Alkaloid

Pengertian Senyawa Alkaloid

Alkaloid adalah senyawa organik yang terdapat di alam bersifat basa atau alkali dan sifat basa ini disebabkan karena adanya atom N (Nitrogen) dalam molekul senyawa tersebut dalam struktur lingkar heterosiklik atau aromatis, dan dalam dosis kecil dapat memberikan efek farmakologis pada manusia dan hewan.

Alkaloid juga adalah suatu golongan senyawa organic yang terbanyak ditemukan di alam. Hampir seluruh senyawa alkaloida berasal dari tumbuh-tumbuhan dan tersebar luas dalam berbagai jenis tumbuhan. Semua alkaloida mengandung paling sedikit satu atom nitrogen. Senyawa kimia terutama senyawa organik hasil metabolisme dapat dibagi dua yaitu yang pertama senyawa hasil metabolisme primer, contohnya karbohidrat, protein,lemak, asam nukleat, dan enzim. Senyawa kedua adalah senyawa hasil metabolism sekunder, contohnya terpenoid, steroid, alkaloid dan flavonoid.

Alkaloid adalah suatu golongan senyawa organik yang terbanyak ditemukan dialam. Hampir seluruh alkaloid berasal dari tumbuh-tumbuhan dan tersebar luas dalam berbagai jenis tumbuhan tingkat tinggi. Sebagian besar alkaloid terdapat pada tumbuhan dikotil sedangkan untuk tumbuhan monokotil dan pteridofita mengandung alkaloid dengan kadar yang sedikit. Pengertian lain Alkaloid adalah senyawa organik yang terdapat di alambersifat basa atau alkali dan sifat basa ini disebabkan karena adanya atom N (Nitrogen) dalammolekul senyawa tersebut dalam struktur lingkar heterosiklik atau aromatis, dan dalam dosiskecil dapat memberikan efek farmakologis pada manusia dan hewan. Sebagai contoh,morfina sebagai pereda rasa sakit, reserfina sebagai obat penenang, atrofina berfungsi sebagaiantispamodia, kokain sebagai anestetik lokal, dan strisina sebagai stimulan syaraf (Ikan,1969). Selain itu ada beberapa pengecualian, dimana termasuk golongan alkaloid tapi atom N(Nitrogen)nya terdapat di dalam rantai lurus atau alifatis.

Hampir semua alkaloida yang ditemukan di alam mempunyai keaktifan biologis tertentu, ada yang sangat beracun tetapi ada pula yang sangat berguna dalam pengobatan. Misalnya kuinin, morfin dan stiknin adalah alkaloida yang terkenal dan mempunyai efek sifiologis dan fisikologis. Alkaloida dapat ditemukan dalam berbagai bagian tumbuhan seperti biji, daun, ranting dan kulit batang. Alkaloida umunya ditemukan dalam kadar yang kecil dan harus dipisahkan dari campuran senyawa yang rumit yang berasal dari jaringan tumbuhan.

Tata Nama Senyawa Alkaloid

Alkaloida tidak mempunyai tatanama sistematik. Oleh karena itu suatu alkaloida dinyatakan dengan nama trivial, misalnya kuinin,morfin, dan stiknin. Hampir semua nama trivial ini berakhiran –in yang mencirikan alkaloida.

Penamaan Alkaloida :

·         Beberapa penamaan alkaloid berdasarkan family/keluarga/genus dimana mereka ditemukan. Contoh Papavarine, Punarnavin,ephidrin

·         Berdasarkan spesies tumbuh asal. Contoh kokain, beladonin

·         Berdasarkan nama umum tumbuhan  penghasil. Contohnya alkaloid ergot

·         Berdasarkan aktivitas fisik contohnya morfin yang dikenal dengan tanaman Dewa dari Mimpi. Emitin yang berarti muntahan menurut penemu.

·         Peletierine yang merupakan gugus yang ditemukan oleh P.J Peletier

·         Ada beberapa nama dengan penambahan prefiks pada penamaan alkanoid. Contohnya epi, iso, neo, pseodo, nor, CH

                    

Sifat  Senyawa Alkaloid

Beberapa sifat dari alkaloid yaitu :

1)      Mengandung atom nitrogen yang umumnya berasal dari asam amino dan golongan   heterogen.

2)      Umumnya berupa Kristal atau serbuk amorf.

3)      Alkaloid yang berbentuk cair yaitu konini, nikotin dan spartein.

4)      Dalam tumbuhan berada dalam bentuk bebas, dalam bentuk N-oksida atau dalam bentuk garamnya.

5)      Umumnya mempunyai rasa yang pahit.

6)       Sering beracun.

7)      Bersifat optis aktif dan berupa sistim siklik

8)      Alkaloid dalam bentuk bebas tidak larut dalam air, tetapi larut dalam kloroform, eter dan pelarut organik lainnya yang bersifat relative nonpolar.

9)      Alkaloid dalam bentuk garamnya mudah larut dalam air.

·         Sifat-Sifat Fisika

Umumnya mempunyai 1 atom N meskipun ada beberapa yang memiliki lebih dari 1 atom N seperti pada Ergotamin yang memiliki 5 atom N. Atom N ini dapat berupa amin primer, sekunder maupun tertier yang semuanya bersifat basa (tingkat kebasaannya tergantung dari struktur molekul dan gugus fungsionalnya) Kebanyakan alkaloid yang telah diisolasi berupa padatan kristal tidak larut 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-Sifat Kimia

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.

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.

Reaksi Reaksi Alkaloid

1. Reaksi pengendapan untuk alkaloid

Reaksi Mayer : HgI₂

Cara : zat + pereaksi Mayer timbul endapan kuning atau larutan kuning bening → + alakohol endapannya larut. Reaksi dilakukan di objek glass lalu Kristal dapat dilihat di mikroskop. Jika dilakukan di tabung reaksi lalu dipindahkan, Kristal dapat rusak. Tidak semua alkaloid mengendap dengan reaksi mayer. Pengendapan yang terjadi akibat reaksi mayer bergantung pada rumus bangun alkoloidnya.

Reaksi Bouchardat

Cara : sampel zat + pereaksi Bouchardat  → coklat merah, + alkohol  → endapan larut.

2. Reaksi warna

·         Dengan asam kuat : H₂SO₄ pekat dan HNO₃ pekat (umumnya menghasilkan warna kuning atau merah)

·         Pereaksi Marquis

·         Zat + 4 tetes formalin + 1 ml H₂SO₄ pekat (melalui dinding tabung, pelan-pelan)  → warna.

·         Pereaksi Forhde : larutan 1% NH₄ molibdat dalam H₂SO₄ pekat

3. Reaksi Kristal:

a.       Reaksi Kristal dragendorf

Pada objek glass, zat +HCl aduk, lalu teteskan dragendorf di pinggirnya dan jangan dikocok, diamkan 1 menit  Kristal dragendorf

b.      Reaksi Fe-complex & Cu-complex:

Pada objek glass, gas ditetesi dengan Fe-compleks dan Cu-complex lalu tutup dengan cover glass  panaskan sebentar, lalu lihat Kristal yang terbentuk.

1)      Pada objek glass, zat + asam lalu ditaburkan serbuk sublimat dengan spatel, sedikit saja digoyangkan di atasnya à Kristal terlihat.

2)      Reaksi Iodoform : zat ditetesi NaOH sampai alkali + sol. Iodii lalu dipanaskan hingga berwarna kuning (terbentuk iodoform), lalu lihat Kristal bunga sakura di mikroskop.

3)      Reaksi Herapatiet. (reagen : air + spirtus + asam cuka biang + sedikit H2SO4 dan aqua iod sampai agak kuning pada objek glass). Zat + 1 tetes reagen → kristal lempeng (coklat/violet)

Kegunaan Senyawa Alkaloid Dalam Kehidupan Sehari-hari

Berikut adalah beberapa contoh senyawa alkaloid yang telah umum dikenal dalam bidang farmakologi :

Senyawa Alkaloid (Nama Trivial)	Aktivitas Biologi
Nikotin	Stimulan pada syaraf otonom
Morfin	Analgesik
Kodein	Analgesik, obat batuk
Atropin	Obat tetes mata
Skopolamin	Sedatif menjelang operasi
Kokain	Analgesik
Piperin	Antifeedant (bioinsektisida)
Quinin	Obat malaria
Vinkristin	Obat kanker
Ergotamin	Analgesik pada migraine
Reserpin	Pengobatan simptomatis disfungsi ereksi
Mitraginin	Analgesik dan antitusif
Vinblastin	Anti neoplastik, obat kanker
Saponin	Antibakteri

Beberapa pendapat mengenai kemungkinan perannya dalam tumbuhan sebagai berikut (Padmawinata, 1995):

1.      Alkaloid berfungsi sebagai hasil buangan nitrogen seperti urea dan asam urat dalam hewan (salah satu pendapat yang dikemukan pertama kali, sekarang tidak dianut lagi).

2.      Beberapa alkaloid mungkin bertindak sebagai tandon penyimpanan nitrogen meskipun banyak alkaloid ditimbun dan tidak mengalami metabolisme lebih lanjut meskipun sangat kekurangan nitrogen.

3.      Pada beberapa kasus, alkaloid dapat melindungi tumbuhan dari serangan parasit atau pemangsa tumbuhan. Meskipun dalam beberapa peristiwa bukti yang mendukung fungsi ini tidak dikemukakan, mungkin merupakan konsep yang direka-reka dan bersifat ‘manusia sentris’.

4.      Alkaloid dapat berlaku sebagai pengatur tumbuh, karena dari segi struktur, beberapa alkaloid menyerupai pengatur tumbuh. Beberapa alkaloid merangasang perkecambahan yang lainnya menghambat.

5.      Semula disarankan oleh Liebig bahwa alkaloid, karena sebagian besar bersifat basa, dapat mengganti basa mineral dalam mempertahankan kesetimbangan ion dalam tumbuhan. Sejalan dengan saran ini, pengamatan menunjukkan bahwa pemberian nikotina ke biakan akar tembakau meningkatkan pengambilan nitrat. Alkaloid dapat pula berfungsi dengan cara pertukaran dengan kation tanah. Sampai saat ini sangat sedikit sekali alkaloid yang ditemukan pada tumbuhan tingkat rendah. Kemungkinan hanya satu atau dua famili dari jamur saja yang mengandung alkaloid, seperti ergot. Pada golongan alkaloid indol, bufotenin, juga ditemukan dalam jamur yaitu spesies Amanita mappa, selain yang ditemukan pada tumbuhan (Piptadenia pergrina) dan katak (Bufo vulgaris). Pada garis besarnya, campuran senyawa nitrogen yang ditemukan pada jamur dan mikroorganisme dapat dianggap sebagai alkaloid, tetapi hal ini tidaklah biasa. Contoh lain senyawanya adalah: gliotoksin (jamur Trichoderma viride), pyosianin (bakteri Pseudomonas aeruginosa) dan erythromisin hasildari Streptomyces (Ikan, 1969).

Semua alkaloid mengandung paling sedikit sebuah nitrogen yang biasanya bersifat basa dan dalam sebagian besar atom nitrogen ini merupakan bagian dari cincin heterosiklik. Batasan mengenai alkaloid seperti dinyatakan di atas perlu dikaji dengan hati-hati. Karena banyak senyawa heterosiklik nitrogen lain yang ditemukan di alam bukan termasuk alkaloid. Misalnya, pirimidin dan asam nukleat, yang kesemuanya itu tidak pernah dinyatakan
sebagai alkaloid (Achmad, 1986).

Isolasi Alkaloid

Alkaloid diekstrak dari tumbuhan yaitu daun, bunga, buah, kulit, danakar yang dikeringkan lalu dihaluskan. Cara ekstraksi alkaloid secara umumadalah sebagai berikut :

a.Alkaloid diekstrak dengan pelarut tertentu, misalnya dengan etanol,kemudian diuapkan. 

b.Ekstrak yang diperoleh diberi asam anorganik untuk menghasilkan garamamonium kuartener kemudian diekstrak kembali.

c.Garam amonium kuartener yang diperoleh direaksikan dengan natriumkarbonat sehingga menghasilkan alkaloid–alkaloid yang bebas kemudiandiekstraksi dengan pelarut tertentu seperti eter dan kloroform.

d.Campuran – campuran alkaloid yang diperoleh akhirnya dipisahkan melalui berbagai cara, misalnya metode kromatografi (Tobing, 1989).

Prinsip dasar pembentukan Alkaloid

            Asam amino merupakan senyawa organik yang sangat penting, senyawa ini terdiri dari amino (NH2) dan karboksil (COOH). Ada 20 jenis asam amino esensial yang merupakan standar atau yang dikenal sebagai alfa asam amino alanin, arginin, asparagin, asam aspartat,sistein, asam glutamat , glutamin, glisin, histidine, isoleusin, leusin, lysin, metionin,fenilalanine, prolin, serine, treonine, triptopan, tirosine, and valin(4). Dari 20 jenis asam amino yang disebutkan diatas, alkaloid diketahui berasal dari sejumlah kecil asam amino yaitu ornitin dan lisin yang menurunkan alkaloid alisiklik, fenilalanin dan tirosin yang menurunkan alkaloid jenis isokuinolin, dan triftopan yang menurunkan alkaloid indol. Reaksi utama yang mendasari biosintesis senyawa alkaloid adalah reaksi mannich antara suatu aldehida dan suatu amina primer dan sekunder, dan suatu senyawa enol atau fenol.Biosintesis alkaloid juga melibatkan reaksi rangkap oksidatif fenol dan metilasi. Jalur poliketida dan jalur mevalonat juga ditemukan dalam biosintesis alkaloid. Kemudian reaksiyang mendasari pembentukan alkaloid membentuk basa. Basa kemudian bereaksi dengankarbanion dalam kondensasi hingga terbentuklah alkaloid.Disamping reaksi-reaksi dasar ini, biosintesa alkaloida melibatkan reaksi-reaksisekunder yang menyebabkab terbentuknya berbagai jenis struktur alkaloida. Salah satu darireaksi sekunder ini yang terpenting adalah reaksi rangkap oksidatif fenol pada posisi orto ataupara dari gugus fenol. Reaksi ini berlangsung dengan mekanisme radikal bebas.Reaksi-reaksi sekunder lain seperti metilasi dari atom oksigen menghasilkan gugusmetoksil dan metilasi nitrogen menghasilkan gugus N-metil ataupun oksidasi dari gugusamina. Keragaman struktur alkaloid disebabkan oleh keterlibatan fragmen-fragmen kecil yang berasal dari jalur mevalonat, fenilpropanoid dan poliasetat.

            Definisi tunggal untuk alkaloid belum juga ditentukan. Trier menyatakan bahwasebagai hasil kemajuan ilmu pengetahuan, istilah yang beragam senyawa alkaloid akhirnyaharus ditinggalkan (Hesse, 1981).Garam alkaloid dan alkaloid bebas biasanya berupasenyawa padat, berbentuk kristal tidak berwarna (berberina dan serpentina berwarna kuning).Alkaloid sering kali optik aktif, dan biasanya hanya satu dari isomer optik yang dijumpai dialam, meskipun dalam beberapa kasus dikenal campuran rasemat, dan pada kasus lain satutumbuhan mengandung satu isomer sementara tumbuhan lain mengandung enantiomernya(Padmawinata, 1995). Ada juga alkaloid yang berbentuk cair, seperti konina, nikotina, danhigrina. Dalam biosintesa higrin, pertama terjadi oksidasi pada gugus amina yang diikuti oleh reaksiMannich yang menghasilkan tropinon, selanjutnya terjadi reaksi reduksi dan esterifikasimenghasilkan hiosiamin.

Tanaman Penghasil Alkaloid

            Senyawa alkaloid merupakan senyawa organik terbanyak ditemukan di alam.Hampir seluruh alkaloid berasal dari tumbuhan dan tersebar luas dalam berbagai jenis tumbuhan. Secara organoleptik, daun-daunan yang berasa sepat dan pahit, biasanya

teridentifikasi mengandung alkaloid. Selain daun-daunan, senyawa alkaloid dapat ditemukan pada akar, biji, ranting, dan kulit kayu.Alkaloid dihasilkan oleh banyak organisme, mulai dari bakteria, fungi (jamur),tumbuhan, dan hewan. Ekstraksi secara kasar biasanya dengan mudah dapat dilakukan melalui teknik ekstraksi asam-basa. Rasa pahit atau getir yang dirasakan lidah dapat disebabkan oleh alkaloid. Istilah "alkaloid" (berarti "mirip alkali", karena dianggap bersifatbasa) pertama kali dipakai oleh Carl Friedrich Wilhelm Meissner (1819), seorang apotekerdari Halle (Jerman) untuk menyebut berbagai senyawa yang diperoleh dari ekstraksitumbuhan yang bersifat basa (pada waktu itu sudah dikenal, misalnya, morfina, striknina,serta solanina). Hingga sekarang dikenal sekitar 10.000 senyawa yang tergolong alkaloiddengan struktur sangat beragam, sehingga hingga sekarang tidak ada batasan yang jelas untuknya. Cokelat adalah makanan yang diolah dari biji kakao.

Cokelat mengandung alkaloid-alkaloid seperti teobromin, fenetilamina, dan anand amida yang memiliki efek fisiologis untuk tubuh. Kandungan-kandungan ini banyak dihubungkan dengan tingkat serotonin dalam otak. Menurut ilmuwan, cokelat jika dimakan dalam jumlah normal secara teratur dapat menurunkan tekanan darah.Tembakau mengandung senyawa alkaloid, diantaranya adalah nikotin. Nikotin termasuk dalam golongan alkaloiod yang terdapat dalam famili Solanaceae. Nikotin dalam jumlah banyak terdapat dalam tanaman tembakau, sedang dalam jumlah kecil terdapat pada tomat, kentang dan terung. Nikotin dan kokain dapat pula ditemukan pada daun tanaman kota. Kadar nikotin berkisar antara 0,6-3,0 % dari berat kering tembakau, dimana proses biosintesisnya terjadi di akar dan terakumulasi pada daun tembakau. Nikotin terjadi dari biosintesis unsur N pada akar dan terakumulasi pada daun. Fungsi nikotin adalah sebagai bahan kimia anti herbivora dan adanya kandungan neurotoxin yang sangat sensitif bagi serangga, sehingga nikotin digunakan sebagai insektisida pada masa lalu.Kecubung adalah tumbuhan penghasil bahan obat-obatan yang telah dikenal sejak ribuan tahun,di antaranya Datura Stramonium, Datura tatura, dan Brugmansia suaviolens,namun daya khasiat masing-masing jenis kecubung, berbeda-beda. Penyalahgunaan kecubung memang sering terjadi, sehingga bukan obat yang didapat malah racun(menyebabkan pusing) yang sangat berbahaya. Hampir seluruh bagian tanaman kecubung dapat dimanfaatkan sebagai obat. Hal ini disebabkan seluruh bagiannya mengandung alkaloida atau disebut hiosamin (atropin) dan scopolamin, seperti pada tanaman Atropabelladona. Alkaloid ini bersifat racun sehingga pemakaiannya terbatas pada bagian luar. Biji kecubung mengandung hiosin dan lemak, sedangkan daunnya mengandung kalsium oksalat. Berkhasiat mengobati rematik, sembelit, asma, sakit pinggang, bengkak, encok, eksim, dan radang anak telinga. Kopi juga termasuk ke dalam tanaman yang mengandung senyawa alkaloid. Kopi terkenal akan kandungan kafeinnya yang tinggi. Kafein kopi merupakan senyawa hasil metabolisme sekunder golongan alkaloid dari tanaman kopi dan memilik rasa yang pahit.Buah pare dalam bahasa latin disebut Momordica charantia L berasal dari kawasanAsia Tropis. Buahnya mengandung albiminoid, karbohidrat, dan zat warna, daunnya mengandung momordisina, momordina, karantina, resin, dan minyak lemak. Bijinyamengandung saponin, alkaloid, triterprenoid, dan asam momordial. Manfaat buah ini dapat merangsang nafsu makan, menyembuhkan batuk, memperlancar pencernaan, membersihkan darah bagi wanita yang baru melahirkan, dapat menyembuhkan penyakit kuning, juga cocok untuk menyembuhkan mencret pada bayi.

PERMASALAHAN :

1.      Pada beberapa kasus isolasi alkaloid yaitu alkaloid tidak dapat dibebaskan pada kondisi ekstraksi biasa. lalu bagaimana cara untuk membebaskan alkaloid dengan jumlah yang banyak sehingga alkaloid yang dihasilkan pun maksimal ?

2.      Sebutkan reagen yang seperti apa yang digunakan untuk mendapatkan alkaloid sebanyak-banyaknya ?

3.      Apakah yang menyebabkan sifat basa dari alkaloid? dan apakah semua alkaloid brsifat basa?

4.      Pada saat mengisolasi alkaloid dari suatu sampel, alkaloid diekstrak dengan menggunakan pelarut tertentu. Pelarut jenis apa yang umum digunakan dalam mengisolasi alkaloid?

5.      Mengapa pada pembentukan alkaloid hanya melibatkan reaksi-reaksi sekunder saja, apakah pada reaksi primer alkaloid dapat terbentuk ?