3. Tugas 1
Interpretasi Jurnal
Tema : Isolasi Alkaloid
Judul Jurnal: ……..
Metode isolasi : ……
Metode Identifikasi: ………
Hasil dan Pembahasan : …………
4. ALKALOID
Definisi:
Alkaloid: „Alkali-like“
•Senyawa (basa) organik yang mengandung atom N yang berasal
dari asam amino (dan memiliki aktivitas farmakologis dalam
kadar rendah)
•Keberadaan alkaloid: tan tinggi, tan rendah, organisme laut,
binatang, m.o
5. CO2 + H2O
Photosynthesis Glucose Carbohydrates
G
L
Y
C
O
L
Y
S
I
S
Acetyl CoA
Citric Acid
Cycle
Fatty Acids
Lipids
Acetogenins
Terpenes
Steroids
Building Blocks
Amno Acids
Proteins
synthesis
enzymes
regulation
Nucleic
Acids
reproduction
Alkaloids
Phenyl-
propanoids
RNA DNA
PRIMARY METABOLISM
SECONDARY
METABOLISM
SECONDARY
METABOLISM
hn
CO2 + H2O + ATP
Flavonoids
6. SIFAT FISIKA & KIMIA ALKALOID
Sifat fisika
• Umumnya berbentuk kristal/padatan dengan TL yang jelas.
• Kadang amorf atau cairan kental (nikotin, coniine)
• Umumnya tidak berwarna, kec Berberine (poli aromatik)
• Alkaloid basa larut dlm pelarut organic
• Alkaloid garam larut dalam air.
Sifat kimia:
• Basa
• Sifat kebasaan alkaloid tergantung pd substitusi pada atom N
7. Klasifikasi Alkaloid
True-alkaloid:
Berasal dari asam amino
Bersifat basa
Atom N ada pada cincin heterosiklis
Terdapat dalam bentuk garam dengan asam organik
Contoh: atropin, morfin
8. Pseudo alkaloid:
•Memiliki karakteristik seperti alkaloid tetapi tidak berasal dari
asam amino, misal alkaloid terpen (aconitin: akaloid diterpen) dan
alkaloid dari jalur metabolisme asetat (coniin), sifat kebasaan
rendah
Klasifikasi alkaloid
9. Proto alkaloid:
Amin sederhana dimana atom N nya bukan merupakan
bagian dari cincin heterosiklik, bersifat basa dan berasal
dari asam amino, misal meskalin (kaktus)
Klasifikasi alkaloid
10. Tidak semua senyawa yang mengandung atom N
adalah alkaloid, contoh: asam amino, piridin
Kebasaan alkaloid berbeda-beda bahkan ada yang
bersifat amfoterik misal chepalin dan asam, misal:
kolkhisin
NH
O
O
O
O
O
O
Fakta mengenai alkaloid:
11. Keberadaan:
Umumnya terdapat dalam bentuk garamnya dengan asam
organik atau anorganik atau dalam kombinasi dengan asam
tertentu.
Ada yang terdapat dalam bentuk glikosida, misal α-chaconin
N
Gula-O
H
12. Umumnya merupakan campuran kompleks dari jalur
biogenesis yang sama, yang didominasi salah satu
konstituen
Kandungan alkaloid dapat bervariasi pada tiap tahap
pertumbuhan tumbuhan
13. Alkaloid yang tidak mengandung oksigen dalam struktur
kimianya biasanya pada suhu kamar bersifat cair (nikotin,
koniin, spartein)
Alkaloid yang mengandung oksigen akan berbentuk
kristal, umumnya kristal tidak berwarna, pada kasus
tertentu berwarna (berberine), beberapa berupa amorph
14. Kebasaan
Tergantung pada keberadaan lone pair elektron dari atom N, tipe
heterosiklis dan substitusinya
Electron withdrawing group yang dekat dengan atom N menurunkan
kebasaan
Elektron donating group menaikkan kebasaan
15. Kebasaan
•Piridin, kuinolin dan isokuinolin: basa
•Pirolidin merupakan basa kuat
•Pirol dan indol, bersifat asam
N N
N
N
H
N
H
NH
N
H
16. •Alkaloid basa biasanya terdapat di tanaman dalam bentuk garam
dengan asam mineral seperti HCl, H2SO4, HNO3, atau asam
organik seperti asam tartrat, sulfamat dan maleat, mekonat,
isobutirat dan benzoat, atau dalam kombinasi dengan tanin
•Alkaloid yang non basa adalah alkaloid amida, ammonium
kuartener, laktam, N-oxid
19. ALKALOID BERDASARKAN BIOGENESIS
A. Alkaloid heterosiklis yang berasal dari asam amino:
1. Ornithin
2. Tirosin
3. Fenilalanin
4. Triptofan
5. Asam antranilat
6. Asam nikotinat
7. Histidin
B. Alkaloid heterosiklis yang berasal dari nukleotid purin
C. Alkaloid yang terbentuk melalui transaminasi: terpenoid
alkaloid
D. Alkaloid yang terbentuk melalui transaminasi dimana N
atom terletak pada eksosiklis
22. ISOLASI ALKALOID
Isolasi alkaloid dari simplisia pada umumnya dilakukan dengan
cara penyarian menggunakan pelarut organic yang tidak
campur air (CHCl3 , eter).
Dalam tumbuhan Alkaloida biasanya terikat sebagai garam
dengan asam organik.
Maka sebelum dilakukan penyarian dengan pelarut organik,
alkaloida harus dibebaskan dari ikatan garamnya dgn
penambahan basa (alkali).
23. Skrining Alkaloida
1. Ekstraksi dgn air asam ekstrak kasar diuji
2. Agak dimurnikan + basa + pelarut organic yg tak camp.
3. Air + NaCl (salting out) mengendapkan protein.
24. Pemilihan jenis basa:
Sifat kimia alkaloid
N
C
H3
O
O
H CH2OH
hyoscyamine
cocaine
N
C
H3
O
O
COOMe
Contoh alkaloida NaOH
X
X
√
N
H H
CH3
O
H
O
O
H
morphine
N
OCH3
H3CO
O
H
OH
CH3
ruticuline
25. • Mengapa penggunaan basa kuat NaOH sedapat mungkin
dihindari?
– Adanya lemak atau bahan berlemak
• Basa kuat tidak dapat digunakan jika alkaloida terdapat
dalam bahan berlemak sabun.
Alkaloida yang terikat tannin.
– Alkaloida yang terikat tannin, misalnya alkaloida dalam
kulit pomegranat diperlukan NaOH untuk membebaskan
alkaloida dari ikatan garamnya.
– Alkaloida kinin juga terikat oleh tannin, cara isolasinya
serbuk kulit kina di + HCl encer atau asam format
sehingga terbentuk garam HCl. Selanjutnya dibasakan
dgn NaOH untuk memecah garam kinin-HCl menjadi
kinin basa dan disari dgn pelarut organic (kloroform).
26. Serbuk kulit kina
+ HCl encer
Ampas Sari air asam
+ NaOH 5%
+ CHCl3
Sari air basa Sari CHCl3
+ Na2SO4 anh.
(Alkaloid Kinin)
27. Separation of the Alkaloidal mixtures:
Alkaloids in the form of HCl salts
1- Alkalinize by NaHCO3 pH 7.5
2- Extract with Ether
Ether
Hyoscine free base
(pKa = 6.2)
Aqueous layer
Atropine & Hyoscyamine HCl
(pKa = 9.3)
Convert to oxalate salts,
Fractional Crystallization
(Acetone/ Ether)
Atropine Oxalate
Crystals
Hyoscyamine Oxalate
Solution
28. Pemilihan Jenis Pelarut untuk Penyarian alkaloid:
• Kelarutan alkaloid
• Factor koefisien partisi yaitu perbandingan kelarutan alkaloida
dalam pelarut organic dan dalam air basa.
N
H3CO
O
O
H
CH3
O
N
+ OH
OCH3
H
H
C
H3
C
H3
tubocurarine
N
N
CH3
Nicotine
CH3
OH
NH
CH3
ephedrine
29. • Sifat dan jumlah senyawa
• Pelarut harus dipilih sedemikian sehingga zat lain yang tidak
dikehendaki sedikit mungkin tersari.
Selektifitas
• Pelarut yang hanya menyari alkaloid tertentu dari campuran
alkaloida yang ada. Misal pada isolasi emetin digunakan eter
sebagai pelarut karena eter hanya melarutkan emetin dan
sefalin, tetapi tidak melarutkan alkaloida psikotrin.
30. Metode penyarian
• Diantara pelarut organic yang banyak dipakai, CHCl3 mrpk
pelarut pilihan.
• Kelebihan : alkaloida mdh larut dalam kloroform
• Kekurangan : tidak selektif, dapat diuraikan oleh alkaloida
basa kuat menghasikan asam klorid.
Eter : lebih selektif
Kekurangan eter : mdh teroksidasi membtk peroksida, mdh
terbakar, derajat pencampuran dgn air relatif tinggi
32. 1. Kristalisasi langsung
• Mrpk metode paling sederhana
• Jarang memberi alkaloid murni krn
tdk selektif
• Bermanfaat bila didahului dgn
pemisahan lain, mis : TLC
preparative, kromatografi kolom.
33.
34.
35. 2. Destilasi uap
• Metode ini tdk berlaku untuk alkaloida dgn BM besar.
• Alkaloid dgn BM kecil dapat dipisahkan dgn metode ini.
N
N
CH3
Nicotine
N
H
CH3
Coniine
37. 3. Gradient pH technique
• Metode didasarkan atas perbedaan pH / kebasaan alkaloid
yang terdapat dalam campuran.
• Dgn mengubah pH larutan alkaloida yang diikuti dgn
ekstraksi dgn pelarut organic, mk alkaloida pd pH tertentu
dapat dipisahkan.
• Metode ini pernah dilakukan dan berhasil baik pada
pemurnian alkaloid antikanker dari Catharanthus roseus
(bunga warna putih).
Larutan NH4OH NH4OH NH4OH NH4OH
garam alk.
PH 6.0 6,5 7,0 7,5 ….. 14
EtOAc EtOAc EtOAc EtOAc
38. IDENTIFIKASI ALKALOID
1. Reaksi Pengendapan
2. Reaksi Warna
3. Reaksi pembentukan kristal
4. KLT
5. Spektrum UV
6. Spektrum IR
7. MS
39. 1. Peraksi pengendap
Larutan Alkaloid netral atau asam dpt diendapkan dg pereaksi yg
berisi logam berat spt Hg, Bi.
1ml lart alkaloid dlm tb reaksi + 1ml HCl + reagent hasil
Reagen Kandungan Hasil
Dragendorff K[BiI4] oranye
Mayer K2[HgI4] Kuning-putih
Garam Reinecke (NH4Cr[CNS]4(NH3)2) Pink,
mengambang
Scheiblers Wolframat-asam fosfat Kuning, amorph
Sonnenschein Molibdat-asam fosfat Kuning, lalu
biru hijau
Larutan tanin 5% dalam air Kecoklatan
Hager Asam pikrat jenuh Kuning
Wagner I/KI Merah coklat
40. 2. Reaksi warna
Alkaloid dg pereaksi H2SO4 and HNO3 akan memberikan
warna spesifik
1ml larutan alkaloid dlm cawan porselen + pereaksi waran.
– Pereaksi Marquis : camp. 2 tetes lart formaldehid & 1 ml
H2SO4
– Pereaksi Frohde : camp. Lart 1% ammonium molibdat &
H2SO4
– Pereaksi Mandelin: camp 0,5% ammonium vanadat dlm
H2SO4
– Pereaksi Vitali : 1 tetes larutan uji dibiarkan menguap
residu + HNO3 pekat panaskan di ta, amati warna
dibasahi dgn uap NH3 warna tertentu.
42. 3. Reaksi Kristal
• Alkaloida + lart garam logam berat (emas klorida, platina
klorida, merkuri klorida), asam pikrat atau asam pikrolonat
endapan kristal KLT Kolom
43. 4. Kromatografi Lapis Tipis
• penggunaan KLT untuk identifikasi alkaloida dan
senyawa lain telah berkembang dan mrpk alat analisis
yang cukup peka, cepat dan terpercaya.
– Fase diam : silica gel G atau silica gel GF 254
– Fase gerak: senyawa yang bersifat basa.
– Campuran methanol & ammonia ( 100 :1,5)
– Campuran benzen, aseton, eter & amoniak 25%
(40:60:10:3)
– Campuran methanol, aseton, trietanolamin (30:30:1)
– Campuran kloroform, aseton & dietilamin (50:40:10)
44. KLT:
•Silika gel, aluminium oksida, kieselgur, selulosa
•Pada basa kuat, silikagel yang bersifat asam lemah dapat
mengikat alkaloid (pada fase gerak netral)
•TLC: UV, Dragendorff (+NaNO2)
•Alkaloid dengan amina primer dan sekunder negatif palsu
•Kumarin, hidroksiflavon, triterpen dan kardenolida ttt
positif palsu
•Alkaloid purin: mureksid (Kalium perklorat + setetes HCl,
diuapkan, ditambah amoniak = ungu)
•Alkaloid morphin: reagen Marquis (H2SO4 + setetes
formaldehida = ungu)
46. Identifying the Spots
Commercial TLC plate after
development
in normal lighting
Same TLC plate held under a
UV lamp -
Note the appearance of
additional spots
47. Interpreting the Data
The Rf value for each spot should be
calculated. Rf stands for "ratio of
fronts" and is characteristic for any
given compound on the same
stationary phase using the same
mobile phase for development of
the plates. Hence, known Rf values
can be compared to those of
unknown substances to aid in their
identifications.
48.
49. 5. Spektrum UV dan IR
• Spektrum UV : Memberi petunjuk jenis gugus atau ikatan
kimia yang ada dalam molekul.
• Spektrum IR: jenis gugus dan ikatan kimia
50. Kromatografi Kolom
Untuk isolasi alkaloid skala besar
Prinsipnya: penempatan campuran alkaloid (lar) di atas
kolom yg berisi serbuk penyerap (selulose, silika, poliamida),
lalu dielusi bertahap dg pelarut yg sesuai.
Ukuran garis tengah:panjang kolom → 1:10 hingga1:30
Sampel:fase diam → 1:50 hingga 1:500
Ukuran fase diam 100-300 mesh
54. METODE
Serbuk daun binahong maserasi n–heksana hingga
filtratnya jernih disaring, residu hasil maseras diangin-
anginkan hingga kering dimaserasi kembali menggunakan
etanol hingga filtratnya jernih.
Ekstrak yang diperoleh rotaryevaporator ekstrak etanol.
55. Ekstrak etanol + larutan HCl 2M hingga pH larutan menjadi 3.
Larutan yang telah bersifat asam kemudian diekstraksi
menggunakan etil asetat.
Hasil ekstraksi terbentuk 2 lapisan, yaitu lapisan asam dan
lapisan etil asetat.
Kedua lapisan dipisahkan, kemudian lapisan asam + NH4OH
hingga pH larutan mencapai 9 kemudian diekstraksi kembali
menggunakan etil asetat.
Hasil ekstraksi akan terbentuk 2 lapisan yaitu lapisan basa
dan lapisan etil asetat, kemudian dipisahkan.
Lapisan etil asetat rotary evaporator ekstrak alkaloid
total.
56. Alkaloid total yang diperoleh Kromatografi Lapis Tipis
(KLT) dengan campuran pelarut etanol, etil asetat dan n-
heksana yang bersifat p.a dengan perbandingan 1:2:30
menggunakan plat silika gel 60GF254 diperoleh noda–
noda isolat.
Selanjutnya dilakukan pemisahan menggunakan KLT
preparatif.
Hasil isolat alkaloid kemudian di analisis strukturnya
menggunakan Spektroskopi UVVisible, FTIR dan LC–MS.
Uji aktifitas senyawa tersebut dilakukan dengan menggunajan
metode Brine Shrimp LethalityTest (BSLT).
57. HASIL DAN PEMBAHASAN
Serbuk daun binahong dimaserasi menggunakan n-heksan
bertujuan untuk mengikat senyawa-senyawa metabolit
sekunder daun binahong yang bersifat non polar seperti
steroid dan triterpenoid.
Selanjutnya dilakukan penyaringan.
Residu yang telah kering kemudian dimaserasi kembali
menggunakan etanol hingga filtratnya jernih.
Maserasi menggunakan etanol karena etanol dapat melarutkan
alkaloid.
Alkaloid merupakan senyawa yang bersifat polar, sehingga
akan terikat dalam pelarut etanol.
58. Hasil penelitian menunjukkan bahwa pada ekstrak etanol
menunjukkan reaksi positif alkaloid yang ditandai dengan
adanya endapan putih pada penambahan pereaksi Meyer
dan terdapat endapan merah bata pada penambahan pereksi
Dragendorf
59. Selanjutnya ekstrak etanol + larutan HCl hingga pH larutan 3
agar terbentuk garam alkaloid.
Larutan yang telah bersifat asam kemudian diekstraksi
menggunakan etil asetat.
Hasil ekstraksi akan terbentuk 2 lapisan, yaitu lapisan bawah
yang merupakan lapisan asam dan lapisan atas merupakan
lapisan etil asetat.
Kedua lapisan tersebut dipisahkan, kemudian lapisan asam
ditambahkan NH4OH hingga pH larutan mencapai 9.
Perlakuan tersebut dilakukan agar garam alkaloid membentuk
basa bebas alkaloid
60. Reaksi alkaloid dengan basa secara umum dapat dilihat pada
reaksi berikut:
61. Hasil KLT menggunakan plat silika gel 60GF254 dan fasa
gerak yang digunakan adalah campuran pelarut etanol, etil
asetat dan n-heksana (1:2:30).
UV 365 nm yakni dua buah noda yang berwarna biru dan
merah dengan Rf 0,65 dan 0,23.
Berdasarkan hasil KLT, diketahui noda berwarna biru
merupakan alkaloid. KLT preparatif biru (murni
alkaloid).
63. Filtrat diuapkan untuk menghilangkan pelarut yang
terkandung di dalamnya sehingga dihasilkan kristal alkaloid.
Terhadap kristal alkaloid tersebut kemudian dianalisis
menggunakan spektrofotometer UV-Vis, FTIR dan LCMS.
64. Hasil analisis isolat noda tunggal panjang gelombang
maksimum (max) sebesar 265 nm 275 nm yang
diindikasikan bahwa senyawa tersebut termasuk dala
golongan alkaloid indol.
67. Hasil analisis menggunakan spektrofotometer FTIR
menunjukkan gugus fungsi yang terdapat pada isolat murni.
Senyawa alkaloid yang mengandung gugus O-H, NH, C-N,
C=C, C-O alkohol, C=O karboksilat dan CH2.
68. Hasil spektogram MS
berat molekul senyawa
yang diisolasi sebesar
389 g/mol
69. Diduga isolat alkaloid yang telah diisolasi dari daun binahong
mengandung senyawa betanidin (C18H16N2O8).
70.
71. Referensi
Paul M. Dewick, 2002, Medicinal Natural Product A Biosynthetic Approach,
2nd Ed., John Wiley and Sons, Ltd.
Cannel R.J.P., 1998. How to Approach the Isolation of a Natural Product.
Natural Products Isolation, Totowa: Humana Press.
Mann, J., et al., 1994, Natural Products: Their Chemistry and Biological
Significance, Longman, UK
Samuelsson, G., 1999, Drugs of Natural Origin-A Textbook of
Pharmacognosy, 4th revised Ed., Apotekarsocieteten, Sweden
Bruneton, J., 1999, Pharmacognosy Phytochemistry Medicinal Chemistry, 2nd
Ed., translated by Halton, C.K., Intercept Ltd., New York
Hänsel, R., Sticher, O. (Eds.), 2007, Pharmakognosie-Phytopharmazie, 8th
Ed., Springer
Jurnal-jurnal terkait
