Kekuatan Asam dan Basa Kimia Organik

Pada blog kali ini akan dibahas mengenai Kekuatan asam dan basa kimia organik, maka sebelum itu perlu diketahui teori-teori yang ada pada asam basa. Ada 3 teori asam dan basa, yaitu :

1. Teori Asam Basa Arrhenius

Pada teori ini Arrhenius mengemukakan bahwa asam basa memiliki sifat-sifat tertentu yang mampu memudahkan untuk mengenalnya. Dapat dikatakan bersifat asam bila zat akan bereaksi dengan air sehingga melepas ion H+ dan dapat dikatakan bersifat basa bila zat akan bereaksi dengan air membentuk ion OH-

2. Teori Asam Basa Brownsted Lowry

Pada konsep teori brownsted lowry, asam yaitu zat yang mampu memberikan ion hidrogen yang memiliki muatan positif atau proton (H+) salah satu contoh nya HCl. Sedangkan basa dapat dikatakan sebagai zat yang mampu menerima proton (H+) contohnya OH-

3. Teori Asam Basa Lewis

Pada teori ini, dikembangkan berdasarkan alasan bahwa beberapa reaksi asam basa tidak dapat melakukan perpindahan proton. Asam lewis merupakan zat yang mampu menerima suatu pasangan elektron. Dan basa lewis merupakan zat yang mampu memberikan suatu pasangan elektron.

Asam Organik

Asam organik dapat dicirikan dengan adanya atom hidrogen yang terpolarisasi positif. Pada asam organik terdapat atom hidrogen yang terikat dengan atom oksigen, seperti pada metil alkohol dan asam asetat.

Kekuatan asam ini dipengaruhi oleh banyaknya ion-ion H+ yang mampu dihasilkan oleh senyawa asam dalam larutannya. Dari banyak dan sedikit ion H+ yang dapat dihasilkan, maka larutan asam ini dibedakan menjadi dua, yaitu :

1. Asam Kuat

Asam kuat merupakan suatu senyawa asam yang semua larutannya terionisasi secara menyeluruh menjadi ion-ion.

2. Asam Lemah

Asam lemah merupakan  suatu senyawa asam yang semua larutannya hanya sedikit dapat terionisasi menjadi ion-ion.

Semakin kuat asam maka reaksi kesetimbangan asam yang terjadi semakin condong kearah kanan, akibatnya harga Ka akan bertambah besar. Maka dapat dikatakan bahwa harga ka adalah ukuran dari kekuatan asam, semakin besar harga Ka maka semakin kuat asam nya.

Contoh senyawa asam yaitu asam laktat, asam asetat, asam format, asam sitrat dan asam oksalat, asam etanoat.

Asam etanoat merupakan asam organik yang memberikan rasa asam dan juga memberikan aroma pada makanan. Asam etanoat ini merupakan asam lemah. Rumus dari asam etanoat ini yaitu CH3COOH. Asam etanoat ini dapat digunakan dalam terapi fisik menggunakan iontoforesis.

Asam memiliki sifat-sifat berikut:

1.Mempunyai rasa asam dan bersifat korosif.
2.Dapat mengubah warna kertas lakmus biru menjadi warna merah.
3.Dapat menghantarkan arus listrik (untuk asam kuat).
4.Bereaksi dengan logam (untuk asam kuat).

Basa Organik

Basa organik dapat dicirikan dengan adanya atom yang memiliki pasangan elektron bebas yang mampu mengikat proton. Basa organik adalah salah satu contoh senyawa yang didalamnya terkandung atom nitrogen, namun senyawa yang mengandung oksisgen juga mampu bertindak sebagai basa saat direaksikan dengan asam yang cukup kuat.

Kekuatan basa ini dipengaruhi oleh banyaknya ion-ion OH- yang dapat dihasilkan oleh senyawa basa dalam larutannya. Dilihat dari jumlah banyak dan sedikit ion OH yang mampu dihasilkan larutan basa maka dapat dibedakan menjadi dua yaitu :

1. Basa Kuat

Basa kuat merupakan suatu senyawa basa yang pada larutan nya itu dapat terionisasi secara menyeluruh menjadi ion-ionnya.

2. Basa Lemah

Basa lemah merupakan suatu senyawa basa yang dalam larutannya hanya mampu sedikit terionisasi menjadi ion-ion. Reaksi ionisasi yang dialami oleh basa lemah juga merupakan reaksinkesetimbangan.

Semakin kuat basa maka reaksi kesetimbangan basa yang terjadi semakin akan condong ke arah kanan, maka harga Kb akan bertambah besar. Sama hal nya pada asam, harga Kb merupakan ukuran kekuatan basa, maka semakin besar harga Kb semakin kuat basa nya.

Contoh senyawa basa yaitu ammonia, metil amin dan lain-lain.

Sifat-sifat basa:
1.Mempunyai rasa pahit dan merusak kulit. 2.Terasa licin seperti sabun bila terkena kulit.
3.Dapat mengubah kertas lakmus merah menjadi kertas lakmus biru.
4. Menghantarkan arus listrik
5. Dapat menetralkan asam

PERMASALAHAN

1. Mengapa pada asam etanoat delokalisasi sistem dapat terjadi sehingga elektron lebih lama berada pada daerah atom oksigen ?

2.

Dilihat dari gambar diatas yang membedakan amonia dan metilamin adalah adanya CH₃ pada metilamin. Berdasarkan struktur tersebut apa yang menyebabkan metilamin dapat dikatakan sebagai basa yang lebih kuat dibandingkan dengan amonia?

3. Pada disosiasi natrium klorida itu membutuhkan stabilisasi akibat hidrasi ion. Bagaimana jika hidrasi ion yang terjadi pada natrium klorida hanya sebagian? Apa pengaruhnya terhadap stabilisasi tersebut ?

Prinsip – Prinsip sintesis senyawa organik (Retrosintesis analisis dari Geraniol)

Analisis Retrosintetik merupakan suatu proses “menguraikan” molekul target sampai didapat bahan awal yang tersedia. Untuk melakukan analisis ini caranya yaitu dengan melakukan suatu pemutusan ikatan diskoneksi dan konversi satu gugus fungsi ke gugus fungsi lain melalui rekasi kimia yang efisien atau interkonversi gugus fungsi atau tukar gugus fungsi.

Kemudian pada retrosintesis ini langkahnya melibatkan pemecahan ikatan (s) untuk membentuk dua (atau lebih) sinthon yang disebut sebagai pemutusan. Sinton merupakan suatu fragmen ideal yang mana biasanya itu kation, anion atau radikal, hasil dari diskoneksi. Satu harus memilih pemutusan yang sesuai dengan reaksi yang menghasilkan produk paling banyak.

Pada retrosintesis ini ada FGI, yang mana FGI merupakan proses tranformasi dari gugus fungsi satu ke gugus fungsi yang lain untuk  membantu perencanaan sintetis dan untuk memungkinkan pemutusan sesuai reaksi yang sesuai pula. Dalam melakukan rencana strategi sintesis, ada juga faktor yang harus diatasi yaitu termasuk kontrol regiokimia dan stereokimia selain dari merancang cara membangun rangka karbon dengan fungsi yang diperlukan.

Berikut ini ada beberapa pedoman untuk retrosintetis, yakni :

1. Penggunaan pendekatan konvergen lebih baik dari pada divergen untuk molekul yang molekul

2. Hanya digunakan pemutusan yang sesuai dengan memutus ikatan C-C dan ikatan C-X selama hal tersebut memungkinkan

3. Diskoneksi dapat diketahui dengan mudah menggunakan reaksi yang telah diketahui

4. Sintesis harus pendek

5. Lebih baik menggunakan reaksi-reaksi yang tidak membentuk campuran

6. Fokusnya ialah pada penghilangan pusat stereo (Stereocentre) dibawah kontrol stereo (stereocontrol). Stereocontrol dapat dicapai melalui kontrol baik mekanistik ataupun pengendalian substrat.

Pada bagian A hanya mengandung ikatan rangkap terubstitusi dan karenanya sintesisnya dimulai dari farnesol dan tris-norgeraniol. Untuk tetraena kedua (B) dianggap sebagai kecocokan yang lebih tepat dengan hapten penginduksi yang menghasilkan koleksi antibodi dengan menunjukkan satu ikatan rangkap yang disubstitusi dan sintesisnya menggunakan turunan tris-norgeraniol dan alkohol bis-allylic simetris sebagai bahan utama.

Monoterpenoid adalah suatu senyawa yang memiliki bau yang spesifik, dimana dibangun oleh 2 unit isoprene atau dengan jumlah atom karbon 10. Struktur dari senyawa monoterpenoid merupakan perbedaan dari 38 jenis kerangka yang berbeda. Sedangkan pada prinsip dasar penyusunannya yaitu sebagai penggabungan kepala dan ekor dari 2 unit isoprene. Pada strukturnya dapat berupa rantai terbuka dan tertutup ataupun siklik. Monoterpenoid banyak dimanfaatkan sebagai antiseptic, ekspektoran, spasmolotik, dan sedative. Selain itu monoterpenoid  juga banyak dimanfaatkan sebagai bahan pemeri aroma makanan dan parfum.

Salah satu contoh senyawa nya yaitu Geraniol, 3,7-dimethyl-2,6-octadien-1-ol atau disebut sebagai rhodinol merupakan salah satu senyawa monoterpenoid dan alkohol dengan formula C₁₀H₁₈O. Senyawa ini merupakan komponen utama dari minyak rose. Geraniol dapat ditemukan juga pada tanaman geranium dan jeruk. Geraniol tidak dapat larut dalam air, tetapi dapat larut dalam pelarut organic yang umum. Geraniol juga memiliki bau yang menyengat dan sering digunakan sebagai parfum. Selain itu geraniol juga digunakan dalam melakukan perawatan, pencegahan, dari gejala penyakit kanker dan stress oksidatif.

Geraniol mengalami oksidasi Swern, epoksidasi regioselektif dari ikatan rangkap yang diisolasi menggunakan m-CPBA, dan olefinasi Wittig berikutnya dengan Ph3P = CH2 ke epoksida yang stabil 8. Dengan menggunakan HIO4, maka membelah epoksida yang dihasilkan untuk mendapatkan yang rendah. Titik didih 5, yang kemudian mengalami reaksi Evans aldol yang dimodifikasi Crimmins setelah manipulasi aboratif. Dengan 5 di tangan, alkohol sekunder 4 dapat diperoleh dengan menggunakan penambahan aldol Evans yang dimodifikasi Crimmins dengan thione asetilthiazolidine 9. Dengan adanya TiCl4 dan (i-Pr) 2NEt (DIPEA), titanium enolat yang dihasilkan dari 9 direaksikan dengan 5 , membentuk isomer 4 yang diinginkan dominan dalam hasil yang sangat baik.

Oksidasi swern, adalah suatu reaksi kimia di mana alkohol primer atau sekunder teroksidasi menjadi suatu aldehida atau keton menggunakan oksalil klorida, dimetil sulfoksida dan basa organik, seperti trietilamina.

PERMASALAHAN
1. 

Dilihat dari gambar diatas, geraniol memiliki dua struktur yaitu alfa dan beta. Lalu bagaimana tingkat kereaktifan dari kedua struktur tersebut? Gugus fungsi apa yang digunakan kedua struktur, sehingga geraniol dapat dikatakan sebagai penyusun utama dalam pembuatan minyak rose (parfum) ?

2. Pada proses retrosintetisnya, geraniol akan mengalami reaksi oksidasi swern. mengapa hal tersebut terjadi? lalu apa sintesisnya akan tetap terjadi jika geraniol mengalami reaksi lain?
3. Gugus Fungsional yang berasal dari geraniol (pada dasarnya, geraniol yang tidak memiliki terminal -OH) yaitu gugus geranyl. lalu bagaimana peranan gugus geranyl dalam total sintesisnya sehingga geraniol ini dapat digunakan dalam melakukan perawatan, pencegahan pada penyakit kanker?

Prinsip – Prinsip Sintesis Senyawa Oganik

Sintesis Organik adalah suatu ilmu yang memberikan kemudahan kimiawan dalam menjalankan penelitian pada sintesis senyawa organik. Berikut ini merupakan reaksi dasar dari sintesis senyawa organik :

a.

Pada reaksi diatas memiliki G sebagai pendorong elektron ke dalam cincin (EWG = Pengarah o,p) dan G sebagai penarik elektron keluar cincin (EDG = Pengarah m).

b. 

Pada reaksi diatas memiliki gugus pergi yang baik.

Prinsip Umum yang dimiliki oleh sintesis senyawa organik adalah :

1.   Jika gugus yang terikat merupakan gugus yang mampu terikat pada cincin aromatis melalui substitusi

2.  Jika gugus yang terikat adalah gugus yaang tidak mampu terikat pada cincin aromatis dengan cara substitusi elektrofilik, maka dilakukan interkonversi gugus fungsi dengan cara oksidasi, reduksi, substitusi

3.  Jika gugus yang terikat adalah gugus yang tidak mampu terikat pada cincin aromatis dengan cara substitusi elektrofilik atau IGF, maka dilakukan dengan cara substitusi nukleofilik atau diazonium atau halida.

Berikut ini merupakan beberapa cara dalam sintesis senyawa organik :

1.      Diskoneksi

Diskoneksi merupakan suatu pemotongan ikatan dengan cara imaginer pemecah molekul yang diinginkan menjadi lebih sederhana. Diskoneksi ini biasanya disebut sebagai kebalikan dari sintesis.

2.      Interkonversi Gugus Fungsi

Pada IGF ini, dilalui tahap analisis yang melakukan pengenalan gugus fungsional yang terdapat pada molekul target terkait dengan keelektronegatifannya, pengaruh yang ada pada sintesis dan penentuan dari diskoneksi secara langsung harus diubah dulu dengan cara IGF. Berikut ini merupakan perubahan rantai samping senyawa aromatik dengan IGF:

3.      Sinton

Sinton adalah suat fragmen ideal yang mampu atau tidak mampu terlibat pada reaksi, tetapi yang membantu untuk menentukan reagen – reagen yang sesuai untuk digunakan. Reagen ini disebut dengan material pemula, yakni senyawa yang digunakan untuk reaksi sintesis sebagai sinton. Berikut ini reagen untuk reaksi elektrofilik aromatik :

                                      

Berikut ini contoh dari sintesis Diskoneksi, IGF dan Sinton sebagai reagen :

Senyawa Benzokaina adalah senyawa patirasa lokal yaitu senyawa ester, dimana ester dapat dibuat melalui reaksi antara alkohol dan asam karboksilat yang menggunakan katalisa asam, alkohol dengan anhidrida asam karboksilat. Pada tahap analisis dilakukan diskoneksi pada ikatan C – O :

Pada tahap analisis yang pertama diperoleh senyawa p-aminobenzoat, dimana terdapat gugus COOH dan NH₂ yang terikat pada cincin aromatik. Jika dilakukan diskoneksi baik pada COOH ataupun NH₂ maka tidak dikenal reaksi yang bersangkutan dengan diskoneksi ini. Karena itu yang dapat dilakukan yaitu interkonversi gugus fungsional untuk mengubah gugus fungsional pada COOH dan NH₂ ke gugus fungsional lainnya, dengan begitu maka dapat dilakukan diskoneksi. Asam aromatik dapat diperoleh ddengan reaksi oksidasi gugus metal, dan gugus amino dapat dibuat dengan reaksi reduksi gugus amino. Berikut ini analisis tahap kedua dengan IGF :

Setelah melakukan analisis kedua dengan IGF maka diperoleh gugus NO₂ dan CH₃ yang terikat pada cincin aromatik. Maka diskoneksi gugus nitro mampu dilakukan dan rasional,karena nitrasi toluena secara mudah bisa dilakukan. berikut ini analisis tahap ketiga :

Untuk analisis yang ketiga ini diperoleh toluena sebagai bahan awal. Dari tahap ini maka dapat ditulis tahap sintesis dengan reagen yang sesuai. Dengan mengetahui tipe reagen maka akan memperoleh hasil senyawa yang diharapkan. Sintesis denyawa benzokaina sebagai berikut :

PERMASALAHAN

1.      Pada diskoneksi, bagaimana jika suatu senyawa memiliki ikatan lebih dari satu yang harus diputus, apa pertimbangan saja yang harus kita pilih ?

2.      Bagaimana apabila pada tahap sintesis dimungkinkan melaksanakan tahap-tahap reaksi dalam urutan yang berbeda ?

3.      Mengapa pada reaksi asilasi Friedel – Crafts itu tidak terjadi penataan ulang karbokation ?

Jawaban MID SEMESTER

Jawaban nomor 2

Jawaban nomor 3

Karakterisasi Kimia Bahan Alam Bagian ke 2

Haloooo semuaaa….

Kali ini pada blog, materinya itu bekelanjutan. Semoga bermanfaat yaa.

Diatas merupakan struktur dari hormon androgen pada steroid
Dari struktur tersebut dapat dijelaskan hubungan struktur dan aktivitasnya :
1. Pemasukan gugus 3-keto dan 3 alfa-hidroksi dapat meningkatkan aktivitas androgenik
2. Gugus 17 beta-hidroksi penting dalam hubungannya dengan peningkatan reseptor, oleh karena itu isomer 17 beta-hidroksi lebih aktif dibanding 17 alfa-hidroksi
3. Adanya gugus alkil pada C17alfa mencegah perubahan metabolisme gugus 17 beta-hidroksi sehingga senyawa dapat diberikan secara oral.
4. Esterifikasi pada gugus 17 beta-hidroksi dapat memperpanjang masa kerja obat. Bentuk ester bersifat lebih non polar, lebih mudah larut dalam jaringan lemak dan bila diberikan secara intramuskular dapat menghasilkan respon sampai lebih kurang 2-4 minggu.
5. Substitusi atom halogen menurunkan aktvitas androgenik senyawa, kecuali substitusi pada atom C4 dan C9. contohnya fluoksimesteron.
6. Nandrolon, tidak mempunyai gugus alkil pada atom C17-a, sehingga gugus 17B-OH mudah dioksidasi oleh bakteri usu menjadi bentuk keto yang tidak aktif. oleh karena itu nandrolon hanya diberikan secara secara intramuskular dalam bentuk ester fenilpropianot
7. Adanya ikatan rangkap pada atom C5-C10, akan memperlemah efek androgenik, demikian pula terhadap efek estrogenik.
Contoh senyawa Androgenik : testosteron, metiltestosteron, fluoksimesteron, mesterolon.

PERMASALAHAN

1.      Mengapa pada substitusi piridin sulit dilakukan pada posisi 3? Tetapi mudah dilakukan pada posisi 2 dan 4.

2.      Mengapa cincin aromatik piridin dapat bertahan terhadap oksidasi yang kemudian menjadi gugus karbonil?

3.      Mengapa piridin kurang reaktif dalam reaksi substitusi elektrofilik? Namun reaktif terhadap reaksi substitusi nukleofilik.

Karakterisasi Senyawa Organik Bahan Alam

Kimia Bahan Alam merupakan mengkaji dari jenis, dan fungsi pada senyawa metabolit yang terdapat didalam suatu organisme, dimana kimia bahan alam ini sangat terkait dengan obat-obatan, pestisida, dan kosmetik. Senyawa bahan alam yaitu segala bahan seperti mikroba, hewan, tumbuhan (poliketida, terpenoid, asam amino, protein, karbohidrat, lipid, asam nukleat) kecuali mineral dan sintetik. Pada proses metabolisme itu dibagi dua menjadi metabolit primer dan metabolit sekunder.
Alkaloid
Alkaloid adalah suatu senyawa yang memiliki sifat basa, yang didalamnya terkandung atom nitrogen yang berasal dari tumbuhan dan hewan. Alkaloid ini tidak berwarna, alkanoid ini seringkali bersifat optis aktif, dan pada suhu kamar  kebanyakan alkanoid memiliki bentuk kristal dibandingkan dalam bentuk cairan. Contohnya nikotin, kokain, teobromi. Dimana salah satu sumber alkanoid yang sering kita jumpai adalah tembakau dan coklat. Alkaloid juga memiliki efek yang dapat mempengaruhi neutrotransmisi dan sebagai penghambat kerja dari enzim.Alkaloid dengan atom nitrogen heterosiklik, dimana atom nitrogen terletak pada cincin karbonnya. Yang termasuk pada golongan ini salah satu nya adalah steroid.
Steroid mengandung 2 cincin karbon dengan 1 atom nitrogen dan 1 rangka steroid yang mengandung 4 cincin karbon.

Pada struktur diatas perbedaan jenis steroid ditentukan substituen R1, R2, dan R3. Perbedaan dalam satu kelompok tergantung juga pada panjang substituen R1, gugus fungsi substituen R1,R2, dan R3, serta jumlah dan posisi ikatan rangkap.

Pada kali ini saya akan membahas mengenai struktur pada hormon steroid, yang mana pada daarnya semua hormon steroid memiliki struktur yang sama. Struktur dasarnya adalah molekul siklopentanolperihidrofenantren. Molekul ini terdiri dari 3 buah cincin dari 6 atom karbon dan sebuah cincin dari 5 atom karbon. cincin dasar ini ditandai dengan huruf A,B,C dan D :

Struktur tersebut dibagi menjadi tiga kelompok utama berdasarkan jumlah atom karbon yang dimiliki yakni :

1. Seri karbon 21, struktur dasarnya adalah nucleus pregnane, yang termasuk dalam kelompok ini adalah kortikoid dan progestin

2. Seri karbon 19, struktur dasarnya adalah nucleus androstane, yang termasuk dalam kelompok ini adalah hormon androgen

3. Seri karbon 18, struktur dasarnya adalah nucleus estrange, termasuk disini hormon esterogen.

Ada tiga aspek yang mempengaruhi aktivitas :

a. Letak gugus pada cincin, aksial atau ekuatorial

b. Posisi gugus pada bidang, konfigurasi alfa atau beta, dan isomer cis atau trans

c. Konformasi cincin sikloheksan, bentuk kursi atau perahu

Terpenoid

Terpenoid adalah suatu senyawa yang didalam nya terkandung karbon dan hydrogen, dimana terpenoid ini disintesis dengan jalur metabolism asam mealonat. Yang termasuk golongan senyawa terpenoid mampu dipisahkan dari sumber tumbuhannya memalui destilasi uap atau ekstraksi. Terpenoid ini memiliki beberapa kelas yaitu : monoterpena, diterpena, triterpena, glikosida, dan sterol. Contohnya betakaroten, mentol, gossypol, digitogenin, spinasterol. Sumber dari terpenoid dapat ditemukan pada tumbuhan mint, kapas, bayam, dan tumbuhan lainnya.Terpenoid ini dapat juga mempengaruhi neutrotransmisi, sebagai penghambat kerja dari transfor ion, menghambat fosforilasi, toksik, stimulasi otot jantung, dan memberi pengaruh pada kerja hormon hewan.

Flavonoid (Fenolik)

Fenolik adalah suatu senyawa yang dibuat dari gula sederhana dan pada struktur kimianya mempunyai cincin benzena, hidrogen dan oksigen. Senyawa flavonoid memiliki tanggung jawab pada zat warna yang terdapat pada tumbuhan seperti warna ungu, merah, biru dan sebagian warna kuning. Flavanoid memiliki kelas yaitu : asam fenolat, tannin, dan lignin. Contohnya kafeat, gallotanin, lignin. Sumber dari flavanoid dapat kita temukan pada tanaman, kacang-kacangan. Flavanoid dapat menyebabkan kerusakan oksidatif, menghambat digesti, mengikat protein, dan antioksidan.

PERMASALAHAN

1.  Mengapa metabolit sekunder hanya dapat diproduksi dalam jumlah kecil, sedangkan metabolit primer mampu diproduksi dalam jumlah besar? Apa saja faktor yang mempengaruhinya?

2.     Fungsi metabolit sekunder dalah untuk mempertahankan diri dari kondisi lingkungan yang kurang menguntungkan, misalnya untuk mengatasi hama dan penyakit. Lalu bagaimana apabila pada suatu organisme tidak terdapat metabolit sekunder? Apakah akan memberikan pengaruh terhadap organisme ? atau sebaliknya tidak mempengaruhi organisme?

3.   Mengapa kandungan senyawa flavanoid ini bila berinteraksi dengan beberapa jenis obat bisa berbahaya bagi kesehatan tubuh? Sedangkan flavanoid ini dikatakan sebagai antioksidan, vitamin C, vitamin E, dan beta karoten yang baik untuk tubuh.

Biomolekul Nukleotida

Nukleotida

Nukleotida merupakan suatu senyawa organik yang memiliki peran sebagai monomer dari penyusun polimer asam nukleat - DNA dan RNA, dimana ke 2 nya merupakan biomolekul yang penting sebagai penyusun dari makhluk hidup. Nukleotida juga sebagai blok pembangun dari asam nukleat. Nukleotida ini disusun oleh 3 sub unit, yaitu :

1. Gugus basa nitrogen heterosiklik

2. Gula pentosa

3. Gugus fosfat

Peran Nukleotida

Nukleotida memiliki peran pada proses metabolisme sel. Contohnya pada nukleotida jenis Adenosin triposphat, yaitu sebagai pembawa energi utama yang masuk ke dalam sel tubuh. Tanpa nukleotida, sel tubuh tidak akan berfungsi. Nukleotida juga memiliki berfungsi untuk membantu sintesa lemak, karbohidrat, dan protein.

Nukleotida secara alami terbentuk didalam tubuh kita. Nukleotida khususnya terdapat di dalam jaringan tubuh yang berganti secara cepat, misalnya: jaringan kulit, sel darah merah dan putih, dan juga dalam sistem kekebalan tubuh. Pada proses pencernaan dan penyerapan nukleotida ini dapat dipengaruhi oleh berbagai faktor lingkungan dan/atau faktor fisiologis.

Tubuh kita dapat membentuk nukleotida ini di dalam hati. Selain itu, kita juga bisa mendapatkannya dari luar tubuh melalui makanan yang kita konsumsi. Nukleotida tersedia di dalam ASI, zat ini terbukti memberikan banyak manfaat bagi anak-anak. Ada 13 jenis nukleotida yang ditemukan di dalam ASI, 5 diantaranya terbukti memiliki fungsi-fungsi fisiologis, yaitu sebagai berikut :

1. Sitidin
2. Adenosin
3. Uridin
4. Guanosin
5. Inosin

Nukleotida memiliki peran penting untuk membangun kekebalan tubuh terhadap infeksi. Hal ini merupakan salah satu alasan mengapa anak yang diberikan ASI jarang terkena batuk, pilek, dan berbagai penyakit lain. Nukleotida mampu mencegah infeksi yang terjadi pada saluran pencernaan. Terjadinya diare pada anak-anak biasanya disebabkan oleh infeksi virus di saluran perncernaan (gastroenteritis). Terkadang diare ini juga disebabkan oleh bakteri atau parasit. Nukleotida tidak hanya dapat melindungi anak-anak dari infeksi saluran cerna yang parah, namun mampu juga membantu pencegahan dan penyembuhan diare. Nukleotida ini juga dapat diperoleh dari protein yang berasal dari kacang-kacangan, ikan ayam, dan daging.

Proses Masuknya Nukleotida dalam Tubuh

Tiap nukleotida itu dibangun oleh suatu basa purin atau basa pirimidin, suatu gula ribose atau gula deokribosa dan sebuah fosfat.

Suatu basa purin dan pirimidin ditemukan di dalam nukleotida dan dalam asam nukleat. Basa-basa tersebut akan dibentuk secara de novo oleh jalur yang menggunakan asam amino sebagai prekursor dan menghasilkan nukleotida. Sebagian besar sintesis oleh de novo terjadi di hati, dan basa bernitrogen serta nukleosida kemudian diangkut ke jaringan lain oleh sel darah merah. Otak juga membentuk nukleotida dalam jumlah yang bermakna.

Jaringan tubuh mampu mensintesis purin dan pirimidin dari zat-zat antara amfibolik. Asam nukleat dan nukleotida yang dimakan bersifat non esensial secara dietetik diuraikan disaluran cerna menjadi mononukleotida sehingga mampu diserap atau diubah menjadi basa purin dan pirimidin (salvage pathway). Basa purin kemudian dioksidasi menjadi asam urat yang akan diabsorbsi maupun diekskresikan dalam urine.

PERMASALAHAN

1. Nukleotida itu tersedia didalam ASI. Nah pada beberapa produk susu formula ditambahkan nukleotida, mengapa hal tersebut perlu dilakukan? Dan manakah yang lebih baik untuk dikonsumsi antara nukleotida yang tersedia didalam ASI atau produk susu formula yang ditambahkan nukleotida?
2. Bagaimana bila pada nukleotida tidak terdapat gugus fosfat? Apakah sifatnya akan sama seperti nukleosida yang tidak memiliki gugus fosfat?
3. Bagaimana pengaruh jika tidak ada nukleotida didalam tubuh ?

Konsep Teoritis Biomolekul yang meliputi Gula dan Karbohidrat, Asam Amino dan Protein

Apa itu Biomolekul ?

Biomolekul adalah suatu senyawa organik yang sederhana sebagai pembentuk dari organime hidup. Biomolekuk memiliki sifat yang khas yaitu sebagai produk aktivitas biologis. Biomolekul ini dapat dikatakan sebagai turunan hidrokarbon, yaitu suatu senyawa karbon dan hidrogen yang memiliki bentuk dasar yang terdiri dari susunan atom karbon yang dipersatukan oleh ikatan kovalen. Bentuk dasar hidrokarbon memiliki sifat yang sangat stabil, hal ini dikarenakan pada ikatan tunggal dan ikatan ganda karbon-karbonnya menggunakan suatu pasangan elektron itu bersama-sama dengan merata. Biomolekul ini memiliki sifat polifungsionil, artinya memiliki dua atau lebih jenis gugus fungsi yang tidak sama. Untuk molekul tersebut, pada tiap fungsinya memiliki sifat dan reaksi kimia masing-masing. Struktur biomolekul merupakan  tiga dimensi rumit yang dibentuk oleh protein, RNA, dan DNA. Struktur molekul nya dalam berbagai bentuk, struktur primer, sekunder, tersier dan kuaterner. 

Biomolekul memiliki 4 kelas utama, yaitu :

1. Karbohidrat

Karbohidrat merupakan suatu sumber energi yang baik. Karbohidrat ini banyak terdapat pada bahan nabati, baik dalam bentuk gula sederhana, heksosa, pentosa atau dalam berat molekul tinggi seperti pati, selulosa dan lainnya. Contoh karbohidrat dalam kehidupan sehari-hari yaitu seperti nasi, roti, sereal, buah dan sayur. 

Karbohidrat ini terbagi menjadi 3 jenis yaitu :

a. Monosakarida

Monosakarida adalah suatu senyawa karbohidrat yang memiliki bentuk gula paling sederhana. Monosakarida ini dikelompokan berdasarkan jumlah atom karbon yang dimilikinya. Monosakarida memiliki sifat yang suka larut dalam air, ia tidak berwarna dan bentuk nya padat kristal. Contoh dari monosakarida yaitu glukosa, fruktosa, sukrosa, maltosa dan lain-lain.

b. Oligosakarida

Oligosakarida adalah suatu polimer yang memiliki derajat polimerisasi 2-10 dan memiliki sifat yang larut dalam air. Pada oligosakarida yang memiliki 2 molekul disebut dengan disakarida, bila memiliki 3 molekul disebut dengan triosa. Oligosakarida  banyak diperoleh dari proses hidrolisa polisakarida dan hanya beberapa oligosakarida yang diperoleh alami dari  alam. Oligosakarida yang paling banyak digunakan dan terdapat di alam adalah bentuk disakarida seperti maltosa, laktosa dan sukrosa.

c. Polisaakarida

Polisakarida adalah polimer dari molekul monosakarida yang memiliki rantai lurus dan bercabang dan mampu dihidrolisis oleh enzim tertentu.

2. Asam Amino

Asam amino adalah senyawa sebagai penyusun dari protein, yang membentuk sel pada tubuh manusia, hewan, dan juga tumbuhan. Asam amino berbentuk seperti serbuk, dan asam amino ini mudah untuk larut dalam air namun tidak laut pada pelarut organik non polar. Asam amino ini diibagi menjadi asam amino esensial dan non esensial. Pada asam amino esensial merupakan jenis aminn yang tidak bisa diproduksi pada tubuh makhluk hidup, maka dari itu harus didapatkan lewat makanan. Sedangkan pada asam amino non esensial merupakan jenis asam amino yang bisa diproduksi pada tubuh makhluk hidup. Asam amino memiliki peran dalam pembentukan protein untuk bahan dasar pembentukan dari sel, otot, dan terhadap kekebalan tubuh, salah satunya pada ikan. Pada ikan, asam amino diproduksi dalam organ hati, hal ini disebut sebagai asam amino non esensial. Asam amino yang diperlukan oleh ikan dengan mengkonsumsi makanan yaitu pakan, dapat disebut sebagai asam amino esensial.

3. Protein

Protein adalah biomolekul raksasa, dan protein sebagai penyusun utama pada makhluk hidup. Protein ini memiliki peran lebih penting pada pembuatann biomolekul dibandingkan pada sumber energi. Namun, jika terjadi kekurangan energi maka protein juga mampu digunakan sebagai sumber energi. Protein ada yang bisa larut dalam air, ada juga yang tidak bisa. Tetapi tidak semua protein bisa larut dalam lemak seperti etil eter.  Protein merupakan heteropolimer dari untai asam amino. Protein dibentuk oleh 20 asam amino yang tidak sama atau berbeda-beda. Protein memiliki 4 tingkat struktur yaitu struktur primer protein, sekunder protein, tersier protein, dan kuarter protein. Contoh protein dalam kehidupan sehari-hari seperti telur, daging, ayam, susu, kacang.

PERMASALAHAN
1. Mengapa pada pembentukan disakarida terdapat ikatan glikosidik dan bukan ikatan yang lain?
2. Bagaimana peran asam amino pada saat kondisi sedang berpuasa? Baik pada puasa ramadhan yang panjang atau puasa lainnya.
3. Pada protein, monomer asam amino dihubungkan satu sama lain dengan ikatan peptida. Nah bagaimana keadaan dari protein apa bilang terjadi penutupan ikatan peptida?

Kaitannya dengan Spektro UV-Vis

Apa itu Spektrofotometri ?

Spektrofotometri UV-Vis adalah bagian dari salah satu cara atau dapat disebut sebagai sebuah teknik analisis dengan instrumen spektrofotomete dimana ia menggunakan radiasi elektromagnetik ultraviolet dengan jarak yang dekat yaitu 190-380 dan sinar tampaknya dari 380-780 nm. Sinar ultraviolet ini dibagi menjadi 2, yaitu  ultraviolet jauh dan ultraviolet dekat. Pada ultraviolet jauh rentang panjang gelombangnya yaitu 10-200 nm dan untuk ultraviolet dekat rentang panjang gelombangnya 200-400 nm. Cahaya UV ini tidak bisa dilihat oleh manusia, tetapi ada hewan yang mampu melihat sinar pada panjang gelombang UV salah satu nya serangga lebah.

Perbedaan nyata yang terdapat diantara senyawa tertentu yaitu warna yang dimilikinya. gar dapat memahami kenapa ada beberapa senyawa berwarna dan ada juga yang tidak berwarna, serta untuk menentukan suatu hubungan konjugasi dengan warna, maka kita harus melakukan pengukuran dengan baik dari secara sinar pada berbagai panjang gelombang yang berada didaerah spektrum sinar tampak. 

Pada daerah visible untuk spektrumnya memiliki energi dari 36-72 kcl/mol. Untuk Radiasi UV yang mempunyai panjang gelombang lebih rendah dari 200 nm susah untuk dilakukan dengan cara yang biasa. Energi tersebut cukup untuk mempromosikan atau mengeksitasi elektron pada molekul menuju tingkat energi yang lebih tinggi. Karena itu spektroskopi untuk daerah ini disebut spektroskopi elektronik. Hal ini disebabkan jika digunakan ultraviolet jauh maka udara akan ikut menyerap panjang gelombang yang digunakan. Akbatnya kesalahan yang dilakukan makin fatal, karena jika udara ikut menyerap maka absorbansi yang dihasilkan akan makin besar, jika hal ini dihubungkan dengan hukum Lamber-Beer maka konsentrasi zat yang dianalisis lebih tinggi dari yang seharusnya.

Pada spektrofotometri UV zat yang digunakan adalah zat berbentuk larutan dan zat tersebut tidak terlihat berwarna. Jika zatnya berwarna, maka harus direaksikan terlebih dahulu dengan reagen sehingga menghasilkan larutan yang tidak memiliki warna. Untuk zat yang berwarna maka dianalisis dengan spektrofotometri sinar tampak. Senyawa-senyawa organik ini banyak yang tidak berwarna sehingga untuk menganalisisnya menggunakan spektrofotometri UV. Untuk menganalisis larutannya tidak diperbolehkan ada kandungan partikel koloid ataupun suspensi. Karena hal kandungan tersebut mampu memperbesar absorbansi dengan memberi akibat memperbesar konsentrasi zat dan pita spektrum melebar. Yang menjadi pembeda antara analisis ultraviolet dekat dan jauh adalah pada ultraviolet dekat menggunakan sinar ultraviolet sedangkan pada ultraviolet jauh untuk instrumennya digunakan pada keadaan yang vakum. Pelarut yang digunakan pada analisis UV  yaitu air, etanol, metanol, dan n-heksana.

PERMASALAHAN

1. Mengapa pada analisis menggunakan spektrofotometri UV pelarut yang digunakan itu sepertu air, etanol, metanol, dan n-heksana?

2. Mengapa senyawa yang menyerap cahaya pada daerah yang tampak cenderung mempunyai elektron yang lebih mudah tersebar ketimbang senyawa yang menyerap cahaya pada panjang gelombang UV yang minim ?

3. Bagaimana hubungan panjang gelombang yang diserap dengan warna yang dihasilkan?

Senyawa Poliena dan Zat Pewarna

Poliena merupakan suatu senyawa organik tak jenuh yang mempunyai kurang lebih tiga ikatan karbo-karbon bolak balik ganda dan tunggal. Nah dari ikatan rangkap karbon-karbon yang ada ini akan berinteraksi pada suatu proses yang disebut sebagai konjugasi, dimana ia menghasilkan beberapa sifat optik yang yang tidak biasa. Ada beberapa poliena yang dapat digunakan sebagai antibiotik pada manusia, antara lain yaitu : amfoterisin B, nistatin, kandisidin, pimariin, metil partrikin, dan trikomisin. Pada poliena ini ada beberapa yang memiliki warna cerah, dan juga sifatnya ini jarang terjadi pada hidrokarbon. Poliena ini memiliki sifat yang lebih reaktif disbanding alkena yang lebih sederhana.

Beberapa poliena sebagai berikut :

1. Amfoterisin B merupakan sebuah contoh yang dimiliki oleh antimikotik atau antijamur polena.

2. Leukotriene A4 yaitu sebagai pengatur dari respon pada imun.

3. Retina yaitu sebuah dasar kimia pada penglihatan hewan.

4. Beta Karoten merupakan suatu pigmen orange-merah yang dimiliki pada sayuran dan buah-buahan, salah satunya pada wortel.

Poliena yang diatas merupakan antibiotik makrolida yang terdiri atas ikatan rangkap terkonjugasi bergantian.

Senyawa poliena ini memiliki hubungan dengan suatu zat warna. Salah satunya yaitu Karotenoid sebagai pigmen organik, zat warna ini banyak terdapat pada sayuran dan buah-buahan. Ada juga saffron yaitu zat warna dari alam yang memiliki warna kuning. Untuk pigmen karotenoid ini memiliki warna yang bervariasi yaitu : kuning, jingga, merah atau lembayung. Ada beberapa senyawa sebagai penghasil zat warna pada karotenoid, seperti biksin, krosin, dan nystanthe.

Ada karotenoid yang molekulnya mengandung oksigen, yaitu xantofil. Dan ada juga karotenoid yang molekulnya tidak mengandung oksigen, yaitu alfa-karoneta, beta-karoneta. Untuk Beta-karoneta ini merupakan pigmen warna yang sangat banyak dijumpai pada setiap sayuran dan buah-buahan. Warna yang dimilikinya yaitu merah-orange-ungu. Beta-karoten ini dapat dikonversikan menjadi vitamin A, karena itulah beta-karoten dapat dikatakan sebagai pro-vitamin A atau sebagai sumber dari vitamin A. Nah biasanya karoten ini terdapat disalah satu sayuran yaitu wortel, dimana jika warna wortel tersebut semakin orange maka semakin tinggi pula vitamin A yang terdapat didalam wortel. Namun apabila menunjukkan hal yang sebaliknya maka kandungan vitamin A nya juga sedikit pada wortel.

PERMASALAHAN

1. Poliena ini dikatakan sebagai ikatan rangkap yang saling berhubungan dalam suatu proses atau dapat disebut sebagai proses konjugasi. Nah hasil dari konjugasi ini mampu menghasilkan atau menciptakan sifat-sifat tertentu. Bagaimana cara konjugasi ini dapat menghasilkan atau menciptakan sifat-sifat tertentu pada poliena ?

2. Dari penyampaian diatas, dapat diketahui bahwa karotenoid ini ada molekul yang tidak mengandung oksigen, yaitu karotena. Artinya karotena hanya mengandung karbon dan hidrogen, mengapa oksigen tidak terdapat pada kandungan molekul dari karotena ?

3. Manfaat asupan yang tinggi dari beta-karotena pada plasma darah mampu mengurangi resiko kanker paru-paru, lalu mengapa hal sebaliknya terjadi apabila asupan yang tinggi dari beta-karotena pada perokok malah mampu meningkatkan resiko terjadinya kanker?