Kimia Bahan Alam UNIVERSITAS JENDERAL SOEDIRMAN PURWOKERTO 2014 Harwoko, M.Sc., Apt. Department of Pharmaceutical Biology Faculty of Medicine and Health Sciences UNIVERSITAS JENDERAL SOEDIRMAN PURWOKERTO 2014

8th meeting ALKALOID

PUSTAKA Bruneton, J., 1999, Pharmacognosy, Phytochemistry & Medicinal Plants, 2nd Edition, Intercept Ltd., New York. Cordell, G., 1981, Introduction to Alkaloids, A Biogenetic Approach, John Wiley and Sons. Samuelsson, G., 1999, Drugs of Natural Origins, A Text Book of Pharmacognosy, 4th revised edition, Apotekarsocieteten, Sweden.

ALKALOIDA: metabolit sekunder yang mengandung satu atau lebih atom –N- (nitrogen) Sejarah perkembangan alkaloida : Secara tradisional telah digunakan oleh manusia Baru pada abad 19, upaya isolasi senyawa aktif dilakukan Papaver somniverum yang pertama kali dilakukan isolasi Narkotina pertama kali diisolasi dari P. somniverum Morfina, dan diketahui bahwa sifat alkaloida BASA Alkaloida lain berhasil diisolasi spt. Kinina, Strichnina Namun penentuan struktur membutuhkan waktu lama Keberadaan Alkaloida : Dahulu hanya diketahui terdapat dalam tanaman saja Namun terdapat juga dalam bakteri, binatang, fungi, hewan laut Dll.

tanduk Menjangan Beaver sex pheromone insect Pseudomonas Claviceps purpurea Gonyaulac catenela (red tide) Lycopodium

KEBERADAAN ALKALOIDA : Terdapat pada daun Hioscyamus niger, fam. Solanaceae Terdapat dalam daun Catharanthus roseus dalam lateks buah Papaver somniverum Rauvolfia serpentina (akar, 1%) Catharanthus roseus (daun, 4 x 10-6 %)

KLASIFIKASI ALKALOIDA : True alkaloids (Alkaloida sejati) Proto alkaloids (Alkaloida sederhana) Pseudo alkaloids (Alkaloida semu) Ad 1. Alkaloida Sejati Ciri-ciri : a. Toksik / beracun b. Mempunyai efek fisiologis c. Memiliki atom –N- heterosiklik d. Biogenetiknya dari asam amino e. Bersifat basa / alkalis

Ad.2. Proto alkaloids (Alkaloida Sederhana) Ciri-2: a. Merupakan molekul sederhana b. Biogenetiknya dari asam amino c. Mempunyai atom –N- bukan heterosiklik c. Bersifat basa d. Sering disebut Biological Amines Lopophora williamsii Lopophora williamsii Ephedra sinica

Ad. 3. Pseudo alkaloids (Alkaloida semu) Ciri-2: a. bersifat basa b. bukan berasal dari asam amino Note: Dari mana asal atom nitrogen pd alkaloida semu…?

DETEKSI, ISOLASI, PURIFIKASI, DAN PENENTUAN STRUKTUR ALKALOIDA 1. Metode Wall Bahan (20 g) Refluks dg.80% EtOH, saring, filtrat diuapkan kering Residu Air, saring Endapan filtrat Diasamkan dg HCl 1% + Pereaksi Mayer Endapan putih Konfirmasi + Amonia + Kloroform Alkaloida (+) Lap. Kloroform + HCl 1% Lapisan Air Pereaksi Mayer Endapan putih [alkaloida (+)]

2. Metode KIANG-DOUGLAS [Alkaloida (+)] Bahan Lap. air 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 (+)]

(Alk.Kuaterner/garam amonium) Isolasi Alkaloida BAHAN Petroleum eter / PE Ekst. PE (lemak) Bahan -95% EtOH / MeOH -filter, filtrat diuapkan -residu dipartisi antara EtOAc dan 2% as tartrat EtOAc lap. Air asam (Alk. Netral & basa lemah) + EtOAc - Basakan dg amonia EtOAc Lap. basa (Alk. Basa kuat) (Alk.Kuaterner/garam amonium)

PEMURNIAN ALKALOIDA : Kristalisasi langsung : Cepat, mudah tapi tidak pernah diperoleh senyawa murni karena Ko-kristalisasi atau Ko-Presipitasi.  perlu pemurnian awal dengan Kromatografi terlebih dahulu. Campuran pelarut yang sering digunakan : Metanol-air, Metanol-kloroform, Metanol-aseton,, etanol-aseton 2. Destilasi uap: Terutama untuk pemurnian alkaloida dengan bobot molekul relatif kecil, alkaloida dengan BM besar tidak dapat dilakukan pemurnian dengan destilasi uap. Nikotina, Coniina & Sparteina dpt dimurnikan dengan cara destilasi uap

Alkaloida ’basa lemah’ Penambahan NH4OH------- 3. Gradient pH Technique: Suatu teknik yang didasarkan atas sifat alkaloida basa larut dalam pelarut organik dan alkaloida bentuk garam larut dalam air. Alkaloida ’basa lemah’ Alkaloida ‘basa kuat’ Alkaloida (garam) Penambahan NH4OH------- PH 3,0 3.5 4.0 4.5 5.0 5.5 6.0 6.5 7.0 7.5 8.0 8.5 9.0 9.5 EtOAc EtOAc-3; EtOAc-4; EtOAc-5; EtOAc-6; EtOAc-7 -------- EtOAc-9

Metode Spektroskopi (sekarang): ELUSIDASI STRUKTUR Dahulu: Dengan cara reaksi degradasi, reaksi konjugasi, oksidasi, reduksi Senyawa yang diperoleh dianalisis produk yang terjadi Oleh karena itu, membutuhkan waktu yang lama, terutama molekul-molekul yang besar dan kompleks. Metode Spektroskopi (sekarang): Ultraviolet spektrum: menginformasikan adanya gugus khromofor Inframerah spektrum: menginformasikan jenis gugus fungsional Nuclear Magnetic Resonance: 1H-NMR  banyaknya atom hidrogen dan 13C-NMR  jumlah atom karbon (geseran kimia, δ). Spektroskopi Massa (MS)  bobot molekul senyawa (BM). Dengan teknik spektroskopi ini, elusidasi struktur menjadi lebih mudah & cepat; butuh 1 bulan untuk alkaloida yang telah diketahui. Untuk senyawa baru, membutuhkan 6 bulan.

KLASIFIKASI ALKALOIDA (2)

KLASIFIKASI ALKALOIDA (3) BERDASARKAN PENDEKATAN BIOGENESISNYA Alkaloida berasal dari ornithine Alkaloida berasal dari lysin Alkaloida berasal dari asam nikotinat Alkaloida berasal dari polyacetate Alkaloida berasal dari asam anthranilat Alkaloida berasal dari phenylalanine & tyrosine Alkaloida berasal dari tryptophan Alkaloida berasal dari histidine Alkaloida dari jalur isoprenoida Alkaloida lain-lain

Alkaloida berasal dari Ornithine Alk. Kerangka Tropan Alk. Nikotina Ornithine Alk. Pirrolizidina

Alkaloida tropan Substituen Senyawa C-3 C-6 C-7 Atropina α(+)-O-tropyl H H (-) Hyoscyamina α(-)-O-tropyl H H Meteolidina α-O-tigloyl H H Scopolamina α-O-tropyl β-oksido Hyoscina α-O-tropyl β-oksido Cocaina (dlm tanaman Erythroxylon cocca)

ALKALOIDA PIRROLIZIDINA (Reaktif, karsinogenik) 1 8 Bentuk N-oksida (Reaktif, karsinogenik) 3 6 Platynecine Indicine Symphitum officinale (Comfrey) Retronecine

ALKALOIDA DARI LYSINE Inti Piperidina a). Sederhana / mirip alkaloid dari ornithina Anaferina Lupinine Anabasina b). Tidak mirip alk. dari ornithina Lobelina Lycopodina

Bagaimana dengan ini….? Secodine Solasodina Berasal dari apa…? Bagaimana sifat kebasaan-nya Sumber atom -N……? Piperidine KOH 5%,air Piperina As. piperat

ALK. BERASAL DARI ASAM NIKOTINAT Inti Piridina As. nikotinat Nikotina Arecolina (Areca catechu) Ricinina (Ricinus communis) Precursor..? Dioskorina Anabasina

Alkaloida dari asam antranilat 2-quinolone Asam antranilat Pyranoquinoline Furanoquinoline Pyranoquinolone Furanoquinolone

PHENYLALANIN & TYROSIN ALKALOIDA DARI PHENYLALANIN & TYROSIN Mescaline Tyr Pellotine ? Securinine ? Tetrandrine Betanidin ? Aranotine

Aktivitas Farmakologi Alkaloida Phe & Tyr SUMBER (Tanaman) EFEK Codeine Papaver somniverum ANALGETIK & ANTITUSIF Colchicine Colchicum autumnale ANTIGOUT Emetine Cephaelis ipecacuanha EMETIK Ephedrine Ephedra sinica SIMPATOMIMETIK Fagaronine Fagara zanthoxyloides ANTITUMOR Glaziovine Octoea glaziovii ANTIDEPRESAN Mescaline Lophopora williamsii HALUSINOGEN Morphine ANALGETIK NARKOTIK Papaverine RELAKSAN OTOT POLOS Tetrandrine Cyclea peltata Thalicarpine Thalictrum dassycarpum Tubocurarine Chondrodendron tomentosum RELAKSAN OTOT SKELET

ALKALOIDA BERASAL DARI TRYPTOPHAN Echinulin Psilocybin, R= -OPO3 MeO Strictosidine Reserpine Ergotamine

AKTIVITAS FARMAKOLOGI DARI ALKALOIDA INDOL MONOTERPENE SUMBER (Tanaman) EFEK Ajmalicine Catharanthus roseus HIPOTENSIF Ajmaline Rauvolfia sp. ANTIARITMIA Camptothecine Camtotheca acuminata ANTIKANKER Deserpidine Rauvolfia canescens Iboganine Tabernanthe iboga PSIKOMIMETIK Leurocrystine Quinidine Remijia sp. DEPRESAN JANTUNG Quinine Cinchona sp. ANTIMALARIA Rescinamine Rauvolfia sp. Reserpine Rauvolfia vomitoria Strychnine Strychnos nux vomica DEPRESAN SSP Vincaleucoblastine C. Roseus (Vinca rosea) Vincamine Vinca major

Yohimbine Corynanthe yohimbe Quinine

ALKALOIDA DARI JALUR ISOPRENOIDA Hemiterpene alkaloida Monoterpene alkaloida Sequiterpene alkaloida Diterpene alkaloida Triterpene alkaloida Steroidal alkaloida Alchorneine Pterogynine Chaksine Veratramine

TUGAS TERSTRUKTUR Buatlah DESAIN PENELITIAN tentang Obat Bahan Alam 1 kelompok t.d 6 mahasiswa (dibagi random) – pilih topik tertentu & judul dibedakan antar kelompok. Aspek penilaian: Orisinalitas (keaslian) Kebaruan (topik) Metodologi Penulisan Aplikasi & kemanfaatan Komposisi naskah: judul, ringkasan, latar belakang, rumusan masalah, tujuan penelitian, tinjauan pustaka, material & metode penelitian (maks. 10 halaman mulai dari latar belakang s/d metopen) Dikumpulkan dalam bentuk hard copy (dijilid cover hijau) & soft copy ke email: woko_har84@yahoo.com Dateline: 10 Juni 2014 Nilai Akhir Kuliah = 40% tugas + 60% ujian tulis

TERIMA KASIH