Soal 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).
teobromin teofilin
2. (a.)
usulkan teknik isolasi dan pemurnian kedua senyawa yang berisomer tersebut.
Penentuan Kandungan Teobromin
1) Ekstraksi
0,2 gram coklat bubuk yang
telah diekstraksi ditambahkan dengan 40 mL air dan direbus selama 30 menit. Kemudian
disaring dengan whatman 44, dimasukkan dalam labu takar 50 mL, sampai tanda
batas dan disaring dengan whatman 44.
2) Clean Up
Kolom sep – pak C18
dikondisikan dengan 5 mL methanol dan 5 mL air. Kemudian dilewatkan dengan 5 mL
larutan hasil ekstraksi, setelah itu dicuci dengan 5 mL akuades. Kolom
didiamkan sampai kering. Theobromin dan kafein dielusi dari kolom dengan
menggunakan 10 mL kloroform (kolom dapat diregenerasi dengan pencucian
menggunakan 50 mL methanol 80% 5 mL
methanol. Kloroform diuapkan dengan penangas´dilanjutkan dengan 2 Lmair, residu yang terbentuk dilarutkan dengan 3 mL air. Sebanyak 20 larutan dianalisis dengan HPLC.
TEOFILIN
1.
50 gram serbuk teh kering dimasukan dalam bekker
glass 500 ml tambahkan 25 gram MgO dan 350 ml air.
2.
Didihkan campuran diatas selama 30 menit, sambil
diaduk-aduk.
3.
Saring panas-panas dengan kain saring kumpulkan
filtrate hasil penyaringan
4.
Sisa endapan (ampas teh) hasil penyaringan tambah
dengan 250 ml air didihkan selama 30 menit. Kemudian saring panas-panasdengan
kain saring kumpulkan filtrat jadikan satu dengan penyaringan terdahulu.
5.
Kedalam filtrate tambahkan 25 ml H2SO4
10% uapkan sampai 1/3 volume semula (saring bila ada larutan koloidal)
6.
Kemudian larutan diekstrasi dalam corong pemisah
dengan 20 ml (3 kali), 15 ml (2 kali) dan 10 ml chloroform.
7.
Kumpulkan hasil ekstrasi, cuci dengan NaOH dan
pisahkan dengan corong pemisah. Residu berada diatas, ambil ekstrak dilapisan
bawah, tamping dalam beaker glass kering. (sebelumnya timbang dulu berat
beaker).
8.
Cuci residu dengan 20 ml chloroform, campur hasil
cucian dengan ekstrak bersih.
9.
Uapkan ekstrak dengan penangas air sampai kering.
10. Timbang hasil ekstrak kofein kasar.
11. Lakukan pemurnian ekstrak kofein kasar dengan sublimasi
12. Sublimasi dilakukan dengan cawan penguap porselin yang dilengkapi dengan
corong gelas dan kapas dan kertas saring berlubang.
13. Kristal kofein yang berwarna putih akan diperoleh dengan menguapkan ekstrak
kofein kasar dalam cawan penguapan sampai habis.
14. Timbang hasil dan hitung rendemennya.
15. Tes identifikasi.
16. Tes murexid :
Senyawa purin dalam hal ini etofilin,
kofein,theobromin, dan teofilin dapat diidentifikasi dengan reaksi
khusus/spesifik.
dimana identifikasinya dilakukan dengan cara melarutkannya pada
ammonium. Teofilin karut pada amonium yang kemudian dipanaskan sehingga amonium
menguap dan didapatkan senyawa teofilin.
(b.) Jelaskan alasan dan pemilihan pelarut untuk
ekstraksi/pemurnian/isolasi tersebut.
Penentuan Kadar Teobromin
Teobromin dan kafein
merupakan senyawa alkaloid yang terdapat dalam tanaman coklat. Senyawa –
senyawa tersebut tersimpan dalam biji coklat. Analisis terhadap teobromin dan
kafein dilakukan dengan menggunakan HPLC. Untuk menganalisis kedua senyawa
golongan alkaloid ini, maka digunakan sampel coklat bubuk yang telah bebas dari
lemak. Hal ini dilakukan karena keberadaan lemak akan mengganggu analisis
teobromin dan kafein dengan HPLC. Sebelum dianalisis dengan HPLC maka sampel
diberi perlakuan awal. Perlakuan awal yang diberikan adalah Ekstraksi Fasa
Padat atau yang lebih dikenal dengan Solid Phase Extraction (SPE). Teknik SPE
digunakan sebagai perlakuan awal terhadap sampel coklat bubuk atau untuk clean
– up terhadap sampel yang masih mengandung pengotor.
Clean – up dilakukan untuk
menghilangkan pengotor – pengotor yang masih terdapat dalam sampel yang akan
dianalisis. Pada proses clean – up kali ini analit yang akan dianalisis akan
tertahan pada penjerap yang digunakan (pada percobaan ini penjerap yang
digunakan adalah C 18), sedangkan pengotor – pengotornya akan terelusi. Analit
akan tertahan pada penjerap karena analit dan penjerap sama – sama bersifat
nonpolar. Selanjutnya analit yang tertahan pada penjerap akan dielusi oleh
sebagian kecil pelarut organik.
Tahap pertama menggunakan SPE
adalah mengkondisikan penjerap C 18 dengan pelarut metanol dan air.
Pengkondisian ini dilakukan untuk membasahi permukaan penjerap dan untuk
menciptakan pH yang sama, sehingga perubahan – perubahan kimia yang tidak
diharapkan ketika sampel dimasukkan dapat dihindari. Selanjutnya larutan sampel
dilewatkan ke penjerap, maka analit yang diharapkan akan tertahan, sedangkan
pengotor – pengotornya akan terelusi. Kemudian kolom (penjerap) dicuci dengan
akuades untuk menghilangkan seluruh komponen yang tidak tertahan oleh penjerap.
Tahap terakhir adalah elusi teobromin dan kafein dari kolom dengan kloroform.
Pada tahap ini analit yang diharapkan yaitu teobromin dan kafein akan terelusi
kedalam kloroform. Kemudian kloroform diuapkan dengan pengangas air.
Setelah seluruh kloroform
habis teruapkan maka yang tersisa adalah residu bewarna putih. Residu bewarna
putih itu adalah teobromin dan L nya kafein. Residu ini dilarutkan dalam 3 mL
air dan sebayak 20 dianalis dengan HPLC.
TEOFILIN
Teofilin merupakan
alkaloid turunan xantin (1, 3 dimetil xanthin). Derivate xantin ini tidak larut
dalam air kecuali aminofilin. Teophilin mudah larut dalam air panas dan
ammonium encer. Hal ini didasarkan pada kelarutan teofilin yang meningkat
dengan bertambahnya suhu
3.
usulkan tahap2 biosintesis kedua senyawa
tersebut dengan reaksi2 kimia organik. Jelaskan dasar referensinya
(sumber,link)
TEOBROMIN
Teobromin
adalah molekul alkaloid yang dikenal juga sebagai metilsantin. Secara alami,
metilsantin terdapat pada enam puluh spesies tanaman yang berbeda dan termasuk
kafein (terutama pada kopi) dan teofilin (metilsantin primer dalam teh).
Teobromin adalah metilsantin utama yang ditemukan pada pohon kakao (Theobroma
cacao) (Amit et al, 2010). Senyawa ini diperoleh dari biji-biji coklat dan
isolasi dari biji-biji tersebut dengan cara ekstraksi. Coklat Kristal teobromin
berwarna putih, rasanya pahit dan mencair pada 357 0 C. Teobromin
sukar larut dalam air dan pelarut-pelarut organik yang umum. Garam-garam
teobromin umumnya dapat larut dalam air (Sumardjo,2006)
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
Tahap I
Pada tahap ini mengacu pada serangkaian reaksi yang menghasilkan perubahan
kimia relatif kecil yang membuat senyawa lebih hidrofil dan juga menyediakan
suatu kelompok fungsional yang digunakan untuk menyelesaikan Tahap II reaksi.
Pada tahap I ini, mayoritas reaksi dimediasi oleh sebagian besar keluarga enzim
sitokrom P450. Fungsionalisasi reaksi tahap I adalah reaksi yang menghasilkan
kelompok fungsional seperti dihidroksilasi atau kelompok fungsional sebagai
hidrolisis ester.
Oksidasi yang dilakukan oleh P450, diantaranya adalah oksidasi aromatik
(Propranolol, fenobarbital, fenitoin, fenilbutazon, amfetamin, warfarin);
oksidasi alifatik (garamnya, sekobarbital, klorpropamid, ibuprofen, meprobamat,
glutethimide, fenilbutazon, digitoxin); epoksidasi (Karbamazepin); N-dealkilasi
(morfin, kafein, teofilin); O-dealkilasi (kodein); S- dealkilasi (6
-methylthiopurine); N-oksidasi, amina primer (chlorphentermine), amina sekunder
(asetaminofen), amina tersier (nikotin, methaqualone); S-oksidasi
(thioridazine, cimetidine, klorpromazin); deaminations (amfetamin, diazepam). Ada juga oksidasi yang
dilakukan oleh non-P450, yaitu reaksi monoamine oxidase, mekanisme yang berbeda
dengan hasil yang sama seperti P450 deaminasi (pembentukan imina diikuti oleh
hidrolisis); flavin monooxygenase reaksi (FMO) (tapi reductases P450 juga
menggunakan cat kuning sebagai FAD, dinukleotida flavin adenin, dan FMN,
mononukleotida flavin).
Selain itu, pada tahap I ini terjadi reaksi pengurangan, misalnya
pengurangan nitro (kloramfenikol, clonazepam), dan reduksi kelompok azo
(prontosil, tartrazine); hidrolisis turunan karboksilat; hidrolisis asam ester
(kokain, prokain, tetracaine, benzokain, succinylcholine), amida (lidocaine,
mepivacaine, bupivakain, etidocaine, prilocaine). Hidrolisis glukuronat
menimbulkan resirkulasi enterohepatik, dimana secara signifikan
memperpanjang kehidupan beberapa obat, karena metabolit lipofilik diserap dalam
jumlah cukup ke dalam portal sirkulasi yang mana mereka bisa masuk kembali ke
hati.
2. Tahap II
Pada tahap ini terjadi reaksi penambahan atau unmasking fungsional yaitu
proses oksidasi atau hidrolisis. Pada Tahap II, reaksi ditandai dengan
konjugasi zat endogen. Reaksi Tahap II penting tidak hanya untuk menghilangkan
obat-obatan tetapi juga untuk detoksifikasi obat yang metabolitnya reaktif,
yang sebagian besar dihasilkan oleh metabolism. Reaksi metabolisme yang pertama
pada tahap II ini terjadi pada pembentukan glukuronat yang merupakan langkah
penting dalam penghapusan banyak zat endogen yang penting dari tubuh, termasuk
bilirubin, asam empedu, hormon steroid, dan biogenik amina sebagai serotonin.
Reaksi yang umum terjadi melalui transfer asam glukuronat, bagian dari
asam glukuronat uridin-difosfat (UDPGA) pada molekul akseptor. Proses ini
disebut juga glukuronosilasi atau glukuronosidasi]. Bila enzim mengkatalisis
reaksi ini, mereka juga disebut sebagai UDP glukuronosiltransferase (UGTs)
(acetaminophen, ibuprofen, morfin, diazepam, meprobamate, digitoxin, digoxin).
Selain itu, reaksi pada Tahap II berupa reaksi sulfat (asetaminofen, metildopa, 3-hidrokumarin, estrone); konjugasi glutathione (asam etakrinat); asetilasi (sulfonamid, isoniazid,
clonazepam, dapson); metilasi (dopamin, epinefrin, histamin, thiouracil).
Selain itu, reaksi pada Tahap II berupa reaksi sulfat (asetaminofen, metildopa, 3-hidrokumarin, estrone); konjugasi glutathione (asam etakrinat); asetilasi (sulfonamid, isoniazid,
clonazepam, dapson); metilasi (dopamin, epinefrin, histamin, thiouracil).
4.
tentukan bagaimana cara mengelusidasi struktur
lengkap dari kedua senyawa tersebut.
Metode yang
umum digunakan adalah metode kromatografi cair kinerja tinggi (KCKT) (USP 2003)
namun karena dilakukan dalam jangka waktu yang lama dan sulit maka dilakukan
dengan metode
metode
spektrofotometri derivatif ultraviolet (SDUV). Kedua metode ini memiliki
karakteristik yang sama
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
/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.
Senyawa-senyawa
turunan xantin diketahui memiliki beberapa aktivitas farmakologis, diantaranya
sebagai bronkodilator. Meskipun penggunaannya sebagai obat anti asma telah
cukup dikenal, tetapi turunan xantin diketahui memiliki efek samping yang
kurang menguntungkan yaitu penekanan pada jantung dan sistem syaraf pusat.
Beberapa penelitian mengenai modifikasi siniktur xantin guna mendapatkan
turunan yang lebih poten dan selektif telah dilakukan. Berdasarkan penehtian
terdahulu, diketahui bahwa subsitusi pada atom N' xantin dapat ineningkatkan
aktivitas dan selektivtasnya sebagai bronkodilator. Teobromin
(3,7,-dimetilrantin) adalah turunan xantin yang memiliki N' tidal(
tersubstitus, dan dapat digunakan sebagai bahan pemula untuk mensintesis
turunan xantin yang termodifikasi pada atom N'. Pada penelitian in./ telah
dilakukan sintesis dua turunan alkil teobromin, yaitu : NI - n-propil teobromin
, dan N1-n-butil teobromin. Sintesis dilakukan me/Aui reaksi alkilasi
inenggunakan n-propil bromida. dan bromida. Metoda sintesis dilakukan dengan
merefluks teobromin dart alkil bromida dalam media pelarut basa selama 27-30
jam, dilanjutkan dengan rekristalisasi menggunakan kloroform. Hasil sintesis
berupa kristal putih berbentuk jarum halus dengan rendemen sekitar 30 %. Uji
kemurnian dilakukan dengan kromatografi lapis tipis, uji titik lebur, dan
kromatografi gas. Penetapan struktur molekill basil sintesis dilakukan dengan
analisa spektrofotometer ultraviolet, spektrofotometer inframeralt� spektrometer dan spektrometer massa (GC-MS). Hasil
analisis elusidasi struktur memastikan bahwa basil sintesis adalah N1-n-propil
teobromin, dan NI -n-butil teobromin. Uji aktivitas hayati dilakukan secara in
vitro menggunakan preparat trakea marmot, dengan mengamati kemampuan senyawa
menghilangkan kontraksi otot polos trakea yang disebabkan oteh histamin, dan
dibandingkan dengan teofilin. Hasil uji hayati menunjukkan bahwa kedua Manua
tebromin memiliki aktivitas sebagai relaksan otot polos trakea lebih besar
dibanding teofilin. Aktivitas teobromin lebih kecil dui pada N1-n-butil
teobrornin Kata kunci : teobromin, N'-n-propil teobromin, N'n-butil teobromin,
relaksan trakea
