SRI ATUNJURUSAN PENDIDIKAN KIMIA, FMIPA, UNIVERSITAS NEGERI YOGYAKARTA2010
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 alam
Peran Ekologis senyawa bahan alam:
Melindungi tumbuhan dari serangan herbivora dan infeksi mikrobaPenarik serangga atau hewan penyerbuk dan
penebar bijiAgen alelopati yg berperan dlm kompetisi antar
spesies tumbuhan.
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, dllModifikasi Prekursor
Senyawa Baru
Beberapa penemuan obat dari senyawa alam
NHO
OH
O
O
O
O
O
O
CH3O
O
H
O
H3C
O
H
OH
NHO
OH
O
O
O
O
O
O
CH3O
O
H
O
H3C
O
H
OHO
H3C
CH3
CH3
Taxol (Taxus brevifolia) Obat kanker Taxotere (derivat taxol) obat kanker
O
OH
HH
HO
OH
HO
OH
OH
H
H
Balanokarpol (Hopea) anti-HIV
O
HN
NO
S CH3
CH3
COOH
H
Penicillin G (Penicillium notatum) sbg antibiotik ditemukan th 1928 oleh Alexander fleming
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; 13C NMR ID dan 2D); ( MS )
Tahapan penelitian bahan alam
4. Uji aktivitas (antioksidan; antikanker, dll)
POTENSI KEKAYAAN ALAM INDONESIA
HUTAN TROPIKA INDONESIA
Pegagan Meniran Pulai
Temulawak Kunyit Mengkudu
Metode isolasi senyawa bahan alam ?
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
Ekstrak hasil partisi (heksan; kloroform; etil asetat; butanol)
Ekstraksi
Partisi
Kromatotron (centrifugal chromatography)Kromatografi gravitasi
1
2
3
4
5
Kromatogram Hasil Pemisahan Senyawa Alam Secara Kromatografi
Uji kemurnian
Tahap elusidasi struktur
Penggunaan Metode spektroskopi dalam identifikasi struktur molekul
HO OH
OH
1
4
78
10
12
2
R
OH
C C
H
H
R
R HOOH
R
Analisis Data 1H NMR satu dimensi dari Resveratrol
14 karbon (3 karbon oksiaril, 9 karbon metin, dan 2 karbon kuarterner)
Analisis data spektrum 13C NMR resveratrol
HO OH
OH
1
4
78
10
12
2
Hasil analisis data spektroskopi dari resveratrol
R
OH
C C
H
H
R
R
HOOH
R
Resveratrol
IDENTIFIKASI STRUKTUR SECARA SPEKTROSKOPI
HO
HO
HO
HO
OH
OH
OH
HO
HO
H
H
H HH
H
Spektrum
UV dan IR
FAB-MS [M+] 680 (C42H32O9)
HO
HO
HO
HO
OH
OH
OH
HO
HO
H
H
H HH
H
Spektrum 13C
C-alifatik (6)
C-aromatik (27)
C-oksiaril (9)
HO
HO
HO
HO
OH
OH
OH
HO
HO
H
H
H HH
H
R
OH OH
R
R
R
OHHO
OH
HO
R
R
HO OH
R
R
R
Proton pada C-alifatik
Spektrum 1H NMR
Spektrum HMQC (H→C satu ikatan)
HO
HO
HO
HO
OH
OH
OH
HO
HO
H
H
H HH
H
C-7b
H-7b)
HO
HO
HO
HO
OH
OH
OH
HO
HO
H
H
H HH
H
Spektrum (1H-1H) COSY NMR
8b
7c
8b
7c
Spektrum HMBC (korelasi H→C 2/3 ikatan)
HO
HO
HO
HO
OH
OH
OH
HO
HO
H
H
H HH
H
HO
HO
HO
HO
OH
OH
OH
OH
HO
H
H
H
HH
H
A2
A1
B1
B2
C1
C21a
3a
7a
8a9a
10a
12a
7b8b
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 HH
H
A2
A1
B1
B2
C1
C21a
3a
7a
8a9a
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
HH
H
H
A2
A1
B1
B2
C1
C2
1a
3a
7a
8a9a
10a
12a
7b8b
10b
12b
14b
7c
9c
10c
12c
14c
1c
4c
2b
5b
6b
8c
HMBC COSY
NOESY
Beberapa hasil korelasi dari spektrum NMR dua dimensi
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)
Vatikanol G (20)
Tabel 1. Beberapa Spesies Tumbuhan Famili Dipterocarpaceae dan Kandungan Kimianya
Keanekaragaman struktur molekul senyawa hasil isolasi dari beberapa spesies famili Dipterocarpaceae
O
H
H
HO OH
HOOH
HO
HO
HO
OH
OOH
OH
H
H
HOH
H
O
OOO
O
HO
H
H
OH
HO
HO
HO
OH
OH
H
H
HH
H
H
H
HO
HO
HO
OH
OH
OH
OH
H
H
H
H
HHO
HO
OH OH
OH
OH
OH
HO
O
O
O
HO
HO
HO
HO
OH
H
HH
H
H
H OH
HO
HO
HOHO
OH
HO
OH
HO
HO
H
H
H H H
H
(-)-ε-Viniferin (-)-Ampelopsin A Laevifonol (-)-Ampelopsin F
Stenofilol B (-)-α-Viniferin Vatikanol G
Tetramer resveratrol
O
O
HO
HO
HO
HO
HO HO
OH OH
OH
H
H
H HHH
H
H
OH
OHO
HO
HO
OH
OH
H
H
H
O
OH
OHHOHO
HO
H
H
H
HH
HO
HO
O
OH
OH
OH
H
H
OHH
HO
HO
O
HO
HO
OH
H
H
HO H
Vatikanol B
(H. sangal, H. utilis)
Dibalanokarpol
(H. malibato)
(-)-hopeafenol
(H. sangal, H. odorata, H. parviflora, H. utilis, H. bancana
Keanekaragaman struktur molekul senyawa hasil isolasi genus Vatica
OHO
HO
HO
OH
OH
H
H
H
OOH
OH
HO
HO
HO
H
H
HH H
O
O
HO
HO
HO
HO
HO HO
OH OH
OH
H
H
H HHH
H
H
OH
OH
HOHO
OH
OH
OHHH
HH
O
O
OH
HO
HO
HO
HO
HO
OH
OH
OH
HH
H H
HHH
H
OH
O
O
OH
HO
HO
HO
HO
HO
OH
OH
HH
HH
HHH
H
OH
O
HO
HO
OH
HO
OH
OH
ROOH
H
HH
H
H
H
HO
R = H, Diptoindonesin C
R = glu, Diptoindonesin D
(-)-Hopeafenol Vatikanol B
Diptoindonesin E
HO
OH
OH
HO
HO
HOHO
OH
OH
OH
HO
HO
H
H
H H H
H
OH
H
HO OH
HOOH
HO
H
H
HH
HO
HO
HO
OH
OH
OH
O
OOO
O
HO
H
H
OH
HO
HO
HO
OH
OH
H
H
H
OH
H
H
HH
HHO
HO
OH OH
OH
OH
OH
HO
HO
HO
HO
O
OH
OH
H
H
HOH H
O
O
HO
HO
HO
HO
HO HO
OH OH
OH
HH
H HHH
H
H
OH
O
HO
HOOH OH
OH
H
H
H
OOH
OH
OH
HO
HOH
H
H
H
H
resveratrol
HO
OH
OH
OH
HO
OH
HH
HH
R
O
OH
HO
OH
HO
OH
OH
HOOH
H
HHH
H
H
R
O
OH
HO
OH
HO
OH
OHO
OH
H
HHHH
H
R
glu
14
1310
12
9
4
5
3
6
11
8
COOH
HONH2
COOH
O
O
HO
H3CO
H3CO
OH
OCH3
OCH3HH
O
O
HO
H3CO
OH
O
HOH
HOH
CH2OH1 2
Karbohidrat
O
O
O
HO
HO
HO
HO
OH
H
HH
H
HH
OH
7
Saran Biogenesis Senyawa-senyawa Hasil isolasi
Bioaktivitas senyawa kimia pada tumbuhan Dipterocarpaceae (meranti)
HO OH
OH
O
H
H
HO OH
HOOH
HO
HO
HO
OH
OOH
OH
H
H
HOH
H
HO
HO
OH
OOH
OH
H
H
HOHH
Resveratrol
antikanker
ε –viniferin
antibakteri(-)-ampelopsin A
sitotoksik
Malibatol A malibatol B
sitotoksik
HO
HO
HO
O
OH
OH
HOH
H
HO
HO
OH
O
OH
OH
HOH
H
HO
HO
HO
O
OH
OH
OH
H
H
OHH
HO
HO
O
HO
HO
OH
H
H
HO H
OHO
HO
HO
OH
OH
H
H
H
O
OH
OHHOHO
HO
H
H
H
HH
(-)-balanokarpol
Anti HIV
Dibalanokarpol
Anti-HIV
(-)-hopeafenol
(sitotoksik)
HASIL ISOLASI SENYAWA DARI KULIT BATANG MELINJO (Gnetum gnemon)
(HB-2006-2007)
HO OH
OH
1
4
78
10
12
2
Resveratrol Rampotigenetin
O O
HOOC
OH
OH
OH
H3CO
OCH3
H
1
2 34
56
1'
2'
4'
6'
7'8'
9'
3,4-dimetoksiklorogenat
HO OH
OH
1
4
78
10
12
2
OCH3
O
O
H3CO
OH
1
2
345
6
7
8
9
10
1'
2'
3'
4'
5'
6'
O
O
H3CO
OH
1
2
345
6
7
8
9
10
1'
2'
3'
4'
5'
6'
O
O
HO
1
2
345
67
8
9
10
1'
2'
3'
4'
5'
6'
OH
EK1 (4’-hidroksi,8-metoksi-flavanon) EK2 (6- hidroksi, 8-metoksi-flavanon)
EK3 (4’, 8-dihidroksi-flavanon)
EKSPLORASI SENYAWA ANTIVIRAL (KERJASAMA INTERNASIONAL 2010)Tiga senyawa flavanon hasil isolasi dari kunci pepet (Kaempferia rotunda)
Gambar 4. Spektrum 1H NMR (a) dan 13C NMR (500 MHz dalam aseton-d6) EK1
O
O
H3CO
OH
1
2
345
6
7
8
9
10
1'
2'
3'
4'
5'
6'
Gambar 5. Spektrum 1H NMR (a) dan 13C NMR (500 MHz dalam CDCl3) EK2
O
O
H3CO
OH
1
2
345
6
7
8
9
10
1'
2'
3'
4'
5'
6'
Gambar 6. Spektrum 1H NMR (a) dan 13C NMR (500 MHz dalam aseton-d6) EK3
O
O
HO
1
2
345
67
8
9
10
1'
2'
3'
4'
5'
6'
OH
H3C
C
HO
H3C CH3
CH3
H
CH3
H
COOHH
CH3
HH
12
34
5
6
7
89
10
11
12
13
14
15
16
17
20
28
29
25
26
2423
27
30
18
19
21
22
asam betulinat
EKSPLORASI SENYAWA ANTIMALARIA DARI KULIT BATANG PULAI (STRANAS-2010)
CH3
CH3
O
OH
OH
CH3
OH
OH3C
1
2
34
56
7
89
10
11
12
13
14
15
H3C
O
O
H3C
CH3
CH3
1
2
3
4
56
7
89
10
11
12
13
14
15
Kurkumenon
Seskuiterpen lakton (kemungkinan senyawa baru)
EKSPLORASI SENYAWA ANTIKANKER DARI TEMU IRENG (Curcuma aeroginosa) (Penelitian Kerjasama UNY-University Of Malaya – 2010)
Kendala Pengembangan Potensi Senyawa Kimia dari Tumbuhan
• SARANA LABORATORIUM• PEMBIAYAAN (DANA RESEARCH)• SDM
KERJASAMA RESEACRH