UJIAN AKHIR SEMESTER KIMIA BAHAN ALAM
DOSEN PENGAMPU : Dr. Syamsurizal, M.Si
NAMA : BETTY ELDIA
SIRAIT
NIM : A1C111072
WAKTU : 17-31 DESEMBER 2013
Petunjuk : Sifat ujian open book, diposting paling lambat
tanggal 31 desember (jamnya tidak tau jadi usahakan sebelumnya sudah
diposting), dikumpul dalam bentuk print out ditanggal yg sama dengan terakhir
posting (31 desember)
1. Temukan dua senyawa alkaloid yang berisomer satu sama lain.
Tuliskan struktur lengkap dan sumber darimana kedua senyawa tersebut ditemukan
(link, referensi dsb).
Jawab :
Theobromina merupakan senyawa yang termasuk dalam alkaloid, isomer dari theobromina yaitu theopillin yang merupakan senyawa yang diperoleh dari biji tumbuhan Theobroma cacao
(fam: Sterculaceae) yang berguna sebagai diuretik dan stimulan SSP.
Struktur
thebromina
Struktur theophilina
Teofilin
(1,3-dimetilxantin) adalah senya-
wa alkaloid turunan xantin dan termasuk ke dalam kelompok purin. Teofilin telah
lama digunakan untuk mengobati
penyakit asma yang bekerja dengan
cara merelaksasi otot polos serta menstimulasi sistem syaraf pusat dan otot
jantung (Young 2003). Teofilin masih banyak digunakan di
Indonesia, sedangkan di Inggris jarang digunakan karena mempunyai efek samping
yang lebih besar dibandingkan dengan obat-obat inhalasi lainnya.
Teofilin dapat ditemukan pada tumbuhan seperti teh, tetapi
teofilin yang digunakan untuk pengobatan umumnya disintesis dalam skala
industri. Ciri fisik teofilin adalah berbentuk serbuk, berwarna putih, tidak
berbau, rasanya pahit, dan stabil di udara. Teofilin sukar larut dalam air,
mudah larut dalam air panas, larutan alkali hidroksida, dan amonium hidroksida,
serta agak sukar larut dalam etanol, kloroform, dan eter
2. (a.) Usulkan teknik isolasi dan pemurnian kedua
senyawa yang berisomer tersebut.
(b.)
Jelaskan alasan dan pemilihan pelarut untuk ekstraksi/pemurnian/isolasi
tersebut.
Jawab:
·
Teknik
isolasi thiobromin
Dalam
peroobaan ini, dilakukan isolasi theobromin dari biji tanaman kakao (Theobroma
cacao L.) jenis lindak. Sebelum isolasi theobromin dilakukan, sampel lebih dulu
diekstraksi lemaknya dengan pelarut petroleum benzin. Tahap awal isolasi
dilakukan dengan ekstraksi menggunakan peralatan soklet dengan pelarut
kloroform. Dari ekstraksi soklet ini terjadi endapan dalam kloroforxn. Setelah
endapan dipisahkan dengan penyaringan, filtrat yang diperoleh divapkan sehingga
didapat ekstrak kental yang kemudian dipisahkan dengan kromatografi kolom
menggunakan adsorben silika gel 60 dan pelarut etil asetat-metanol (9:1). Dari
pemisahan ini diperoleh 2 senyawa yang berupa kristal yang kemudian dimurnikan
dengan metanol sehingga diperoleh kristal berwarna putih. Dari hasil KLT,
spektrum ultra violet, spektrum infra merah dan spektrum massa yang dibandingkan
dengan senyawa standar dan data literatur, diketahui bahwa senyawa hasil
isolasi adalah theobromin dan kafein
·
Teknik
isolasi thiopilin
Metode atau
teknik SDUV(Spektrofotometri Derivatif Ultraviolet) merupakan kombinasi dari
spektrofotometri UV konvensional dan kemometrik yang memerlukan peralatan
optik, elektronik, dan metode matematika untuk menghasilkan spektrum turunan.Kelebihan
metode SDUV antara lain mampu meningkatkan pemisahan pita serapan dari spektrum
yang tumpang tindih, mendeteksi dan menentukan panjang gelombang serapan
senyawa target dari spektrum yang kompleks, dan mengurangi gangguan yang
disebabkan oleh penghamburan dan serapan senyawa lain. Oleh karena
karakteristik SDUV tersebut, proses isolasi dan preparasi senyawa aktif yang
biasanya diperlukan untuk prosedur analisis kualitatif dan kuantitatif di dalam
sistem yang kompleks dapat dihindari.
Bahan-bahan
yang digunakan adalah standar teofilin, metanol p.a, natrium asetat, asam
asetat glasial, asetonitril, air bebas ion, dan 2 contoh obat asma komersil
dengan merek yang berbeda (contoh A dan B).
Alat-alat yang digunakan adalah spektrofotometer UV-Vis Hitachi U 2800,
piranti lunak UV-solutions versi-2, 1 set peralatan komputer, KCKT merek
Thermofinigan, kertas saring, pengaduk magnet, pipet mikro, dan alat-alat kaca.
Analisis Kuantitatif Teofilin dengan Metode SDUV
Larutan stok standar teofilin 100 ppm
disiapkan dengan melarutkan 0.01 g teofilin dalam metanol, diaduk dengan
pengaduk magnet selama 30 menit, disaring, dan ditepatkan volumenya dengan
metanol di dalam labu takar 100 mL, kemudian diencerkan sehingga konsentrasi
larutan standar menjadi 5, 10, 15, 20, 25, dan 30 ppm dalam labu takar 10
mL. Larutan stok contoh yang setara
dengan konsentrasi teofilin sebesar 100 ppm disiapkan dengan melarutkan
sejumlah tertentu contoh (yang telah digerus) dalam metanol, selanjutnya
dilakukan pengadukan selama 30 menit, disaring, dan ditepatkan volumenya dengan
metanol dalam labu takar 50 mL, kemudian larutan contoh diencerkan sehingga
konsentrasinya menjadi 25 ppm dalam labu takar 10 mL. Setelah itu, dibuat
spektrum absorbans standar dan contoh menggunakan spektrofotometer UV dengan
kecepatan penyapuan 100, 200, 400, 800, dan 1200 nm/menit. Spektrum standar dan
contoh dengan konsentrasi yang sama dioverlay dan diolah dengan UV-solutions
untuk memperoleh kondisi optimum pengukuran. Parameter yang ditetapkan antara
lain orde turunan, orde penghalusan, dan
jumlah jendela. Analisis kadar teofilin di dalam contoh dan validasi metode
SDUV dilakukan berdasarkan kondisi optimum yang telah ditetapkan.
HASIL DAN PEMBAHASAN
Metode
SDUV
Metode spektrofotometri UV
konvensi- onal tidak dapat digunakan secara langsung untuk analisis
kuantitatif teofilin di dalam contoh sediaan karena spektrofotometri UV
konvensional tidak mampu menghilangkan efek serapan matriks di dalam contoh.
Hal ini dapat dilihat pada Gambar 3a yang menunjukkan bahwa puncak absorpsi
contoh pada spektrum awal lebih besar dibandingkan dengan standar pada
konsentrasi yang sama. Hal inilah yang menyebabkan analisis kuantitatif
teofilin dengan spektrofotometri UV konvensional menjadi tidak akurat. Metode
SDUV dapat digunakan untuk mengatasi masalah tersebut. Puncak absorpsi spektrum turunan pertama pada
λ 257 dan 284.5 nm (Gambar
3b) menunjukkan hanya serapan teofilin
yang terjadi.
Pita serapan
pada λmaks 270 nm menunjukkan adanya transisi elektronik gugus
keton lingkar dan ikatan rangkap senyawa teofilin. Penurunan spektrum awal
teofilin dilakukan untuk menganalisis kadar teofilin secara akurat dengan
menggunakan filter smoothing Savitzky-Golay untuk proses penghalusan spektrum.
Proses penghalusan spektrum turunan diperlukan untuk meminimalkan noise, tetapi
apabila derajat penghalusan terlalu besar maka akan menyebabkan penyimpangan
spektrum turunan (Owen 1996).
b. alasan
menggunakan pelarut kloroform pada isolasi senyawa thiobromin dan pelarut methanol
pada isolasi senyawa thiofillin yaitu karna senyawa keduanya merupakan senyawa
yang bersifat kurang polar sehingga pelarut
yang digunakan juga harus pelarut yang bersifat nonpolar. jadi Pelarut
yang kita gunakan sesuai dengan kriteria zat yang akan diekstraksi.
Sedangkan untuk Alkaloid, Kita ketahui bahwa alkaloid ini
bersifat non-polar,sehingga pelarut yang cocok digunakan untuk mengisolasi
alkaloid yaitu pelarut non polar pula. Contohnya: heksana
Xantin merupakan alkaloid yang bersifat basa
lemah, biasanya diberikan dalam bentuk garam rangkap. Untuk pemberian oral
dapat diberikan dalam bentuk basa bebas atau bentuk garam, sedangkan untuk
pemberian parenteral perlu sediaan dalam bentuk garam
Kofein,
disebut juga tein, merupakan Kristal putih yang larut dalam air dengan
perbandingan 1:46. Teofilin berbentuk Kristal putih, pahit dan sedikit larut
dalam air (3).
Senyawa
xantin merupakan basa lemah dengan pKb antara 13 sampai 14. Teofilin dan
teobromin merupakan asam lemah dengan pKa 8,6 dan 9,9. Kofein tidak bersifat
asam karena tidak mempunyai atom hidrogen yang dapat dilepaskan sehingga kofein
merupakan basa yang sangat lemah dan garamnya mudah terurai oleh air, karenanya
kofein dapat disari dari larutan asam atau basa (lebih mudah dari larutan basa)
dengan kloroform. Tetapi kofein mudah terurai oleh basa kuat, sehingga larutan dalam
basa harus segera disari
3. Usulkan tahap2 biosintesis kedua senyawa tersebut dengan reaksi2
kimia organik. Jelaskan dasar referensinya (sumber,link)
Jawab :
Sifat kimia kafein Kafein termetabolisme di
dalam hati menjadi tiga metabolit utama yaitu paraxanthine (84%), theobromine
(12%), dan theophylline (4%).
Teobromin mempengaruhi sistem
tubuh manusia mirip dengan kafein, tetapi pada efek yang lebih kecil. Teobromin
bersifat diuretik ringan, stimulan ringan, dan melemaskan otot-otot halus pada
bronkus. Dalam tubuh manusia, tingkat teobromin yang dirasakan adalah antara
6-10 jam setelah dikonsumsi. Karena kemampuannya untuk melebarkan pembuluh
darah, teobromin juga digunakan untuk mengobati tekanan darah tinggi (Amit et
al, 2010).
BIOSINTESIS
Biosintesis dari teobromin
dilakukan dengan tiga cara, antara lain :
a)AMP → IMP → XMP → xanthosine → 7-methylxanthosine → 7 -metilsantin
→ teobromin.
b) GMP → guanosin → xanthosine → 7-methylxanthosine → 7-metilsantin
→ teobromin.
c) Santin → 3-metilsantin → teobromin
(Ashihara et al, 2008) 
TEOFILIN
Teofilin ditemukan dalam jumlah
kecil di dalam daun teh dan diperoleh dengan cara ekstraksi. Teofilin
mengkristal dengan satu molekul air kristal. Kristal teofilin berwarna putih
dengan titik lebur 2680 Teofilin sukar larut dalam air dingin,
tetapi mudah larut dalam air panas dan larutannya bereaksi netral.
Kristal teofilin tidak berbau, berasa pahit dan berkhasiat diuretik (Sumardjo,
2006). Gambar 5. Struktur Teofilin (Leksana, 2010)
struktur theofilin
4.Tentukan bagaimana cara mengelusidasi struktur lengkap dari kedua
senyawa tersebut
Jawab
:
Cara
elusidasi struktur yaitu dengan metode SDUV (Spektrofotometri Derivatif
Ultraviolet ) dan Kromatografi Cair Kinerja Tinggi (KCKT). Metode SDUV dapat
digunakan untuk menganalisis kadar teofilin di dalam contoh sediaan farmasi
dengan sensitivitas dan ketelitian yang baik, namun akurasi dan linearitas
metode SDUV kurang memuaskan. Begitu juga
halnya dengan KCKT Teknik KCKT fase terbalik dengan kolom C8 dan fase gerak
asetonitril serta larutan penyangga cocok digunakan untuk analisis senyawa
teofilin yang bersifat polar. Kondisi KCKT yang
digunakan sesuai dengan USP (2003) namun kolom yang seharusnya C18
diganti dengan C8. Kolom C18 dan C8 ini tidak jauh berbeda, hanya C18 lebih
bersifat non polar dibandingkan dengan C8 (Christian 2004). Waktu retensi
teofilin (waktu yang diperlukan teofilin untuk tinggal di dalam kolom dalam
proses pemisahan senyawa) yaitu ± 9 menit
