TERPENOID(PENDAHULUAN, MINYAK ATSIRI, DITERPENOID, GIBERELIN, TRITERPENOID, STEROID DAN KAROTENOID)Oleh:Dr. Yoppi Iskandar, M.Si.,Apt.

TERPENOIDPendahuluanMinyak atsiriDiterpenoid dan giberelinTriterpenoid dan steroidKarotenoid

PendahuluanSecara biosintesis terpenoid berasal dari molekul isoprena CH2=C(CH3)-CH=CH2 (C5)Kerangka karbonnya dibangun dari pe-nyambungan dua atau lebih satuan (C5)Berdasarkan jumlah satuan (C5), terpenoid digolongkan menjadi : dua(C10), tiga(C15), empat(C20), enam(C30), delapan(C40)Macam-macam senyawa terpenoid :Monoterpena dan seskuiterpena komponen minyak atsiri

Diterpena sukar menguapTriterpena dan steroid tidak menguapKarotenoid pigmen kuningSecara biosintesis terpenoid diperoleh dari molekul isopentenil pirofosfat yang terdapat di dalam sel hidup yang terbentuk dari asetat melalui asam mevalonat.Terpenoid umumnya larut dalam lemak dan terdapat dalam sitoplasma sel tumbuhan.

Minyak atsiri terdapat di dalam sel kelenjar khusus pada permukaan daun.Karotenoid berhubungan dengan kloroplast di dalam daun bunga (petal).Terpenoid diekstraksi dengan eter minyak bumi, eter atau kloroform.Terpenoid dapat dipisahkan dengan kromatografi pada silika gel atau alumina dan dideteksi dengan asam sulfat pekat, diteruskan dengan pemanasan.Keisomeran pada terpenoid, contoh : geraniol dan nerol.

Peranan terpenoid :Mengatur pertumbuhan, contoh: absisin dan giberelinPigmen pembantu pada fotosintesis,contoh karotenoidMemberi bau dan wangi yang khas pada tumbuhan, contoh: mono dan seskuiterpena

Golongan utama terpenoid tumbuhan

Jml.C5Jml.CGolonganJenis utama dan sumbernya1C5isoprenaDideteksi dalam daun Hamamelis japonica2C10monoterpenoidMonoterpena lakton (misalnya nepetalakton)Tropolon (dalam kayu Gymnospermae)3C15SeskuiterpenoidSeskuiterpena dalam minyak atsiriSeskuiterpena lakton (terutama dalam Compositae)Absisin (misalnya asam absisat)4C20DiterpenoidAsam diterpena dalam damar tumbuhanGiberelin (misalnya asam giberelat)6C30TriterpenoidSterol (misalnya sitisterol)Triterpena (misalnya -amirin)Saponin (misalnya yamogenin)Glikosida jantung8C40TetraterpenoidKarotenoid (misalnya -karotena)npoliisoprenaKaret, misalnya dalam Hevea brasiliensis

Minyak atsiriBagian utama terpenoid pada minyak atsiri terdapat pada fraksi atsiri yang tersuling uap.Suku tumbuhan yang kaya minyak atsiri: Compositae, Matricaria, (Mentha spp.), Myrtaceae, Eucalyptus, Pinaceae, Pinus, Rosaceae, bunga mawar, Rutaceae, Citrus, dan Umbelliferae, Pimpinella anisum, Carvum carvi, Cuminum cyminum, anethum, dll.

Secara kimia ada dua golongan terpena minyak atsiri :Monoterpena :Berupa isoprrenoid C10Titik didih 140 180 oCBerdasarkan struktur kimianya :Asiklik misalnya geraniolMonosiklik misalnya limonenaBisiklik misalnya - dan - pinenaDalam setiap golongan monoterpen dapat berupa hidrokarbon tak jenuh mislnya limonena atau dapat mempunyai gugus fungsi dan berupa alkohol misalnya mentol, aldehit, atau keton misalnya menton, karvon.

Monoterpena lakton (iridoid) dan tropolonTermasuk monoterpena karena alasan biosintesis.Contoh monoterpena lakton :Nepetalakton kandungan bau utama Nepeta cataria, Labiatae yang mempunyai daya tarik istimewa bagi kucing peliharaan.Loganin senyawa antara pada biosintesis alkaloid indol.Contoh tropolon : -tujaplisin dalam jamur tertentu dan sebagai kandungan kayu pada Cupressaceae.Seskuiterpen :Isoprenoid C15Titik didih >200 oC

Berdasarkan kerangka karbonnya:Asiklik misalnya faenesolMonosiklik misalnya bisabolenaBisiklik misalnya -selinena, karotolTurunan seskuiterpenoid:Asam absisatSuatu asam seskuiterpena karboksilat yang strukturnya berkaitan dengan struktur karotenoid violasantin.Dikenal sebagai hormon utama yang mengendalikan dornasi pada biji tumbuhan terna dan pada kuncup tumbuhan berkayu.XantininPeranan xantinum dalam Xanthium pennsylvanicum sebagai antagonis auksin dalam fisiologi tumbuhan.Rasanya pahit atau pedas dan kemampuan sebagai alergen.

Isolasi minyak atsiri dari jaringan tumbuhan :Cara klasik dengan penyulingan uap.Mono dan seskuiterpena dipisahkan dengan ekstraksi memakai eter, eter minyak bumi atau aseton.Pemisahan terpena :Kromatografi gas cair (KGC)Analisis kualitatif dan kuantitatifUntuk mengidentifikasi terpena atsiri, dapat digabung dengan KLT atau MS

Fase diam:Nonpolar: apezone L dan silikon SE 30.Polar: poliester dietilena glikol adipat dan Carbowax 400.Penyangga misalnya Chromosorb W harus bebas dari sesepora besi, basa, atau asam.Suhu harus diprogram.Kromatografi lapis tipis (KLT)Fase diam : silika gelFase gerak : benzena, kloroform, benzena-kloroform (1:1), dan benzena-etil asetat (19:1).Terpena yang mengandung oksigen (karvon) lapisan silika gel jangan diaktifkan dulu sebelum dipakai karena air yang ada mem-bantu pemisahan..

Waktu retensi nisbi terpena pada KGC

RRt dalam kolomterpenaApiezon N 10%Polietilena glikol 15%Polietilena glikol bispropionitril 15%-Pinena422930Kamfena504144-Pinena6355543-Karena827367Mirsena608288-Felandrena828286Limonena100100100-Felandrena97106116P-Simena100175232*RRt nisbi terhadap limonena, pelaksanaan pada suhu tetap 65oC, sepanjang kolom 300 cm (dari von Rudloff, 1966).

Tropolon:Dipisahkan dengan kromatografi kertas atau KLT pada pelat selulosa.Kertas dibacem dengan asam fosfat dan pengembang yang digunakan iso-oktana toluena.Kertas dibacem dengan etilenadiamina tetra asetat dan pengembang eter minyak bumi.Pendeteksi: larutan FeCl3 1%.Iridoid:Dalam tumbuhan terikat kepada gula sebagai glikosidaAnalisis dengan KKt dan uji warna.

AsperulinAukubinMonotropeinHarpagid merahbiru

Rf dan warna iridoid

IridoidRF(x100) dalamWarna denganBAAIsoPrOH-airAntimon kloridaAnisaldehid H2SO4Asperulen5190BiruBiruAukubin3878CoklatUngu-merahKatalpol3279CoklatJinggaHarpagid34-Coklat-unguMerahLoganin6393MerahJinggamonotropein3370birubiruPengembang: n-BuOH HOAc H2O (4:1:5) dan isoPrOH H2O (3:2).Penyemprot: antimon klorida 15% dalam kloroform dan anisaldehida H2SO4 pekat etanol (1:1:1); panaskan pada 100oC selama 2-5 menit.

Pemisahan:Kromatografi kolomPada selulosa CF-11, pengelusi n-butanol jenuh air.Pada silika gel, pengelusi CHCl3-metanol.Seskuiterpen laktonDeteksi: KLT dan RMIKLT:Fase diam : silika gelFase gerak: CHCl3 eter (4:1), benzena aseton (4:1), CHCl3 metanol (99:1), benzena metanol (9:1), benzena eter minyak bumi etil asetat (2:2:1)Deteksi: uap iodium (bercak coklat), H2SO4 pekat (bercak hijau-coklat-kuning-merak-biru)Pemisahan: KCKTIdentifikasi: titik leleh, putaran optik, RMI, spektrum massa.

Deteksi monoterpena pada pelat kromatografi lapis tipis

terpenaTanggapan terhadap uji*UVBrom2,4-DNPH2SO4 pekatLimonena-+-Coklat-Pinena-+-CoklatPulegon+++KuningGeraniol-+-LembayungKarvon+++Merah jambuP-Simena+----Terpineol-+-Hijau1,8-Sineol---hijau*Keterangan : UV: periksa dengan sinar UV pendek; brom: semprot dengan larutan fluoresein 0,05% dalam air, pelat diuapi brom, bercak kuning pada latar belakang merah; 2,4-DNP: semprot dengan larutan 2,4-DNP 0,4 g dalam 100 ml HCl 2 M, bercak kuning pada latar belakang putih; H2SO4 pekat: semprot dengan H2SO4 pekat dan panaskan pelat pada 100 oC selama 10 menit.

Terpena alkohol baik dipisahkan memakai pelat yang dibacem dengan farafin, dengan pengembang metanol 70%.Dapat juga digunakan fase diamnya silika gel-AgNO3 dengan pengembang metilen klorida-kloroform-etil asetat-n-propanol (45:45:4,5:4,5)Pendeteksi:Larutan KMnO4 0,2% dalam airAntimon klorida dalam kloroformH2SO4 pekatVanilin- H2SO4 (dibuat segar dengan menambahkan 8 ml etanol, sambil didinginkan, ke dalam 0,5 g vanilin dalam 2 ml H2SO4 pekat. Setelah disemprot, pelat dipanaskan pada 100 105 oC.Uap brom untuk terpena yang ada ikatan rangkapnya.2,4-dinitro-fenilhidrazin untuk terpena yang mempunyai gugus keton.

Waktu retensi nisbi triterpenoid dengan kromatografi gas

TriterpenaRRt*SterolRR**Kolestan1,0Kolestan1,0Tarakserol3,14Ester metil kolesterol2,21-Amirin3,23Kampesterol2,97-Amirin3,65stigmasterol3,22-Amirin asetat4,74Sitosterol3,63Ester metil asam oleanolat4,80Sikloeukalenol3,98Ester metil asam ursolat5,25Sikloartenol4,47Taraksasterol5,7524-metilenasikloartanol4,90Primulagenin sebagai ester trimetilsilil6,57*SE-30 1,5% pada Gas Chrom P (80-100 mesh) pada kolom 150 cm x 4 mm, suhu 240 oC (waktu retensi kolestan sebenarnya 2,8 menit) (data dari Ikewa, 1969).**OV-17 3% Gas Chrom Q (100-120 mesh) pada suhu 255oC (data dari Atallah dan Nicholas, 1971).

Diterpenoid dan giberelinKimia dan penyebaranBerupa isoprenoid C20Fitol satu-satunya diterpena yang tersebar semesta, yang terdapat sebagai bentuk ester dalam molekul klorofil.Tiga kelas diterpenoid :Diterpena damarAsam abietat (gimnospermae, Pinus) dan asam agatat.Fungsi: pelindung sebagai eksudat dari kayu pohon atau getah tumbuhan herba.Diterpena racun ialah grayanatoksinCth. Grayanatoksin-1 (daun Rhododendron dan Kalmia)

Giberelin : hormon yang merangsang pertumbuhan.Giberelin yang terkenal : asam giberelat.Pemisahan : KGC-SM.Cara analisis :DiterpenaPemisahan dengan KLT dan KGCIdentifikasi IR dsn MSKLT :Fitol (RF 35), isofitol (RF 50), geranil-linalool (RF 44), fitil-asetat (RF 66).Fase diam : silika gelFase gerak: n-heksana etil asetat (17:3).

Waktu retensi nisbi diterpenoid dengan KGC

DiterpenaRRt*Rimuena16,0Kupresena17,8Isofilokladena20,9Isokaurena23,0Filokladena25,0kaurena26,3*SE301 pada kolom embacel pada kolom 350 cm x 4 mm, suhu 160oC.

GiberelinHormon tumbuhan.62 giberelin yang sudah diketahui.Pemisahan :KLT :Fase diam : silika gel GFase gerak : benzena butanol asam asetat (70:25:5), BAW (50:19:31, lapisan atas).Deteksi: larutan H2SO4 air (7:3), lalu panaskan 120oC, sinar UV tampak bercak berfluoresensi hijau kuning.KGC :Giberelin diubah dulu menjadi ester metil atau eter trimetilsilil.Kolom SE-30 5%, SE-52 5% dan OV-22 5%, memakai Chromosorb W.KGC-MS dan KCKT.

Triterpenoid dan SteroidTriterpenoid adl senyawa yang kerangka karbonnya berasal dari enam satuan isoprena dan secara biosintesis diturunkan dari hidrokarbon C30 asiklik (skualena).Struktur siklik, berupa alkohol, aldehida, atau asam karboksilat.Senyawa takberwarna, berbentuk kristal, titik leleh tinggi dan aktif optik.Uji dengan reaksi Lieberman-Burchard (anhidrida asetat-H2SO4 pekat) hijau-biru.

Triterpenoid dipilah menjadi empat golongan:Triterpena sebenarnyaSteroidSaponinGlikosida jantungContoh senyawa triterpena:Triterpena pentasiklik -amirin dan -amirin, serta turunannya yaitu asam ursolat dan asam oleanolat.Terdapat dapam lapisan malam daun dan dalam buah (apel), damar, kulit batang dan getah.Berfungsi sebagai pelindung untuk menolak serangga dan serangan mikroba.

Triterpena pahit :Limonin :Senyawa pahit yang larut dalam lemak. Terdapat dalam buah jeruk, Citrus.Deret triterpena pentasiklik yang dikenal sebagai limonoid dan kuasinoid.Terdapat dalam Rutaceae, Meliaceae dan Simaroubaceae.Kukurbitasin :Terdapat dalam Cucurbitaceae, dan Cruciferae.Cara analisis :Umum :Pemisahan dengan KLT dan KGC.Identitas dengan menentukan titik leleh, putaran optik, KGC-SM, spektrum inframerah, dan RMI.

Skrining triterpenoid dengan pereaksi Carr-Price (larutan antimon klorida 20% dalam kloroform) dengan pemanasan 10 menit pada 100oC, menghasilkan berbagai warna.Pereaksi Lieberman-Burchard { H2SO4 + anh. Asetat + CHCl3 (1:20:50)} dengan pemanasan 15 menit pada 85 - 95oC, menghasilkan berbagai warna.

TriterpenSimplisia diekstraksi dengan eter, kemudian ampasnya diekstraksi dengan metanol panas.KLT :Fase diam : silika gelFase gerak : heksana etil asetat (1:1), kloroform metanol (10:1), n-butanol NH4OH 2 M (1:1), eter dikloroetilena asam asetat (50:50:0,7) dan eter etil format asam format (93:7:0,7).Pendeteksi : antimon klorida dalam kloroform.

KGC :Fase cair : SE 30, OV 1 (polimer metilsiloksan), QF 1 dan DEGS (dietilena glikol suksinat).Penyangga : Chromosorb WSuhu nisbi tinggi : 220 250oCLaju aliran gas : 50 100 mL/menit.

SteroidKLT :Fase diam : silika gel yang dibacem dengan lar. AgNO3Fase gerak : kloroformPendeteksi : H2SO4 air (1:1)KGC :Fase cair : SE 30Penyangga : Chromosorb PSuhu nisbi tinggi : 240 255oCLaju aliran gas : 50 100 mL/menit.

Saponin dan SapogeninDengan pengocokan ekstrak alkohol air akan timbul busa stabilBerdasarkan kemampuannya menghemolisis sel darah.KLT :Fase diam : silika gelFase gerak : aseton heksana (4:1), kloroform karbon tetraklorida aseton (2:2:1)Pendeteksi : antimon klorida dalam HCl pekat dan dipanaskan pada 110oC selama 10 menit, diperoleh bercak merah jambu sampai ungu.

Glikosida jantungKLT :Fase diam : silika gelFase gerak : etil asetat piridina air (5:1:4)Pendeteksi : antimon klorida.

KarotenoidKarotenoid adalah senyawa yang kerangka karbonnya berasal dari delapan satuan isoprenaMerupakan golongan pigmen yang larut lemak.Fungsi dalam tumbuhan adalah sebagai pigmen pembantu dalam fotosintesis dan sebagai pewarna dalam bunga dan buah.Contohnya : - karotena, - karotena, - karotena, - karotena.

Cara analisis :Ekstraksi dan pemurnianTahap pertama tumbuhan segar diekstraksi dengan metanol atau aseton, kemudian disaring.Tahap kedua karotenoid diekstraksi dengan eter, kemudian ekstrak diuapkan.Kromatografi kolomFase diam : sukrosaFase gerak : n-propanol 0,5% dalam eter minyak bumi.Pendeteksi : sinar UV 254 dan UV 366Daerah pigmen diperoleh kembali dengan:Mengeluarkan penjerap dari kolom, lalu dipotong-potong dan potongan dielusi.Dengan mengelusi pigmen dari kolom secara berturutan.

*as