Isolasi Nikotin

                  Nikotin merupakan senyawa alkaloid yang terdapat dalam tanaman tembakau dan berpotensi sebagai insektisida alami pengganti insektisida sintetik.Nikotin mempunyai sifat mudah terurai oleh faktor alam sehingga tidak meninggalkan residu pada tanaman inang. Isolasi nikotin dapat dilakukan dengan teknik maserasi dan dilanjutkan dengan ekstraksi menggunakan pelarut kloroform. Teknik isolasi ini cukup mudah dan dapat menghasilkan isolat yang mengandung nikotin dalam konsentrasi cukup besar dan relatif murni. Tujuan dari penelitian ini adalah mengetahui waktu dan volume maserasi yang optimum untuk mengisolasi nikotin dari 50 gram daun tembakau kering dan untuk mengetahui pengruh isolat kasar nikotin sebagai insektisida alami terhadap ulat grayak (Spodoptera litura).

Penelitian ini dilaksanakan di Laboratorium Penelitian Jurusan Kimia FMIPA UM dan Laboratorium Hama dan Tanaman BALITAS, Karang Ploso, Malang. Daun tembakau jenis virginia dan ulat grayak sebagai hewan uji diperoleh dari BALITAS, Karang Ploso, Malang. Isolasi nikotin dilakukan dengan cara maserasi-ekstraksi dengan variasi waktu maserasi dilakukan pada 24 jam, 48 jam dan 72 jam dan variasi volume maserasi pada waktu optimum dilakukan pada volume 250 mL, 500 mL,  750 mL, 1000 mL, dan 1250 mL.  Optimasi waktu dan volume maserasi optimum ditentukan dengan cara penentuan rendemen nikotin yang diperoleh dengan metode titrasi asam-basa. Filtrat hasil maserasi yang disebut dengan isolat kasar, diuji aktivitasnya sebagai insektisida terhadap ulat grayak (Spodoptera litura). Identifikasi nikotin dilakukan dengan Kromatografi Lapis Tipis dengan larutan pengembang CH₃OH dan NH₄OH (200:3)

    Hasil penelitian ini menunjukkan bahwa (1) waktu maserasi optimum pada proses isolasi nikotin dari daun tembakau adalah pada 48 jam; (2) volume air optimum untuk maserasi dari 50 gram sampel daun tembakau adalah pada volume air 750 mL dengan rendemen nikotin sebesar 3,53 %; (3) isolat kasarnikotin dari 50 gram daun tembakau pada volume maserasi 250 mL, 500 mL, 750 mL, 1000 mL dan 1250 mL semuanya memiliki aktivitas sebagai insektisida terhadap ulat grayak. Efek insektisida tertinggi pada volume maserasi 250 mL yang mampu mematikan sampai 88,3 % dari 30 ekor target setelah 72 jam penyemprotan.

.

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 ( 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.
jawaban:

Perkembangan penggunaan obat-obatan tradisional khususnya dari tumbuh-tumbuhan untuk membantu meningkatkan derajat kesehatan masyarakat sudah cukup meluas. Salah satu jenis tumbuhan yang dapat digunakan sebagai obat adalah meniran (Osward, 1995). Meniran adalah herba yang berasal dari genus Phyllanthus dengan nama ilmiah Phylanthus niruri Linn (Heyne, 1987). Herba ini secara tradisional dapat digunakan sebagai obat radang ginjal, radang selaput lendir mata, virus hepatitis, peluruh dahak, peluruh haid, ayan, nyeri gigi, sakit kuning, sariawan, antibakteri, kanker, dan infeksi saluran kencing (Anonim, 2005; Mangan,2003). Herba meniran mengandung metabolit sekunder plavonoid, terpenoid, alkaloid dan steroid (Kardinan dan Kusuma, 2004). Beberapa hasil penelitian menunjukkan senyawa terpenoid memiliki aktivitas sebagai antibakteri yaitu monoterpenoid linalool, diterpenoid (-) hardwicklic acid, phytol, triterpenoid saponin dan tritepenoid glikosida (Grayson, 2000; Bigham et al., 2003; Lim et al., 2006; Anonim, 2007; Anonim, 2007)

Jadi menurut pendapat saya mengubahnya yaitu dengan cara mengetahui kandungan yang ada dalam tumbuhan tersebut serta bentuk struturnya,kemudian baru dicari pelarut  apa yang bisa mengubah bentu struktur dari senyawa tersebut atau bisa dengan menggunaka bakteri sehingga struturnya berubah sesuai yang diharapan untuk memdapatkansenyawa yang potensi ativitasnya lebih tingggi.

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

Jawab:

            Yaitu dengan cara memilih pelarut yang tepat untuk mengisolasi senyawa tersebut agar dari larutan tersebut didapat senyawa yang murni.

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:

·         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 Ekstraksi senyawa terpenoid dilakukan dengan dua cara yaitu :

1.      Sokletasi

Seberat 1000 g serbuk kering herba meniran disokletasi dengan 5 L pelarut n –heksana. Ekstrak n-heksana dipekatkan lalu disabunkan dalam 50 mL KOH 10%.Ekstrak n-heksana dikentalkan lalu diuji fitokimia dan uji aktivitas antibakteri.

2.      Maserasi Seberat 1000 g serbuk kering herba meniran dimaserasi menggunakan pelarut metanol. Ekstrak metanol dipekatkan lalu dihidrolisis dalam 100 mL HCl 4 M. 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 antibakteri.

Pada  senyawa alkaloid dilakukan 3 cara:

·         Destruksi

Bagian daun tumbuhan jambu Keling (Eugenia cumini (L.) Druce) didestruksi basah dengan HCl dalam metanol sebesar 2M kemudian dinetralisasi dengan penambahan basa NH4OH dan terjadi padatan berupa endapan.

·         Ekstraksi

Endapan dikeringkan dan diektraksi dan direndam dalam khloroform dan dipekatkan dengan alat rota-evaporator.

·         Pemisahan dan Pemurnian

Ekstrak pekat khloroform (2 g) dikhromatografi kolom dengan fasa diam silika gel 60 sebanyak 60 gram dengan fasa gerak khloroform: metanol dengan menaikkan kepolaran bertingkat. Fraksi yang keluar kolom khromatografi ditampung menggunakan vial serta dimonitor dengan khromatografi lapis tipis. Fraksi dengan Rf yang sama dan positip dengan pereaksi Maeyer yang ditandai dengan munculnya warna putih, digabung selanjutnya, diuapkan pelarutnya kemudian fraksi ini direkristalisasi untuk memperoleh kristal murni.

Pada senyawa flavanoid dalam hal ini minya atsiri:

Daun nilam yang telah dikeringkan dengan cara diangin-anginkan, ditimbang sebanyak 1000 g lalu dimasukkan ke dalam ketel suling. Kemudian dipanaskan hingga diperoleh destilat yang mengandung minyak. Destilat yang mengandung minyak dan air membentuk dua lapisan. Minyak dan air dipisahkan dengan corong pisah. Destilasi diakhiri hingga destilat tidak lagi mengandung minyak.

Minyak yang diperoleh dikeringkan dengan menambah Na₂SO₄ anhidrous secukupnya untuk mengikat air yang masih terdapat dalam minyak, kemudian disaring untuk memperoleh minyaknya (Lampiran 1). Minyak yang diperoleh ditentukan indeks bias, berat jenis dan putaran optik (Tabel 4) dan diidentifikasi dengan kromatografi gas (Lampiran

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.

Jawab:

Yaitu dengan metoda spektroskopi infra red.  Prinsip menggunakan spektroskopi inframerah adalah pengukuran besarnya persen tranmitansi (%T) terhadap bilangan gelombang spectra, dimana data diperoleh melalui pengukuran sampel menggunakan spektroskopi inframerah. Sumber cahaya inframerah yang dilewatkan melalui suatu cermin lalu diteruskan cahay tersebut mengenai senyawa anlit organic sehingga sejumlah radiasi yang mengenai sampel akan sebagian diserap oleh partikel-partikel sampel dan sebagian akan diteruskan melewati sampel. Adanya radiasi inframerah yang mengenai sampel mengakibatkan atom-atom yang berikatan melakukan suatu vibrasi ulur dan vibrasi tarik. Perbandingan intensitas inramerah yang diserap dengan sampel dan intensitas inframerah mula-mula merupakan persen transmitans (%T) (Holas 2004)

KIMIA ORGANIK 1

                                      A. REAKSI ASAM BASA PADA SENYAWA ORGANIK

REAKSI ASAM ORGANIK

Definisi dari asam sebagai “substansi yang memberi ion (proton) ke yang lain”. Dapat dilihat bagaimana mudahnya asam melepas ion hidrogen ke molekul air saat mereka larut dalam air. Asam pada larutan memiliki kesetimbangan sebagai berikut:

Sebuah atom hidroksinium dibentuk bersama-sama dengan anion (ion negative) dari asam. Persamaan ini kadang-kadang disederhanakan dengan menghilangkan air untuk menekankan ionisasi dari asam.

Maksud dari asam organik merupakan asam lemah adalah karena ionisasi sangat tidak lengkap. Pada suatu waktu sebagian besar dari asam berada di larutan sebagai molekul yang tidak terionisasi. Sebagai contoh pada kasus asam etanoik, larutan mengandung 99% molekul asam etanoik dan hanya 1 persen yang benar benar terionisasi. Posisi dari kesetimbangan menjadi bergeser ke arah kiri.

Contoh asam organic yaitu:

 

Asam asetat yang memiliki rumus kimia CH3COOH.

Asam asetat, asam etanoat atau asam cuka adalah senyawa kimia asam organik yang dikenal sebagai pemberi rasa asam dan aroma dalam makanan. Asam cuka memiliki rumus empiris C₂H₄O₂. Rumus ini seringkali ditulis dalam bentuk CH₃-COOH, CH₃COOH, atau CH₃CO₂H. Asam asetat murni (disebut asam asetat glasial) adalah cairan higroskopis tak berwarna, dan memiliki titik beku 16.7°C.

Asam asetat merupakan salah satu asam karboksilat paling sederhana, setelah asam format. Larutan asam asetat dalam air merupakan sebuah asam lemah, artinya hanya terdisosiasi sebagian menjadi ion H⁺ dan CH₃COO^-. Asam asetat merupakan pereaksi kimia dan bahan baku industri yang penting. Asam asetat digunakan dalam produksi polimer seperti polietilena tereftalat, selulosa asetat, dan polivinil asetat, maupun berbagai macam serat dan kain. Dalam industri makanan, asam asetat digunakan sebagai pengatur keasaman. Di rumah tangga, asam asetat encer juga sering digunakan sebagai pelunak air. Dalam setahun, kebutuhan dunia akan asam asetat mencapai 6,5 juta ton per tahun. 1.5 juta ton per tahun diperoleh dari hasil daur ulang, sisanya diperoleh dari industri petrokimia maupun dari sumber hayati.

·                        REAKSI BASA ORGANIK

Basa organik dicirikan dengan  adanya atom dengan pasanganelektron bebas yang dapat mengikat proton. Senyawa-senyawa yangmengandung atom nitrogen adalah  salah satu contoh basa organik,tetapi senyawa yang mengandung oksigen dapat pula bertindaksebagai basa ketika direaksikan dengan asam yang cukup kuat. Perludicatat bahwa senyawa yang mengandung atom oksigen dapatbertindak sebagai asam maupun  basa, tergantung lingkungannya. Misalnya aseton dan metil alkohol dapat bertindak sebagai asamketika menyumbangkan proton, tetapi sebagai basa ketika atom oksigennya menerima proton.

Contoh basa organic yaitu:

 

Amonia yang memiliki rumus kimia NH3

Amonia dalam larutan berada dalam kesetimbangan seperti berikut.

Sebuah ion amonium dibentuk bersama dengan ion hidroksida. Karena amonia merupakan basa lemah, keadaan ion tidak lama dan kembali lagi ke keadaan semula. Kesetimbangan bergeser ke arah kiri.

Amonia bereaksi sebagai basa karena adanya pasangan bebas yang aktif dari nitrogen, Nitrogen lebih elektronegatif dari hidrogen sehingga menarik ikatan elekton pada molekul amonia kearahnya. Atau dengan kata lain dengan adanya pasangan bebas terjadi muatan negatif sekitar atom nitrogen. Kombinasi dari negatifitas ekstra tersebut dan daya tarik pasangan bebas, menarik hidrogen dari air.

 B. REAKSI OKSIDASI PADA SENYAWA HIDROKARBON
Reaksi Oksidasi pada Alkana 

Alkana sukar dioksidasi oleh oksidator lemah atau agak kuat seperti KMNO₄, tetapi mudah dioksidasi oleh oksigen dari udara bila dibakar. Oksidasi yang cepat dengan oksigen yang akan mengeluarkan panas dan cahaya disebut pembakaran atau combustion.
Hasil oksidasi sempurna dari alkana adalah gas karbon dioksida dan sejumlah air. Sebelum terbentuknya produk akhir oksidasi berupa CO₂ dan H₂ O, terlebih dahulu terbentuk alkohol, aldehid dan karboksilat. 

Alkana terbakar dalam keadaan oksigen berlebihan dan reaksi ini menghasilkan sejumlah kalor (eksoterm) 

CH₄ + 2O₂ → CO­₂ + 2H₂ + 212,8 kkal/mol 

C₄H₁₀ + 2O₂ → CO­₂ + H₂O + 688,0 kkal/mol 

Reaksi pembakaran ini merupakan dasar penggunaan hidrokarbon sebagai penghasil kalor (gas alam dan minyak pemanas) dan tenaga (bensin), jika oksigen tidak mencukupi untuk berlangsungnya reaksi yang sempurna, maka pembakaran tidak sempurna terjadi. Dalam hal ini, karbon pada hidrokarbon teroksidasi hanya sampai pada tingkat karbon monoksida atau bahkan hanya sampai karbon saja. 

2CH₄ + 3O₂ → 2CO­ + 4H₂O

CH₄ + O₂ → C + 2H₂O

Penumpukan karbon monoksida pada knalpot dan karbon pada piston mesin kendaraan bermotor adalah contoh dampak dari pembakaran yang tidak sempurna. Reaksi pembakaran tak sempurna kadang-kadang dilakukan, misalnya dalam pembuatan carbon black, misalnya jelaga untuk pewarna pada tinta

Reaksi Oksidasi pada Alkena

Seperti halnya alkana, alkena suku rendah mudah terbakar. Jika dibakar di udara terbuka, alkena menghasilkan jelaga lebih banyak daripada alkana. Hal itu terjadi karena alkena mempunyai kadar karbon lebih tinggi daripada alkana, sehingga pembakarannya menuntut lebih banyak oksigen. Pembakaran sempurna alkena menghasilkan gas CO2 dan uap air.

CH₂=CH₂ + 2 O₂ → 2CO₂ + 2H₂O

·        Reaksi Oksidasi pada Alkuna

Reaksi oksidasi alkuna, sama halnya dengan alkena dan alkana,yaitu akan menghasilkan CO₂ dan H₂O.

2CH≡CH + 5 O₂ → 4CO₂ + 2H₂O

KIMIA BAHAN ALAM ( SINTESA TERVENOID )

Terpenoid terdiri atas beberapa macam senyawa, mulai dari komponen minyak atsiri, yaitu monoterpena dan sesquiterepena yang mudah menguap (C10 dan C15), diterpena menguap, yaitu triterpenoid dan sterol (C30), serta pigmen karotenoid (C40). Masing-masing golongan terpenoid itu penting, baik dalam pertumbuhan dan metabolisme maupun pada ekologi tumbuha. Terpenoid merupakan unit isoprena (C5H8). Terpenoid merupakan senyawa yang kerangka karbonnya berasal dari enam satuan isoprena dan secara biosintesis diturunkan dari hidrokarbon C30 siklik yaitu skualena. Senyawa ini berstruktur siklik yang nisbi rumit, kebanyakan berupa alcohol, aldehid atau atom karboksilat. Mereka berupa senyawa berwarna, berbentuk kristal, seringkali bertitik leleh tinggi dan aktif optic yang umumnya sukar dicirikan karena tak ada kereaktifan kimianya.

Sintesa Terpenoid

—  Secara umum biosintesa terpenoid terjadinya 3 reaksi dasar, yaitu:

1.      Pembentukan isoprena aktif berasal dari asam asetat melalui asam mevalonat.

2.      Penggabungan kepala dan ekor unit isoprene akan membentuk mono-, seskui-, di-, sester-, dan poli-terpenoid.

3.      Penggabungan ekor dan ekor dari unit C-15 atau C-20 menghasilkan triterpenoid dan steroid.

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 mevanolat. Reaksi-reaksi berikutnya ialah fosforilasi, eliminasi asam fosfat dan dekarboksilasi menghasilkan IPP yang selanjutnya berisomerisasi menjadi DMAPP oleh enzim isomerase. IPP sebagai unit isopren aktif bergabung secara kepada ke-ekor dengan DMAPP dan penggabungan ini merupakan langkah pertama dari polimerisasi isopren untuk menghasilkan terpenoid. Penggabungan ini terjadi karena serangan elektron dari ikatan rangkap IPP terhadap atom karbon dari DMAPP yang kekurangan elektron diikuti oleh penyingkiran ison pirofosfat. Serangan ini menghasilkan geranil pirofosfat (GPP) yakni senyawa antara bagi semua senyawa monoterpen.

Penggabungan selanjutnya antara satu unit IPP dan GPP, dengan mekanisme yang sama seperti antara IPP dan DMAPP, menghasilkan farnesil pirofosfat (FPP) yang merupakan senyawa antara bagi semua senyawa seskuiterpen. Senyawa-senyawa diterpen diturunkan dari geranil-geranil pirofosfat (GGPP) yang berasal dari kondensasi antara atau satu unit IPP dan GPP dengan mekanisme yang sama pula.

Bila reaksi organik sebagaimana tercantum dalam Gambar 2 ditelaah lebih mendalam, ternyata bahwa sintesa terpenoid oleh organisme adalah sangat sederhan a sifatnya. Ditinjau dari segi teori reaksi organik sintesa ini hanya menggunakan beberapa jenis reaksi dasar. Reaksi-reaksi selanjutnya dari senyawa antara GPP, FPP dan GGPP untuk menghasilkan senyawa-senyawa terpenoid satu persatu hanya melibatkan beberapa jenis reaksi sekunder pula. Reaksi-reaksi sekunder ini lazimnya ialah hidrolisa, siklisasi, oksidasi, reduksi dan reaksi-reaksi spontan yang dapat berlangsung dengan mudah dalam suasana netral dan pada suhu kamar, seperti isomerisasi, dehidrasi, dekarboksilasi dan sebagainya.

 

 

 

Dari persamaan reaksi di atas terlihat bahwa pembentukan senyawa-senyawa monoterpen dan senyawa terpenoida berasal dari penggabungan 3,3 dimetil allil pirofosfat dengan isopentenil pirofosfat.

Secara umum terpenoid terdiri dari unsur-unsur C dan H dengan rumus molekul umum (C₅H₈)_n.

Klasifikasi biasanya tergantung pada nilai n.

Nama	Rumus	Sumber
Monoterpen	C10H16	Minyak Atsiri
Seskuiterpen	C15H24	Minyak Atsiri
Diterpen	C20H32	Resin Pinus
Triterpen	C30H48	Saponin, Damar
Tetraterpen	C40H64	Pigmen, Karoten
Politerpen	(C5H8)n  n  8	Karet Alam

 

Dari rumus di atas sebagian besar terpenoid mengandung atom karbon yang jumlahnya merupakan kelipatan lima. Penyelidikan selanjutnya menunjukan pula bahwa sebagian besar terpenoid mempunyai kerangka karbon yang dibangun oleh dua atau lebih unit C₅ yang disebut unit isopren. Unit C₅ ini dinamakan demikian karena kerangka karbonnya seperti senyawa isopren. Wallach (1887) mengatakan bahwa struktur rangka terpenoid  dibangun oleh dua atau lebih molekul isopren. Pendapat ini dikenal dengan “hukum isopren”.

1.Pembentukan isoprene aktif berasal dari asam asetat melalui asam mevalonat.

2.Penggabungan kepala dan ekor dua unit isoprene akan membentuk mono-,seskui-, di-. sester-, dan poli-terpenoid.

3.Penggabungan ekor dan ekor dari unit C-15 atau C-20 menghasilkan triterpenoid dan steroid.