PENENTUAN STRUKTUR FLAVONOID

Spektroskopi Serapan Ultraviolet - Tampak (UV- Vis)

Spektroskopi UV – Vis digunakan untuk membantu mengidentifikasi jenis flavonoid dan menentukan pola oksigenasinya. Disamping itu, kedudukan gugus hidroksil fenol bebas pada inti flavonoid dapat ditentukan dengan menambah ”pereaksi geser ” ke dalam larutan cuplikan dan mengamati pergeseran puncak serapan yang terjadi. Spektrum flavonoid biasanya ditentukan dengan pelarut metanol atau etanol. Spektrum khas terdiri atas 2 maksima pada rentang 240– 280 nm (pita II) dan 300 – 550 nm (pita I). Kedudukan yang tepat dan kekuatan nisbi maksima tersebut memberikan informasi yang berharga mengenai sifat flavonoid dan pola oksigensainya. Ciri khas dalam spektrum tersebut adalah memberikan puncak relatif rendah pada pita I untuk flavonoid golongan hidroflavon, dihidroflavonol, dan isoflavon. Untuk khalkon, auron, dan antosianin memberikan puncak relatif tinggi. Ciri ini tidak berubah walaupun pola oksigenasinya berubah.

            Informasi tambahan untuk mengidentifikasikan flavonoid dapat diperoleh dengan menggunakan pereaksi dianostik. Adapun pereaksi diagnostik yang digunakan adalah NaOH, AlCl3, HCl, Natrium Asetat anhidrat, dan asam borat anhidrat. Spektrum ”NaOMe” merupakan spektrum flavonoid yang gugus hidroksil fenolnya sampai batas tertentu terionisasi. Karena itu spektrum ini biasanya merupakan petunjuk ”sidik jari” pola hidroksilasi dan juga bermanfaat untuk menentukan gugus hidroksil yang lebih asam dan tidak tersubtitusi. Degradasi atau pengurangan kekuatan spektrum setelah waktu tertentu merupakan petunjuk baik akan adanya gugus yang peka terhadap basa. Spektrum ’AlCl3’ dan ’AlCl3 / HCl’ menunjukkan terbentuknya kompleks tahan asam antara gugus hidroksil dan keton yang bertetangga dan membentuk kompleks yang tak tahan asam dengan gugus orto-dihidroksil. Pereaksi ini dapat digunakan untuk mendeteksi kedua gugus tersebut.

Spektrum ’NaOAc’ hanya menyebabkan pengionan yang berarti pada pada gugus hidroksil yang paling asam yaitu untuk mendeteksi ada atau tidaknya gugus 7-OH bebas. Spektrum ’NaOAc/H3BO3’ menjembatani kedua gugus -OH pada gugus ortodihidroksi dan digunakan untuk mendeteksinya.

Spektroskopi Resonansi Magnet Inti (RMI)

Pada identifikasi flavanoid Spektroskopi Resonansi Magnet Inti (RMI – 1H )

digunakan khas untuk :

a. Penentuan pola oksigenasi (pada ketiga lingkar)

b. Penentuan jumlah gugus metoksi (dan kedudukannya)

c. Pembedaan isoflavon, flavonon, dan dihidroflavonol

d. Penentuan jumlah gula yang ada (dan penentuan apakah ikatannya

α – atau β )

e. Pendeteksian rantai samping hidrokarbon seperti –CH3 yang terikat

pada C dan prenil yang terikat pada C (atau O).

RMI – 13C

Kelimpahan alam 13C hanya 1, 1% dan yang 1,1 % pada setiap flavonoid ini yang menghasilkan spektrum RMI – 13C. Resonansi terjadi pada daerah 0 –200 ppm medan bawah dari tetrametilsilan (TMS); setiap karbon yang berlainan akan menghasilkan satu sinyal. Berbeda dengan sinyal resonansi proton, kekuatan sinyal resonansi karbon – 13 tidak menunjukkan jumlah karbon dan dengan demikian integrasi RMI – 13C jarang ada gunanya.

Spektroskopi Resonansi Magnet Inti (RMI – 13 C) digunakan khas untuk :

a. Identifikasi gula yang terikat pada C- (dan O-)

b. Penentuan titik ikatan antar glikosida

c. Identifikasi penyulih asil dan titik asilasi

d. Penentuan titik ikatan –C (misalnya pada C-glikosida, biflavonoid)

kedudukan (geser kimia) dipengaruhi oleh penyulih yang berdekatan. Data pergeseran yang penting (untuk flavonoid) bila ada penyulih pada kedudukan ’C-1’, orto, meta, dan para.

Spektroskopi Massa (SM)

Spektroskopi inframerah digunakan untuk mengukur penyerapan radiasi inframerah atau tingkat vibrasi dan rotasi dalam molekul dari senyawa tertentu. Spektroskopi massa pada flavonoid digunakan khas untuk :

a. Penentuan bobot molekul

b. Menetapkan penyebaran penyulih pada cincin A dan cincin B

c. Menentukan sifat dan titik ikatan gula pada C - dan Oglikosida flavonoid

Prasyarat yang harus dipenuhi agar SM berhasil ialah flavonoid dapat

menguap pada keadaan hampa udara dalan spektrometer massa.

Permasalahan:

Dari uraian diatas, saya mengajukan beberapa permasalahan antara lain:

1.      mengapa dengan penambahan pereaksi geser yang sama dapat menghasilkan puncak serapan yang berbeda? Dimana pada pita I, flavonoid golongan hidroflavon, dihidroflavonol, dan isoflavon memiliki puncak serapan relatif lebih rendah dibandingkan golongan flavonoid khalkon, auron, dan antosianin !

2.      Bagaimana Pembedaan isoflavon, flavonon, dan dihidroflavonol dengan menggunakan analisis NMR-1H? Dimana ketiga senyawa tersebut jika dilihat dari bentuk strukturnya memiliki kesamaan!

Bioaktivitas Senyawa Nikotin sebagai Insektisida

Senyawa nikotin digunakan sebagai insektisida karena memiliki daya racun yang cukup tinggi. Daya racun yang cukup tinggi itu di sebabkan karena nikotin mempunyai 2 atom N pada struktur cincin heterosikliknya menyebabkan senyawa nikotin dalam reaksinya bersifat basa dan oleh sebab itu dengan asam membentuk garam nikotin bersifat non volatile ( stabil).

Hubungan struktur dan aktivitasnya juga mempengaruhi daya racun dari senyawa nikotin, dalam hal ini isomer optik dari strukturnya menunjukkan perbedaan aktivitas. Aktivitas dari senyawa-senyawa tersebut akan hilang dan berkurang bila nitrogen dihilangkan maupun mengalami perubahan posisi. Jadi pengaruh dari nitrogen sangat menentukan aktivitas senyawa nikotin tersebut.

Dalam keadaan murni senyawa nikotin mempunyai daya racun yang tinggi jika dibandingkan dengan daya racun insektisida nikotin hidroklorida atau nikotin sulfat. Nikotin sebagai bahan dasar insektisida digunakan dalam bentuk campuran yaitu sebagai larutan dalam air yang mengandung 40% nikotin dan sebagai garam sulfat sehingga dikenal dengan Black Leaf 40.

Sebagai insektisida kontak nikotin masuk ke dalam tubuh serangga melalui spirakel dalam sistem trakea. Uap dari nikotin menembus dinding tubuh serangga dan dilarutkan dengan cepat serta menembus jaringan vital dan menyebabkan paralisis terhadap sistem saraf serangga. Walaupun tekanan uap dari nikotin rendah pada temperatur kamar, semua nikotin itu dapat aktif bahkan dalam konsentrasi uap yang rendah dapat bersifat insektisida (Siswandono&Soekardjo,1995).

Permasalahan:

Bagaimana kekhasan isomer optik dan posisi atom N yang dimiliki oleh nikotin murni sehingga mempunyai daya racun yang tinggi dibandingkan nikotin hidroklorida dan asam sulfat? Selain itu, pada artikel diatas disebutkan bahwa Aktivitas dari senyawa-senyawa tersebut akan hilang dan berkurang bila nitrogen dihilangkan maupun mengalami perubahan posisi. Yang ingin saya tanyakan adalah apa yang dapat menyebabkan atom N tersebut hilang sementara kita ketahui bahwa  atom N sangat menentukan aktivitas senyawa nikotin tersebut???

BIOAKTIVITAS NIKOTIN

Nikotina adalah senyawa kimia organik kelompok alkaloid yang dihasilkan secara alami pada berbagai macam tumbuhan, terutama suku terung-terungan (Solanaceae) seperti tembakau dan tomat. Nikotina berkadar 0,3 sampai 5,0% dari berat kering tembakau berasal dari hasil biosintesis di akar dan terakumulasi di daun.

Nikotin termasuk dalam golongan alkaloiod yang terdapat dalam famili Solanaceae. Nikotin dalam jumlah banyak terdapat dalam tanaman tembakau, sedang dalam jumlah kecil terdapat pada tomat, kentang dan terung. Nikotin dan kokain dapat pula ditemukan pada daun tanaman kota. Kadar nikotin berkisar antara 0,6-3,0 % dari berat kering tembakau, dimana proses biosintesisnya terjadi di akar dan terakumulasi pada daun tembakau. Nikotin terjadi dari biosintesis unsur N pada akar dan terakumulasi pada daun. Fungsi nikotin adalah sebagai bahan kimia antiherbivora dan adanya kandungan neurotoxin yang sangat sensitif bagi serangga, sehingga nikotin digunakan sebagai insektisida pada masa lalu.

Nikotina merupakan racun saraf yang potensial dan digunakan sebagai bahan baku berbagai jenis insektisida. Pada konsentrasi rendah, zat ini dapat menimbulkan kecanduan, khususnya pada rokok. Nikotina memiliki daya karsinogenik terbatas yang menjadi penghambat kemampuan tubuh untuk melawan sel-sel kanker, akan tetapi nikotina tidak menyebabkan perkembangan sel-sel sehat menjadi sel-sel kanker.

Berikut adalah beberapa contoh senyawa alkaloid yang telah umum dikenal dalam bidang farmakologi :

Senyawa Alkaloid (Nama Trivial)	Aktivitas Biologi
Nikotin	Stimulan pada syaraf otonom
Morfin	Analgesik
Kodein	Analgesik, obat batuk
Atropin	Obat tetes mata
Skopolamin	Sedatif menjelang operasi
Kokain	Analgesik
Piperin	Antifeedant (bioinsektisida)
Quinin	Obat malaria
Vinkristin	Obat kanker
Ergotamin	Analgesik pada migrain
Reserpin	Pengobatan simptomatis disfungsi ereksi
Mitraginin	Analgesik dan antitusif
Vinblastin	Anti neoplastik, obat kanker
Saponin	Antibakteri

Permasalahan:                                   

Dari artikel diatas dapat diketahui bahwa bioaktivitas senyawa nikotin adalah stimulan pada syaraf otonom, selain itu dapat juga digunakan sebagai insektisida. Yang ingin saya tanyakan bagaimana mekanisme nikotin dapat berperan sebagai stimulan pada syaraf otonom dan bagaimana pula mekanisme senyawa nikotin sebagai insektisida?