TERPENOID

TERPENOID

Sejak abad ke-17 orang telah dapat memisahkan berbagai jenis senyawa dari sumber-sumber organik, baik tumbuhan, hewan maupun  mikroorganisme. senyawa-senyawa tersebut misalnya asam laktat, morfin, kuinin, mentol, kolesterol, penisilin dan sebagainya. Tidaklah berlebihan bila dinyatakan bahwa ilmu kimia senyawa-senyawa organik yang berasal dari organisme atau disebut juga ilmu kimia bahan alam merupakan bagian yang terpenting dari ilmu kimia organic.

            Perkembangan ilmu kimia organik pada hakekatnya seiring  dengan usaha pemisahan dan penyelidikan bahan alam. Hal ini antara lain disebabkan karena struktur molekul dari senyawa-senyawa yang  dihasilkan oleh organisme mempunyai variasi yang sangat luas. Kenyataan ini dapat digunakan untuk mendalami pengetahuan mengenai reaksi-reaksi organik dan juga untuk menguji hipotesa atau penataan ulang molekul dan spektroskopi serapan elektron. Disamping itu, bahan alam juga merupakan tantangan daalam penetapan struktur molekul yang kadang kala sangat rumit seperti vitamin B12 dan sintesa molekul tersebut in vitro. Oleh karena itu ilmu kimia bahan alam adalah salah satu bidang dimana banyak reaksi kimia dapat dipelajari.

 Terpenoid merupakan komponen-komponen tumbuhan yang mempunyai bau dan dapat diisolasi dari bahan nabati dengan penyulingan yang disebut minyak atsiri. Minyak atsiri yang berasal dari bunga pada awalnya dikenal dari penentuan struktur secara sederhana, yaitu dengan perbandingan atom hidrogen dan atom karbon dari senyawa terpenoid yaitu 8:5 dan dengan perbandingan tersebut dapat dikatakan bahwa senyawa tersebut adalah golongan terpenoid.

Minyak atsiri bukanlah senyawa murni akan tetapi merupakan campuran senyawa organik yang kadang kala terdiri dari lebih besar dari 25 senyawa atau komponen yang berlainan. Sebagian besar komponen minyak atsiri adalah senyawa yang hanya mengandung karbon, dan hidrogen atau karbon, hidrogen dan oksigen yang tidak bersifat aromatik yang secara umum disebut terpenoid.

Fraksi yang paling mudah menguap biasanya terdiri dari golongan terpenoid yang mengandung 10 atom karbon. Fraksi yang mempunyai titik didih lebih tinggi terdiri dari terpenoid yang mengandung 15 atom karbon.

Sebagian besar terpenoid mempunyai kerangka karbon yang dibangun oleh dua atau lebih unit C-5 yang disebut isopren. Klasifikasi terpenoid ditentukan dari unit isopren atau unit  C-5 penyusun senyawa tersebut. Senyawa umum biosintesa terpenoid dengan terjadinya 3 reaksi dasar, yaitu:

1.     Pembentukan isoprene aktif  berasal dari asam asetat melalui asam mevalonat.

2.     Penggabungan senyawa dan ekor dua unit isopren akan membentuk mono-, seskui-, di-, sester-, dan poli-terpenoid.

3.     Pengabungan ekor dan ekor dari unit C15 atau C20 menghasilkan terpenoid atau steroid.

Senyawa terpenoid dapat dikelompokkan sebagai berikut :

Monoterpenoid

Monoterpeoid merupakan senyawa essence dan memiliki dan memiliki bau yang spesifik yang dibangun oleh 2 unti isopren atau dengan jumlah atom karbon 10. Lebih dari 1000 jenis senyawa monoterpenoid telah diisolasi dari tumbuhan tingkat tinggi, binatang laut, serangga, dan jenis vertebrata dan struktur senyawanya telah diketahui.

Struktur dari senyawa monoterpenoid yang telah dikenal merupakan perbedaan dari 38 jenis kerangka yang berbeda, sedangkan prinsip dasar penyusunannya tetap sebagai penggabungan kepala dan ekor dari 2 unit isoprene. Struktur monoterpenoid dapat berupa rantai terbuka dan tertutup atau siklik. Senyawa monoterpenoid banyak dimanfaatkan sebagai antiseptik, ekspektoran, spasmolotik, dan sedatif.  Disamping itu monoterpenoid yang sudah banyak dikenal banyak dimanfaatkan sebagai bahan pemberi aroma makanan dan parfum dan ini banyak digunakan komersial dalam perdagangan.

Dari segi biogenetik, perubahan geraniol nerol dan linaol dari salah satu menjadi yang lain berlangsung sebagai akibat reaksi isomerisasi. Ketiga alkohol ini yang berasal dari hidrolisa geranil pirofosfat (GPP) dapat menjadi reaksi-reaksi sekunder, misalnya dehidrasi menghasilkan mirsen, oksidasi menghasilkan sitral dan oksidasi reduksi menghasilkan sitronelal.

Peubahan GPP in vivo menjadi senyawa-senyawa monoterpen siklik dari segi biogenetic disebabkan reaksi siklisasi yang diikuti oleh reaksi-reaksi sekunder. Senyawa seperti monoterpenoid mempunyai kerangka karbon yang banyak variasinya. Oleh karena itu penetapan struktur merupakan hal yang penting. Jenis kerangka karbon monoterpenoid antara lain dapat ditetapkan oleh reaksi dehidrogenasi menjadi senyawa aromatik. Penetapan struktur selanjutnya adalah melalui penetapan gugus fungsi dari senyawa yang bersangkutan.

Seskuiterpenoid

Seskuiterpenoid merupakan senyawa terpenoid yang dibangun oleh 3 unit isoprene yang terdiri dari kerangka unit asiklik atau bisiklik dengan kerangka naphtalen. Senyawa terpenoid mempunyai boiaktifitas yang cukup besar, diantaranya sebagai antifeedant, hormone, antimikroba, antibiotic dan toksin sebagai regulator pertumbuhan tanaman dan pemanis.

Senyawa-senyawa seskuiterpen diturunkan dari cis-farnesil pirofosfat dan trans farnesil piropospat melaului reaksi siklisasi dan reaksi sekunder lain. Kedua isomer farnesil piropospat ini dihasilkan dari melalui mekanisme yang sama seperti isomerisasi abtara geranil dan nerol.

Diterpenoid

            Diterpenoid merupakan senyawa yang mempunyai 20 atom karbon yang dibangun oleh 4 unti isoprene. Senyawa ini mempunyai bioaktifitas yang cukup luas yaitu sebagai hormone pertumbuhan tanaman, podolakton inhibitor pertumbuhan tanaman, antifeedant serangga, inhibitor tumor, senyawa pemanis, abtifouling dan anti karsinogenik. Senyawa diterpenoid dapat membentuk asiklik, bisiklik, trisiklik, dan tetrasiklik. Tata nama yang digunakan merupakan tata nama trivial.

Triterpenoid

            Lebih dari 4000 jenis triterpenoid, telah diisolasi dengan lebih dari 40 jenis kerangka dasar yang sudah dikenal dan pada prinsipnya merupakan proses siklisasi dar sekualen. Tritepenoid terdiri dari kerangka dengan 3 siklik 6 yang bergabung dengan siklik 5 atau berupa 4 siklik 6 yang mempunyai fungsi siklik pada siklik tertentu.

Struktur terpenoid yang bermacam ragam timbul akibat dari reaksi sekunder berikutnya seperti hidrolisa, isomerisasi, oksidasi, reduksi dan siklisasi atas geranil, farnesil, dan geranil-geranil pirofosfat.

Triterpenoid adalah senyawa yang kerangka karbonnya berasal dari enam satuan isoprena dan secara biosintesis diturunkan dari hidrokarbon C₃₀ asiklik, yaitu skualena. Senyawa ini berstruktur siklik yang nisbi rumit, kebanyakan berupa alkohol, aldehida atau asam karboksilat. Mereka berupa senyawa tanwarna, berbentuk kristal, seringkali bertitik leleh tinggi dan aktif optik, yang umumnya sukar dicirikan karena tak ada kereaktifan kimianya. Uji yang banyak digunakan ialah reaksi Lieberman-Burchard (anhidrida asetat-H₂SO₄ pekat) yang dengan kebanyakan triterpena dan sterol memberikan warna hijau biru.

Triterpenoid dapat dipilih menjadi sekurang-kurangnya empat golongan senyawa : triterpena sebenarnya, steroid, saponin, dan glikosida jantung. Kedua golongan yang terakhir sebenarnya triterpena atau steroid yang terutama terdapat sebagai glikosida. Banyak triterpena dikenal dalam tumbuhan dan secara berkala senyawa baru ditemukan dan cirikan. Sampai saat ini hanya beberapa saja yang diketahui tersebar luas. Senyawa tersebut ialah triterpena pentasiklik α-amirin dan β-amirin serta asam turunannya yaitu asam ursolat dan asam oleanolat. Senyawa ini dan senyawa sekerabatnya terutama terdapat dalam lapisan malam daun dan dalam buah, seperti apel dan pear, dan mungkin mereka berfungsi sebagai pelindung untuk menolak serangga dan dan serangan mikroba. Triterpena terdapat juga dalam damar, kulit batang, dan getah seperti : Euphorbia, Hevea, dan lain-lain (Harborne, 1987).

SINTESIS TRAPENOID

asam asetat setelah diaktifkan oleh koenzim A melakukan kondensasi jenis Claisen menghasilkan asam asetoasetat. Senyawa yang dihasilkan ini dengan asetil koenzim A melakukan kondensasi jenis aldol menghasilkan rantai karbon bercabang sebagaimana ditemukan pada asam mevanolat. Reaksi-reaksi berikutnya ialah fosforilasi, eliminasi asam fosfat dan dekarboksilasi menghasilkan IPP yang selanjutnya berisomerisasi menjadi DMAPP oleh enzim isomerase. IPP sebagai unit isopren aktif bergabung secara kepada ke-ekor dengan DMAPP dan penggabungan ini merupakan langkah pertama dari polimerisasi isopren untuk menghasilkan terpenoid. Penggabungan ini terjadi karena serangan elektron dari ikatan rangkap IPP terhadap atom karbon dari DMAPP yang kekurangan elektron diikuti oleh penyingkiran ison pirofosfat. Serangan ini menghasilkan geranil pirofosfat (GPP) yakni senyawa antara bagi semua senyawa monoterpen.

Penggabungan selanjutnya antara satu unit IPP dan GPP, dengan mekanisme yang sama seperti antara IPP dan DMAPP, menghasilkan farnesil pirofosfat (FPP) yang merupakan senyawa antara bagi semua senyawa seskuiterpen. Senyawa-senyawa diterpen diturunkan dari geranil-geranil pirofosfat (GGPP) yang berasal dari kondensasi antara atau satu unit IPP dan GPP dengan mekanisme yang sama pula.

ditelaah lebih mendalam, ternyata bahwa sintesa terpenoid oleh organisme adalah sangat sederhana sifatnya. Ditinjau dari segi teori reaksi organik sintesa ini hanya menggunakan beberapa jenis reaksi dasar. Reaksi-reaksi selanjutnya dari senyawa antara GPP, FPP dan GGPP untuk menghasilkan senyawa-senyawa terpenoid satu persatu hanya melibatkan beberapa jenis reaksi sekunder pula. Reaksi-reaksi sekunder ini lazimnya ialah hidrolisa, siklisasi, oksidasi, reduksi dan reaksi-reaksi spontan yang dapat berlangsung dengan mudah dalam suasana netral dan pada suhu kamar, seperti isomerisasi, dehidrasi, dekarboksilasi dan sebagainya.

ISOLASI DAN IDENTIFIKASI TERPENOID

            Ekstraksi senyawa terpenoid dilakukan dengan dua cara yaitu: melalui sokletasi dan maserasi. Sekletasi dilakukan dengan melakukan disokletasi pada serbuk kering yang akan diuji dengan 5L n-hexana. Ekstrak n-hexana dipekatkan lalu disabunkan dalam 50 mL KOH 10%. Ekstrak n-heksana dikentalkan lalu diuji fitokimia dan uji aktifitas bakteri. Teknik maserasi menggunakan pelarut methanol. Ekstrak methanol dipekatkan lalu lalu dihidriolisis dalam 100 mL HCl 4M.hasil hidrolisis diekstraksi dengan 5 x 50 mL n-heksana. Ekstrak n-heksana dipekatkan lalu disabunkan dalam 10 mL KOH 10%. Ekstrak n-heksana dikentalkan lalu diuji fitokimia dan uji aktivitas bakteri. Uji aaktivitas bakteri dilakukan dengan pembiakan bakteri dengan menggunakan jarum ose yang dilakukan secara aseptis. Lalu dimasukkan ke dalam tabung yang berisi 2mL Meller-Hinton broth kemudian diinkubasi bakteri homogen selama 24 jam pada suhu 35°C.suspensi baketri homogeny yang telah diinkubasi siap dioleskan pada permukaan media Mueller-Hinton agar secara merata dengan menggunakan lidi kapas yang steril. Kemudian tempelkan disk yang berisi sampel, standar tetrasiklin serta pelarutnya yang digunakan sebagai kontrol. Lalu diinkubasi selama 24 jam pada suhu 35°C. dilakukan pengukuran daya hambat zat terhadap baketri.

Uji fitokimia dapat dilakukan dengan menggunakan pereaksi Lieberman-Burchard. Perekasi Lebermann-Burchard merupakan campuran antara asam setat anhidrat dan asam sulfat pekat. Alasan digunakannya asam asetat anhidrat adalah untuk membentuk turunan asetil dari steroid yang akan membentuk turunan asetil didalam kloroform setelah. Alasan penggunaan kloroform adalah karena golongan senyawa ini paling larut baik didalam pelarut ini dan yang paling prinsipil adalah tidak mengandung molekul air. Jika dalam larutan uji terdapat molekul air maka asam asetat anhidrat akan berubah menjadi asam asetat sebelum reaksi berjalan dan turunan asetil tidak akan terbentuk.

BIOAKTIVITAS

1. Secara kimiawi, kulit jeruk mengandung atsiri yang terdiri dari berbagai komponen seperti terpen, sesquiterpen, aldehida, ester dan sterol 3 .Rincian komponen minyak kulit jeruk adalah sebagai berikut: limonen (94%), mirsen (2%), llinalol (0,5%), oktanal (0,5%), dekanal (0,4%), sitronelal (0,1%), neral (0,1%), geranial (0,1%), valensen (0,05%), -sinnsial (0,02%), dan ˜-sinensial (0,01%). Sebagian besar minyak atsiri termasuk dalam golongan senyawa organik terpena dan terpenoid yang bersifat larut dalam minyak/lipofil. Bahan aktif yang berperan terutama senyawa limonen yang dikandung minyak atsiri kulit jeruk. Limonen berfungsi melancarkan peredaran darah, meredakan radang tenggorokan dan batuk, dan bahkan bisa menghambaat pertumbuhan sel kanker dan dapat meningkatkan nafsu makan seseorang. Selain limonen, minyak atsiri kulit jeruk juga mengandung lonalol, linalil dan terpinol yang berfungsi sebagai penenang (sedative). Ada pula senyawa sitronela yang berfungsi  sebagai pengusir nyamuk (Switaning,2010).
2. Senyawa terpenoid telah diisolasi dari ekstrak metanol batang tanaman Actinodaphne procera Nyampu. Metode yang digunakan untuk mencapai tujuan ini diantaranya metode ekstraksi maserasi fraksinasi secara kromatografi lapis tipis KLT kromatografi cair kolom vakum KCKV dan kromatotron. Identifikasi struktur senyawa dilakukan dengan metode spektroskopi ultra violet UV infra merah IR spektroskopi 13C-NMR dan spektroskopi 1H-NMR. Hasil yang diperoleh mengindikasikan bahwa senyawa X merupakan suatu triterpenoid pentasiklik yang memiliki kerangka dasar Lupan yaitu Lupeol. Uji bioaktifitas yang dilakukan terhadap senyawa hasil isolasi meliputi uji toksisitas dengan metode Brine Shrimp Lethality Test BSLT terhadap larva Artemia salina L. dan insektisida terhadap larva instar III Aedes aegypti. Hasil uji toksisitas dengan metode Brine Shrimp Lethality Test BSLT menunjukkan bahwa senyawa ini bersifat aktif dengan nilai LC50 sebesar 68.98 ppm. Uji insektisida terhadap senyawa Lupeol menunjukkan bahwa senyawa ini bersifat aktif dengan LC50 357.03 ppm.
3. Isolasi terpenoid dari daun lada (Piper nigrum, Linn) telah berhasil dilakukan. Itu Senyawa (3 mg) diisolasi oleh penggunaan 100% eluen kloroform dengan RF 0,46 sebagai kristal putih. Senyawa ini menunjukkan aktivitas melawan Callosobruncus chinensis. Berdasarkan inframerah dan massa spektra spektrometri, senyawa yang diperoleh diklasifikasikan sebagai seskuiterpen yang mengandung fungsi utama kelompok -OH dan C = C, dengan massa molekul relatif 220 m / e. Uji bioaktivitas dari senyawa ini terhadap Callosobruncus chinensis pada daun kacang hijau menunjukkan bahwa senyawa tersebut menyebabkan tidak hanya pada kematian penyakit tanaman tetapi juga mengurangi aktivitas makan dengan waktu kontak 72 jam. ( http://jurnal.fmipa.unila.ac.id/index.php/sains/article/viewFile/110/pdf )

PERMASALAHAN:

1. Bagaimana pemanfaatan dari senyawa terpenoid bagi manusia dalam bidang kesehatan?

2. Jika dilihat dari sumbernya terpenoid banyak ditemukan pada jeruk, tumbuhan lada, lavender, daun pinus dll. Kita tahu bahwa beberapa tumbuhan tersebut memiliki sifat yang dapat membuat perih mata. Apakah ada hubungan antara senyawa terpenoid dengan kasus tersebut, tolong jelaskan!

3. Bagaimana cara tumbuhan mengaktifkan senyawa terpenoid sebagai antifeedant serangga?