UJIAN MID SEMESTER KIMIA BAHAN ALAM

Mata kuliah              : Kimia Bahan Alam

Kredit                        : 2 sks

Dosen                        : Dr. Syamsurizal, M.Si
WAKTU UJIAN        : 3-10 Desember 2013

PETUNJUK : Ujian ini open book. Tapi tidak diizinkan mencontek, bilamana ditemukan, maka anda dinyatakan GAGAL. Jawaban anda diposting di bolg masing-masing.

1. Cari artikel tentang teknik identifikasi dari suatu senyawa terpenoid. Mengapa dengan reagen tersebut tidak cocok untuk mengidentifikasi golongan lain seperti flavonoid, alkaloid, atau fenolik lain.
2. Dengan cara yang sama cari teknik isolasi tentang senyawa terpenoid. Jelaskan dasar ilmiah penggunaan pelarut dan teknik-teknik isolasi dan purifikasi.
3. Pelajari cara biosintesis suatu terpenoid. Identifikasi sekurang-kurangnya 5 jenis reaksi organik yang terkait dengan biosintesis tersebut. Jelaskan reaksinya.
4. Salah satu bioaktivitas terpenoid berhubungan dengan hormon laki-laki dan perempuan (testosteron dan estrogen). Jelaskan gugus fungsi yang mungkin berperan sebagai hormon baik pada testosteron maupun estrogen. 

JAWABAN :

1.      Senyawa terpenoid berasal dari molekul isoprene CH₂=C(CH₃)-CH=CH₂ dan kerangka karbonnya dibangun oleh penggabungan dua atau lebih satuan C₅ ini. Lalu senyawa terpenoid dipilah-pilah menjadi beberapa golongan berdasarkan jumlah satuan yang terdapat dalam senyawa tersebut. Terpenoid terdiri dari beberapa macam senyawa, mulai dari komponen minyak atsiri yaitu monoterpen dan seskuiterpen yang mudah menguap (C₁₀ dan C₁₅). Diterpen yang lebih sukar menguap (C₂₀). Senyawa tidak menguap yaitu triterpenoid dan sterol (C₃₀) serta pigmen karotenoid (C₄₀).

Secara kimia terpenoid umumnya larut dalam lemak dan terdapat pada sitoplasma sel tumbuhan. Kadang minyak atsiri terdapat di sel kelenjar khusus pada permukaan daun dan kromoplast di dalam bunga. Biasanya terpenoid diekstraksi dari jaringan tumbuhan dangan eter, eter minyak bumi atau kloroform dan dapat dipisahkan secara KLT pada silica gel. Tapi seringkali ada kesulitan waktu mendeteksi dalam skala mikro karena kebanyakan senyawanya tidak berwarna dan tidak ada pereaksi kromogenik yang peka. Untuk itu, dilakukan penyemprotan dengan anisaldehid asam sulfat lalu dipanaskan untuk menampakkan noda.

Ekstraksi senyawa terpenoid dilakukan dengan dua cara yaitu: melalui sokletasi dan maserasi. Sekletasi dilakukan dengan melakukan disokletasi pada serbuk kering yang akan diuji dengan 5L n-hexana. Ekstrak n-hexana dipekatkan lalu disabunkan dalam 50 mL KOH 10%. Ekstrak n-heksana dikentalkan lalu diuji fitokimia dan uji aktifitas bakteri. Teknik maserasi menggunakan pelarut methanol. Ekstrak methanol dipekatkan lalu lalu dihidriolisis dalam 100 mL HCl 4M.hasil hidrolisis diekstraksi dengan 5 x 50 mL n-heksana. Ekstrak n-heksana dipekatkan lalu disabunkan dalam 10 mL KOH 10%. Ekstrak n-heksana dikentalkan lalu diuji fitokimia dan uji aktivitas bakteri.  

Uji aktivitas bakteri dilakukan dengan pembiakan bakteri dengan menggunakan jarum ose yang dilakukan secara aseptis. Lalu dimasukkan ke dalam tabung yang berisi 2mL Meller-Hinton broth kemudian diinkubasi bakteri homogen selama 24 jam pada suhu 35°C.suspensi baketri homogeny yang telah diinkubasi siap dioleskan pada permukaan media Mueller-Hinton agar secara merata dengan menggunakan lidi kapas yang steril. Kemudian tempelkan disk yang berisi sampel, standar tetrasiklin serta pelarutnya yang digunakan sebagai kontrol. Lalu diinkubasi selama 24 jam pada suhu 35°C. dilakukan pengukuran daya hambat zat terhadap baketri. 

Uji fitokimia dapat dilakukan dengan menggunakan pereaksi Lieberman-Burchard. Perekasi Lebermann-Burchard merupakan campuran antara asam setat anhidrat dan asam sulfat pekat. Alasan digunakannya asam asetat anhidrat adalah untuk membentuk turunan asetil dari steroid yang akan membentuk turunan asetil didalam kloroform setelah. Alasan penggunaan kloroform adalah karena golongan senyawa ini paling larut baik didalam pelarut ini dan yang paling prinsipil adalah tidak mengandung molekul air. Jika dalam larutan uji terdapat molekul air maka asam asetat anhidrat akan berubah menjadi asam asetat sebelum reaksi berjalan dan turunan asetil tidak akan terbentuk.  

Suatu pelarut memenuhi beberapa fungsi dalam reaksi kimia, dimana pelarut dapat melarutkan reaktan dan reagen agar keduanya bercampur. Hal ini untuk memudahkan penggabungan antara reaktan dan reagen yang seharusnya terjadi sehingga menghasilkan produk. Pelarut juga bertindak sebagai kontrol suhu, salah satunya adalah untuk meningkatkan energi dari tubrukan partikel sehingga partikel-partikel tersebut dapat bereaksi lebih cepat, atau untuk menyerap panas yang dihasilkan selama reaksi eksotermik. Pada umumnya pelarut yang baik mempunyai kriteria sebagai berikut :

1.      Pelarut harus tidak reaktif (inert) terhadap kondisi reaksi.

2.      Pelarut harus dapat melarutkan reaktan dan reagen.

3.      Pelarut harus memiliki titik didih yang tepat.

4.      Pelarut harus mudah dihilangkan pada saat akhir dari reaksi.

Reagen Liebermann Burchard tidak dapat digunakan untuk golongan lain seperti flavonoid, alkalaoid ataupun fenolik lain karena sifat dari suatu reagen adalah dapat melarutkan reaktan dan reagen sehingga pada akhirnya diperoleh produk yang diinginkan. Dimana reagen Liebermann Burchard hanya dapat melarutkan steroid dan terpenoid sedangkan untuk golongan lain reagen Liebermann Burchard ini tidak dapat melarutkannya. Karena apabila reagen tersebut tidak dapat melarutkan antara reaktan dan reagen, maka produk tidak akan diperoleh.

http://pharmacymetamorphosis.blogspot.com/2011/11/laporan-fitokim.htmlhttp://rozichem91.blogspot.com/2012/10/isolasi-dan-identifikasi-terpenoid.html http://www.google.com/url?sa=t&rct=j&q=&esrc=s&source=web&cd=23&ved=0CD4QFjACOBQ&url=http%3A%2F%2Fyustikaforict.files.wordpress.com%2F2012%2F12%2Fterpenoid12.doc&ei=ZMOlUqj4GMW-rgeHjoGoCA&usg=AFQjCNFMeIkLaHcgSxzijcvo6lwvvhOmnA&sig2=9WRb1RKW1mV9ns509tZGtA

 

1.      Terpenoid merupakan komponen penyusun minyak atsiri. Terpenoid secara luas tersebar di alam, sebagian besar ditemukan di tumbuhan tingkat tinggi. Terpenoid terdiri atas beberapa senyawa antara lain minyak atsiri yang tersusun atas monoterpenoid, seskuiterpenoid yang mudah menguap; Triterpenoid yang sukar menguap; Triterpenoid dan steroid yang tidak menguap dan pigmen karetonoid.  

                         

Dalam tumbuhan biasanya terdapat senyawa hidrokarbon dan hidrokarbon teroksigenasi yang merupakan senyawa terpenoid. Kata terpenoid mencakup sejumlah besar senyawa tumbuhan, dan istilah ini digunakan untuk menunjukkan bahwa secara biosintesis semua senyawa tumbuhan itu berasal dari senyawa yang sama. Jadi, seperti yang telah dijelaskan juga padajawaban saya untuk no 1 bahwa semua terpenoid berasal dari molekul isoprene CH2==C(CH3)─CH==CH2  dan kerangka karbonnya dibangun oleh penyambungan 2 atau lebih satuan C5 ini. Kemudian senyawa itu dipilah-pilah menjadi beberapa golongan berdasarkan jumlah satuan yang terdapat dalam senyawa tersebut, 2 (C10), 3 (C15), 4 (C20), 6 (C30) atau 8 (C40).

Untuk mengisolasi suatu senyawa kimia yang berasal dari bahan alam hayati pada dasarnya menggunakan metode yang sangat bervariasi, seperti yang diaplikasikan dalam proses industri. Metode pengempaan digunakan pada senyawa katecin dari daun gambir juga isolasi CPO dari buah kelapa sawit.

Metode ini umum digunakan karena senyawa organik yang diperoleh dengan kuantitas yang cukup banyak. Tetapi berbeda dengan senyawa bahan alam hasil proses metabolit sekunder lainnya yang pada umumnya dengan kandungan yang relatif kecil, maka metode-metode dalam proses industri tersebut tidak dapat digunakan.

Berdasarkan hal diatas maka metode yang umum dalam isolasi senyawa metabolit sekunder dapat digunakan. Metode standar laboratorium dengan kuantitas sampel terbatas dan perlunya menentukan metode yang paling sesuai dengan maksud tersebut.

Dari identifikasi awal, maka dapat diamati kandungan senyawa dari tumbuhan sehingga untuk isolasi dapat diarahkan pada suatu senyawa yang lebih dominan dan salah satu usaha mengefektifkan isolasi senyawa tertentu maka dapat dimanfaatkan pemilihan pelarut organik yang akan digunakan pada isolasi tersebut, dimana pelarut polar akan lebih mudah melarutkan senyawa polar dan sebaliknya senyawa non polar lebih mudah larut dalam pelarut non polar.

1.        Identifikasi Kandungan Kimia

Sebelum melakukan isolasi terhadap suatu senyawa kimia yang diinginkan dalam suatu tumbuhan maka perlu dilakukan identifikasi pendahuluan kandungan senyawa metabolit sekunder yang ada pada masing-masing tumbuhan, sehingga dapat diketahui kandungan senyawa yang ada secara kualitatif dan mungkin juga secara kuantitatif golongan senyawa yang dikandung oleh tumbuhan tersebut. untuk tujuan tersebut maka diperlukan metoda persiapan sampel dan metoda identifikasi pendahuluan dari senyawa metabolit sekunder, yaitu untuk mengetahui adanya Senyawa Alkaloid dan Senyawa Terpenoid, steroid, fenolik, flavonoid dan saponin.

2.        Ekstraksi dan fraksinasi

Secara umum ekstraksi senyawa metabolit sekunder dari seluruh bagian tunbuhan seperti bunga, buah, daun, kulit batang dan akar menggunakan sistem maserasi menggunakan pelarut organik polar seperti metanol. Beberapa metode ekstraksi senyawa organik bahan alam yang umum digunakan antara lain: Maserasi, Perkolasi, Sokletasi, Destilasi Uap, Pengempaan.

Ekstraksi senyawa terpenoid dilakukan dengan dua cara yaitu: melalui sokletasi dan maserasi.

Beberapa hal yang menjadi dasar pemilihan pelarut yang akan digunakan pada isolasi senyawa terpenoid, yaitu:

1.      Pelarut yang digunakan untuk proses isolasi dapat memberikan efektifitas yang tinggi dengan memperhatikan kelarutan senyawa bahan alam dengan pelarut tersebut.

2.      Untuk mencegah pemilihan pelarut agar tidak salah, sebaiknya sebelum memilih pelarut kita mengetahui struktur senyawa bahan alam yang akan diisolasi.

3.      Pelarut yang digunakan sebaiknya bersifat spesifik atau hanya melarutkan senyawa yang diinginkan dan tidak melarutkan senyawa lain yang  dapat mengganggu proses pemurnian.

4.      Pelarut yang digunakan sebaiknya bersifat mudah dipisaahkan sehingga tidak kesulitan dalam memperoleh senyawa bahan alam yang murni.  

5.      Sebaiknya memperhatikan harga dari pelarut yang akan digunakan. Hal ini untuk mencegah biaya untuk proses isolasi agar tidak mengeluarkan biaya yang besar.

Pada umumnya, pelarut yang paling banyak digunakan dalam proses isolasi senyawa organik bahan alam adalah metanol. Dimana pelarut metanol tersebut dapat melarutkan seluruh golongan metabolit sekunder. Adapun untuk flavonoid biasanya menggunakan pelarut metanol 80%, alkaloid menggunakan benzena dan steroid menggunakan dietil eter.

http://pudyazuheiria09.blogspot.com/2013/09/isolasi-senayawa-terpenoid.html 

3.   Terpenoid merupakan derivat dehidrogenasi dan oksigenasi dari senyawa terpen. Terpen merupakan suatu golongan hidrokarbon yang banyak dihasilkan oleh tumbuhan dan sebagian kelompok hewan. Rumus molekul terpen adalah (C5H8)n. Terpenoid disebut juga dengan isoprenoid. Hal ini disebabkan karena kerangka karbonnya sama seperti senyawa isopren. Secara struktur kimia terenoid merupakan penggabungan dari unit isoprena, dapat berupa rantai terbuka atau siklik, dapat mengandung ikatan rangkap, gugus hidroksil, karbonil atau gugus fungsi lainnya.

Usaha untuk menemukan senyawa isopren biologis yang sesungguhnya digunakan oleh organisme untuk sintesa terpenoid dilakukan oleh banyak peneliti selama bertahun-tahun. Masalah ini akhirnya dapat diselesaikan oleh J.W. Cornforth pada tahun 1959 dari penyelidikan-penyelidikannya dibidang steroid. Conforth menemukan dua bentuk isoprene yang aktif, yakni isopentenil pirofosfat (IPP) dan dimetilalil pirofosfat (DMAPP). Kedua isopren aktif ini harus ada untuk keperluan sintesa terpenoid oleh organisme.

Penyelidikan-penyelidikan selanjutnya oleh para ahli menunjukan bahwa IPP dan DMAPP berasal dari asam mevanolat. Selanjutnya diketahui pula bahwa satu-satunya sumber karbon bagi asam mevanolat, begitu pula IPP dan DMAPP ialah asam asetat atau turunannya yang aktif, yakni asetil pirofosfat.

Mekanisme dari tahap-tahap reaksi biosintesis terpenoid adalah asam asetat setelah diaktifkan oleh koenzim A melakukan kondensasi jenis Claisen menghasilkan asam asetoasetat. Senyawa yang dihasilkan ini dengan asetil koenzim A melakukan kondensasi jenis aldol menghasilkan rantai karbon bercabang sebagaimana ditemukan pada asam mevalinat, reaksi-reaksi berikutnya adalah fosforialsi,eliminasi asam fosfat dan dekarboksilasimenghasilkan isopentenil (IPP) yangselanjutnya berisomerisasi menjadi dimetil alil piropospat (DMAPP) oleh enzimisomeriasi. IPP sebagai unti isoprene aktif bergabung secara kepala ke ekordengan DMAPP dan penggabungan ini merupakan langkah pertama daripolimerisasi isoprene untuk menghasilkan terpenoid.Penggabungan ini terjadi karena serangan electron dari ikatan rangkap IPPterhadap atom karbon dari DMAPP yang kekurangan electron diikuti olehpenyingkiran ion pirofosfat yang menghasilkan geranil.pirofosfat (GPP) yaitusenyawa antara bagi semua senyawa monoterpenoid.Penggabungan selanjutnya antara satu unti IPP dan GPP dengan menaismeyang sama menghasilkan Farnesil pirofosfat (FPP) yang merupakan senyawaantara bagi semua senyawa seskuiterpenoid. Senyawa diterpenoid diturunkan dariGeranil-Geranil Pirofosfat (GGPP) yang berasal dari kondensasi antara satu untiIPP dan GPP dengan mekanisme yang sama.

Berikut beberapa contoh reaksi biosintesa dari terpenoid yaitu:

1.       

Penggabungan kepala dan ekor dua unit isoprena akan membentuk mono-, seskui-, di-, sester-, dan poli- terpenoida. Setelah asam mevalonat terbentuk, reaksi-reaksi berikutnya adalah fosforilasi, eliminasi asam posfat, dan dekarboksilasi yang menghasilkan Isopentenil Pirofosfat (IPP). Selanjutnya berisomerisasi menjadi Dimetil Alil Pirofosfat (DMAPP) oleh enzim isomerase. IPP inilah yang 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.

2.       

Penggabungan ekor dan ekor dari unit C-15 atau unit C-20 menghasilkan triterpenoida dan steroida. Triterpenoida (C30) dan tetraterpenoida (C40) berasal dari dimerisasi C15 atau C20 dan bukan dari polimerisasi terus-menerus dari unit C-5. Yang banyak diketahui ialah dimerisasi FPP menjadi skualena yang merupakan triterpenoida dasar dan sumber dari triterpenoida lainnya dan steroida. Siklisasi dari skualena menghasilkan tetrasiklis triterpenoida lanosterol.( Pinder, 1960).

3.       

 Pembentukan isoprena aktif yang berasal dari asam asetat melalui asam mevalonat. Asam asetat yang telah diaktifkan oleh koenzim A (Ko-A) melakukan kondensasi jenis Claisen yang menghasilkan Asetoasetil Ko-A. Kemudian senyawa tersebut melakukan kondensasi jenis Aldol dengan Asetil Ko-A yang menghasilkan rantai karbon bercabang seperti yang ditemukan pada asam mevalonat.

4. Reaksi siklisasi skualen 2, 3-epoksida

Dari gambar diatas dapat dilihat bahwa triterpenoid merupakan senyawa yang kerangka karbonnya berasal dari 6 isopren. Sehingga modifikasi struktur skualen mempunyai pengaruh dalam terbentuknya senyawa triterpen.

5.

Dari persamaan reaksi diatas dapat dilihat bahwa pembentukan senyawa-senyawa monoterpen dan senyawa terpenoid berasal dari penggabungan 3,3 dimetil alil pirofosfat dengan isopentenil pirofosfat.

4. Pada proses bioaktifitas terpenoid terdapat  gugus yang berperan sebagai hormone pada laki-laki maupun perempuan, gugus tersbut ialah gugus triterpenoid dan steroid yang memiliki sifat tidak menguap. Dan  terpenoid itu sendiri merupakan senyawa yang berperan sebagai hormone tidak spesifik adalah seskuiterpenoid. Testosteron adalah hormon steroid dari kelompok androgen. Steroid merupakan senyawa yang memiliki kerangka dasar triterpena asiklik dan steroid juga merupakan senyawa organik lemak sterol tidak terhidrolisis yang terdapat dihasil reaksi penurunan dari terpena atau skualena. Senyawa yang termasuk turunan steroid, misalnya kolesterol, ergosterol, progesteron, dan estrogen. Pada umunya steroid berfungsi sebagai hormon. Steroid mempunyai struktur dasar yang terdiri dari 17 atom karbon yang membentuk tiga cincin sikloheksana dan satu cincin siklopentana. Perbedaan jenis steroid yang satu dengan steroid yang lain terletak pada gugus fungsional yang diikat oleh ke-empat cincin ini dan tahap oksidasi tiap-tiap cincin. Sedangkan estrogen merupakan hormon seks yang terdapat pada wanita. Estrogen merupakan hormon steroid yang mempunyai kerangka inti seperti kolesterol dan dibentuk dari 17-ketosteroidnandrostenedion (prekursornya hormon androgen). Estrogen ternyata terdiri dari tiga jenis, yaitu 17β-estradiol (E₂), estron (E₁), dan estriol (E₃). 17β-estradiol merupakan hormon yang paling dominan karena paling banyak terdapat dalam tubuh dan aktivitasnya paling tinggi.

BIOSINTESIS ALKALOID

    Alkaloid adalah suatu golongan senyawa organik yang terbanyak ditemukan dialam. Hampir seluruh senyawa alkaloida berasal dari tumbuh-tumbuhan dan tersebar luas dalam berbagai jenis tumbuhan. Semua alkaloida mengandung paling sedikit satu atom nitrogen yang biasanya bersifat basa dan sebagian besar atom nitrogen ini merupakan bagian dari cincin heterosiklik. 

    Hampir semua alkaloida yang ditemukan dialam mempunyai keaktifan biologis tertentu, ada yang sangat beracun tetapi adapula yang sangat berguna dalam pengobatan. Misalnya kuinin, morfin dan strikhnin, adalah alkaloida yang terkenal dan mempunyai efek fisiologis dan psikologis. Alkaloida dapat ditemukan dalam berbagai tumbuhan seperti biji, daun, ranting dan kulit batang. Alkaloida umumnya ditemukan didalam kadar yang kecil dan harus dipisahkan dari campuran senyawa yang rumit yang berasal dari jaringan tumbuhan. 

    Dari segi biogenetik, alkaloid diketahui berasal dari sejumlah kecil asam amino yaitu ornitin dan lisin yang menurunkan alkaloid alisiklik, fenilalanin dan tirosin yang menurunkan alkaloid jenis isokuinolin, dan triptofan yang menurunkan alkaloid indol, asam aspartat dan asam antranilat, asam nikotinat dapat disintesis dari triptofan atau asam aspartat. Cara biosintesis alkaloid terlalu banyak dan tidak dapat dengan mudah diklasifikasikan. Namun, ada reaksi yang khas yang terlibat dalam biosintesis berbagai kelas alkaloid, termasuk sintesis basa Schiff dan reaksi Mannich .  Reaksi utama yang mendasari biosintesis senyawa alkaloid adalah Reaksi Mannich antara suatu aldehida dan suatu amin primer dan sekunder, dan sutu enol atau fenol. Biosintesis alkaloid juga melibatkan reaksi rangkap oksidatif fenol dan metilasi. Jalur poliketida dan jalur mevalonat juga ditemukan dalam biosintesis alkaloid.

Sintesis basa Schiff

Artikel utama: basis Schiff

Basa Schiff dapat diperoleh dengan mereaksikan amina dengan keton atau aldehida. Reaksi-reaksi adalah metode umum memproduksi C = N obligasi.

Dalam biosintesis alkaloid, reaksi tersebut dapat berlangsung dalam molekul, seperti dalam sintesis piperidin: 

 

Reaksi Mannich

Artikel utama: Reaksi Mannich

Komponen integral dari reaksi Mannich, selain amina dan karbonil senyawa, adalah carbanion , yang memainkan peran  Nukleofil dalam penambahan  nukleofilik pada ion yang terbentuk oleh reaksi amina dan karbonil. 

Permasalahan :

Pada artikel di atas telah dijelaskan bahwa biosintesis pada reaksi Mannich komponen integralnya adalah amina, karbonil dan carbonion, yang memerankan peran nukleofil dalam penambahan nukleofilik pada ion yang terbentuk oleh reaksi amina dan karbonil. Yang ingin saya tanyakan adalah mengapa amina dan karbonil serta carbanion merpakan komponen integral dari reaksi Mannich ini yang memainkan peran nukleofil dalam perubahan nukleofiliknya ? lalu bagaimana bila amina tersebut digantikan dengan amonia yang juga memiliki kemiripan sifat dengan amina, apakah dapat berperan sebagai nukleofil dalam penambahan nukleofilik pada ionnya ? tolong jelaskan pendapat anda !

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 ?