UJIAN SEMESTER KIMIA BAHAN ALAM

1. Temukan dua senyawa alkaloid yang berisomer satu sama lain. Tuliskan struktur lengkap dan sumber darimana kedua senyawa tersebut ditemukan (link, referensi dsb).

Jawab :

Kina/ kuinina  merupakan alkaloid ditemukan dalam kulit pohon cinchona. Kina telah digunakan untuk mengobati malaria (penyakit berulang yang ditandai dengan menggigil parah dan demam). 
Tumbuhan Kina (Chincona sp.) merupakan bahan baku farmasi yang sangat dinilai dan terkenal luas sebagai salah satu jenis tanaman obat-obatan berkhasiat dan sudah lama digunakan sebagai obat anti malaria. Pada struktur kinin terdapat 2 bagian yaitu cincin kinin dan kinolin (lihat stuktur kimia di atas). Pada cincin kinolin terdapat 2 atom C asimetrik sehingga produknya berupa campuran dengan struktur dalam ruang yang berebda. Khasiat tanaman ini, sabagai anti malaria berasal dari senyawa alkaloid kuinina (alkaloid chincona) terutama senyawa kuinina  (C20H24N2O2), kuinidina (isomer dari kuinina), sinkonina (C19H22N2O), dan sinkonidina (isomer dari sinkonina). Hampir keseluruhan bagian tanaman kina (akar, batang, daun, dan kulit) mengandung senyawa alkaloid kiunina tersebut dalam persentase yang berbeda.

      
                                    kuidina                                     Struktur Kina

 http://niwayananggadewisaputri.blogspot.com/2012/10/alkaloid-kina.html

2. (a.) Usulkan teknik isolasi dan pemurnian kedua senyawa yang berisomer tersebut.

   (b.) Jelaskan alasan dan pemilihan pelarut untuk ekstraksi/pemurnian/isolasi tersebut.

Jawab:

·        Tehnik  Isolasi dan Pemurnian Kina

 Batang batang kina (panjang 2 cm, ø 1 cm) dicuci dengan air, lalu disterilkan dengan etanol 70% selama 1 menit, natrium hipoklorit 5,3% selama 5 menit, dan etanol 75% selama 0,5 menit. Batang kina dibelah dua secara longitudinal, lalu diletakkan di atas cawan petri berisi corn meal-malt agar

(CMMA) yang telah dicampur dengan kloramfenikol 0,05 mg/mL. Batang yang sama diletakkan juga di atas nutrient agar yang dicampur dengan nistatin 0,10 mg/mL. Keduanya diinkubasi selama 3 hari pada suhu 27ºC, kemudian koloni dipindahkan ke PDA dalam cawan petri dan selanjutnya diinkubasi lagi pada suhu 27ºC dan dilakukan pengecekan secara berkala untuk pemurnian lebih lanjut. Masing masing endofit diisolasi melalui beberapa kali pemindahan, sehingga diperoleh isolat murni. Sebanyak 88 mikroba endofit yang telah diisolasi, ditanam pada agar miring (PDA) dan diinkubasi dalam inkubator suhu 29ºC, selanjutnya setiap 2 bulan sekali dikultivasi kembali. Sebagian kecil isolat disimpan dalam medium PDA pada suhu -80ºC.

    
http://indonesiakimia.blogspot.com/2011/05/antibiotik-kina.html

alasannya :
Kaidah-kaidah dalam pemilihan pelarut yang digunakan dalam isolasidan furifikasi secara umum yaitu harus:

 <       a.Pelarut yang kita gunakan tidak bercampur dengan zat yang akan diisolasi.

 <       b.Pelarut yang kita gunakan jangan sampai bereaksi dengan zat yang akan diisolasi.

 <       c.Pelarut yang kita gunakan dapat dengan mudah melarutkan pada saat mengekstraksi.

         d.Pelarut yang kita gunakan sesuai dengan kriteria zat yang akan diekstraksi.

 <       e.Pelarut yang kita gunakan mudah dadapat dan efesiensi.

 Berdasarkan pemilihan pelarut ini, maka kita bisa menyimpulakan bahwa pelarut yang kita gunakan ini dapat diklasifikasikan menjadi 3 berdasrkan kepolaran pelarut-pelarut tersebut. Kepolaran ini maksudnya pada saat proses ekstraksi senyawa yang memiliki polaritas yang sama akn lebih mudah dilarutkan dengan pelarut yang memiliki polaritas yang sama pula. Adapun klasifikasinya yaitu:

 <  1.       Pelarut yang bersifat polar

 Pelarut polar ini cocok untuk mengekstraksi senyawa polar dari tanaman.

 Contohnya:

a)      Metanol

b)      Etanol

c)       Asam asetat

d)      Air

 <2.       Pelarut yang bersifat semi-polar

 Pada pelarut ini kepolarannya lebih rendah dibandingkan dengan pelarut polar, sehingga pelarut semi polar ini cocok digunakan untuk senyawa yang bersifat semi polar pula dari tanamn tersebut.

 Contohnya:

a)     Kloroforom

b)      Aseton asetat

 <3.       Pelarut yang bersifat non-polar

 Pada pelarut ini, bearti senyawa yang diekstrak tidak larut dalam pelarut polar. Senyawa yang diekstrak lebih menuju kepada jenis minyak sehingga pelarut yang digunakn cocok yaitu pelarut non-polar.

 Contohnya:

a)      Eter

b)      Heksana

 Berdasarkan kaidah dan kepolaran pelarut ini, maka saya dapat menyimpulkan bahwa pelarut yang digunakan pada saat mengisolasi senyawa-senyawa flavonoid, alkaloid, terpenoid, dan steroid akan berbeda-beda pula pelarut yang digunakan.
http://slamatysf.blogspot.com/2012/11/mid-semester-kimia-bahan-alam.html

3. usulkan tahap2 biosintesis kedua senyawa tersebut dengan reaksi2 kimia organik. Jelaskan dasar referensinya (sumber,link)
            jawab :

seiring dengan perkembangan ilmu bioteknologi dicoba satu cara terbaru dalam memproduksi senyawa alkaloid sinkona dan turunannya dengan memanfaatkan mikroba endpfit yang hidup dalam tanaman tersebut. Mikroba enoifit adalah mikroba yang hidup di dalam tanaman sekurangnya selama periode tertentu dari siklus hidupnya dapat membentuk koloni dalam jaringan tanaman tanpa membahayakan inangnya.

Meskipun penelitian mengenai endofitik telah telah dimulai sejak lama, tetapi penggunaan mikroba endofit untuk memproduksi senyawa bioaktif masih sedikit. Mikroba endofit diisolasi dari jaringan tanaman dan ditumbuhkan pada medium fermentasi dengan komposisi tertentu. Di dalam medium fermentasi tersebut mikroba endofit menghasilkan senyawa sejenis seperti yang terkandung pada tanaman inang dengan bantuan aktivitas enzim. Mikroba endofitik tumbuh dan memproduksi senyawa metabolit sekunder lebih lambat pada medium buatan daripada medium di dalam tanaman inangnya, oleh karena itu sangat penting untuk merancang  media lokasi maupun pertumbuhannya yang sesuai.

Kina disintesis dari triptofan melalui 16 tahap dengan menggunakan membutuhkan  16 enzim untuk  menghasilkan Kina. Dalam proses sintesis perlu dilakukan penambahan zat induser yang diinokulasikan secara bersama-sama dengan mediumnya. Zat induser adalah suatu zat yang memiliki komponen nutrisi yang serupa dengan dengan tanaman inangnya dan dapat menstimulasi pertumbuhan mikroba endofit dalam memproduksi senyawa bioaktif sebagai hasil metabolisme sekunder.

http://mejabelajarmu.blogspot.com/2013/05/alkaloid-kina.html

4.tentukan bagaimana cara mengelusidasi struktur lengkap dari kedua senyawa tersebut.
                  jawab :

            Menurut literatur , penentuan struktur lengkap dari senyawa kuinina dan kuinidina adalah dengan
Kromatografi Lapis Tipis ( KLT) .
Seluruh isolat sebanyak 88 yang telah dimurnikan, satu persatu ditumbuhkan dalam 3 jenis media cair, yaitu PDB, medium A dan medium B. Hasil skrining awal dari 88 isolat yang diuji dalam ketiga jenis media tersebut, diperoleh 2 kapang endofit yang menghasilkan senyawa alkaloid, yang ditunjukkan dengan adanya bercak oranye pada KLT dengan penampak bercak pereaksi Dragendorf (Gambar 2). Hasil KLT ekstrak CHCl3 dari LMC-19 pada agar miring yang ditumbuhkan dalam media cair ditunjukkan pada Gambar 2(a) menghasilkan bercak warna oranye dengan jarak migrasi Rf 0,49 sama seperti standar kinin. Hal ini menunjukkan bahwa kapang tersebut dapat menghasilkan kinin dalam media cair PDB setelah 3 hari. Demikian juga LMC-29 asal agar miring dalam media PDB setelah 7 hari (Gambar 2b) dan dalam media B setelah 2 hari (Gambar 2c), masing-masing menghasilkan kinin (Rf 0,49) sama dengan Rf standar kinin.
    

    

Gambar 2. (a). Hasil skrining awal KLT kapang LMC-19 (PDB), dan (b). LMC-29 (PDB) dan (c). LMC-29 (B)

 

Gambar 4. Kromatogram hasil KCKT ekstrak CHCl3 dari LMC-19 (dari serpihan batang C. ledgeriana) dalam media PDB (a), kromatogram dan spektrum standar kinin 0,1 mg/L (b). Eluen KH2PO4 20 mM pH 2,50: CH3CN = 9 : 1, dan kecepatan alir 1 mL/menit dan  = 210 nm.