Resonansi Magnetik Inti (NMR) spektroskopi adalah alat yang tersedia untuk menentukan struktur senyawa organik. Teknik ini bergantung pada kemampuan inti atom berperilaku seperti sebuah magnet kecil dan menyesuaikan diri dengan medan magnet eksternal. Biasanya digunakan untuk  mengidentifikasi atau menjelaskan informasi struktur rinci tentang senyawa kimia. Prinsip kerja dari NMR yaitu untuk mendapatkan inti dalam molekul  dalam arah yang sama sehingga nantinya medan magnet yang seseuai dengan molekul akan dikonversi menhadi spektra NMR sehingga struktur molekul dapat teridentifikasi.

Permasalahan :

Resonansi Magnetik Inti (NMR) spektroskopi adalah alat yang tersedia untuk menentukan struktur senyawa organik. Teknik ini bergantung pada kemampuan inti atom berperilaku seperti sebuah magnet kecil dan menyesuaikan diri dengan medan magnet eksternal. Biasanya digunakan untuk  mengidentifikasi atau menjelaskan informasi struktur rinci tentang senyawa kimia. Prinsip kerja dari NMR yaitu untuk mendapatkan inti dalam molekul  dalam arah yang sama sehingga nantinya medan magnet yang seseuai dengan molekul akan dikonversi menjadi spektra NMR sehingga struktur molekul dapat teridentifikasi. Yang ingin saya tanyakan  bagaimana jika dalam proses penentuan struktur menggunakan NMR ini yang ditemukan adalah inti atom dalam molekul tidak dalam arah yang sama ? apakah akan mempengaruhi panjang gelombang dan penentuan bentuk strukturnya ?