wORKSHOP HAYATI KIMIA UGM-2010, isolasi senyawa bahan alam.

SRI ATUN

Kimia Organik Bahan Alam ?

Makhluk Hidup/ Organisme

(Hewan; Tumbuhan, Mikrorganisme yang hidup di

darat, laut, dan udara )

Proses metabolisme

Metabolit Primer

(Karbohidrat; lemak, protein, asam

nukleat), merupakan molekul

dengan BM tinggi, struktur sama

utk setiap organisme, dan

digunakan sbg penghasil energi/

kelangsungan hidup organisme

Metabolit Sekunder

(golongan senyawa dengan struktur

bervariasi dan khas untuk setiap

organisme, BM relatif kecil, ditemukan

dalam jumlah minor, berfungsi untuk

pertahanan diri organisme, melawan

penyakit, pertumbuhan, atau hormon

Banyak dipelajari di

bidang Biokimia

Bidang Kimia organik bahan

Peran Ekologis senyawa bahan alam:



Melindungi tumbuhan dari serangan herbivora

dan infeksi mikroba



Penarik serangga atau hewan penyerbuk dan

penebar biji

EKSPLORASI SENYAWA KIMIA ORGANIK BAHAN ALAM

Bahan tumbuhan

(daun; bunga, akar,

kulit batang)

Proses isolasi

Senyawa murni

Tumbuhan transgenik

Bioteknologi

Kultur jaringan

Modifikasi

struktur

Penentuan

struktur

Spektroskopi

Bioassay

(antioksidan;

antikanker;

antimalaria; antihepatotoksik;

anti-HIV

, dll

Modifikasi Prekursor

Beberapa penemuan obat dari senyawa alam

NH O OH O O O O O O CH₃ O O H O

H₃C O H OH NH O OH O O O O O O CH₃ O O H O

H₃C O

H

OH O

H₃C

CH₃ CH₃

Taxol (

Taxus brevifolia

) Obat kanker

Taxotere (derivat taxol) obat kanker

O OH H H HO OH HO OH OH H H

Balanokarpol (

Hopea

) anti-HIV

O H N N O S CH 3 CH3 COOH H

1. Tahap seleksi tumbuhan

•

Tumbuhan yang masih jarang diteliti

•

Seleksi pendekatan kemotaksonomi (keanekaragaman struktur

senyawa dari kelompok tumbuhan tertentu)

•

Seleksi secara etnofarmakologi (penggunaan atas dasar informasi

secara turun-temurun)

2.Tahap isolasi dan pemurnian (sampel sebanyak 5-10 Kg)

3. Elusidasi struktur molekul

•

spektroskopi (UV), (IR), ('H NMR;

13

C NMR ID dan

2D); ( MS )

Tahapan penelitian bahan alam

POTENSI KEKAYAAN ALAM INDONESIA

Pegagan

Meniran

Pulai

Metode isolasi

Uji aktivitas

CARA PENELITIAN

Uji kemurnian, elusidasi struktur, data spektroskopi (UV, FT-IR, NMR, MS)

STRUKTUR

MOLEKUL

Pemisahan & pemurnian

EKSTRAK

Ekstraksi dengan metanol pada suhu kamar

Jaringan tumbuhan (daun, bunga, kulit

batang, akar, dll)

SENYAWA

AKTIF

SENYAWA MURNI

S-1, S-

2, …

dst

Fraksinasi (KVC)

Fraksi A

Fraksi B

Fraksi C

Fraksi D

Pemurnian

Partisi : Heksan; kloroform; etil

asetat; butanol

Ekstraksi

1

2

3

4

5

Kromatogram Hasil Pemisahan Senyawa Alam Secara Kromatografi

Uji

Penggunaan Metode spektroskopi dalam identifikasi struktur molekul

HO OH

OH

1

4 7 8

10 12

R

OH

C C H

H R

R HO _OH

14 karbon (3 karbon oksiaril, 9 karbon metin,

dan 2 karbon kuarterner)

HO

OH

OH

1

4

7

8

10

12

2

Hasil analisis data spektroskopi dari resveratrol

R

OH

C

C

H

H

R

R

HO

OH

R

IDENTIFIKASI STRUKTUR SECARA SPEKTROSKOPI

HO

HO

HO

HO

OH OH

OH HO

HO

H

H

H H H H

Spektrum

UV dan IR

FAB-MS [M

+

] 680 (C

HO

HO

HO

HO

OH OH

OH HO

HO

H

H

H H H H

Spektrum

13

C

C-alifatik (6)

C-aromatik (27)

HO

HO

HO

HO OH

OH

OH HO

HO

H

H

H H H H

R

OH OH R

R

R

OH HO

OH HO

R R HO OH

R R

R

Spektru HMQC H→C satu ikata

HO

HO

HO

HO

OH OH

OH HO

HO

H

H

H H H H

C-7b

HO

HO

HO

HO

OH OH

OH HO

HO

H

H

H H H H

Spektrum (

1

H-

1

H) COSY NMR

8b

7c

Spektru HMBC korelasi H→C / ikata

HO

HO

HO

HO

OH OH

OH HO

HO

H

H

HO HO HO HO OH OH OH OH HO H H H H H H A2 A1 B1 B2 C1 C2 1a 3a 7a 8a 9a 10a 12a 7b 8b 10b 12b 14b 7c 9c 10c 12c 14c 1c 4c 2b 5b 6b 8c HO HO HO HO OH OH OH OH HO H H H H H H A2 A1 B1 B2 C1 C2 1a 3a 7a 8a 9a 10a 12a 7b 8b 10b 12b 14b 7c 9c 10c 12c 14c 1c 4c 2b 5b 6b 8c HO HO HO HO OH OH OH OH HO H H H H H H A2 A1 B1 B2 C1 C2 1a 3a 7a 8a 9a 10a 12a 7b 8b 10b 12b 14b 7c 9c 10c 12c 14c 1c 4c 2b 5b 6b 8c

HMBC

COSY

NOESY

Nama spesies Asal tumbuhan

Peneliti Senyawa kimia yang ditemukan

V. rassak Bogor, Indonesia

Tanaka (2000a₎

(-)-ε-viniferin (13), vatikanol C (19); vatikanol G (20); vatikasid D (21); vatikanol A (22); vatikanol B (24); vatikanol D (31); vatikanol H (34); vatikanol I (35); vatikanol J (36)

V. oblongifolia Kaliman-tan

Zgoda-Pols (2002)

hopeafenol A (27); isohopeafenol A (28)

V. Pauciflo ra Bogor, Indonesia Sri Atun (2004)

siringaresinol (12),(-)-ε-viniferin (13), (-)-ampelopsin F (14); stenofilol B (20); vatikanol G (20); vatikanol B (24); diptoindonesin C (35); diptoindonesin D (36); diptoindonesin E (37)

V. Umbona ta Yogyakar ta, Indonesia Sri Atun (2004)

(-)-ε-viniferin (13); (-)-ampelopsin F (14); stenofilol B (20); vatikanol G (20); vatikanol B (24); laevifonol (15); (-)-hopeafenol (25)

A. margina ta Bogor, Indonesia Sri Atun (2004; 2008)

bergenin (11), (-)-ε-viniferin (13), (-)-ampelopsin A (16), vatikanol B (24), (-)-hopeafenol (25), dan hopeafenol glukosida (26)

D. grandiflorius Bogor, Indonesia Sri Atun, (2004)

bergenin (11), (-)-ampelopsin A (16), (-)-α-viniferin (23), dan (-)-hopeafenol (25).

H. sangal Bogor, Indonesia

Sri Atun, (2004)

(-)-ampelopsin A (16), vatikanol B (24), dan (-)-hopeafenol (25)

H. mengarawan Banten, Indonesia Sri Atun, (2006)

Balanokarpol (17); heimiol A (18); vatikanol G (20); dan vatikanol B (24)

H. odorata Banten, Indonesia

Sri Atun, (2006)

Balanokarpol (17); ampelopsin H (29); hemlesyanol C (30); dan hopeafenol (25)

H. nigra Banten, Indonesia

Sri Atun, (2005)

[image:28.720.39.671.71.508.2]

Vatikanol G (20)

Keanekaragaman struktur molekul senyawa hasil isolasi dari beberapa spesies famili

Dipterocarpaceae

O H H HO OH HO OH HO HO HO OH O OH OH H H H OH H O O O O O HO H H OH HO HO HO OH OH H H H H H H H HO HO HO OH OH OH O H H H H H H HO HO OH OH OH OH OH HO

O

O

O

HO

HO

HO

HO

OH

H

H

H

H

H

H

OH

HO HO HO HO OH HO OH HO HO H H

H H H

H

(-)-ε-Viniferin (-)-Ampelopsin A Laevifonol (-)-Ampelopsin F

Tetramer resveratrol

O O HO HO HO HO HOHO OH OH OH H H

H H HH H H OH O HO HO HO OH OH H H H O OH OH HO HO HO H H H H H HO HO O OH OH OH H H OH H HO HO O HO HO OH H H HO _H

Vatikanol B

(H. sangal, H. utilis

)

Dibalanokarpol

(H. malibato

)

(-)-hopeafenol

Keanekaragaman struktur molekul senyawa hasil isolasi genus Vatica

O HO HO HO OH OH H H H O OH OH HO HO HO H H H H H O O HO HO HO HO HO HO OH _OH OH H H

H H HH H H OH OH HO HO OH OH OH H H H H O O OH HO HO HO HO HO OH OH OH H H H H H H H H OH O O OH HO HO HO HO HO OH OH H H HH H H H H OH O HO HO OH HO OH OH RO OH H H H H H H HO

R = H, Diptoindonesin C

R = glu, Diptoindonesin D

(-)-Hopeafenol Vatikanol B

HO OH OH HO HO HO HO OH OH OH HO HO H H H H H

H O H H HO OH HO OH HO H H H H HO HO HO OH OH OH O O O O O HO H H OH HO HO HO OH OH H H H OH H H H H H HO HO OH OH OH OH OH HO HO HO HO O OH OH H H H OH H O O HO HO HO HO HO HO OH _OH OH H H H H H

HH H OH O HO HO OH _OH OH H H H O OH OH OH HO HO H H H H H resveratrol HO OH OH OH HO OH H H H H R O OH HO OH HO OH OH HO OH H H H HH H R O OH HO OH HO OH OH O OH H H H H H H R glu 14 13 10 12 9 4 5 3 6 11 8 COOH HO NH2 COOH O O HO H3CO

H3CO

OH OCH3 OCH3 H H O O HO

H3CO OH O H OH H OH

CH2OH

Bioaktivitas senyawa kimia pada tumbuhan Dipterocarpaceae (meranti)

HO OH OH O H H HO OH HO OH HO HO HO OH O OH OH H H H OH H HO HO OH O OH OH H H H OH H Resveratrol antikanker

ε –

viniferin

antibakteri

(-)-ampelopsin A

sitotoksik

Malibatol A malibatol B

HASIL ISOLASI SENYAWA DARI KULIT BATANG MELINJO (

Gnetum gnemon

)

(HB-2006-2007)

HO OH

OH

1

4 7 8

10 12

2

Resveratrol

Rampotigenetin

O O

HOOC

OH

OH OH

H3CO

OCH₃

H

1

2 ₃

4 5 6

1' 2'

4' 6' 7' 8' 9'

3,4-dimetoksiklorogenat

HO OH

OH

1

4 7 8

10 12

2

O

O H₃CO

OH 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 1' 2' 3' 4' 5' 6' O O H₃CO

OH 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 1' 2' 3' 4' 5' 6' O O HO 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 1' 2' 3' 4' 5' 6' OH

EK ’

-hidroksi,8-metoksi-flavanon)

EK2 (6- hidroksi, 8-metoksi-flavanon)

EK ’, 8

-dihidroksi-flavanon)

[image:36.720.53.655.30.451.2]

Gambar 4. Spektrum

1

H NMR (a) dan

13

C NMR (500 MHz dalam aseton-d

6

) EK1

O

O H3CO

OH

1 2 3 4 5 6 7 8

9 10

1' 2'

[image:37.720.34.647.27.477.2]

Gambar 5. Spektrum

1

H NMR (a) dan

13

C NMR (500 MHz dalam CDCl

3

) EK2

O

O H3CO

OH 1

2 3 4 5 6 7 8

9 10

1' 2'

[image:38.720.33.679.32.411.2]

Gambar 6. Spektrum

1

H NMR (a) dan

13

C NMR (500 MHz dalam aseton-d

6

) EK3

O

O HO

1

2

3 4 5 6 7 8

9

10 1' 2'

3'

4'

5' 6'

H₃C

C

HO

H3C _CH3

CH₃

H

CH₃ H

COOH H

CH₃ H

H

1 2

3 4

5

6 7

8 9

10

11 12

13

14

15 16

17 20

28 29

25

26

24 23

27 30

18 19

21 22

asam betulinat

CH₃

CH₃

O

OH OH

CH₃ OH

O H₃C

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

13

14

15

H₃C O

O

H₃C

CH₃ CH₃

1 2

3 4

5

6 7 8 9 10

11 12

13 14

15

Kurkumenon

Seskuiterpen lakton

(kemungkinan senyawa baru)

EKSPLORASI SENYAWA ANTIKANKER DARI TEMU IRENG (

Curcuma aeroginosa

)

Kendala Pengembangan Potensi

Senyawa Kimia dari Tumbuhan

•

SARANA LABORATORIUM

•

PEMBIAYAAN (DANA RESEARCH)

•

SDM