Makalah Terpenoid

Makalah Terpenoid

Oleh :

1. Aghfariza Indriani                              12.002

2. Aslam Al Basri                                    12.005

3. Faiqotul Himmah                                12.009

4. Jinggo Adedahani                               12.018

5. Patrisius Eston Ndoa                          12.030

6. Pungkas Nur Halima                          12.035

7. Tri Siwi Larasati                                 12.042

8. Winda Dwi Kurnia                             12.047

9.Calvin Wijaja                                       11.048

AKADEMI ANALIS FARMASI dan MAKANAN

PUTRA INDONESIA MALANG

Oktober 2013

1.1  Pengertian

Dalam tumbuhan biasanya terdapat senyawa hidrokarbon dan hidrokarbon teroksigenasi yang merupakan senyawa terpenoid. Kata terpenoid mencakup sejumlah besar senyawa tumbuhan, dan istilah ini digunakan untuk menunjukkan bahwa secara biosintesis semua senyawa tumbuhan itu berasal dari senyawa yang sama. Jadi, semua terpenoid berasal dari molekul isoprene CH2==C(CH3)─CH==CH2 dan kerangka karbonnya dibangun oleh penyambungan 2 atau lebih satuan C5 ini. Kemudian senyawa itu dipilah-pilah menjadi beberapa golongan berdasarkan jumlah satuan yang terdapat dalam senyawa tersebut, 2 (C10), 3 (C15), 4 (C20), 6 (C30) atau 8 (C40).

Terpenoid merupakan derivat dehidrogenasi dan oksigenasi dari senyawa terpen. Terpen merupakan suatu golongan hidrokarbon yang banyak dihasilkan oleh tumbuhan dan sebagian kelompok hewan. Rumus molekul terpen adalah (C5H8)n. Terpenoid disebut juga dengan isoprenoid. Hal ini disebabkan karena kerangka karbonnya sama seperti senyawa isopren. Secara struktur kimia terenoid merupakan penggabungan dari unit isoprena, dapat berupa rantai terbuka atau siklik, dapat mengandung ikatan rangkap, gugus hidroksil, karbonil atau gugus fungsi lainnya.

Terpenoid merupakan komponen penyusun minyak atsiri. Minyak atsiri berasal dari tumbuhan yang pada awalnya dikenal dari penentuan struktur secara sederhana, yaitu dengan perbandingan atom hydrogen dan atom karbon dari suatu senyawa terpenoid yaitu 8 : 5 dan dengan perbandingan tersebut dapat dikatakan bahwa senyawa teresbut adalah golongan terpenoid.  Minyak atsiri bukanlah senyawa murni akan tetapi merupakan campuran senyawa organic yang kadangkala terdiri dari lebih dari 25 senyawa atau komponen yang berlainan. Sebagian besar komponen minyak atsiri adalah senyawa yang hanya mengandung karbon dan hydrogen atau karbon, hydrogen dan oksigen. Minyak atsiri adalah bahan yang mudah menguap sehingga mudah dipisahkan dari bahan-bahan lain yang terdapat dalam tumbuhan. Salah satu cara yang paling banyak digunakan adalah memisahkan minyak atsiri dari jaringan tumbuhan adalah destilasi. Dimana, uap air dialirkan kedalam tumpukan jaringan tumbuhan sehingga minyak atsiri tersuling bersama-sama dengan uap air. Setelah pengembunan, minyak atsiri akan membentuk lapisan yang terpisah dari air yang selanjutnya dapat dikumpulkan. Minyak atsiri terdiri dari golongan terpenoid berupa monoterpenoid (atom C 10) dan seskuiterpenoid (atom C 15).

Triterpenoid adalah senyawa yang kerangka karbonnya berasal dari enam satuan isoprene dan secara biosintesis diturunkan dari hidrokarbon C30 asiklik yaitu skualena. Triterpenoid dapat digolongkan menjadi triterpena sebenarnya, steroid, saponin dan glikosida jantung (Harborne, 1996).

1.2 Sifat umum Terpenoid

• Sifat fisika dari terpenoid adalah :

1) Dalam keadaan segar merupakan cairan tidak berwarna, tetapi jika teroksidasi warna akan berubah menjadi gelap

2) Mempunyai bau yang khas

3) Indeks bias tinggi

4) Kebanyakan optik aktif

5) Kerapatan lebih kecil dari air

6) Larut dalam pelarut organik: eter dan alcohol

• Sifat Kimia

1) Senyawa tidak jenuh (rantai terbuka ataupun siklik)

2) Isoprenoid kebanyakan bentuknya khiral dan terjadi dalam dua bentuk enantiomer.

Terpenoid terdiri atas beberapa macam senyawa, mulai dari komponen minyak atsiri, yaitu monoterpena dan sesquiterepena yang mudah menguap (C10 dan C15), diterpena menguap, yaitu triterpenoid dan sterol (C30), serta pigmen karotenoid (C40). Masing-masing golongan terpenoid itu penting, baik dalam pertumbuhan dan metabolisme maupun pada ekologi tumbuha. Terpenoid merupakan unit isoprena (C5H8). Terpenoid merupakan senyawa yang kerangka karbonnya berasal dari enam satuan isoprena dan secara biosintesis diturunkan dari hidrokarbon C30 siklik yaitu skualena. Senyawa ini berstruktur siklik yang nisbi rumit, kebanyakan berupa alcohol, aldehid atau atom karboksilat. Mereka berupa senyawa berwarna, berbentuk kristal, seringkali bertitik leleh tinggi dan aktif optic yang umumnya sukar dicirikan karena tak ada kereaktifan kimianya.

1.3 Sintesa Terpenoid

Asam mevalonat, senyawa enam-atom karbon yang diturunkan dari kondensasi tiga molekul asam asetat merupakan progenitor pokok dan universal dari senyawa terpenoid yang membentuk “satuan isopren” dengan cara melepaskan air dan karbon dioksida secara bersamaan.

Kondensasi dua molekul asetil koenzim A yang menghasilkan asetoasetil, koenzim A merupakan langkah yang muncul identik dengan langkah pertama dalam pembentukan senyawa poli-β-keto-asetat dan untuk menghasilkan siklisasi rantai poliketida atau dengan langkah intermediet reduksi-dehidrasi-reduksi menjadi asam lemak. Namun, mikroorganisme terpenoid yang berawal dari langkah pertama dan dengan kondensasi serupa aldol asetil Co A dengan turunan asam asetoasetat membentuk β-hidroksi-β-metilglutanil Co A. Reduksi senyawa tersebut menghasilkan asam mevalonat

Fosforilasi asam mevalonat (dengan ATP) menghasilkan asam mevalonat-5-pirofosfat. Ini merupakan senyawa induk intermediet satuan lima karbon (isopren).

Isopentil pirofosfat merupakan satuan isopren biogenetik. Keterlibatannya dalam biosintesis isoprenoid (dan konversinya menjadi zat prenilasi aktif) adalah bergantung pada prototropi yang dikatalis oleh enzim, dengan senyawa tersebut ia diubah menjadi campuran seimbang isopentil ester dan bimetilalil ester.

Prototropi adalah stereo spesifik dari gugus metil yang diturunkan dari gugus =CH₂ isopentil ester timbul trans terhadap gugus –CH₂CH₂ OPP. Stereospesifiksitas memungkinkan untuk membedakan antara gugus-gugus-metil dari dimetilalil pirofosfat bila gugus tersebut diturunkan dari induk spesifik yang berlabel. Misal, jika 2 – ¹⁴C – asam mevalonat (C – 2 bertanda dalam persamaan 2) digunakan dalam percobaan = CH₂, maka salah satu gugus –CH₃ dari alil pirofosfat akan berlabel. Akibatnya, jika hasil akhir metabolisme tanaman mengandung gugus gem – dimetil, maka hanya satu gugus metil yang akan mengandung label isotop. (persamaan 4)

Dimetilalil pirofosfat berkelakuan sebagai zat elektrofilik yang memindahkan satuan satuan dimetilalil ke pusat nukleofil. Dimetilalil pirofosfat tidak hanya memiliki sistem alil yang sangat tinggi reaktivitasnya, tetapi gugus pirofosfat juga merupakan gugus pergi bagus sekali dalam penggantian nukleofil.

      Secara umum biosintesa terpenoid terjadinya 3 reaksi dasar, yaitu:

a.         Pembentukan isoprena aktif berasal dari asam asetat melalui asam mevalonat.

b.         Penggabungan kepala dan ekor unit isoprene akan membentuk mono-, seskui-, di-, sester-, dan poli-terpenoid.

c.         Penggabungan ekor dan ekor dari unit C-15 atau C-20 menghasilkan triterpenoid dan steroid.

Asam asetat setelah diaktifkan oleh koenzim A melakukan kondensasi jenis Claisen menghasilkan asam asetoasetat. Senyawa yang dihasilkan ini dengan asetil koenzim A melakukan kondensasi jenis aldol menghasilkan rantai karbon bercabang sebagaimana ditemukan pada asam mevanolat. Reaksi-reaksi berikutnya ialah fosforilasi, eliminasi asam fosfat dan dekarboksilasi menghasilkan IPP yang selanjutnya berisomerisasi menjadi DMAPP oleh enzim isomerase. IPP sebagai unit isopren aktif bergabung secara kepada ke-ekor dengan DMAPP dan penggabungan ini merupakan langkah pertama dari polimerisasi isopren untuk menghasilkan terpenoid. Penggabungan ini terjadi karena serangan elektron dari ikatan rangkap IPP terhadap atom karbon dari DMAPP yang kekurangan elektron diikuti oleh penyingkiran ison pirofosfat. Serangan ini menghasilkan geranil pirofosfat (GPP) yakni senyawa antara bagi semua senyawa monoterpen.

Penggabungan selanjutnya antara satu unit IPP dan GPP, dengan mekanisme yang sama seperti antara IPP dan DMAPP, menghasilkan farnesil pirofosfat (FPP) yang merupakan senyawa antara bagi semua senyawa seskuiterpen. Senyawa-senyawa diterpen diturunkan dari geranil-geranil pirofosfat (GGPP) yang berasal dari kondensasi antara atau satu unit IPP dan GPP dengan mekanisme yang sama pula.

Bila reaksi organik sebagaimana tercantum dalam Gambar 2 ditelaah lebih mendalam, ternyata bahwa sintesa terpenoid oleh organisme adalah sangat sederhan a sifatnya. Ditinjau dari segi teori reaksi organik sintesa ini hanya menggunakan beberapa jenis reaksi dasar. Reaksi-reaksi selanjutnya dari senyawa antara GPP, FPP dan GGPP untuk menghasilkan senyawa-senyawa terpenoid satu persatu hanya melibatkan beberapa jenis reaksi sekunder pula. Reaksi-reaksi sekunder ini lazimnya ialah hidrolisa, siklisasi, oksidasi, reduksi dan reaksi-reaksi spontan yang dapat berlangsung dengan mudah dalam suasana netral dan pada suhu kamar, seperti isomerisasi, dehidrasi, dekarboksilasi dan sebagainya.

Dari persamaan reaksi di atas terlihat bahwa pembentukan senyawa-senyawa monoterpen dan senyawa terpenoida berasal dari penggabungan 3,3 dimetil allil pirofosfat dengan isopentenil pirofosfat.

Secara umum terpenoid terdiri dari unsur-unsur C dan H dengan rumus molekul umum (C₅H₈)_n.

Klasifikasi biasanya tergantung pada nilai n.

Nama	Rumus	Sumber
Monoterpen	C10H16	Minyak Atsiri
Seskuiterpen	C15H24	Minyak Atsiri
Diterpen	C20H32	Resin Pinus
Triterpen	C30H48	Saponin, Damar
Tetraterpen	C40H64	Pigmen, Karoten
Politerpen	(C5H8)n  n  8	Karet Alam

Dari rumus di atas sebagian besar terpenoid mengandung atom karbon yang jumlahnya merupakan kelipatan lima. Penyelidikan selanjutnya menunjukan pula bahwa sebagian besar terpenoid mempunyai kerangka karbon yang dibangun oleh dua atau lebih unit C₅ yang disebut unit isopren. Unit C₅ ini dinamakan demikian karena kerangka karbonnya seperti senyawa isopren. Wallach (1887) mengatakan bahwa struktur rangka terpenoid  dibangun oleh dua atau lebih molekul isopren. Pendapat ini dikenal dengan “hukum isopren”.

1.Pembentukan isoprene aktif berasal dari asam asetat melalui asam mevalonat.

2.Penggabungan kepala dan ekor dua unit isoprene akan membentuk mono-,seskui-, di-. sester-, dan poli-terpenoid.

3.Penggabungan ekor dan ekor dari unit C-15 atau C-20 menghasilkan triterpenoid dan steroid.

1.4 Isolasi Dan Identifikasi Terpenoid

Cara ekstraksi dapat dilakukan dengan metode maserasi, sokletasi dan destilasi uap. Dengan metode perkolasi tidak memungkinkan karena sifat terpenoid yang mudah menguap akan menyebabkan kehilangan zat. Dengan metode refluks juga tidak memungkinkan karena pemanasan langsung dapat menyebabkan putusnya ikatan rangkap dan perubahan struktur kimia terpenoid. Metode infundasi kurang optimal karena pelarut air kurang dapat menarik terpenoid.

Pelarut yang digunakan untuk proses ekstraksi adalah pelarut organik yang cenderung bersifat non-polar seperti eter karena terpenoid merupakan rantai hidrokarbon yang panjang sehingga bersifat hidrofob.

Identifikasi senyawa terpenoid dengan skrining fitokimia adalah dengan mereaksikan terpenoid dengan reagen Liebermann-Burchard (asam asetat anh dan asam sulfat P) yang positif menghasilkan warna merah.

Ekstraksi senyawa terpenoid dilakukan dengan dua cara yaitu: melalui sokletasi dan maserasi.
1. Sekletasi

Dilakukan dengan melakukan disokletasi pada serbuk kering yang akan diuji dengan 5L n-hexana. Ekstrak n-hexana dipekatkanlalu disabunkan dalam 50 mL KOH 10%. Ekstrak n-heksana dikentalkan lalu diujifitokimia dan uji aktifitas bakteri.

2. Teknik maserasi menggunakan pelarut methanol.

Ekstrak methanol dipekatkan lalu lalu dihidriolisis dalam 100 mL HCl4M.hasil hidrolisis diekstraksi dengan 5 x 50 mL n-heksana. Ekstrak n-heksana dipekatkan lalu disabunkan dalam 10 mL KOH 10%. Ekstrak n-heksanadikentalkan lalu diuji fitokimia dan uji aktivitas bakteri.

Uji aktivitas bakteri dilakukan dengan pembiakan bakteri dengan menggunakan jarum ose yang dilakukan secara aseptis. Lalu dimasukkan ke dalam tabung yang berisi 2mL Muller-Hinton broth kemudian diinkubasi bakteri homogen selama 24 jam pada suhu 35°C. suspensi baketri homogeny yang telah diinkubasi siap dioleskan pada permukaan media Muller-Hinton agar secara merata dengan menggunakan lidikapas yang steril. Kemudian tempelkan disk yang berisi sampel, standartetrasiklin serta pelarutnya yang digunakan sebagai kontrol. Lalu diinkubasi selama 24 jam pada suhu 35°C. dilakukan pengukuran daya hambat zat terhadap baketri.

Uji fitokimia dapat dilakukan dengan menggunakan pereaksi Lieberman-Burchard. Perekasi Lebermann-Burchard merupakan campuran antara asam setatanhidrat dan asam sulfat pekat. Alasan digunakannya asam asetat anhidrat adalahuntuk membentuk turunan asetil dari steroid yang akan membentuk turunan asetildidalam kloroform setelah. Alasan penggunaan kloroform adalah karena golongansenyawa ini paling larut baik didalam pelarut ini dan yang paling prinsipil adalahtidak mengandung molekul air. Jika dalam larutan uji terdapat molekul air makaasam asetat anhidrat akan berubah menjadi asam asetat sebelum reaksi berjalandan turunan asetil tidak akan terbentuk.

1.4.1 Skrinning fitokimia

Identifikasi Terpenoid
1. Menghaluskan 1 gram sampel.
2. Menambahkan 2 ml kloroform, kocok dan saring filtratnya.
3. Menambahkan 2 tetes asetat anhidrat pada filtrat.
4. Kemudian menambahkan 2 tetes asam sulfat pekat.
5. Mengamati perubahan warna yang terjadi.

(metode lieberman-burchard, jika positif menghasilkan merah jingga/ungu)

            Kloroform digunakan untuk mengekstraksi terpenoid dalam sampel dan memisahkannya dari pengotor. Asam asetat anhidrat digunakan untuk

1.5 Kegunaan Terpenoid

Kegunaan terpenoid bagi tumbuhan antara lain :

a.         Fitoaleksin

Fitoaleksin adalah suatu senyawa anti-mikrobial yang dibiosintesis (dibuat) dan diakumulasikan oleh tanaman setelah terjadi infeksi dari mikroorganisme patogen atau terpapar senyawa kimia tertentu dan radiasi dengan sinar UV.

b.        Insect antifectan, repellant

c.     Pertahanan tubuh dari herbifora

d.     Feromon Hormon tumbuhan.

Feromon adalah sejenis zat kimia yang berfungsi untuk merangsang dan memiliki daya pikat    seks pada hewan jantan maupun betina^].

Selain kegunaan diatas juga mempunyai manfaat sebagai berikut:

1) sebagai pengatur pertumbuhan (seskuiterpenoid absisin dan diterpenoid giberellin)
2) sebagai antiseptic, ekspektoran, spasmolitik, anestetik dan sedative, sebagai bahan pemberi aroma makan dan parfum (monoterpenoid)
3) sebagai tumbuhan obat untuk penyakit diabetes,gangguan menstruasi, patukan ular, gangguan kulit, kerusakan hati dan malaria (triterpenoid).
4) sebagai hormon pertumbuhan tanaman, podolakton inhibitor pertumbuhan tanaman, antifeedant serangga, inhibitor tumor, senyawa pemanis, anti fouling dan anti karsinogen (diterpenoid)
5) Sebagai anti feedant, hormon, antimikroba, antibiotik dan toksin serta regulator pertumbuhan tanaman dan pemanis (seskuiterpenoid)
6) penghasil karet (politerpenoid)
7) Karotenoid memberikan sumbangan terhadap warna tumbuhan dan juga diketahui sebagai pigmen dalam fotosintesis
8) Monoterpen dan seskuiterpen juga memberikan bau tertentu pada tumbuhan
9) Terpenoid memegang peranan dalam interaksi tumbuhan dan hewan, misalnya sebagai alat komunikasi dan pertahanan pada serangga.
10) Beberapa terpenoid tertentu yang tidak menguap juga diduga berperan sebagai hormon seks pada fungus.

Bioaktivitas terpenoid pada akar dan daun Jatropha gaumeri (jarak). Karena pada tanaman ini terkandung golongan senyawa terpenoid dan juga pada ekstrak daun ini memiliki aktivitas antibakteri dan antioksidan. Aktivitas tersebut dihasilkan dengan isolasi dan identifikasi pada akar yang menghasilkan 2-epi-jatrogossidin (1). Salah satunya suatu rhamnofolane diterpene dengan aktifitas antimicrobial, dan kedua 15-epi-4E jatrogrossidentadione (2), suatu lathyrane diterpene tanpa aktivitas biologi. Dengan cara yang sama, pemurnian dengan penelitian yang telah diuji dari ekstrak daun dapat mengdentifikasi sitosterol dan triterpen amaryn, traraxasterol. Metabolit ini ternyata bisa digunakan sebagai aktifitas antioxidant.

1.6 Struktur kimia

Terpenoid terdiri dari banyak isopren yang bersusun dari kepala ke ekor.

Isopren (C5):

Monoterpenoid (C10) :

Seskuiterpen (C15) :

Diterpen (C20):

Triterpenoid :