Bahan kuliah fitokimia lanjutan

Oleh

Ahmad Najib,S.Si,Apt

FAKULTAS FARMASI

UNIVERSITAS MUSLIM INDONESIA

2006

Ringkasan Kuliah Fitokimia 2 Page 2 Jadwal Kuliah Fitokimia II

No Pekan Kuliah Waktu

1 I Metabolisme & Jalur Biogenetik Bahan Alam 1 Pekan 2 II Biosintesis Senyawa Poliketida 1 Pekan 3 III Biosintesis Senyawa Poliketida 1 Pekan 4 IV Biosintesis Senyawa Alkaloid 1 Pekan 5 V Biosintesis Senyawa Alkaloid 1 Pekan 6 VI Biosintesis Senyawa Alkaloid 1 Pekan

7 VII MID TEST Total 6 Pekan

8 VIII Biosintesis Senyawa Steroid 1 Pekan 9 IX Biosintesis Senyawa Steroid 1 Pekan 10 X Biosintesis Senyawa Glikosida 1 Pekan 11 XI Biosintesis Senyawa Glikosida 1 Pekan 12 XII Biosintesis Senyawa Flavonoid 1 Pekan 13 XIII Biosintesis Senyawa Flavonoid 1 Pekan

14 XIV FINAL TEST Total 6 Pekan

Penilaian :

Mid : 30%

Final : 30% Praktek : 30% Tugas : 10%

Ringkasan Kuliah Fitokimia 2 Page 3

Materi I

METABOLISME & JALUR BIOGENETIK Tujuan Instruksional Khusus

Mengetahui proses dan peranan metabolisme serta jalur biogetik yang terjadi pada suatu bahan alam

Sub Pokok Bahasan (2 x Pertemuan)

1. Metabolime Primer dan Sekunder Bahan Alam 2. Jalur Biogenetik Suatu Bahan Alam

3. Metabolisme Primer dan Metabolisme Intermediat  Pertemuan Pertama

1. Metabolime Primer dan Sekunder Bahan Alam - Pengertian Metabolit Primer & Sekunder

- Hubungan Metabolit Primer Dengan Metabolit Sekunder

CO_{2 O}

2

Ac-CoA

CO₂ Fotosintesis

Gula

Glikolisis

FospoEnolPirupat

Pirupat

Siklus Asam Trikarboksilat

Karbohidrat Eritrose

PO₄

As. Shikimik As. Amino Aromatik As. Amino Alifatik

Malonil CoA

Glikosida

Polisakarida Kompleks AB. Amino Glikosida

Protein

Fenil Propanol Amin Alkaloid

Peptida Penicillin Sefalosforin Lemak

As. Lemak Lilin&Lemak Eritromycin Tetrasiklin Antraquinon Isoprene

Squlene

Terpenoid

Steroid

Ringkasan Kuliah Fitokimia 2 Page 4

Ringkasan Kuliah Fitokimia 2 Page 5

Materi II

BIOSINTESIS SENYAWA-SENYAWA POLIKETIDA

Tujuan Instruksional Khusus

Mengetahui jalur biosintesis, reaksi yang menyertai serta metabolit yang dihasilkan pada senyawa-senyawa poliketida

Sub Pokok Bahasan (2 x Pertemuan) 1. Adisi unit-unit C-2

2. Modifikasi dan Reaksi Pada Rantai Poliketida 3. Senyawa-Senyawa Kuinon, Benzofenon dan Xanton 4. Senyawa-senyawa Depsida dan Depsidon

5. Senyawa-senyawa Aflatoksin

6. Senyawa Tetrasiklin dan Antibiotik Makrolida  Pertemuan Pertama

1. Addisi Unit-Unit C-2

Unit C-2 yang dimaksud adalah Ketometilenat -(CH3-CO)- yang mengalami polimerisasi dengan rumus [-(CH3-CO)n-]

Beberapa Contoh Addisi Unit2 C2 :

COOH O O O CH3 COOH OH HO

4x C2

Asam Orselinat

COOH O

O O O

O O O

HO

OH O OH

O 8xC2 (Claviceps purpurea) ENDOKROSIN (Centralia endocrose) COOH O

O O O

O

O O

O

H3C OCH3

H3CO Cl

O OCH3

GRISEOFULVIN

(Penicillum griseofulvum) 7xC2

C

O

O O O

O OH O O O OH O HO O

O CH3

KURVULARIN Makrolida dari Curvula Sp 8xC2

Ringkasan Kuliah Fitokimia 2 Page 6

2. Modifikasi dan Reaksi Pada Rantai Poliketida - RantaiPoliketometilenat

CH₃ COOH

CH₃-CO-CH₃-COOH

CH₃-CH₂-CH₂-COOH

CH3-(CH2)2-C0-CH2-COOH

CH₃-(CH₂)₂-CH₂-CH₂-COOH

CH₃-(CH₂)₄-CO-CH₂-COOH

dst

CH₃ COOH

CH₃-CO-CH₃-COOH

CH3-(CO-CH2)2-COOH

CH3-(CO-CH2)3-COOH

dst KONDENSASI

(+ C₂)

KONDENSASI (+ C₂)

KONDENSASI (+ C₂) Reduksi

Reduksi

ASAM LEMAK JENUH POLIKETIDA

C₂

C₄

C₆

C8

+C2

Ringkasan Kuliah Fitokimia 2 Page 7

R-CO-CH2-CO-CH2-C0-CH2-COOH

R

O O

C O R

O O

O

R

HO _OH

COOH HO OH

OH C O R

R= CH3-(C0-CH2)n

-n= 1,2,3,....

asam 2,4-dihidroksi-6-alkil-benzoat (turunan resersinol = asam2 orselinat)

Asam orselinat R =CH₃

- Modifikasi Sekunder Poliketida

Ar-CH₃

Ar-CH₂OH

NADPH Ar-CHO

NADPH

Ar-COOH O

-CO₂ -CO₂

[C]

ArH ArOH

Ringkasan Kuliah Fitokimia 2 Page 8

O

O H CH₃ HO

CH₃ CH₃

H₃C CH₃

O O

O

O O

Benzophenone

Quinone _Xanthone

- Beberapa turunan Quinone :

HO

OH

OH_Benzenetriol OH

HO _Hidroquinone

OH O

OH O

•

Quinhydrone

Taxodione

Ringkasan Kuliah Fitokimia 2 Page 9 NH

H N

O O

O H

O H

- Beberapa turunan Benzofenon

NH₂

Benzilhidrilamine

O H

Benzohidrol

Benzopinacol

O H

Trifenilcarbinol Phenitoin - Turunan yang lainnya :

Ringkasan Kuliah Fitokimia 2 Page 10 O

O

HO OH

CH₃

CH₃

COOH OH

Asam Lekanorat

O

HO OH

CH₂-CH₂-CH₃

CH₂-CH₂-CH₃ COOH

OH

Asam Divarikatat O

O O

HO OH

CH₃

CH₃ OH

O OH

CH₃

COOH

Asam Giroforat O

OCH₃ HO

O

O OH

CH₃

OCH₃ HO

O OH

CH₃ HO

COOCH₃

OCH₃ OCH₃

O OH

O

O CH₂ Questin

Sulokrin

Protokotoin

 Pertemuan Kedua

4. Senyawa-Senyawa Depsida dan Depsidon - Senyawa-Senyawa Depsida

Ringkasan Kuliah Fitokimia 2 Page 11 O O HO O CH₃ OH Asam Variolarat O O O HO O CH₃ Nidulin Cl Cl CH₃ OCH₃ Cl CH₃ H₃C

- Senyawa-Senyawa Depsidon

5. Senyawa-Senyawa Aflatoksin

O

OCH₃ O

Aflatoxin B₁ O O O O O OCH₃ O O

Aflatoxin G₁ O

O

2 Cincin Tetra Hidrofuran

6. Senyawa-Senyawa Tetrasiklin dan Antibiotik Makrolida

- Senyawa-Senyawa Tetrasiklin

R1 R2 R3

O

OCH₃ O

Aflatoxin M₁ O

O

O

OH

OH O OH

OH O NH₂ O OH N CH₃ H

H₃C H

HO R2

Ringkasan Kuliah Fitokimia 2 Page 12

- Senyawa-Senyawa Antibiotik Makrolida (Tugas cari jenisnya dan biosintesisnya)

Materi III

BIOSINTESIS SENYAWA-SENYAWA ALKALOID

Tujuan Instruksional Khusus

Mengetahui jalur biosintesis, reaksi yang menyertai serta metabolit yang dihasilkan pada senyawa-senyawa alkaloid

Pokok Bahasan (4 x Pertemuan)

1. Tatanama dan Sifat Fisika Kimia Senyawa Alkaloid 2. Deteksi, Isolasi dan Pemurnian Senyawa Alkaloid 3. Prinsip Dasar Biosintesis Senyawa Alkaloid

H H H 6 Dimetil Tetrasiklin H CH3 H Tetrasiklin

Cl H H 7 Kloro 6 Dimetil Tetrasiklin H CH3 OH 5 Hidroksi Tetrasiklin (Teramycin) Cl CH3 H 7 Kloro Tetrasiklin (Auromycin)

Ringkasan Kuliah Fitokimia 2 Page 13

4. Alkaloid Piperidin dan Pirolidin 5. Alkaloid golongan Lainnya  Pertemuan Pertama

1. Tatanama dan Sifat Fisika Kimia Senyawa Alkaloid - Tatanama Senyawa Alkaloid

Karena begitu banyak tipe alkaloid maka tidak mungkin diadakan penyatuan penamaan. Bahkan dalam satu kelompok alkaloid, sering terjadi tidak adanya sistem penamaan dan penomeran yang konsisten. Suatu contoh, adalah alkaloid indol, dimana banyak terdapat kerangka yang berbeda. Kebanyakan dalam bidang ini sistem penomeran yang digunakan didasarkan pada biogenesis, namun sayang Chemical Abstract mempunyai sistem penomeran yang sangat membingungkan untuk setiap kerangka individu.

Kharaktersistik yang lazim penamaan alkaloid adalah bahwa nama

berakhiran ”in”. Disamping itu alkaloid, seperti bahan alam yang lain, diberi

nama yang dikenal ”trivial” (yaitu non-sistematik). Mereka mungkin diturunkan

dari nama genus (contoh atropin dari Atropa belladonna) ; dari nama species (contoh, kokain dari Erythroxyloncoca) ; dari nama yang lazim untuk obat-obatan (contoh, emetin, emetat), atau dari nama pakar kimia alkaloid yang terkenal (contoh, pelletierina). Beberapa contoh sitem penamaan pada senyawa alkaloid : Basa Organik  Piridina

N. Genus  Hidrastina, Atropina N. Jenis  Kokaina, Belladonina

N. Umum  Ergotamina

Aktivitas Fisiologik  Emetina, Morfina Nama Penemu  Pelletierina - Sifat Fisika Senyawa Alkaloid

Kebanyakan alkaloid yang telah diisolasi berupa padatan kristal dengan titik lebur yang tertentu atau mempunyai kisaran dekomposisi. Sedikit alkaloid yang berbentuk amorf dan beberapa seperti; nikotin dan koniin berupa cairan.

Kebanyakan alkaloid tidak berwarna, tetapi beberapa senyawa yang kompleks, species aromatik berwarna (contoh berberin berwarna kuning dan betanin berwarna merah). Pada umumnya, basa bebas alkaloid hanya larut dalam pelarut organik, meskipun beberapa pseudoalkalod dan protoalkaloid larut dalam air. Garam alkaloid dan alkaloid quartener sangat larut dalam air.

- Sifat Kimia Senyawa Alkaloid

Kebanyakan alkaloid bersifat basa. Sifat tersebut tergantung pada adanya pasangan elektron pada nitrogen.Jika gugus fungsional yang berdekatan dengan nitrogen bersifat melepaskan elektron, sebagai contoh; gugus alkil, maka ketersediaan elektron pada nitrogen naik dan senyawa lebih bersifat basa. Hingga trietilamin lebih basa daripada dietilamin dan senyawa dietilamin lebih basa daripada etilamin. Sebaliknya, bila gugus fungsional yang berdekatan bersifat menarik elektron (contoh; gugus karbonil), maka ketersediaan pasangan elektron berkurang dan pengaruh yang ditimbulkan alkaloid dapat bersifat netral atau bahkan sedikit asam. Contoh ; senyawa yang mengandung gugus amida.

Ringkasan Kuliah Fitokimia 2 Page 14

Kebasaan alkaloid menyebabkan senyawa tersebut sangat mudah mengalami dekomposisi, terutama oleh panas dan sinar dengan adanya oksigen. Hasil dari reaksi ini sering berupa N-oksida. Dekomposisi alkaloid selama atau setelah isolasi dapat menimbulkan berbagai persoalan jika penyimpanan berlangsung dalam waktu yang lama. Pembentukan garam dengan senyawa organik (tartarat, sitrat) atau anorganik (asam hidroklorida atau sulfat) sering mencegah dekomposisi. Itulah sebabnya dalam perdagangan alkaloid lazim berada dalam bentuk garamnya.

2. Deteksi, Isolasi dan Pemurnian Senyawa Alkaloid - Deteksi (Identifikasi) Senyawa Alkaloid

Dua metode yang paling banyak digunakan untuk menyeleksi tanaman yang mengandung alkaloid. Prosedur Wall, meliputi ekstraksi sekitar 20 gram bahan tanaman kering yang direfluks dengan 80% etanol. Setelah dingin dan disaring, residu dicuci dengan 80% etanol dan kumpulan filtrat diuapkan. Residu yang tertinggal dilarutkan dalam air, disaring, diasamkan dengan asam klorida 1% dan alkaloid diendapkan baik dengan pereaksi Mayer atau dengan Siklotungstat. Bila hasil tes positif, maka konfirmasi tes dilakukan dengan cara larutan yang bersifat asam dibasakan, alkaloid diekstrak kembali ke dalam larutan asam. Jika larutan asam ini menghasilkan endapan dengan pereaksi tersebut di atas, ini berarti tanaman mengandung alkaloid. Fasa basa berair juga harus diteliti untuk menentukan adanya alkaloid quartener.

Prosedur Kiang-Douglas agak berbeda terhadap garam alkaloid yang terdapat dalam tanaman (lazimnya sitrat, tartrat atau laktat). Bahan tanaman kering pertama-tama diubah menjadi basa bebas dengan larutan encer amonia. Hasil yang diperoleh kemudian diekstrak dengan kloroform, ekstrak dipekatkan dan alkaloid diubah menjadi hidrokloridanya dengan cara menambahkan asam klorida 2 N. Filtrat larutan berair kemudian diuji terhadap alkaloidnya dengan menambah pereaksi mayer, Dragendorff atau Bauchardat. Perkiraan kandungan alkaloid yang potensial dapat diperoleh dengan menggunakan larutan encer standar alkaloid khusus seperti brusin.

Beberapa pereaksi pengendapan digunakan untuk memisahlkan jenis alkaloid. Pereaksi sering didasarkan pada kesanggupan alkaloid untuk bergabung dengan logam yang memiliki berat atom tinggi seperti merkuri, bismuth, tungsen, atau jood. Pereaksi mayer mengandung kalium jodida dan merkuri klorida dan pereaksi Dragendorff mengandung bismut nitrat dan merkuri klorida dalam nitrit berair. Pereaksi Bouchardat mirip dengan pereaksi Wagner dan mengandung kalium jodida dan jood. Pereaksi asam silikotungstat menandung kompleks silikon dioksida dan tungsten trioksida. Berbagai pereaksi tersebut menunjukkan perbedaan yang besar dalam halsensitivitas terhadap gugus alkaloid yang berbeda. Ditilik dari popularitasnya, formulasi mayer kurang sensitif dibandingkan pereaksi wagner atau dragendorff.

Untuk mendeteksi alkaloid secara kromatografi digunakan sejumlah pereaksi. Pereaksi yang sangat umum adalah pereaksi Dragendorff, yang akan memberikan noda berwarna jingga untuk senyawa alkaloid. Namun demikian

-Ringkasan Kuliah Fitokimia 2 Page 15

piron, dapat juga memberikan noda yang berwarna jingga dengan pereaksi tersebut. Pereaksi umum lain tetapi kurang digunakan adalah asam fosfomolibdat, jodoplatinat, uap jood, dan antimon (III) klorida.

Kebanyakan alkaloid bereaksi dengan pereaksi-pereaksi tersebut tanpa membedakan kelompok alkaloid. Sejumlah pereaksi khusus tersedia untuk menentukan atau mendeteksi jenis alkaloid khusus. Pereaksi Ehrlich (p-dimetilaminobenzaldehide yang diasamkan) memberikan warna yang sangat karakteristik biru atau abu-abu hijau dengan alkaloid ergot. Perteaksi serium amonium sulfat (CAS) berasam (asam sulfat atau fosfat) memberikan warna yang berbeda dengan berbagai alkaloid indol. Warna tergantung pada kromofor ultra ungu alkaloid.

Campuran feriklorida dan asam perklorat digunakan untuk mendeteksi alkloid Rauvolfia. Alkaloid Cinchona memberikan warna jelas biru fluoresen pada sinar ultra ungu (UV) setelah direaksikan dengan asam format dan fenilalkilamin dapat terlihat dengan ninhidrin. Glikosida steroidal sering dideteksi dengan penyemprotan vanilin-asam fosfat.

Pereaksi Oberlin-Zeisel, larutan feri klorida 1-5% dalam asam klorida 0,5

N, sensitif terutama pada inti tripolon alkaloid kolkisin dan sejumlah kecil 1 μg

dapat terdeteksi.

- Isolasi Senyawa Alkaoid

Kromatografi dengan penyerap yang cocok merupakan metode yang lazim untuk memisahkan alkaloid murni dan campuran yang kotor. Seperti halnya pemisahan dengan kolom terhadap bahan alam selalu dipantau dengan kromatografi lapis tipis.

- Pemurnian Senyawa Alkaloid

Dibandngkan dengan KLT, HPLC menunjukkan beberapa keunggulan, antara lain daya pisah yang lebih besar, ketepatan dan kedapatulangan yang lebih besar. Dimana detekasi dan analisis kuantitatif dapat menggunakan detektor kontinyu dari berbagaia macam, hal ini menghasilkan ketepatan dan ketelitian yang tinggi.

Penggunaan kromatografi fase terbalik dapat memisahkan masing-masing alkaloid utama dan metabolitnya. Pemisahan dengan µBondapak C16 ini dipengaruhi oleh kadar CH3COOH dalam fase gerak tidak mengandung CH3COOH, kinin dan kinidin tertahan di kolom. Pada kadar CH3COOH 1% terjadi pemisahan yang baik dimana dengan penambahan asam aksisulfat pada sistem yang mengandung CH3COOH 1% menaikkan resolusi.

Dimana sari kasar kina dipisahkan kolom µBondapak C18 dengan fase gerak metanol-air (40-60) ditambah 1% asam heptasulfonat dan 0,15% butilfosfat, senyawa yang keluar berturut-turut adalah sinkonidin, kinidin dan kinin.

3. Prinsip Dasar Biosintesis Senyawa Alkaloid

Biosintesis alkaloid mula-mula didasarkan pada hasil analisa terhadap ciri struktur tertentu yeng sama-sama terdapat dalam berbagai molekul alkaloid. Alkaloid aromatik mempunyai satu unit struktur yaitu ß-ariletilamina. Alkaloid-alkaloid tertentu dari jenis 1-benzilisokuinolin seperti laudonosin mengandung

Ringkasan Kuliah Fitokimia 2 Page 16

dua unit ß-ariletilamina yang saling berkondensasi‟ Kondensasi antara dua unit ß -ariletilamina tidak lain adalakh reaksi kondensasi Mannich.

Menurut reaksi ini, suatu aldehid berkondensasi dengan suatu amina menghasilkan suatu ikatan karbon-nitrogan dalam bentuk imina atau garam iminium, diikuti oleh serangan suatu atom karbon nukleofilik ini dapat berupa suatu enol atau fenol.

Dari percobaan menunjukkan bahwa ß-ariletilamina berasal dari asam-asam amino fenil alanin dan tirosin yang dapat mengalami dekarboksilasi menghasilkan amina. Asam-asam aminom ini, dapat menyingkirkan gugus-gugus amini (deaminasi oksidatif) diikuti oleh dekarboksilasi menghasilkan aldehid. Kedua hasil transformasi ini yaitu amina dan aldehid melakukan kondensasi Mannich.

Disamping reaksi dasar ini, biosintesa alkaloida melibatkan reaksi-reaksi sekunder yang menyebabkab terbentuknya berbagai jenis struktur alkaloida. Salah satu dari reaksi sekunder ini yang terpenting adalah reaksi rangkap oksidatif fenol pada posisi orto atau para dari gugus fenol. Reaksi ini berlangsung dengan mekanisme radikal bebas.

Reaksi-reaksi sekunder lain seperti metilasi dari atom oksigen menghasilkan gugus metoksil dan metilasi nitrogen menghasilkan gugus N-metil ataupun oksidasi dari gugus amina. Keragaman struktur alkaloid disebabkan oleh keterlibatan fragmen-fragmen kecil yang berasal dari jalur mevalonat, fenilpropanoid dan poliasetat.

Dalam biosintesa higrin, pertama terjadi oksidasi pada gugus amina yang diikuti oleh reaksi Mannich yang menghasilkan tropinon, selanjutnya terjadi reaksi reduksi dan esterifikasi menghasilkan hiosiamin.

4. Alkaloid Piperidin dan Pirolidin

Berdasarkan jenis cincin heterosiklik nitrogen yang merupakan bagian dari struktur molekul., maka alkaloid dapat dibedakan atas beberapa jenis seperti alkaloid pirolidin, piperidin, isokuinolin, kuinolin dan indol, struktur alkaloid tersebut adalah sebagai berikut :

5.

Alkaloid golongan Lainnya

a. Alkaloid dengan atom nitrogen heterosiklik 1. Alkaloid Piperidin-Pyridin

Yaitu mempunyai satu cincin karbon mengandung 1 atom nitrogen. Yang termasuk dalam kelas ini adalah : Conium maculatum dari famili Apiaceae dan Nicotiana tabacum dari famili Solanaceae.

2. Alkaloid Tropan

Mengandung satu atom nitrogen dengan gugus metilnya (N-CH3). Alkaloid ini dapat mempengaruhi sistem saraf pusat termasuk yang ada pada

NH

Pirolidin

NH

Piperidin

N

Isokuinolin

N

Kuinolin

N H

Ringkasan Kuliah Fitokimia 2 Page 17

otak maupun sun-sum tulang belakang. Yang termasuk dalam kelas ini adalah Atropa belladona yang digunakan sebagai tetes mata untuk melebarkan pupil mata, berasal dari famili Solanaceae, Hyoscyamus niger, Dubuisia hopwoodii, Datura dan Brugmansia spp, Mandragora officinarum, Alkaloid Kokain dari Erythroxylum coca (Famili Erythroxylaceae)

3. Alkaloid Isoquinolin

Mempunyai 2 cincin carbon mengandung 1 atom nitrogen. Alkaloid ini termasuk alkaloid narkotik yang pada umumnya ditemukan pada famili Papaveraceae, Contohnya; Opium Poppy (Papaver somniferum), Chondodendron tomentosum dari familia Menispermaceae.

4. Alkaloid Quinolizidin

Mempunyai 2 cincin karbon mengandung 1 atom nitrogen. Banyak ditemukan pada famili Fabaceae termasuk Lupines (Lupinus spp), Spartium junceum, Cytisus scoparius dan Sophora secondiflora

5. Alkaloid Indolizidin

Mempunyai 1 cincin karbon dengan 1 cincin indol 6. Alkaloid Quinolin

Mempunyai 2 cincin karbon dengan 1 atom nitrogen. Yang termasuk disini adalah ; Cinchona ledgeriana dari famili Rubiaceae, alkaloid quinin yang toxic terhadap Plasmodium vivax

7. Alkaloid Indol

Mempunyai 2 cincin karbon dengan 1 cincin indol . Ditemukan pada alkaloid ergine dan psilocybin, alkaloid reserpin dari Rauvolfia serpentine, alkaloid vinblastin dan vinkristin dari Catharanthus roseus famili Apocynaceae yang sangat efektif pada pengobatan kemoterapy untuk penyakit

Leukimia dan Hodgkin‟s.

8. Alkaloid Steroid

Mengandung 2 cincin karbon dengan 1 atom nitrogen dan 1 rangka steroid yang mengandung 4 cincin karbon. Banyak ditemukan pada famili Solanaceae, Zigadenus venenosus.

9. Alkaloid Purin

Mempunyai 2 cincin karbon dengan 4 atom nitrogen. Banyak ditemukan pada kopi (Coffea arabica) famili Rubiaceae, dan Teh (Camellia sinensis) dari famili Theaceae, Ilex paraguaricasis dari famili Aquifoliaceae, Paullunia cupana dari famili Sapindaceae, Cola nitida dari famili Sterculiaceae dan Theobroma cacao.

10. Alkaloid Muskarin

Mempunyai 1 cincin karbon dan mengandung okasigen dan 1 atom nitrogen. Termasuk miscumol yang didapat dari Amanita muscaria, Amanita phalloides, Amanita ocreata, Amanita pantherina.

b. Alkaloid tanpa atom nitrogen yang heterosilik

Dimana, atom nitrogen tidak terletak pada cincin karbon tetapi pada salah satu atom karbon pada rantai samping.

Ringkasan Kuliah Fitokimia 2 Page 18

Mengandung 1 atau lebih cincin karbon dengan atom Nitrogen pada salah satu atom karbon pada rantai samping. Termasuk Mescalin dari Lophophora williamsii, Trichocereus pachanoi, Sophora secundiflora, Agave americana, Agave atrovirens, Ephedra sinica, Cholchicum autumnale.

2. Alkaloid Capsaicin

Dari Chile peppers, genus Capsicum. Yaitu ; Capsicum pubescens, Capsicum baccatum, Capsicum annuum, Capsicum frutescens, Capsicum chinense.

Materi IV

BIOSINTESIS SENYAWA-SENYAWA STEROID

Tujuan Instruksional Khusus

Mengetahui jalur biosintesis, reaksi yang menyertai serta metabolit yang dihasilkan pada senyawa-senyawa steroid

Pokok Bahasan (3 x Pertemuan)

Ringkasan Kuliah Fitokimia 2 Page 19

2. Kegunaan Steroid

Senyawa-senyawa turunan steroid memiliki fungsi yang sangat penting dalam kelangsungan hidup organisme. Berbagai jenis hormon, asam empedu dan berbagai macam senyawa anabolik adalah turunan steroid. Keragaman turunan steroid dihasilkan melalui transformasi struktur dan gugus fungsi steroid berdasarkan reaksi-reaksi sekunder mengikuti keteraturan biogenetik.

3. Senyawa-Senyawa Kortikosteroid

4. Senyawa-Senyawa Gestogen

5. Senyawa- Senyawa

Androgen O

O

HO HO

HO

H H

H

Prednisolone

O

O

HO HO

HO

H H

H Hydrocortisone

OH H3C

O

CH

H H

H H

Gestodene

Hexadecahydro-cyclopenta[a]phenanthrene

A B

Ringkasan Kuliah Fitokimia 2 Page 20 CH₃ CH₃ OH O H H H CH₃ CH₃ OH O H H H H

Testosterone Stanolone

O OH CH3 CH3 OH CH3 H

H H O

CH₃ CH₃ O H CH₃ H H H OH

Oxymetosterone Oxandrolone 6. Senyawa-Senyawa Estrogen

OH CH₃ CH₃ CH₃ H O H H H OH CH₃

H₃CO

CH

H H

H

Mestrolone Mestranol

H₃CO

COOH CH₃ H₃C

CH₃ O CH3 CH3 OH CH3 H H H

Methallenestril. Methandrostenolone

Ringkasan Kuliah Fitokimia 2 Page 21

BIOSINTESIS SENYAWA-SENYAWA GLIKOSIDA

Tujuan Instruksional Khusus

Mengetahui jalur biosintesis, reaksi yang menyertai serta metabolit yang dihasilkan pada senyawa-senyawa glikosida

Pokok Bahasan (2 x Pertemuan)

1. Kerangka Dasar dan Kegunaan Glikosida

2. Jenis-jenis Gula dan Aglikon dari Senyawa Glikosida 3. Glikosida Jantung

GLIKOSIDA

Glikosida merupakan salah satu kandungan aktif tanaman yang termasuk dalam kelompok metabolit sekunder. Di dalam tanaman glikosida tidak lagi diubah menjadi senyawa lain, kecuali bila memang mengalami peruraian akibat pengaruh lingkungan luar (misalnya terkena panas dan teroksidasi udara).

PENGERTIAN GLIKOSIDA

Glikosida adalah senyawa yang terdiri atas gabungan dua bagian senyawa, yaitu gula dan bukan gula. Keduanya dihubungkan oleh suatu bentuk ikatan berupa jembatan oksigen (O – glikosida, dioscin), jembatan nitrogen (N-glikosida, adenosine), jembatan sulfur (S-glikosida, sinigrin), maupun jembatan karbon (C-glikosida, barbaloin). Bagian gula biasa disebut glikon sedangkan bagian bukan gula disebut sebagai aglikon atau genin. Apabila glikon dan aglikon saling terikat maka senyawa ini disebut sebagai glikosida.

STRUKTUR GLIKOSIDA

Glikon O Aglikon 1. BIOSINTESIS GLIKOSIDA

Apabila bagian aglikon dari suatu glikosida juga merupakan gula, maka glikosida ini disebut hollosida, sedang kalau bukan gula disebut heterosida. Pembicaraan tentang biosintesa dari heterosida umumnya terdiri dari dua bagian yang penting. Yang pertama adalah reaksi umum bagaimana bagian gula terikat dengan

Ringkasan Kuliah Fitokimia 2 Page 22

bagian aglikon, diperkirakan reaksi transfer ini sama pada semua sistem biologik. Ini kemudian dilanjutkan dengan pembicaraan secara mendetail tentang jalannya reaksi biosintesa untuk berbagai jenis aglikon yang akan menyusun glikosida.

Hasil-hasil penyelidikan telah menunjukkan bahwa jalan reaksi utama dari pembentukan glikosida meliputi pemindahan (transfer) gugusan uridilil dari uridin trifosfat kesuatu gula-l-fosfat. Enzim-enzim yang bertindak sebagai katalisator pada reaksi ini adalah uridilil transferase (a) dan telah dapat diisolasi dari binatang, tanaman dan mikroba. Sedang gula fosfatnya dapat pentosa, heksosa dan turunan gula lainnya. Pada tingkat reaksi berikutnya enzim yang digunakan adalah glikolisis transferase (b), dimana terjadi pemindahan (transfer) gula dari uridin difosfat kepada akseptor tertentu (aglikon) dan membentuk glikosida

U T P + Gula-l-fosfat UDP – gula + PP1 UDP – Gula + akseptor Akseptor – gula + UDP (glikosida)

Apabila glikosida telah terbentuk, maka suatu enzim lain akan bekerja untuk memindahkan gula lain kepada bagian monosakarida sehingga terbentuk bagian disakarida. Enzim serupa terdapat pula dalam tanaman yang mengandung glikosida lainnya yang dapat membentuk bagian di-, tri- dan tetrasakarida dari glikosidanya dengan reaksi yang sama.

AGLIKON

Aglikon dari glikosida terdiri dari banyak jenis senyawa kimiawi. Senyawa-senyawa tersebut meliputi Senyawa-senyawa-Senyawa-senyawa alkoholik dan fenolik, isotiosianat, nitril sianogenetik, turunan antrasen, flavonoid dan steroid. Meskipun demikian glikosida tanaman yang pada waktu ini banyak digunakan secara medisinal kebanyakan mempunyai aglikon steroid, flavonoid atau antrasen. Ini tidak berarti bahwa glikosida lain tidak penting, hanya yang digunakan untuk pengobatan lebih sedikit.

Ringkasan Kuliah Fitokimia 2 Page 23

JENIS-JENIS GULA

Glikosida sering diberi nama sesuai bagian gula yang menempel didalamnya dengan menambahkan kata oksida. Sebagai contoh, glikosida yang mengandung glukosa disebut glukosida, yang mengandung arabinosa disebut arabinosida, yang mengandung galakturonat disebut galakturonosida, dan seterusnya.

Gula yang sering menempel pada glikosida adalah β-D-glukosa. Meskipun

demikian ada juga beberapa gula jenis lain yang dijumpai menempel pada glikosida misalnya ramnosa, digitoksosa dan simarosa. Bagian aglikon atau genin terdiri dari berbagai macam senyawa organik, misalnya triterpena, steroid, antrasena, ataupun senyawa-senyawa yang mengandung gugus fenol, alkohol, aldehid, keton dan ester.

Secara kimiawi, glikosida adalah senyawa asetal dengan satu gugus hidroksi dari gula yang mengalami kondensasi dengan gugus hidroksi dari komponen bukan gula. Sementara gugus hidroksi yang kedua mengalami kondensasi di dalam molekul gula itu sendiri membentuk lingkaran oksida. Oleh karena itu gula terdapat dalam dua konformasi, yaitu bentuk alfa dan bentuk beta maka bentuk glikosidanya secara teoritis juga memiliki bentuk alfa dan bentuk beta. Namun dalam tanaman ternyata hanya glikosida bentuk beta saja yang terkandung didalamnya. Hal ini didukung oleh kenyataan bahwa emulsion dan enzim alami lain hanya mampu menghidrolisis glikosida yang ada pada bentuk beta.

Ringkasan Kuliah Fitokimia 2 Page 24 Asetal

H _{O CH3 H3C O H}

C C

_H – _C – _{OH H} – _C – _OH

HO – C – H _{O HO} – _C – _O Kondensasi _H – _C – _{OH H} – _{C - OH}

H – C _H – _{C H} – _C – _{OH H} – _C – _{OH H H}

α β

KLASIFIKASI DARI GLIKOSIDA

Ketika bahan kimia alami dari kelompok aglycone digunakan sebagai dasar pengaturan, dimana penggolongannya sebagai berikut:

GLYCOSIDES

tannins flavonol

group cardioaktive saponin phenol

group group group

aldehyde alcohol isothiocyanate group group group

antraquinone cyanophore group group lactone

Ringkasan Kuliah Fitokimia 2 Page 25

♥ GLIKOSIDA SAPONIN

Glikosida saponin adalah glikosida yang aglikonnya berupa sapogenin. Glikosida saponin bisa berupa saponin steroid maupun saponin triterpenoid.

Saponin adalah segolongan senyawa glikosida yang mempunyai struktur steroid dan mempunyai sifat-sifat khas dapat membentuk larutan koloidal dalam air dan membui bila dikocok.

Saponin merupakan senyawa berasa pahit menusuk dan menyebabkan bersin dan sering mengakibatkan iritasi terhadap selaput lendir. Saponin juga bersifat bisa menghancurkan butir darah merah lewat reaksi hemolisis, bersifat racun bagi hewan berdarah dingin, dan banyak diantaranya digunakan sebagai racun ikan.

Saponin bila terhidrolisis akan menghasilkan aglikon yang disebut sapogenin. Ini merupakan suatu senyawa yang mudah dikristalkan lewat asetilasi sehingga dapat dimurnikan dan dipelajari lebih lanjut. Saponin yang berpotensi keras atau beracun seringkali disebut sebagai sapotoksin.

Menurut SOBOTKA :

1. Saponin merupakan turunan dari hidrokarbon yang jenuh dari siklopentano perhidrofenantren

2. Juga dapat merupakan turunan yang tak jenuh dari siklopentano perhidrofenantren.

Struktur kimiawi

Berdasarkan struktur aglikonnya (sapogeninnya), saponin dapat dibedakan menjadi 2 macam yaitu tipe steroid dan tipe triterpenoid. Kedua senyawa ini memiliki hubungan glikosidik pada atom C-3 dan memiliki asal usul biogenetika yang sama lewat asam mevalonat dan satuan-satuan isoprenoid.

Ringkasan Kuliah Fitokimia 2 Page 26

17

3

HO

_{Kerangka steroid}

H3C CH3

17 CH3

3

HO

Kerangka triterpenoid

Glikosida saponin dibagi menjadi 2 jenis berdasarkan pada struktur bahan kimia dari aglycone (sapogenin). Saponin pada hidrolisis menghasilkan suatu aglycone yang dikenal sebagai "sapogenin".

Ringkasan Kuliah Fitokimia 2 Page 27

Proses biosintesienya

O

HO

Acetic Acid

HO

HO

O

OH

Mevalonic Acid

IPP

Squalen

HO

H

H

H

Cholesterol

Ringkasan Kuliah Fitokimia 2 Page 28

SAPONIN = GULA + SAPOGENIN

glycone aglycone

SAPONIN

Glycone Aglicone

Sugar Sapogenin

1. glukosa

2. arabinosa Neutral Acid

3. xylose Saponine Saponine

4. glucuronic acid

Steroide Triterpenoide

BIOSINTESIS GLIKOSIDA SAPONIN

Berdasarkan struktur dari aglikon maka glikosida dan saponin dapat dibagi 2 golongan yaitu saponin netral yang berasal dari steroid dengan rantai samping spiroketal dan saponin asam yang mempunyai struktur triterpenoid. Biosintesa saponin triterpenoid lebih kurang diketahui bila dibandingkan dengan saponin steroid tetapi dapat dikatakan bahwa keduanya mempunyai tidak tolak yang sama yaitu yang berasal dari asetat dan mevalonat. Rantai samping terbentuk sesudah terbentuknya squalen. Sebagian terjadi inti steroid spiroketal dan yang lain membentuk triterpenoid pentasiklik. Gugus gulanya dapat berdiri 1 – 55 gula dan dalam beberapa hal aglikon tak diikat dengan gula tetapi dengan asam uronat.

Ringkasan Kuliah Fitokimia 2 Page 29

O O

HO Spiroketal steroid nucleus HO (Diosgenin)

Asetat Mevalonat Skualen Kolesterol

HO

Pertacyclic triterpenoid (β– Amyrin)

♥GLIKOSIDA STEROID

Glikosida steroid adalah glikosida yang aglikonnya berupa steroid. Glikosida steroid disebut juga glikosida jantung karena memiliki daya kerja kuat dan spesifik terhadap otot jantung.

Struktur Kimiawi

Secara kimiawi bentuk struktur glikosida jantung sangat mirip dengan asam empedu yaitu bagian gula yang menempel pada posisi tiga dari inti steroid dan bagian aglikonnya berupa steroid yang terdiri dari dua tipe yaitu tipe kardenolida dan tipe bufadienolida. Tipe kardenolida merupakan steroid yang mengandung atom C-23 dengan rantai samping terdiri dari lingkaran lakton 5-anggota yang tidak jenuh dan alfa-beta menempel pada atom C nomor 17 bentuk alfa-beta. Sementara tipe bufadienolida

Ringkasan Kuliah Fitokimia 2 Page 30

berupa homolog dari kardenolida dengan atom C-24 dan mempunyai rantai samping lingkaran keton 6-anggota tidak jenuh ganda yang menempel pada atom C nomor 17.

_O

C D

A B _HO

Kardenolida

O

A B HO

Bufadienolida

O

Ringkasan Kuliah Fitokimia 2 Page 31

Biosintesa Glikosida Jantung

Aglikon dari glikosida jantung adalah steroid yaitu turunan dari siklo-pentenofenantren yang mengandung lingkaran lakton yang tidak jenuh pada atom C-17. Seperti sudah kita ketahui biosintesis dari senyawa steroid pada umumnya didasarkan atas biosintesa dari senyawa kolesterol. Meskipun tidak semua senyawa steroid memerlukan kolesterol sebagai prekursor (pra zat) pembentukannya, paling tidak pembentukan kolesterol ini dianggap sebagai mekanisme biosintesa senyawa steroid pada umumnya.

Secara singkat proses biosintesanya adalah asam asetat

asam mevalonat isopentenil pirofosfat skulen kholesterol.

Reaksi lengkapnya adalah sebagai berikut :

O

CH3– C O O

Co ASH O S CoA

CH3COOH CH3– C CH3– C – CH2– C – S CoA

-H2O S CoA -CoA

Asam asetat Asetil CoA asetoasetil – CoA

O

- Co ASH CH3– C

S CoA

O H3C OH O H3C OH O

NADPH2

C C CH2OH C C C

HO CH2 CH2 HO CH2 CH2 S-CoA

Asam mevalonat β– hidroksi – β– metal glutaril - CoA Fasforilase

ATP - ADP

Ringkasan Kuliah Fitokimia 2 Page 32 O H3C OH O H3C OP

ATP

C C CH2-O-P C C CH2-O-P-P

fosforilase

HO CH2 CH2 HO CH2 CH2

Asam – 5 fosfomevalonat Asam – 5 – pirofosfo – 3 fosfomevalonat ATP

Dekarboksilasi

H3C H3C

C CH2 -O-P-P C CH2-O-P-P

H3C CH2 H2C CH2

3,3 – dimetilalil – pirofosfat 3 – isopentenil pirofosfat

H3C H3C

Isopentenil C H2C C CH2-O-P-P

pirofosfat

H3C HC H2C CH

Geranil pirofosfat CH3 CH3 CH3

H2 H2 NADPH2

C C C C C CH3

Farnesil pirofosfat H3C C C C C C

H H2 H H2

Ringkasan Kuliah Fitokimia 2 Page 33 Farnesil pirofosfat

O

Skualen 2,3 - oksidoskualen

Lanosterol H HO

HO

Zynosterol Kholesterol

Sikloartenol

R OH

Ringkasan Kuliah Fitokimia 2 Page 34 ♥ GLIKOSIDA ANTRAKUINON

Beberapa jenis obat pencahar yang berasal dari tanaman mengandung glikosida sebagai isi aktifnya. Glikosida-glikosida yang terdapat di dalam obat pencahar tersebut mengandung turunan antrasen atau antrakinon sebagai aglikonnya. Simplisia yang mengandung glikosida ini antara lain Rhamni purshianae Cortex, Rhamni Frangulae Cortex, Aloe, Rhei Radix, dan Sennae Folium. Kecuali itu Chrysa robin dan Cochineal (Coccus cacti) juga mengandung turunan antrakinon, akan tetapi tidak digunakan sebagai obat pencahar karena daya iritasinya terlalu keras (Chrysarobin) sehingga hanya digunakan sebagai obat luar atau hanya digunakan sebagai zat warna (Cochineal, Coccus Cacti).

Tanaman-tanaman seperti kelembak, aloe, sena, dan kaskara telah lama dikenal sebagai obat alami kelompok purgativummeskipun pada saat itu kandungan kimiawinya belum diketahui dengan jelas. Belakangan, ternyata ada persamaan kandungan kimiawi antara obat purgativum dengan beberapa bahan pewarna alami. Senyawa yang pertama ditemukan adalah sena dari tipe antrakuinon, baik dalam keadaan bebas maupun sebagai glikosida. Penelitian lebih lanjut menunjukkan bahwa produk alam juga mengandung turunan antrakuinon yang tereduksi, misalnya oksantron, antranol, dan antron. Termasuk juga produk lain seperti senyawa yang terbentuk dari dua molekul antron, yaitu diantron. Senyawa-senyawa ini dapat dalam keadaan bebas (tidak terikat dengan senyawa gula dalam bentuk glikosida) dapat pula dalam bentuk glikosida dimana turunan antrakinon tersebut berfungsi sebagai aglikon.

Struktur Kimiawi

Sama halnya dengan sifat glikosida lainnya, glikosida antrakuinon juga mudah terhidrolisis. Bentuk uraiannya adalah aglikon dihidroksi antrakuinon, trihidroksi antrakuinon, atau tetrahidroksi antrakuinon.

_{O O OH}

_{H H H H O}

Ringkasan Kuliah Fitokimia 2 Page 35 Antrakuinon Antron Antranol

_OH

_{H OH}

OH Oksantron Diantranol

Biosintesa Senyawa Antrakinon

Biosintesa senyawa antrakinon diselidiki di dalam mikroorganisme. Dan disimpulkan bahwa biosintesa pada tumbuhan tinggi terjadi melalui proses yang serupa, salah satu contoh yang sederhana ialah pembentukan turunan antrakinon dari asam asetat yang diberi label dalam Peniccilium islandicum, jenis Penicillium yang dikenal menghasilkan bermacam-macam turunan antrakinon.

_{C C C C}

_{O O O O CH3}

CO CO CO CO C C C C

_{C C C C}

_{C C C COOH}

CO _{CO CO CO O O O}

8 molekul asetat Asam poli-β- keto metilen

Ringkasan Kuliah Fitokimia 2 Page 36 O

HO CH3

Emodin

_{OH O OH}

Terjadinya proses biosintesa emodin atau senyawa antrakinon lainnya dapat diikuti dengan memberi label (tanda) pada asam asetat, yang dimaksud dengan memberi label adalah menggunakan senyawa yang sebagian unsure-unsurnya diberi muatan radio aktif dengan menggunakan isotopnya yang radioaktif.

♥ GLIKOSIDA SIANOPORA

Glikosida sianopora adalah glikosida yang pada ketika dihidrolisis akan terurai menjadi bagian-bagiannya dan menghasilkan asam sianida (HCN).

Biosintesa Glikosida Sianopor

Aglikon-aglikon dari glikosida sianofor yang digunakan dalam pengobatan adalah senyawa-senyawa fenilprokanoid, yang merupakan turunan dari asam amino C6 – C3 seperti fenilalanin dan tirosin. Biosintesa senyawa ini adalah

melalui “Shikimic Acid Pathway”.

COOH CHO COOH

C O P + H – C – OH C = O CH2 H – C – OH CH2

Asam fosfo fenol

piruvat CH2-O P HO – C – H

Eritrose-4-fosfat

H – C – OH

H – C – OH CH2O P

Asam 3-deoksi-2-keto-D- arabino-heptulosa-7-fosfat.

Ringkasan Kuliah Fitokimia 2 Page 37

HO COOH COOH COOH

O OH O OH HO OH OH OH OH

Asam 5-dehidrokuinat Asam 5-dehidroshikimat Asam shikimat

Setelah terbentuk asam shikimat dapat mengalami fosforilasi dan bereaksi dengan asam fosfoenolpiruvat membentuk asam profenat, yang selanjutnya melalui asam fenilpiruvat menjadi fenilalanin.

♥ GLIKOSIDA ISOTIOSIANAT

Banyak biji dari beberapa tanaman keluarga Crucifera mengandung glikosida yang aglikonnya adalah isotiosianat. Aglikon ini merupakan turunan alifatik atau aromatik. Senyawa-senyawa yang penting secara farmasi dari glikosida ini adalah sinigrin (Brassica nigra = black mustard), sinalbin (Sinapis alba = white mustard) dan glukonapin (rape seed).

Biosintesa Glikosida Isotiosianat

Aglikon dari glikosida isotiosianat dapat merupakan senyawa alifatik atau turunan aromatik. Penelitian dengan radio isotop telah menunjukkan bahwa aglikon yang berupa

senyawa alifatik biosintesanya dapat melalui “Acetate Pathway” sedang yang aromatik melalui “Shikimic Acel Pathway”.

H

CH2-CH-COOH CH2-CH-COOH CH2-C NH2 NHOH N-OH

Fenilalanin N-hidroksifenilalanin fenilasetaldehid-oxim

Ringkasan Kuliah Fitokimia 2 Page 38 S-glukosa

CH2-N=C=S CH2-C Mirosina

N-OSO3K

Glikosa + KHSO4 + bensil isotiosianat Glukotropaeolin

♥GLIKOSIDA FLAVONOL

Glikosida flavonol dan aglikon biasanya dinamakan flavonoid. Glikosida ini merupakan senyawa yang sangat luas penyebarannya di dalam tanaman. Di alam dikenal adanya sejumlah besar flavonoid yang berbeda-beda dan merupakan pigmen kuning yang tersebar luas diseluruh tanaman tingkat tinggi. Rutin, kuersitrin, ataupun sitrus bioflavonoid (termasuk hesperidin, hesperetin, diosmin dan naringenin) merupakan kandungan flavonoid yang paling dikenal.

Biosintesa Glikosida Flavonoid

Aglikon dan glikosida flavonol dan falvanoid lainnya adalah contoh senyawa yang di dalam sistem biologis pembentukannya dapat melalui kedua cara pembentukan senyawa aromatis, yaitu dengan kondensasi asam asetat dan melalui shikimic Acid Pathway.

Asam Shikimat Fenilalanin

3CH3COOH + B calkon B

CH O CH2

C

_{CH COOH CH}

HOOC

CH2 CH2 CH

Asam sinamat C C

O O

B

HO

A

OH O flavanoid

Ringkasan Kuliah Fitokimia 2 Page 39

♥ GLIKOSIDA ALKOHOL

Glikosida alkohol ditunjukkan oleh aglikonnya yang selalu memiliki gugus hidroksi. Senyawa yang termasuk glikosida alcohol adalah salisin. Salisin adalah glikosida yang diperoleh dari beberapa spesies Salix dan Populus.

Biosintesa Glikosida Alkohol

Biosintesa glikosida alkohol, aldehid, lakton dan fenol dapat digambarkan sebagai berikut :

CH2OH CHO

COOH CHO O–glukosa O–glukosa

HO glukosa-O OCH3

Salisin (alkohol) helisin asam ferulat glukovanila (aldehida) OH NH3C COOH

Asam shikimat

COOH

OH Fenilalanin asam sinamat hidrokinon glukosa

O

OH Arbutin (fenol)

COOH

O O glukosa

Kumarin (lakton) O- Kumaril glikosida

Ringkasan Kuliah Fitokimia 2 Page 40 ♥ GLIKOSIDA ALDEHIDA

Salinigrin yang terkandung dalam Salix discolor terdiri dari glukosa yang diikat oleh m-hidroksibenzaldehida sehingga merupakan glikosida yang aglikonnya suatu aldehida.

♥ GLIKOSIDA LAKTON

Meskipun kumarin tersebar luas dalam tanaman, tetapi glikosida yang mengandung kumarin (glikosida lakton) sangat jarang ditemukan. Beberapa glikosida dari turunan hidroksi kumarin ditemukan dalam bahan tanaman seperti skimin dan Star anise Jepang, aeskulin dalam korteks horse chestnut, daphin dalam mezereum, fraksin dan limettin.

♥ GLIKOSIDA FENOL

Beberap aglikon dari glikosida alami mempunyai kandungan bercirikan senyawa fenol. Arbutin yang terkandung dalam uva ursi dan tanaman Ericaceae lain menghasilkan hidrokuinon sebagai aglikonnya. Hesperidin dalam buah jeruk juga dapat digolongkan sebagai glikosida fenol. Uva ursi adalah daun kering dari Arctostaphylos uva ursi (Famili Ericaceae). Tanaman ini merupakan semak yang selalu hijau merupakan tanaman asli dari Eropa, Asia, Amerika Serikat dan Kanada.

FUNGSI GLIKOSIDA

Secara umum arti penting glikosida bagi manusia adalah untuk sarana pengobatan dalam arti luas yang beberapa diantaranya adalah sebagai obat jantung, pencahar, pengiritasi lokal, analgetikum dan penurunan tegangan permukaan.

Fungsi glikosida :

1. Fungsi glikosida sebagai cadangan gula temporer

2. Proses pembentukan glikosida merupakan proses detoksikasi 3. Glikosida sebagai pengatur tekanan turgor

4. Proses glikosidasi untuk menjaga diri terhadap pengaruh luar yang mengganggu 5. Glikosida sebagai petunjuk sistematik

Ringkasan Kuliah Fitokimia 2 Page 41

Penggunaan glikosida dimana beberapa diantara glikosida merupakan obat yang sangat penting, misalnya yang berkhasiat kardiotonik, yaitu glikosida dari Digitalis, Strophanthus, Colchicum, Conyallaria, Apocynum dan sebagainya yang berkhasiat laksatifa/pencahar seperti Senna, Aloe, Rheum, Cascara Sagrada dan Frangula yang mengandung glikosida turunan antrakinon emodin. Selanjutnya sinigrin, suatu glikosida dari Sinapis nigra, mengandung alilisotiosianat suatu iritansia lokal. Gaulterin adalah glikosida dari gaulteria yang dapat menghasilkan metal salisilat sebagai analgesik.

Beberapa Hipotesa dan Teori Tentang Adanya Glikosida dalam Tanaman 1. Fungsi glikosida sebagai cadangan gula temporer.

Teori Pfeffer mengatakan bahwa glikosida adalah meruapakan cadangan gula temporer (cadangan gula sementara) bagi tanaman. Cadangan gula di dalam bentuk ikatan glikosides ini tidak dapat diangkut dari sel satu ke sel yang lain, oleh karena adanya bagian aglikon.

2. Proses pembentukan glikosida merupakan proses detoksikasi.

Pada tahun 1915, Geris mengatakan bahwa proses sintesa senyawa glokosida adalah merupakan proses detoksikasi, sedang anglikonnya merupakan sisa metabolisme.

3. Glokosida sebagai pengatur tekanan turgor

Teori Wasicky mengatakan bahwa setelah diadakan percobaan-percobaan pada tanaman digitalis, ternyata bahwa glikosida mempunyai fungsi sebagai pengatur tekanan turgor di dalam sel.

4. Proses glikosida untuk menjaga diri terhadap pengaruh luar yang menggangu. Teori ini menyatakan bahwa proses glikosidasi di dalam tanaman dimaksudkan untuk menjaga diri terhadap serangan serangga atau binatang lain dan untuk mencegah timbulnya penyakit pada tanaman.

5. Glikosida sebagai petunjuk sistimatik.

Adanya glikosida didalam tanaman, meskipun masih sangat tersebar, dapat digunakan sebagai salah satu cara mengenal tanaman secara sistimatik, baik dari aglikonnya, bagian gulanya maupun dari glikosidanya sendiri. Sebab ada

Ringkasan Kuliah Fitokimia 2 Page 42

beberapa glikosida, aglikon atau gula yang hanya terdapat di dalam tanaman atau familia tertentu.

6. Menurut hasil penelitian Fuch dan kawan-kawan (1952), ternyata bahwa didalam waktu 24 jam tidak terdapat perubahan yang berarti pada kadar glikosida baik ditinjau dari sudut biologi maupun secara kimiawi. Juga pada tanaman yang ditempatkan pada tempat yang gelap selama 24 jam, tidak ada perubahan kadar glikosida.

PEMBENTUKAN GLIKOSIDA

Apabila glukosa direaksikan dengan metal alkohol, menghasilkan dua senyawa. Kedua senyawa ini dapat dipisahkan satu dari yang lain dan keduanya tidak memiliki sifat aldehida. Keadaan ini membuktikan bahwa yang menjadi pusat reaksi adalah gugus –OH yang terikat pada atom karbon nomor 1. Senyawa yang terbentuk adalah suatu asetal dan disebut secara umum glikosida. Ikatan yang terjadi antara gugus metal dengan monosakarida disebut ikatan glikosida dan gugus –OH yang bereaksi disebut gugus –OH glikosidik.

Metilglikosida yang dihasilkan dari reaksi glukosa dengan metal alcohol disebut juga metilglukosida. Ada dua senyawa yang terbentuk dari reaksi ini, yaitu metil–α– D–glukosida atau metil-α-D-glukopiranosida dan metil-β-D-glukosida atau metil-β -D-glukopiranosida. Kedua senyawa ini berbeda dalam hal rotasi optic, kelarutan serta sifat fisika lainnya. Dengan hidrolisis, metil glikosida dapat diubah menjadi karbohidrat dan metilalkohol.

Glikosida banyak terdapat dalam alam, yaitu pada tumbuhan. Bagian yang bukan karbohidrat dalam glikosida ini dapat berupa metilalkohol, gliserol atau lebih kompleks lagi misalnya sterol. Di samping itu antara sesama monosakarida dapat terjadi ikatan glikosida, misalnya pada molekul sukrosa terjadi ikatan α-glukosida-β -fruktosida.

Ringkasan Kuliah Fitokimia 2 Page 43

Materi VI

BIOSINTESIS SENYAWA-SENYAWA FLAVONOID

Tujuan Instruksional Khusus

Mengetahui jalur biosintesis, reaksi yang menyertai serta metabolit yang dihasilkan pada senyawa-senyawa flavonoid

Pokok Bahasan (3 x Pertemuan)

1. Kerangka Dasar dan Sistem Penomoran Senyawa Flavonoid 2. Mekanisme Dasar Biosintesis Senyawa Flavonoid

3. Hipotesis Biogenetik Pelter 4. Senyawa Khalkon

5. Senyawa Dihidrokhalkon 6. Senyawa Auron

7. Senyawa Flavonon

BIOSINTESIS

SENYAWA FLAVANOID

KLASIFIKASI SENYAWA FLAVANOID

Tidak ada benda yang begitu menyolok seperti flavanoid yang memberikan kontribusi keindahan dan kesemarakan pada bunga dan buah-buahan di alam. Flavin memberikan warna kuning atau jingga, antosianin memberikan warna merah, ungu atau biru, yaitu semua warna yang terdapat pada pelangi kecuali warna hijau. Secara biologis, flavanoin memainkan peranan penting dalam kaitan menyerbukan pada tanaman oleh serangga. Sejumlah flavanoid mempunyai rasa pahit hingga dapat bersifat menolak sejenis ulat tertentu.

Senyawa flavanoid adalah senyawa yang mengandung C15 terdiri atas dua inti fenolat yang dihubungkan dengan tiga satuan karbon. Cincin A memiliki karakteristik bentuk hidroksilasi phloroglusinol atau resorsinol, dan cincin B biasanya 4-, 3,4- atau 3,4,5-terhidroksilasi. Dalam gambar dibawah ini menunjukkan struktur dasar flavanoid.

C C C

Ringkasan Kuliah Fitokimia 2 Page 44

Cincin A : karakteristik phloroglusinol atau bentuk resorsinol terdistribusi.

Namun sering terhidroksilasi lebih lanjut :

Cincin B : karakteristik 4-, 3,4-, 3,4,5-terhidroksilasi

R=R‟=H,R‟=OH R=H,R‟=R‟=OH R=R‟=R”=OH (juga, R=R‟=R”=H)

Dapat juga mengikat gugus 2‟-hidroksil

Gambar : Struktur dasar flavanoid

Fragmen tiga karbon pusat, yang terikat pada cincin B, umumnya memiliki empat bentuk.

A

OH HO 3 C O 6 C (B)

Atau HO

A

3 C O 6 C (B)

A

OH HO 3 C O 6 C (B) HO Atau

A

OCH HO 3 C O 6 C (B) HO 3 OCH₃ Dst

B

3 C (A) R R R 6 C

B

3 C (A) OH 6 C OH

Ringkasan Kuliah Fitokimia 2 Page 45

Khalkon flavon

Dihidrokhalkon katekin

Flavon -3, 4-diol Flavanon

Flavon Antosianidin Flavon -3-ol Flavon -3-on-3-ol

Gambar : Tipe umum dan beberapa contoh senyawa flavanoid

Tingkat oksidasi tiga karbon bagian molekul flavanoid dapat dinyatakan oleh hubungan formal seperti ditunjukkan dalam ringkasan berikut. Perlu diperhatikan bahwa cincin –A selalu memiliki gugus hidroksil yang letaknya sedemikian hingga memberikan kemungkinan untuk terbentuknya cincin heterosikliks dalam senyawa trisiklis. Dalam bisiklis khalkon dan hidrokhalkon gugus hidroksil tetap terikat pada cincin –A.

A – COCH2CH2 – B hidrokhalkon A – COCH2CHOH – B flavanon, khalkon A – COCH2CO – B flavanon A – CH2CCOCO – B antosianin

A

C C

C

B

A

B

O

C C

C

A

B

O

C C

C

A

O

C

Ringkasan Kuliah Fitokimia 2 Page 46

A – COCOCH2 – B auron

A – COCHCHOH – B 3 – hidroksi flavanon OH

A – COCOCH – B flavanol OH

DIHIDROKHALKON

Meskipun dihidrokhalkon jarang terdapat di alam, namun satu senyawa yang penting yaitu phlorizin merupakan konstituen umum famili Rosaceae juga terdapat dalam jenis buah-buahan seperti apel dan pear. Phlorizin telah lama dikenal dalam bidang farmasi, ia memiliki kesanggupan menghasilkan kondisi seperti diabetes.

Phlorizin merupakan β -D-glukosida phloretin. Phloretin mudah terurai oleh

alkali kuat menjadi phloroglusinol dan asam p-hidroksihirosinamat (asam phloretrat). Jika glukosida phlorizin, dipecah dengan alkali dengan cara yang sama, maka ternyata sisa glukosa tidak dapat terlepas dan dihasilkan phloroglusinol β-O-glukosida. Akhirnya, kedudukan sisa glukosa yang dibentuk oleh reaksi ditunjukkan dalam persamaan 1 ; interaksi gugus asetoksil dengan satuan –CHCH2CH2Ar menunjukkan bahwa satuan glukosa harus terikat pada kedudukan – 2‟ dalam phlorizin. Glikolisasi gugus hidroksil orto terhadap gugus karbonil di dalam adalah tidak umum, hal ini terutama karena ikatan yang efektif antara –OH dan O=C.

Adanya gugus-gugus hidroksil pada kedudukan -2,6 relatif terhadap gugus karbonil mengakibatkan satu daripadanya reaktif dan dapat terjadi glikosilasi.

Ringkasan Kuliah Fitokimia 2 Page 47

Florisin H2O Floretin D-glukosa

H+

NaOH

OH

OH HO

+HO CH CH COOH_{2 2}

OH

HO O C H O6 11 5

Asam floretat

Asam floretat (1)

Tri-O-metil florisin

NaOH

K CO / aseton_{2 3} Me SO_{2 4}

1) H O/H₂ 2) Ac O/N Oac_{2 2}

CH O

O

3

CH O₃ CH₃

O

CH₂ OCH3

Florisin adalah :

2

OH

COCH CH₂

O C H O D-glukosa6 11 5

OH

(L-ramnosida floretin adalah glisifilin)

Senyawa ini dipisahkan secara kromatografi kertas memakai pengembang yang biasa. Mereka dideteksi dengan menyemprot kertas dengan ρ-nitroanilina yang terdiazotasi dan dengan AlCl3 dalam alcohol. Floridzin menghasilkan warna merah jingga dengan pereaksi pertama dan fluoresensi kehijauan yang kuat dengan pereaksi kedua.

Ringkasan Kuliah Fitokimia 2 Page 48

KHALKON

Polihidroksi khalkon terdapat dalam sejumlah tanaman, namun terdistribusinya di alam tidak lazim. Alasan pokok bahwa khalkon cepat mengalami isomerisasi menjadi flavanon dalam satuan keseimbangan, persamaan 2.

C O

2 3

4

5 6 2

3 4 5

6

„ „ „ „ „

merein : 2‟, 3,4‟ , 3,4 – penta OH (4‟ – glukosida) koreopsin : 2‟, 4‟, 3,4 –tetra OH (4‟ – glukosida) stillopsin : 2,4 , „5‟ , 3,4 – penta OH (? – glukosida) lanseolin : 2‟, 4‟ , 3,4 – tetra OH-3‟-OMe (? – glukosida)

semua senyawa tersebut terdapat khalkon yang terdapat dalam spesies coreopis Gambar : Beberapa khalkon yang terdapat di alam

Bila khalkon 2‟ , 6 –dihidroksilasi , isomer flavanon mengikat 5 – gugus hidroksil, dan stabilisasi mempengaruhi ikatan hydrogen 4-karbonil-5-hidroksil maka menyebabkan keseimbangan khalkon-flavanon condong kearah flavanon. Hingga

khalkon, yang terdapat di alam memiliki gugus 2,4‟-hidroksil atau gugus 2‟

-hidroksi-6‟-glikosilokasi.

Dalam gambar beberapa khalkon yang terdapat di alam menunjukkan beberapa khalkon yang terdapat pada tanaman, terutama sebagai pigmen daun bunga berwarna kuning, dalam kebanyakan terdapat dalam tanaman Heliantheaetribe, Coreopsidinae , subtribe dan famili Compositae.

Ringkasan Kuliah Fitokimia 2 Page 49 O

OH HO

OH OH

O HO

OH OH O

Butein Butin

(Keduanya dapat diisolasi, stabil)

O OH HO

OH OH

O HO

OH O

2‟, 4‟, 6‟, 4 - tetra hidroksi khalkon Naringenin

Tidak stabil (Distabilkan oleh ikatan OH-O-C)

O H

(2)

KARTAMIN

Carfhanus tinctorius L. (fam. Compositae), mengandung pigmen bunga kuning yang berubah menjadi merah bila umur bunga bertambah. Ekstrak bunga juga berwarna merah, dengan pembentukkan bunga merah. Pigmen merah pertama kali disebut kartamin, merupakan glikosida dan bila dihidrolisis dengan asam fosfat berair memberikan dua senyawa isomer yaitu kartamidin dan isokartamidin. Sekarang

pigmen merah dinyatakan sebagai “Kartamon”.

Kartamidin dan isokartamidin merupakan isomer flavanon seperti ditunjukkan dalam persamaan (3a) dibawah ini oleh sintesis senyawa termetilasi sepenuhnya dan demitilasi menjadi tetrahidroksi flavanon.

Ringkasan Kuliah Fitokimia 2 Page 50

OH CH O

OCH

3

CH O3

3

+

COCH3

OCH₃

CHO

NaOH CH O3

CH O3

OCH₃

OH

OCH₃

H O/H₂ +

O O

OCH₃

CH O₃ CH O₃ CH O₃

AlCl C H

3 3 6

O HO

OH O

HO OH

Isokartamidin

(3)

- COCH = CH OH

HO HO

OH

OH

(A)

(B)

(Kartamidin = 5, 7, 8, 4‟ - tetrahidroksiflavanon)

Isokartamidin Kartamidin

Pembentukan cincin _(A)

(B)

O

Pembentukan dua flavanon dari precursor tunggal segera terbentuk dengan terjadinya transformasi seperti ditunjukkan dalam persamaan (3b) ; zat antara khalkon dapat melakukan siklisasi baik dengan adisi gugus hidroksil -2‟ atau -6‟ terhadap ikatan rangkap. Kartamon berwarna merah, dan polihidroksi khalkon merupakan senyawa yang berwarna kuning hingga jingga – kuning ; sebagai contoh koreopsin. Prekursor berwarna kuning ini sekarang dipandang sebagai khalkon glukosida yang mengalami oksidasi menjadi quinonoid glikosida yang berwarna merah (kartamon). Pembentukkan flavanon pada hidrolisis kartamon harus melibatkan reduksi terhadap quinon, kemungkinan pada hidrolisis melepaskan glukosa (4).

Ringkasan Kuliah Fitokimia 2 Page 51

O HO

OH

OR HO

OH

(O)

Pigmen bunga kuning

O HO

OH

OR O

Kartamon (merah) O

( R = glukosit) H O/H2 +

HO

OH

O

O

O OH

(H) _HO

OH

O OH HO

OH

(4)

Kartamidin + isokartamidin (flavanon)

Usulan semula menyatakan bahwa senyawa yan dikenal dengan kartamin (pigmen

merah) adalah quinonoid “enol” khalkon (5).

OH

OH

Kartamin (struktur awal)

O HO

OH

Kartamidin Isokartamidin

H O₂ + H

O

O

OH

OH OH

OH HO

Glukose (5)

Berdasarkan percobaa yang terakhir menunjukkan bahwa kartamon (pigmen merah) diubah menjadi khalkon kuning oleh reduksi dengan belerang dioksida, dan senyawa yang diperoleh ini dapat direoksidasi menjadi kartamon. Hingga pembentukkan flavanon dengan cara hidrolisis precursor merah, yaitu struktur “enol” khalkon tidak dapat diterima.

Ringkasan Kuliah Fitokimia 2 Page 52

FLAVAN

Flavan tidak lazim sebagai konstituen tanaman. Sejauh ini hanya ada satu contoh dalam kelompok ini yang merupakan senyawa yang terdapayb di alam.Senyawa fenolat kompleks yang merupakan konstituen resin dari tanaman genus Xanthorrhoea mengandung berbagai senyawa flavanoid yan ternyata pemisahan dan pemurniannya sukar dilakukan. Metilasi (dengan metal sulfat dan kalium karbonat dalam aseton) terdapat resin kotor dari X, preissii menghasilkan sejumlah senyawa flavanoid. Salah

satu dari padanya adalah 4‟ , 5 , 7-trimetoksi flavan (penomoran system sesuai dengan

gambit tipe umum senyawa flavanoid). Reduksi flavan dengan natrium dan etanol dalam cairan ammonia dan metilasi fenol yang diperoleh menghasilkan senyawa yang dikenal 1-p-metoksifenil-3- (2,4,6-trimetoksifenil)-propana (6)

FLAVANON

Flavanon (biasanya sebagai glikosida) terdistribusi luas dialam. Flavanon terdapat dalam kayu, daun dan bunga. Flavanon glikosida merupakan konstituen utama dari tanaman genus Prunus (fam. Rosaceae) dan buah jeruk. Dua glikosida yang paling lazim adalah neringenin dan hesperetin, terdapat dala buah anggur dan jeruk. Beberapa flavanon yang terdapat dialam diberikan dalam gambar dibawah berikut.

OH O

CH O₃ CH O₃

2 N

3

O

CH O₃

O-metilat

OH

(Resin Xanthorroea)

Ringkasan Kuliah Fitokimia 2 Page 53

Penentuan struktur flavanon cepat dilakukan berdasarkan metoda klasik. Polihidroksiflavanon mudah dikenal dengan terbentuknya warna merah, lembayung, bila flavanon direduksi dengan magnesium dalam asam klorida dalam larutan etanol. Persoalan dasar dalam menentukan struktur flavanon adalah (a) posisi ikatan sisa gula, jika senyawa merupakan glikosida ; dan (b) posisi gugus inti hidroksil dan metoksi cincin -A dan –B

Flavanon dan khalkon dipecah oleh hidrolisis alkalis menjadi turunan asam benzoate yang terdiri dari cincin –B dan tergantung pada kondisi fenol yang terdapat pada cincin –A (missal phloroglusinol) atau menjadi asetofenon yang sesuai. Pada persamaan 7 digambarkan beberapa pemecahan seperti yang diuraikan diatas.

O HO

OH

3

O

50% KOH HO OH

COCH +

OH

COOH Liquiritigenin

O HO

OH

O

3

OCH

OH

Homoeridiktiol

30%

NaOH CH O3

HO

CH = CHCOOH +

HO OH

OH Asam ferurat

(7)

O RO

OH

O

3

OCH

OH

O

RO OH

O OH

R = H, naringenin R = H, hesperitin

R = A*, naringi R = A*, hesperidin

Ringkasan Kuliah Fitokimia 2 Page 54 O RO ₃ OH O OH O OR CH O

R = H, pinocembrin R = H, sakuranetin R = CH3, pinostrobin R = I-glucosyl, sakuranin

Sisa gula :

3 CH 2 CH H OH H OH H O HO H O OH H OH H O HO H O H H H A =

Rutinosa = 6-0(- -L-rhamnopiranosil)-D-glukopiranosa

2 HOCH OH H H O HO H O H H O H 3 CH H OH H OH H O HO H B =

Ringkasan Kuliah Fitokimia 2 Page 55

Gambar : Flavanon alam

Cara lain yang berguna untuk menentukan struktur flavanon adalah melibatkan dehidrogenasi ikatan -2,3 yang memberikan flavon. Karena flavanon sering sukar disintesis sedangkan tidak ada masalah untuk flavon, maka prosedur ini sangat berharga (persamaan 8)

3

O

OH

O OH

CH O OCH3 _I

2

NaOAc

3

O

OH

O OH

CH O OCH3

(8)

Metoda klasik (yaitu degradasi, interkonversi, sintesis) untuk menentukan struktur flavanoid sekarang telah digantikan dengan prosedur diagnosa fisika, dalam hal ini resonansi magnetic inti. Proton pada posisi -2 dan -3 menunjukkan pergeseran kimia yang karakteristik dan bentuk penggabungan yang dapat membedakan struktur flavanon dengan flavon khalkon dan sebagainya. Bentuk aromatik tersubtitusi biasanya dapat dikenal dengan pergeseran kimia dan bentuk penggabungan (penggabungan 0-, m atau p) proton-proton cincin –A dan –B.

FLAVON

Apigenin dan luteolin terdistribusi secara luas dai alan dan merupakan contoh dasar bentuk subtitusi yang diturunkan dari kombinasi yang diturunkan dari bagian – C6-C3 dengan satuan asetat :

(B) C6 - C3 + 3C2 (B) C6 - C3 - C6 (A)

Hampir setiap bentuk yang mungkin dikenal di alam, dari flavon sendiri hingga

nobiletin 5,6,,7.8,3‟, 4-heksametoksiflavon. Gambar dibawah ini memuat beberapa

Ringkasan Kuliah Fitokimia 2 Page 56 3 O Flavon O OCH O Khrisin O HO OH O Apigenin O O Luteolin O HO OH OH OH HO OH OH O Baikalein O O Wogonin O HO OH OH HO HO 3 OCH O Nobiletin O O Tangeretin O 3 OCH 3 OCH 3 OCH 3 OCH 3

CH O

3

CH O

3

CH O

3

CH O

3

OCH

3

OCH

Gambar : Flavon Alam

Flavon mudah dipecah oleh alkali, menghasilkan diasilmetan atau tergantung pada kondisi reaksi asam benzoate yang diturunkan dari cincin - B dan 0-hidroksiasetonfenon pada cincin –A. Reaksi diberikan pada persamaan 9.

Diasilmetan yang diturunkan dari flavon seperti dalam persamaan 9, mudah dikenal sebagai hasil degradasi. Warna hijau terangnya menunjukkan bahwa senyawa

Ringkasan Kuliah Fitokimia 2 Page 57

dalam bentuk enol. Diasilmetan mudah disntesis dari asetofenon yang sesuai dan ester asam benzoate tersubtitusi (persamaan 10a) atau dari 0-asiloksiasetofenon, seperti digambarkan dalam persamaan 10b. Karena 0- hidroksidiasilmetan mudah diubah menjadi flavon dengan pembentukan cincin oleh pengaruh katalisator asam, prosedur ini berguna sebagai metoda sintesis flavon.

3

O

O

CH O OCH3 _10% KOH

3 OH

CH O

3

OCH

(9)

3

CH O

3

OCH

3

OCH

2

COCH CO

3

CH O

3

OCH

3

OCH Lebih Lanjut

3 OH

CH O

3

OCH

3

COCH

3

CH O

+

3

OCH

3

OCH

COOH

Flavon stabil terhadap asam kuat dan esternya mudah didealkilasi denga penambahan HI atau Hbr, atau dengan aluminium klorida dalam pelarut inert. Namun demikian, selama dimetilasi tata ulang sering teramati ; oleh pengaruh asam kuat dapat menyebabkan pembukaan cincin pada cara yang lain. Sebagai contoh demetilasi 5,8-dimetoksiflavon dengan HBr dalam asam asetat menghasilkan 5,6-dihidroksiflavon (persamaan 11a). Dalam keadaa khusus, pembukaan lanjut dapat terjadi (persamaan 11b)

Ringkasan Kuliah Fitokimia 2 Page 58 3

CH O

N Oet CH O3 OH

3

OCH

3

CH O

3

OCH COCH CO2

3

CH O

3 OCH 3 OCH OH 3 COCH + 3 OCH 3 OCH COOEt 3 HO O O H+ 3 OCH 3

CH O

3

CH O

3 OCH 3 OCH OH OH 3 OCH 3

CH O

3

CH O

3 OCH 3 OCH C C CH₂ O O O 3 OCH 3

CH O

3

CH O

3 OCH 3 OCH A. (10) 3

CH O

Piridin CH O3

3

OCH

3

CH O

3

OCH

3

COCH

3

CH O

3 OCH 3 OCH OH 3 COCH + 3 OCH 3 OCH COCl B. OCO Piridin KOH O O 3 OCH 3

CH O

3

CH O

O

3

OCH

3

CH O

3

CH O

3 OCH 3 OCH C C CH₂ O 3 COCH C -O O 3 OCH 3

CH O

3

CH O COCH CO2

-3 OCH 3 OCH 3 OCH 3 OCH 3 OCH 3 OCH 3 OCH 3

OCH H+ OH

3

OCH

3

CH O

3

CH O COCH CO2 OCH3

3 OCH 3 OCH 3 OCH

Ringkasan Kuliah Fitokimia 2 Page 59 O O 3 OCH 3 OCH A. HBr OH 2

COCH CO

OH

OH OH

2

COCH CO

OH

OH

OH

2

COCH CO

OH OH

2

COCH CO

HO OH O O HO OH O O 3 OCH 3 OCH B. HI O O HO OH O O HI O O HO OH OH OH OH HO (11)

Demetilasi gugus 5-metoksi dalam polimetoksiflavon segera terjadi pada kondisi yang cocok, sehingga 5-hidroksi-polimetoksiflavon mudah dibuat.

Meskipun flavon mudah dibuat berdasarkan oksidasi flavanon (dengan natrium asetat-iodida) rute kebalikan-reduksi flavon menjadi flavanon – tetapi cara tersebut tidak bermanfaat.

FLAVANOL (3 – HIDROKSIFLAVON)

Flavanol lazim sebagai konstituen tanaman yang tinggi, dan terdapat dalam berbagai bentuk terhidroksilasi. Flavanol alami yang paling sederhana adalah

Ringkasan Kuliah Fitokimia 2 Page 60

galangin, 3,5,7-tri-hidroksiflavon ; sedangkan yang paling rumit, hibissetin adalah

3,5,7,8,3‟,4‟,5-heptahidroksiflavon. O O OH OH HO Galangin O O OH OH HO Kaempfenol OH O O OH OH HO Quersetin O O OH OH HO Mirisetin OH OH OH OH OH O O Melisimpleksin O O OH Termatin OH 3 OCH 3

CH O

3

CH O

3 OCH 2 CH O O 3 OCH 3 OCH 3 OCH 3

CH O

O O OH OH HO Limositrin O O OH OH HO Hibisefin OH OH OH OH 3 OCH 3 OCH OH

Gambar : Flavanol alam

Bentuk khusus hidroksilasi (C6 (A) –C3-C6 (B), dalam mana C6 (A) adalah turunan phloroglusinol, dan cincin B adalah 4- atau 3,4 –dihidroksi, diperoleh dalam dua flavanol yang paling lazim, yaitu kaempferol dan quersetin. Hidroksilflavanol, seperti halnya hidroksi flavon, biasanya terdapat dalam tanaman sebagai 3 –glikosida.

Ringkasan Kuliah Fitokimia 2 Page 61

Meskipun flavon, flavonol, flavanon pada umumnya terdistribusi melalui famili tanaman tinggi tetapi tidak terdapat hubungan khemotaksom yang jelas. Genus Melicope mengandung melisimpleksin dan ternatin, dan genus Citrus mengandung

nobiletin, tangeretin dan 3‟,4‟,5,6,7 – pentametoksiflavon (persamaan 9)

KATEKHIN, STEREOKIMIA SENYAWA FLAVANOID

Flavon dan khalkon tidak memiliki atom karbon asimetri sehingga tidak ada masalah stereokimia. Flavanon mengandung satu pusat asimetri dan dapat berada dalam bentuk (+) dan (-). Kebanyakan flavanon alam adalah putar kiri dan memiliki konfigurasi –S. Stereokimia flavanon dan 3 –hidroksiflavanon (dihidroflavanol) telah ditentukan dengan metoda dalam mana stereokimia katekhin terlibat. (+)-katekhin dan (-)-epikatekhin diastereomer berbeda dalam kedudukan gugus 2 –aril dan 3 – hidroksil.

Struktur katekhin telah ditentukan dengan metoda konvensional : (a) peleburan alkali menghasilkan phloroglusinol dan asam 3,4 –dihidrobenzoat (asam protokatekuat); dan (b) reduksi katekhin tetrametil eter, diikuti dengan metilasi fenol yang dihasilkan, diperoleh 1 –(2,4,6 –trimetoksifenil) -3 –(3,4 –dimetoksifenil) propane. Meskipun pengamatan tersebut dapat dibantu oleh tiga struktur seperti terlihat dalam persamaan 12a, namun struktur flavan epikatekhin dibuktikan berdasarkan pembuatannya (sebagai bentuk (+) secara reduksi katalitik sianidin klorida.

Ringkasan Kuliah Fitokimia 2 Page 62

O

(+) - katekhin

O

OH

(-) - epikatekhin OH OH HO OH OH OH HO OH OH O

(-) - robinetinidol

O

OH

(-) - epiafzetekin OH OH HO OH OH OH HO OH

Gambar : Flavan -3-ol alam

3

CH O

3 OCH O OH HO OH OH OH (A) O OH HO _OH OH OH CH O OH HO OH OH OH CH₂ Semua dapat Fusi KOH 1) N a/E_tO H 2) M etila_t OH OH HO OH + OH COOH 3 OCH 3 OCH 3 OCH (12)

Ringkasan Kuliah Fitokimia 2 Page 63

O

OH HO

OH

OH OH

(B)

+

Sianidin (kation)

O

OH HO

OH

OH OH

(+) - epikatekhin

Reduksi (+) –katekhin tetrametil eter dan (-) – epikatekhin tetrametil eter dengan natrium dan etanol dalam ammonia cair, diikuti dengan metilasi terhadap fenol yang dihasilkan, memberikan anantiomer 1 –(3,4 –dimetoksifenil) -3(2,4,6 – trimetoksifenil)-2 –propanol (persamaan 13).

O

OH HO

OH

OH OH

(A) 2) Na/NH /EtOH

3) methylate 1) methylate

3

HO - C - H

CH2

CH2

OCH₃

OCH₃

OCH₃

OCH₃

CH O3

O

OH HO

OH

OH OH (B)

Melalui

H - C - OH

CH2

CH₂

OCH₃

OCH3

OCH₃

OCH₃

CH O₃

(13)

Ini menujukkan bahwa dua katekhin tersebut mempunyai konfigurasi berlawanan pada C – 3 dan mempunyai konfigurasi sama pada C – 2.

Ringkasan Kuliah Fitokimia 2 Page 64

Kenyataan lebih lanjut untuk konfigurasi katekhin dan epikatekhin diperoleh dalam reaksi turunan 3 –tosil tetrametil eter dengan hidrazin untuk mengeliminasi H -OTos dan menghasilkan 2-ariflav-2-ena, suatu hasil yang sesuai dengan kedudukan trans–diaksial hydrogen pada C – 2 dan gugus tosilokasi pada C – 3 (persamaan 14)

O Ar CH O₃

OCH₃ Otos

OCH₃

CH O3 _{H O}

H Ar

NH NH_{2 2 CH O} O Ar

3

OCH₃

CH O₃

OCH₃ OH CHO Ar = Veratril

+ ArCOCH3 OH Khalkon H /Pt2

CH O₃

OCH₃ OH

CH CH COAr_{2 2}

HOAc

O _Ar CH O3

OCH3

Garam flavilium +

Cl- H 2

Pt

O _Ar CH O3

OCH3

Hcl

O CH O₃

OCH₃

COAr

O Ar CH O3

OCH₃ OH

(14)

Pada sisi lain, 3 –tosilat katekhin tetrametil eter tidak mengalami reaksi eliminasi -2,3. Eliminasi TosOH disertai dengan perpindahan gugus 2 –aril ke posisi -3, dengan pembentukan 3 –ariflav -2-ena. Reaksi ditunjukkan dalam persamaan 15

Ringkasan Kuliah Fitokimia 2 Page 65

O Ar

CH O₃

OCH₃ O

Ar = Veratril

Quinolin Tos

O

Ar CH O₃

OCH₃

1) Na/EtOH 2) Me SO /NaOH2 4

CH O₃

OCH3

OCH3

CH CHAr2

CH₃

CH O3

OCH₃

OCH₃

CH COCl2 +

OCH3

OCH_{3 AlCl}

3

CH O₃

OCH₃

OCH₃

CH COAr2

1) CH MgI3

2) H O2

CH O₃

OCH₃

OCH₃

CH=C-Ar

CH₃

(15) H /Pt2

Transformasi yang dinyatakan dalam persaman 14 dan 15 menunjukkan konfigurasi relative katekhin dan epikatekhin. Konfigurasi mutlak ditentukan berdasarkan degradasi seperti diberikan dalam persamaan 16, dalam mana konfigurasi gugus 3-OH sudah tentu. Ozonolisis (+) –katekhin merusak cincin-cincin fenol dan

menghasilkan asam α, β-dihidroksiglutarat yang konfigurasinya sesuai dengan

Ringkasan Kuliah Fitokimia 2 Page 66 O

O OH

OH HO

2-deoksi-D-ribosa OH OH OH

3

COOH HO C H_ _ HO C H_ _

CH COOH₂

CH OH₂

HO H

HO H

CH₂CH OH₂

3

CH OH₂

HO H

HO H

CH CHO₂

CH₂

HO H

HO H

CH OH₂

COH

H H

(16) ANTOSIANIN DAN PROANTOSIANIN

Senyawa flavnoid yang paling menyolok adalah antosianin, yang merupakan pembentuk dasar pigmen warna merah, ungu dan biru pada tanaman, terutama sebagai bahan pewarna bunga dan buah-buahan. Antosianin adalah glikosida antosianidin, yaitu merupakan garam polihidroksiflavilium (2 –aribenzopirilium). Sebagian besar antosianin alam adalah glikosida (pada kedudukan 3 –atau 3,5- ) dari sejumlah terbatas antosianidin.

R=R‟=H, pelargonidin

R=H,R=OH, sianidin

R=R‟=OH, delpinidin

R=H,R‟=OCH3, peonidin

R=R‟= OCH3, malvidin

R=OH,R‟= OCH3, petunidin

Gambar : Dasar Antosianidin alam

Pembuktian struktur antosianidin mula pertama dikerjakan berdasarkan metoda degradasi seperti cara-cara yang dilakukan terhadap senyawa flavanoid lain, namun

O

OH OH

HO

OH OH

R

Ringkasan Kuliah Fitokimia 2 Page 67

pada saat ini pembuktian dilakukan berdasarkan sintesis. Sintesis sianidin klorida ditunjukkan seperti pada persamaan 17.

OH HO OH

CHO

C H COCl6 9

O HO OH

CHO

Floroglusinaldehida (Bz = benzoil) Bz

OH OH

+ ClCH COOH2

HO HO

COCH Cl2 AcO COCH Ac2

AcO

HCl EtoAc

O

O O

HO OH

Ac

OAc OAc

Cl-Bz

1) KOH 2) HCl

O

OH OH

HO

OH OH

Cl-Sianidin klorida

(17)

Dengan menggunakan senyawa tersubtitusi yang cocok, seperti ditunjukkan pada persamaan 17, maka antosianin alam dapat disintesis dengan cara yang sama.

Antosianidin juga dibentuk bila flavon -3,4 –diol dipanaskan pada kondisi asam kuat (persamaan 18). Reaksi sangat kompleks dan hasil yang diperoleh berupa garam flavilium rendah ; dan perlu dicatat bahwa reaksi meliputi oksidasi, untuk dehidrasi sederhana flavandiol, diperoleh 3 –flavan -3-diol (“leukoantosianidin) bukan antosianidin.

Ringkasan Kuliah Fitokimia 2 Page 68 O OH OH HO OH OH Leukosianidin hidrat (proantosianidin) OH

H O2

O OH OH HO OH OH Leukosianidin O OH OH HO OH OH Sianidin (kation) + (18)

Prekursor intermediet antosianin adalah 2 –flaven-4,4-diol atau 3-flaven-2,3-diol. Reduksi terhadap rutin terasetilasi (quersetin 3 –rutinosida) dengan litium aluminium hidrida dan hasil yang diperoleh kemudian direaksikan dengan HCl menghasilkan sianidin 3-rutinosida, ini menunjukkan bahwa reaksi berlangsung melalui 2-flaven-3,4-diol seperti ditunjukkan dalam persamaan 19.

O OR OH HO OH OH OH H+ O OR OH HO OH OH

OH C2

O OR OH HO OH OH O

(Sebagai asetat) R = rutino sil

O OR OH HO OH OH

(Delokalisasi muatan +)

(19)

Ringkasan Kuliah Fitokimia 2 Page 69

 PROANTISIANIDIN KOMPLEKS

Banyak tanaman mengandung senyawa flavanoid kompleks yang tidak berwarna dan bila dihidrolisis dengan asam akan kembali menjadi antosianidin dan katekhin. Senyawa tersebut sering memiliki berat molekul tinggi dan mempunyai kemampuan untuk menyamak kulit, hingga disebut ”Condenset tannin”. Suatu kemungkinan

tannin dihasilkan berdasarkan kondensasi berulang “monomer” – C15 dan beberapa pendukung memberi nama dimmer.

Proantosianidin mengandung 30 atom karbon yang telah diisolasi dari sejumlah tanaman. Type senyawa tersebut telah dikenal mempunyai karakteristik sebagai berikut :

1. Ia membentuk oktametil eter dan deka –asetat 2. oktametil eter membentuk diasetat

3. pada hidrolisis asam, diperoleh katekhin dan epikatekhin 4. panambahan dengan asam kuat menghasilkan sianidin

Sifat-sifat senyawa C30 menunjukkan bahwa ia terdiri atas molekul katekhin (atau epikatekhin) dengan flavan-3,4-diol. Bentuk kombinasi lain adalah dengan subtitusi flavan-3,4-diol menjadi inti phloroglusinol berdasarkan kondensasi yang dikatalisir – asam seperti ditunjukkan dalam persamaan 20.

Ringkasan Kuliah Fitokimia 2 Page 70

O

OH

HO Ar

OH OH

H+

Flavan -3, 4-diol

O

OH

HO Ar

OH

O

OH

HO Ar

OH Katekhin

(Ar = 3, 4-dihidroksifenil)

O

OH

HO Ar

OH O

OH

HO Ar

OH (20)

“Dimer”

Berdasarkan cara yang sama maka tannin terbentuk berdasarkan kondensasi

antara dua flavanoid yag menghasilkan “dimer” yang kemudian dapat melakukan

kondensasi lebih lanjut seperti yang dinyatakan dalam persamaan 21.

Percobaan mendukung konsep tersebut dengan diperolehnya pengamatan bahwa flavan-3,4-diol berkondensasi dengan phloroglusinol pada kondisi asam yang cocok menghasilkan 4 –(2,4,6-trihidroksifenil)-flavan-3-ol.

Ringkasan Kuliah Fitokimia 2 Page 71 O

OH

HO Ar

OH OH X

O

OH

HO Ar

OH O

OH

HO Ar

OH O

OH

HO Ar

OH O

OH

HO Ar

OH O

OH

HO Ar

OH Dst

Ringkasan Kuliah Fitokimia 2 Page 72

Hipotesis Biogenik dari PELTER

O HO 2,3-sis-flavananol O OKS OH OH -Hidroksi khalkon HO H O O HO O OKS HO H OH O HO O HO H O OH O HO O HO H OH H 2,3-trans-flavananol OH O HO O HO H OH O KHALKON H OH O HO HO H OH H 2,3-trans-flavan-3,4-diol OH O HO HO H OH H Red Red 2,3-sis-flavan-3,4-diol OH OH OH O HO O HO OH 2-hidroksi-2-benzil kamavon Flavonol Antosianidin Ok_s OH O HO HO H OH H 2,3-trans-flavan,3-ol OH O HO HO H OH H Red Red 2,3-sis-flavan,3-ol Tanin terkondensasi +H+

Ringkasan Kuliah Fitokimia 2 Page 73

Kegunaan flavanoid dalam bidang kesehatan antara lain : penyembuhan perdarahan kapiler sub-kutan

Anti-inflammasi

Anti-tumor/Anti-kanker

Anti-virus

Anti-allergi

Anti-kolesterol

Ringkasan Kuliah Fitokimia 2 Page 74

DAFTAR PUSTAKA

Gunawan, Didik. 2004. Ilmu Obat Alam (Farmakognosi) Jilid 1. Penebar Swadaya. Jakarta.

Poedjiadi, Anna. 1994. Dasar-Dasar Biokimia. UI-Press. Jakarta.

Tim Dosen. Farmakognosi I. Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam UNHAS. Makassar.

Sastrohamidjojo Hardjono, 1996 , Sintesis Bahan Alam FMIPA Universitas Gadjah Mada, Gadjah Mada University Press, Yogyakarta.