SENYAWA ALKALOID DI DALAM TUMBUHAN

Rina Wijayanti, M. Sc., Apt

wijayanti@unissula.ac.id

085641700766

Ephedra

Opium poppy

Tree

Daturas

Learning Outcome :

Memahami :

• Struktur dasar

• Sifat fisika kimia

• Kegunaan

• Penggolongan

• Contoh senyawa aktif yang terkandung dalam tumbuhan

DEFINISI

• Alkaloid : “Alkali-like”

• Senyawa alkaloid adalah substansi-substansi yang relatif toksis yang bekerja terutama pada SSP (Susunan Syaraf Pusat), bersifat basa, mengandung nitrogen heterosiklis dan disintesa dalam tumbuhan dari asam-asam amino dan turunan-turunannya

hormon sex (sex atractan)

derivat pyrol

NCH3

N

CH3

OH

O

N

O

N

NHNH

NH

NH

NH

HOH

ONH2

O

NH

N

CH3

O

N

OH

O

Muscopyridine

(tanduk kijang)Lycopodine

lycopodium (tan.rendah)

Pyocyanine (lumut)

Saxitoxin (org.laut)

Astoramine (tikus besar)

NH

NHCH3

CH3OH

HChanoclanne

jamur ergot

ALKALOID

Taxus brevifolia

Taxol

-anticancer

Papaver

somniferum

Morpine,

Codeine

- eases pain;

suppresses

coughing

Ephedra sinica

Pseudoephedrine

- reduces nasal

congestion

Catharanthus roseus

Vinblastine

-anti-cancer

Datura stramonium

Scopolamine

-eases motion

sickness

Filipendula

ulmaria

Aspirin

- reduces pain &

imflammation

Cinchona

pubescens

Quinine

-anti-malaria

KEGUNAAN

• Sebagai racun untuk melindungi tanaman dari serangga dan binatang

• Sebagai bahan penetral racun untuk diri sendiri

• Sebagai pengatur tumbuh

• Sebagai faktor pertumbuhan tanaman dan cadangan makanan

EFEK FARMAKOLOGIS ALKALOID

• Analgesik dan narkotik morfin dan kodein

• Stimulansia sentral kofein

• Anti asma efedrin

• Antihipertensi reserpin

• Relaksan otot halus atropin dan papaverin

• Relaksan otot skeletal tubocurarin

PENGGOLONGAN menurut Hegnauer :

• Alkaloid sesungguhnya (True Alkaloid)

- Bersifat basa (kecuali kolkhisin dan asam aristolokhat)

- Toksik

- Lazim mengandung Nitrogen dalam cincin heterosiklik (kecuali kolkhisin dan asam aristolokhat)

- Diturunkan dari asam amino

- Terdapat dalam bentuk garam dengan asam organik

- Contoh : atropin, morfin

NH

CH3

O

O

OCH3

CH3O

CH3O

OCH3

13. Kolkhisina

OH

O

NO2

OCH3

O

O

14. Asam aristolokhat-II

• Alkaloid Sederhana (Protoalkaloid)

- Merupakan amin yang relatif sederhana di mana nitrogen dan asam amino tidak terdapat dalam cincin heterosiklik

- Bersifat basa

- Diperoleh berdasarkan biosintesis dari asam amino

- Contoh : meskalin (kaktus), ephedrin, N,N-dimetiltriptamin

CH3O

CH3O

OCH3

NH2

15. Meskalina

CH3

H

NH

CH3

H

HO

16. Efedrina

NH

N

CH3

CH3

17. N,N-dimetiltriptamina

Lopophora williamsii

Ephedra sinica

Lopophora williamsii

• Alkaloid semu (Pseudoalkaloid)

- Tidak diturunkan dari prekursor asam amino

- Misal alkaloid terpen (aconitin : alkaloid diterpen), alkaloid dari jalur metabolisme asetat (coniin)

- Sifat kebasaan rendah

- Contoh : Alkaloid steroidal (contoh konessiin) dan purin (kaffein)

N

CH3

CH3

H

H

H

CH3

N

H3C

H3C

18. Konessina

N

N

CH3

NH

3C

N

CH3

O

O

19. Kaffeina

Berdasarkan atom nitrogen :

• Alkaloid dengan atom nitrogen heterosiklik

1. Alkaloid Piridin-Piperidin

Mempunyai satu cincin karbon, mengandung 1 atom nitrogen

Conium maculatum (Fam. Apiaceae)

Nicootiana tabacum (Fam. Solanaceae)

2. Alkaloid Tropan

-Mengandung satu atom nitrogen dengan gugus metil (N-CH3)

-Mempengaruhi sistem saraf pusat termasuk yang ada pada otak maupun sumsum tulang belakang

Atropa belladona (Fam. Solanaceae)

Hyoscyamus niger

Kokain dari Erythroxylum coca (Fam. Erythroxylaceae)

Atropa belladona

3. Alkaloid Quinnolin

Mempunyai 2 cincin karbon dengan 1 atom nitrogen.

Cinchona ledgeriana (Fam.Rubiaceae)

Quinin yang toxic terhadap Plasmodium vivax

4. Alkaloid Isoquinolin

Mempunyai 2 cincin karbon mengandung 1 atom nitrogen.

Cytisus scoparius (Fam. Fabaceae)

5. Alkaloid Indol

Mempunyai 2 cincin karbon dengan 1 cincin indol.

Ergine dan psilocybin

Reserpin dari Rauwolfia serpentine

Vinblastin dan vinkristin dari Catharanthus roseus (Fam. Apocynaceae)

6. Alkaloid Imidazol

Berupa cincin karbon mengandung 2 atom nitrogen.

Jaborandi paragua (Fam. Rutaceae)

7. Alkaloid Lupinan

mempunyai 2 cincin karbon dengan 1 atom N,

Lunpinus luteus (Fam. Leguminoceae)

8. Alkaloid Steroid

-Mengandung 2 cincin karbon dengan 1 atom nitrogen dan 1 rangka steroid yang mengandung 4 cincin karbon

-Zigadenus venenosus (Fam. Solananceae)

9. Alkaloid Purin

-mempunyai 2 cincin karbon dengan 4 atom nitrogen

-Coffea arabica (Fam. Rubiaceae), Teh/ Camellia sinensis (Fam. Theaceae), Cola nitida(Fam. Sterculiaceae), dan Theobroma cacao

• Alkaloid tanpa atom nitrogen yang heterosiklik

1. Alkaloid Efedrin (Alkaloid amine)

Mengandung 1 atau lebih cincin karbon dengan atom nitrogen pada salah satu atom karbon pada rantai samping.

Mescalin dari Lophophora williamsii, Ephedra sinica.

Alkaloid Amina

-Golongan ini tidak mengandung N heterosiklik

-Turunan sederhana dari feniletilamin dan asam amino fenilalanin atau tirosin

-Ephedra sinica (Fam. Gnetaceae)

2. Alkaloid Capsaicin

Dari chile peppers, genus Capsicum, yaitu : Capsicum pubescens, Capsicum boccatum, Capsicum annuum, Capsicum frutescens, Capsicum chinense

SIFAT FISIKA KIMIA

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

SIFAT FISIS DAN KHEMIS ALKALOIDA :

Sifat fisis : Kristal, amorphous, liquid, tidak berwarna (umumnya)

Bentuk garam larut dlm air, bentuk basa larut dlm pelarut organik

N

N

CH3

20. Nikotina

NH CH3

21. Koniina

N

O

O

OCH3

OCH3

-OH+

22. Berberina

N

NH

CH3O

HO

HO

O

O

O

OH

O

+ -

23. Betanina

(Berwarna, visible, khromofor)

(liquid)

(berwarna, visible, khromofor/ikatan

Rangkap terkonjugasi)

SIFAT KHEMIS : BASA (Sepasang elektron

bebas pada atom –N-)

Sifat ke-basa-an tergantung pada jenis substitusi pada atom –N-

NCH

3H

3C

H3C

24. Trietilamina

- Electron donating : Pendonor/pemberi elektron

N

H

CH3

H3C

25. Dietilamina

N

CH3

HH

26. Etilamina

Mana paling basa.?

N

27. Piridina

N

H

28. Piperidina

N

29. Kuinolina

N

30. Isokuinolina

N

H

31. Pirol

N

H

32. Indol

N

H

33. Pirolidina

- Electron withdrawing : Penarik elektron

-C=O, menghilangkan sifat basa

(menjadi netral)

-C=O

N

Ik. Amida

Ik. Peptida

• Jika gugus fungsional yang berdekatan dengan nitrogen bersifat melepaskan elektron (misal : gugus alkil), maka ketersediaan elektron pada nitrogen naik dan senyawa lebih bersifat basa.

Urutan lebih basa : trietilamin> dietilamin> etilamin

• Bila gugus fungsional yang berdekatan bersifat menarik elektron (misal : gugus karbonil), maka ketersediaan pasangan elektron berkurang dan pengaruh yang ditimbulkan alkaloid dapat bersifat netral atau bahkan sedikit asam

• Kebasaan alkaloid dekomposisi, terutama oleh panas dan sinar dengan dengan adanya oksigen N-oksida dicegah melalui pembentukan garam dengan senyawa organik (tartrat, sitrat) atau anorganik (asam hidroklorida atau sulfat)

TATA NAMA

• Diberi akhiran -ina

• Generik

• Spesifik

• Penemu

• Aktivitas

Tata Nama berdasarkan nama Generik• Diambil dari nama Genus

• Contoh :

Nicotina tabaccum Nicotina

Atropa belladona Atropina

Tata Nama berdasarkan nama Spesifik• Diambil dari nama spesies

• Contoh :

Erythroxylon coca Kokaina

Tata Nama berdasarkan nama Penemu• Contoh :

• Punica granatum Peletierina

Tata Nama berdasarkan nama Aktivitas• Contoh :

Cephaelis ipecacuanha (emetikum) Emetina

DETEKSI, ISOLASI, PURIFIKASI, DAN

PENENTUAN STRUKTUR ALKALOIDA

DETEKSI :1. Metoda Wall

Bahan (20 g)

Refluks dg.80% EtOH, saring, filtrat diuapkan kering

Residu

Air, saring

Endapan filtratDiasamkan dg HCl 1%

+ Pereaksi Mayer

Endapan putih

Alkaloida (+)

Konfirmasi

+ Amonia

+ Kloroform

Lap. Kloroform

+ HCl 1%

Lapisan Air

Pereaksi Mayer

Endapan putih [alkaloida (+)]

2. Metoda KIANG-DOUGLAS

Bahan

Refluks 80% EtOH

Saring, pekatkan

Residu di + air

Lap. air

Amonia

+ kloroform

Lap. Air kloroform

Pekatkan/uapkan

+ HCl 2N

Lap. Kloroform lap. Air/asam

Pereaksi Mayer

Endapan putih

[Alkaloida (+)]

Isolasi alkaloidaBAHAN

Petroleum eter / PE

Ekst. PE Bahan

-95% EtOH / MeOH

-filter, filtrat diuapkan

-residu dipartisi antara

EtOAc dan 2% as tartrat

EtOAc lap. Air asam

+ EtOAc

- Basakan dg amonia

EtOAc Lap. basa

(Alk. Netral & basa lemah)

(Alk. Basa kuat) (Alk. Kuaterner/garam amonium)

OH

3C

O

N

HO

N

OH

H

O

NH

HCH

3N

N

34. Ergotamina

OGlu O

O

O

35. Swerosida

NH4OH

Suhu kamar

O

N

O

36. Gentianina