KERAGAMAN DAN KEUNIKAN STRUKTUR KIMIA ALKALOID

Salah satu senyawa organic yang sering dijumpai di alam ialah alkaloid. Alkaloid merupakan senyawa organic yang memiliki sifat basa atau disebut alkali. Sifat basanya ini muncul akibat adanya atom nitrogen dalam molekul senyawanya, yang berada dalam struktur lingkar heterosiklik atau aromatis, dan dalam dosis yang kecil alkaloid dapat memberikan efek farmakologis untuk manusia dan hewan. Alkaloid ini biasanya ditemukan dalam jumlah kadar yang kecil dan harus dipisahkan dari campuran senyawa. hampir semua alkaloid bersumber dari tumbuhan. Daun-daunan yang rasanya sepat dan pahit biasanya akan mengandung alkaloid. Selain pada dedaunan, alkaloid juga dapat ditemukan pada akar, biji, ranting, dan kulit kayu.

        Selain pada tumbuhan alkaloid juga dapat ditemukan dalam hewan, serangga, organisme laut, mikroorganisme, dan tanaman rendah. Terdapat beberapa contoh yang didapat pada berbagai sumber yaitu isolasi muskopiridin dan sebangsa rusa, kastoramin dari sejenis musang Kanada, turunan Pirrol-feromon seks serangga, saksitoksin-Neurotoksik konstituen dari Gonyaulax catenella, dan lain sebagainya.

A.    Sifat Fisika dan Kimia Alkaloid

1.      Sifat Fisika Alkaloid

a.   Pada umumnya mempunyai 1 atom nitrogen meskipun ada yang memiliki lebih dari 1 atomnitrogen seperti pada Ergotamin yang mana memiliki 5 gugus nitrogen.

b.   Alkaloid berupa padatan kristal apabla telah diisolasi yang mana tidak larut dengan titik leleh tertentu

c.       Pada umumnya alkaloid tidak memiliki warna, namun beberapa senyawa yang kompleks , spesies aromatic berwarna (contohnya berberin berwarna kuning dan juga betanin berwarna merah).

2.      Sifat Kimia Alkaloid

Alkaloid merupakan senyawa yang bersifat basa. Sifat ini tergabtung pada adanya pasangan electron pada nitrogennya. Jika pada gugus fungsional yang berdekatan dengan nitrogen bersifat melepaskan electron. Sifat basa ini menyebabkan senyawa alkaloid ini mudah untuk mengalami dekomposisi.

B.     Struktur Senyawa Alkaloid

Alkaloid mengandung paling sedikit satu atom nitrogen yang mana bersifat basa dan ini merupakan suatu bagian daripada cincin heterosiklik. Dilihat dari segi biogenetic, alkaloid berasal dari sejumlah kecil asam amino seperti ornitin dan lisin yang akan menurunkan alkaloid alisiklik,. Reaksi yang utama yang mendasari biosintesis alkaloid yaitu reaksi Mannich yang terjadi antara suatu aldehida dan amina primer, sekunder, serta senyawa enol ataupun fenol. Dalam biosintesis alkaloid melibatkan reaksi rangkap oksidatif fenol dan metilasi. Dalam biosintesis alkaloid ditemukan jalur poliketida dan jalur mevalonat

C.     Klasifikasi Senyawa Alkaloid

1.      Alkaloid Sesungguhnya

Senyawa alkaloid yang sesungguhnya adalah racun, dimana senyawa alkaloid tersebut menunjukkan aktivitas fisiologis yang begitu luas, hampir tanpa terkecuali senyawa ini bersifat basa, lazimnya mengandung nitrogen dalam cincin heterosikliknya, senyawa ini diturunkan dari asam amino, terdapat aturan yaitu kolkhisin dan asam aristolokhat yang bersifat bukan basa serta tidak memiliki cincin heterosiklik dan alkaloid quartener, yang sedikit bersifat asam daripada bersifat basa.

2.      Protoalkaloid

Amin yang relative sederhana dimana nitrogen dan asam amino tidak ada terdapat di dalam cincin heterosiklik disebut Protoalkaloid. Protoalkaloid ini dapat diperoleh dari biosintesis asam amino yang bersifat basa.

3.      Pseudoalkaloid

Lain halnya dengan pseudoalkaloid ini, golongan ini tidak diturunkan dari precursor asam amino. Senyawa ini juga bersifat basa. Adapun dua macam alkaloid yang pentig dalam khas ini yaitu alkaloid steroidal. Contonya konessin dan purin (kaffein).

            Alkaloid dapat dibedakan berdasarkan atom nitrogennya, yaitu:

1.      Alkaloid dengan atom nitrogen heterosiklik

Dimana dalam hal ini nitrogen yang berada pada cincin karbonnya. Yang termasuk alkaloid dalam golongan ini yaitu:

a.       Alkaloid Piridin-Piperidin

Golongan ini memiliki cincing karbon yang mengandung 1 atom nitrogen, strukturnya adalah sebagai berikut:

Golongan ini terdiri dari 4 sub golongan, yaitu:

1)      Turunan Piperidin

2)      Turunan Propil-piperidin

3)      Turunan asam nikotinan

4)      Turunan pirinin dan pirolidin

b.      Alkaloid Tropan

Golongan ini mengandung satu atom nitrogen dengan gugus metilnya (N-CH₃), alkaloid golongan ini dapat mempengaruhi sistem syaraf pusat termasuk yang berada dalam otak ataupun sumsum tulang belakang, struktur intinya adalah

 

Golongan ini terdiri dari 3 sub golongan, yaitu:

1)      Hiosiamin dan skopolamin

2)      Kokain

3)      Atropine, apotropin dan Belladonina

c.       Alkaloid Quinolin

Golongan ini memiliki dua cincin karbon dengan satu atom nitrogennya, strukturnya yaitu:

Golongan ini terdiri dari 4 sub golongan yaitu:

1)      Kinina, Kinidina, sinkonidin, dan sinkonidina

2)      Akronisina

3)      Camptthecin

4)      Viridicatin

d.      Alkaloid Isoquinolin

Golongan ini memiliki dua cincin karbon yang mengandung satu atom nitrogen juga, strukturnya adalah

Golongan ini terdiri dari 4 sub golongan, yaitu:

1)      Morfin

2)      Emetina

3)      Hidrastina dan Karadina

4)      Beberina

e.       Alkaloid Indol

Golongan ini memiliki dua cincin karbon dengan satu cincin indol, strukturnya adalah

                       

Golongan ini terdiri dari 6 sub golongan, yaitu:

1)      Reserpina

2)      Vinblastina, Vinleusina, Vinrosidina, Vinkristina

3)      Striknina dan Brusnina

4)      Fisotigmina dan Eserina

5)      Ergotoksina, Ergonovina, dan Ergometrina

6)      Kurare

f.       Alkaloid Imidazol

Golongan ini berupa cincin karbon yang mengandung dua atom nitrogennya, strukturnya adalah

Lingkaran imidazole adalah inti dasar dari pilokarpin yang berasal dari daun tumbuhan yang bernama Pilocarpus jaborandi dari family Rutaceae, dimana ini berkhasiat untuk konjugativa pada pendeita glaucoma.

g.      Alkaoid Lupinan

Golongan ini memiliki dua cincin karbon dan satu atom nitrogen, strukturnya adalah

Alkaloid jenis ini dapat dijumpai pada Lumpinus luteus, Cytisus scopartus (family Leguminoceae) dan Anabis aphylla (family Chenopodiaceae) yang mana berupa daun tumbuhan yang sudah dikeringkan, berkhasiat sebagai oksitoksis.

h.      Alkaloid Steroid

Golongan ini mengandung dua cincin karbon dengan satu cincin nitrogen dan juga satu rangka steroid yang mengandung 4 cincin karbon. Struktunya adalah

                        Golongan ini memiliki 3 sub golongan, yaitu:

1) Golongan I, Sevadina, Germidina, Germetrina, Neogermetrina, Gemerina, Neoprotoperabrena, dan Valetridina.

2)      Golongan II, Pseudojervina, Veracrosina, dan Isorobijervosina.

3)      Golongan III, Germina, Germidina, Germitrina, Protoveratrin, Shevadina, Jervina, Rubijervina, Isoveratromina, yang mana banyak ditemukan pada family Solanaceae, Zigadenus venenosus.

i.      Alkaloid Amina

Golongan ini tidaklah mengandung nitrogen heterosiklik. Golongan ini banyak merupakan turunan sederhana dari feniletilamin dan juga senyawa-senyawa turunan dari asam amino fenilanin atau tirosin. Strukturnya adalah

Golongan ini terdiri dari 4 sub golongan, yaitu:

1)      Efedrina

2)      Kolkisina

3)      D-Norpseudo Efedrina

4)      Meskalina

j.        Alkaloid Purin

Golongan ini memiliki dua cincin karbon dan juga empat atom nitrogennya. Strukturnya adalah

Susunan inti heterosiklik terdiri dari cincin pirimidin yang tergabung bersama Imidazole.

Golongan ini terdiri dari 3 sub golongan, yaitu:

1)      Kafeina

2)   Theobromina

3)  Theofilina

PERTANYAAN

1. Menurut anda bagaimana dengan alkaloid tanpa atom nitrogen yang heterosiklik?

2. Menurut blog yang saya tulis alkanoid ada yang bersifat  sangat beracun ada juga yang berguna untuk pengobatan, menurut anda struktur alkaloid yang bagaimana yang bersifat racun dan struktur yang bagaimana yang bersifat tidak beracun atau bermanfaat bagi pengobatan?

3. Menurut anda apakah dalam sintesis alkaloid hanya ditemukan jalur poliketida dan jalur mevalonat

saja?

POTENSI PEMANFAATAN FLAVONOID UNTUK MAKHLUK HIDUP

POTENSI PEMANFAATAN FLAVOID UNTUK MAKHLUK HIDUP

Dalam sebuah penelitian yang dilakukan oleh ahli secara in vivo maupun in vitro flavonoid banyak menunjukan aktivitas biologis yang dapat dimanfaatkan oleh makhluk hiudp. Flavonoid dapat digunakan, karena flavonoid memiliki beberapa sifat misalnya sifat anti bakteri, anti inflamasi, anti alergi, bersifat antioksidan, bersifat melindungi pembuluh darah dan antikarsinogen.

1.      Anti bakteri

Sebagai antibakteri flavonoid mampu berinteraksi dengan DNA bakteri yang ada di dalam tubuh. Flavonoid sebagai antibakteri karena flavonoid ini dapat melepaskan energy terinduksi pada membrane sitoplasma dari bakteri serta menghambat motilitas bakteri. Ada pula yang menyatakan bahwa adanya gugus hidroksil pada flavonoid yang menjadikannya sebagai antibakteri. Ion hidroksil membuat terjadinya perubahan komponen organic dan transport nutrisi Yang akan menimbulkan efek toksik pada sel baktreri.

2.      Anti Inflamasi

Sebagai anti inflamasi flavonoid memiliki mekanisme untuk memhambat terjadinya inflamasi. Dimana mekanismenya terdiri dari 2 cara yaitu menghambat pelepasan asam anakidonat serta sekresi enzim lisosom dari sel netrofil dan sel endothelial. Cara kedua yaitu dengan menghambat fase proliferasi dan fase eksudasi dari proses inflamasi.

3.      Anti Alergi

Flavonoid dikatakan sebagai antialergi karena flavonoid mampu menghambat enzim fosfodiesterase dalam siklus AMP dan juga enzim calcium-dependent ATPase. Keduanya berperan untuk pelepasan histamine dari sel mast dan juga sel basophil.

4.      Melindungi pembuluh darah kapiler

Pengaruh flavonoid pada pembuluh darah kapiler yaitu untuk menjaga permeabilitas serta meningkatkan resistensi pembuluh darah kapiler. Flavonoid terutama bekerja dalam endothelium mikrovaskuler untuk mengurangi terjadinya hipermeabilitas.

     Selain keempat fungsi diatas flavonoid dapat digunakan sebagai terapi. Sejak zaman dahulu sebagai obat untuk bebagai macam obat dalam bidang kedokteran. Seperti digunakan dalam diabetes mellitus, penyakit alergi, penyakit inflamasi, kanker, tukak lambung, osteoporosis, dan kardiovaskuler. Selain itu juga flavonoid juga dapat mengurangi rasa sakit pada pasca ekstraksi gigi, dimana caranya yaitu dengan menghambat jalur sikloosigenase dan fosfolipase A2 sehingga sintesis prostaglandin akan berkurang. Hal ini mungkin terjadi dengan berhubungan adanya beberapa sifat yang dimiliki oleh flavonoid itu diantaranya:

a.  Kemampuan flavonoid dalam meningkatkan proses mitogenesis, interkasi sel, dan adhesi molekul.

b.    Reaktivitas flavonoid yang tinggi dimana kemampuan flavonoid mengikat logam-logam berat divalent untuk membentuk senyawa kompleks

c.  Kemampuan flavonoid dalam menjaga permeabilitas dan meningkatkan resistensi pembuluh darah kapiler pada jeas, serta

d.      Flavonoid memiliki gugus hidroksil yang menyebabkan flavonoid bersifat antibakteri.

Dalam tumbuhan flavonoid tidak hanya berperan sebagai pemberi pigmen yang memberi warna, tetapi juga sangat berguna dalam pertumbuhan, perkembangan, serta pertahanan tumbuhan itu sendiri. contohnya sebagai enzin inhibitor, perkursor bahan toksik, serta melindungi tumbuhan dari bakteri, virus, herbivora, radikal bebas serta sinar UV.  kemudian juga sebagai agen kelasi terhadap logam-logam yang berbahaya bagi tumbuhan dimana akan membentuk senyawa kompleks. 

PERTANYAAN

1. Flavonoid digunakan atau memiliki kemampuan anti oksidan pada radikal bebas. menurut anda berdasarkan apa kemampuan antioksidan dalam flavonoid ini?

2.  Ada yang mengatakan bahwa flavonoid yang terdapat pada makanan dalam bentuk beta glikosida, maka flavonoid tersebut tidak dapat diadsorpsi, menurut anda apa yang menyebabkan hal ini bisa terjadi?

3. Senyawa flavonoid ini ditemukan juga dalam buah-buahan dan juga sayuran sehingga dapat dikatakan bahwa flavonoid merupakan unsur yang penting dalam diet manusia, menurut anda mengapa flavonoid dikatakan sebagai unsu yang sangat penting dalam diet manusia?

KERAGAMAN DAN KEUNIKAN STRUKTUR KIMIA FLAVONOID

Flavonoid adalah senyawa kimia yang paling banyak ditemukan di dalam tumbuh-tumbuhan. Flavonoid merupakan golongan senyawa fenol dan tersusun oleh 15 atom karbon sebagai inti dasarnya. Flavonoid tersusun dari bentuk konfigurasi C₆-C₃-C6. C6 dan C6 pada struktur tersebut merupakan cincin aromatik, cicin aromatic dua-duanya dihubungkan dengan tiga atom karbon yang dapat ataupun tidak dapat membentuk cincin ketiga. Seperti pada gambar di bawah ini:

Gambar. Struktur Dasar Senyawa Flavonoid

        Selanjutnya sistem penomoran enyawa flavonoid dimulai dari cincin yang  C dan juga cincin A dengan angka biasa dan kemudian dapat dilanjutkan ke cincin B dengan angka yang beraksen, seperti gambar berikut:

Gambar. Sistem Penomoran Flavonoid

       Khusus untuk senyawa golongan khalkon penomoran dimulai dari cincin B dengan angka biasa dan dilanjutkan ke cincin A dengan angka beraksen, seperti:

Gambar, Sistem Penomoran Flavonoid golongan khalkon

          Penggolongan senyawa flavonoid didasarkan sifat-sifat larutan dan juga hasil reaksi warnanya, lalu diikuti dengan pengecekan ekstrak yang sudah dihidrolisis dengan cara kromatografi. Penggolongan flavonoid didasari atas pergeseran panjang gelombang maksimum pada 2 pita serapan yang diakibatkan adanya gugus sinamoil (pita serapan I) dan juga benzoil (pita serapan II) dari senyawa flavonoid dalam spektometri Ultra Violet dan tambak sebagai berikut:

Gambar. Pita Serapan suatu Flavonoid

            Gugus-gugus fungsi yang terikat pada cincin flavonoid dapat dianalisis dengan menambahkan suatu pereaksi geser pada larutan flavonoid dan methanol seperti larutan AlCl₃ + HCl, AlCl₃, NaOMe, NaOAc, NaOAc + H₃BO₃. Senyawa flavonoid sendiri ada yang berupa aglikon saja da nada juga yang berbentuk glikosida (aglikon dan gula). Flavonoid juga ada yang berikatan dengan gugus sulfat yang disebut dengan flavonoid sulfat dan yang terikat dengan flavonoid lainnya disebut biflavonoid.

PERTANYAAN!
1. Menurut anda mengapa jika kita ingin mengidentifikasi struktur flavonoid dalam tumbuhan kita harus menghindari tumbuhan yang cacat?
2. Kerangka dasar karbon dari flavonoid dihasilkan dari kombinasi antara dua jalur biosintesa yang utama  untuk cincin aromatik, yakni jalur sikimat dan jalur asetat-malonat, disana ada enzim yang menyebabkan perubahan struktur flavonoid. Menurut anda apa akibat dari berbagai perubahan yang disebabkan oleh enzim?
3. Menurut anda mengapa flavonoid dapat dikatakan sebagai antioksidan yang lebih baik dari pada antioksida lainnya, seperti pada vitamin E dan vitamin C? 

POTENSI PEMANFAATAN TERPENOID UNTUK MAKHLUK HIDUP

Pada blog kali ini saya akan mengulas sedikit mengenai potensi pemanfaatan senyawa terpenoid, dimana sebelumnya saya juga sudah mengulas tentang keunikan dan keragaman struktur senyawa kimia terpenoid. Indonesia merupakan salah satu Negara yang banyak sekali menggunakan obat herbal untuk menyembuhkan suatu penyakit. Biasanya obat-obatan ini dikenal sebagai obat tradisional. Obat-obatan ini dibuat dari bahan-bahan alami hayati seperti dari hewan maupun tumbuh-tumbuhan. Penggunaan tumbuh-tumbuhan sebagai obat tradisional berkaitan dengan kandungan kimia yang ada didalamnya. Senyawa kimia tersebut adalah hasil dari proses metabolisme dari tumbuhan itu sendiri. Senyawa kimia yang ada telah banyak di teliti oleh para peneliti dan seringkali dapat memberikan efek fisiologis dan farmakologi sehingga senyawa ini dikenal dengan nama senyawa bioaktif. Salah satu diantara golongan senyawa bioaktif yaitu terpenoid. Senyawa terpenoid ini adalah salah satu senyawa kimia yang banyak digunakan sebagai obat. Sudah banyak peran senyawa terpenoid dari tumbuh-tumbuhan yang diketahui seperti menghambat pertumbuhan tumbuhan pesainya dan sebagai insektisida terhadap hewan tinggi. Senyawa terpenoid seperti seskuiterpenoid berfungsi sebagai penolak serangga, insektisida, membantu pertumbuhan tumbuhan dan dapat bekerja sebagai fungisida. Kemuduan seperti Diterpenoid yang mana bekerja sebagai obat anti tumor karena efek sitoksiknya da nada yang memiliki aktivitas antivirus. Lalu ada triterpenoid yang menunjukkan aktivitas fisiologinya dan senyawa ini merupakan komponen aktif dalam tumbihan obat yang telah digunakan untuk penyakit diabetes, gangguan menstruasi, patukan ular, penyakit atau gangguan kulit, kerusakan hati, dan juga malaria. 

PERTANYAAN!
1. Mengapa di Indonesia masih sedikit atau belum terkenal dalam pemanfaatan senyawa                          terpenoid ini untuk proses pengobatan?

2. Bagaimana cara kita sebagai mahasiswa untuk memperkenalkan potensi pemanfaatan                          senyawa terpenoid ini?

3. flavonoid adalah senyawa kimia, dimana senyawa kimia ini oleh orang awam dianggap                        bahan berbahaya sedangkan senyawa flavonoid ini adalah sebagai antikanker. lalu                                bagaimana cara menyakinkan kepada mereka bahwa senyawa kimia khususnya flavonoid                    ini tidak hanya berdampak ngatif atau berbahaya?

KERAGAMAN DAN KEUNIKAN STRUKTUR TERPENOID

Komponen-komponen tumbuhan yang berbau yang dapat dipisahkan dari bahan nabati lain dengan penyulingan kukus di sebut dengan minyak atsiri. Banyak minyak atsiri seperti yang berasal dari bunga, digunakan dalam parfum. Pada mulanya dalam sejarah kimia organik, minyak-minyak atsiri ini, terutama minyak terpentin, menarik para ahli kimia. Ditemukan bahwa banyaknya atom karbon dan atom hydrogen dalam terpetin dalah 5:8, maka hasil alam yang lain  dengan rasio karbon-hidrogen sebesar 5:8 dikelompokkan sebagai Terpena. Dari definisi awal, terpena kemudian dikembangkan untuk mencangkup semua senyawa yang mengandung satuan-satuan kerangka dari isoprene. Untuk menekankan hubungan dengan isoprene ini, terpena disebut juga dengan Isoprenoid. Terpena dapat mengandung dua, tiga atau lebih satuan isoprene. Molekul-molekulnya dapat berupa rantai terbuka atau siklik. Dan mereka dapat memiliki ikatan rangkap, gugus hidroksil, gugus karbonil, atau gugus fungsional lain. Struktur yang mirip terpena dan mengandung unsur-unsur lain disamping C dan H disebut dengan Terpenoid.

            Terpenoid adalah senyawa yang mempunyai keragaman struktur yang besar dalam suatu produk alami yang diturunkan dari isopprena (C5). Berdasarkan klasifikasinya, terpenoid mengandung atom karbon yang jumlahnya yaitu kelipatan dari lima. Kemudian terpenoid juga mempunyai kerangka karbon yang disusun oleh dua atau lebih C5. Struktur molekul terpenaoid menunjukkan bahwa unit-unit isoprene saling bekaitan terartur dimana kepada dari unit yang satu berkaitan dengan ekor dari unit lain.

Gambar diatas menunjukkan bahwa ini merupakan suatu ciri yang khas dari sebagian besar terpenoid sehingga dapat kita gunakan untuk menentukan struktur terpenoid. Senyawa terpenoid dikategorikan berdasarkan banyaknya pasangan satuan isoprene yang dikandungnya:

Monoterpena, dengan kerangka yang hanya mengandung dua satuan isoprene adalah terpena yang paling sederhana. Namun, monoterpena pun memperagakan keanekaragaman struktur. Meskipun beberapa terpena dan terpenoid, seperti misalnya geraniol terdapat dalam aneka organisme, dibawah ini memperlihatkan sumber-sumber yang kaya akan senyawa tersebut.

PERTANYAAN?

1.      Jelaskan bagaimana faktor-faktor seperti enzim yang bekerja, pH, dan suhu sangat menentukan dihasilkannya triterpenoid dalam kualitas yang banyak?

2.      Menurut anda mengapa senyawa terpenoid banyak terdapat pada tumbuhan?

3.      Jelaskan bagaimana tekhnik isolasi tentang senyawa terpenoid?