Kimia Organik 193 B. SINTESIS ASAM AMINO Asam amino dapat disintesis di laboratorium dengan berbagai cara, salah satunya adalah reaksi brominasi asam karboksilat dengan menggunakan Br2 dan PBr3 kemudian dilanjutkan dengan reaksi dengan NH3. CH3CHCH2CH2COH CH3 O asam 4-metilpentanoat Br2 , PBr3 H2O CH3CHCH2CHCOH CH3 Br O CH3CHCH2CHCOH CH3 NH2 O NH3 asam 2-bromo-4-metilpentanoat leusina CH3CHCH2COH OH asam 3-hidroksibutanoat Br2 , PBr3 H2O O CH3CHCHCOH OH Br O asam 2-bromo-3-hidroksibutanoat NH3 CH3CHCHCOH OH NH2 O treonina C. REAKSI ASAM AMINO a. Keamfoteran Asam Amino Suatu asam amino dapat bereaksi dengan asam ataupun dengan basa, masing-masing akan menghasilkan suatu kation atau suatu anion. Dalam larutan asam, asam amino akan bersifat basa yang akan menerima proton sehingga akan menghasilkan kation. Dalam larutan basa, asam amino akan bersifat asam yang akan memberikan proton sehingga akan menghasilkan suatu anion. CO2 - +H3N H R + H+ CO2H +H3N H R dalam larutan asam : dalam larutan basa CO2 - +H3N H R + OH- CO2 - H2N H R
Kimia Organik 194 b. Asilasi Asilasi gugus amino dengan suatu halida asam atau anhidrida asam akan menghasilkan amida. +NH3CHCO2 - CH3 CH3COCHCH3 O O + C NHCHCO2H O H3C CH3 + CH3COH O anhidrida asam asetat alanina N-asetilalanina asam asetat Tetapi sifat dari amida ini akan berbeda dibandingkan dengan senyawa asam amino karena Nitrogen pada amida tidak bersifat basa, sehingga senyawa amino yang terasilasi membentuk amida ini berbeda sifatnya dibandingkan asam amino. c. Reaksi dengan ninhidrina Reaksi dengan ninhidrin digunakan sebagai uji bercak senyawa asam amino pada pada kertas kromatiografi. Asam-asam amino bereaksi dengan ninhidrin untuk membentuk produk yang disebut ungu Ruherman. OH OH O O + H2NCH R CO2H O O N O - O + RCH O + CO2 + H2O ninhidrin ungu ruhermann (biru-ungu) D. PEPTIDA Peptida dan protein adalah polimer yang terbentuk dari satuan asam amino melalui ikatan peptida antara suatu gugus α-amino dari satu asam amino dan gugus karboksil dari asam amino lain. Ikatan peptida ini akan membentuk gugus amida. Asam amino pembentuk peptida disebut sebagai residu. Contoh peptida yang dibentuk dari glisina dan serina disebut glisilserina. Untuk dipeptida ada dua kemungkinan penggabungan seperti dibawah ini. Tripeptida dapat membentuk kombinasi gabungan asam amino dengan enam cara. Jadi semakin banyak residu asam amino penyusun peptida maka semakin banyak kemungkinan kombinasi gabungan asam amino tersebut. Penamaan peptida dimulai dari nama asam amino dari kiri ke kanan. NH2CH2C O NHCHC OH CH2OH O glisilserina (gly-ser) NH2CHC O NHCH2C CH2OH O OH serilglisina (ser-gly) Peptida yang tersusun dari dua residu asam amino disebut dipeptida, tiga residu asam amino disebut tripeptida, dan polipeptida adalah peptida yang tersusun atas banyak residu
asam amino. Apa yang membedakan peptida (polipeptida) dengan pr protein adalah poliamida, keduanya sama. Hanya saja untuk poliamida dengan residu asam amino kurang dari 50 dikenal sebagai peptida, sedangkan yang lebih dari 50 disebut sebagai protein. Beberapa contoh peptida yang mempunyai akti oksitosin dan enkefalin. Oksitosin adalah suatu hormon yang berasal dari kelenjar di bawah otak (pituitary hormone) yang membantu proses persalinan yang bekerja dengan cara menyebabkan kontraksi uterin. Enkefalin adalah zat-zat yang dihasilkan oleh tubuh yang mempunyai efek menghilangkan nyeri.enkefalin ini adalah peptida lima residu asam amino. Contoh dua enkefalin adalah tyr phe-leu. E. PROTEIN Protein adalah suatu polipeptida yang tersusun dari banyak asam merupakan molekul yg sangat vital untuk organisme yang terdapt di semua sel. Rantai asam amino dihubungkan dengan kovalen yg spesifik. Struktur dan fungsi protein ditentukan oleh kombinasi, jumlah, dan urutan asam amino. Sifat fisika dan kim oleh asam-asam amino penyusunnya. Protein dalam tubuh dikelompokkan berdasarkan tugas dan fungsi dari protein tersebut. Kelompok protein tersebut adalah protein serat, protein globular, dan protein konjugasi. Protein serat disebut juga protein struktural yang bertugas membentuk kulit, otot, pembuluh darah, dan rambut. Protein Leu-enkaphalin.png Kimia Organik 195 asam amino. Apa yang membedakan peptida (polipeptida) dengan protein ? Polipeptida dan protein adalah poliamida, keduanya sama. Hanya saja untuk poliamida dengan residu asam amino kurang dari 50 dikenal sebagai peptida, sedangkan yang lebih dari 50 disebut sebagai Beberapa contoh peptida yang mempunyai aktifitas fisiologis dalam tubuh adalah oksitosin dan enkefalin. Oksitosin adalah suatu hormon yang berasal dari kelenjar di bawah otak (pituitary hormone) yang membantu proses persalinan yang bekerja dengan cara Struktur oksitosin zat yang dihasilkan oleh tubuh yang mempunyai efek nyeri.enkefalin ini adalah peptida-peptida otak yang mengandung hanya lima residu asam amino. Contoh dua enkefalin adalah tyr-gly-gly-phe-met dan tyr Protein adalah suatu polipeptida yang tersusun dari banyak asam amino. Protein merupakan molekul yg sangat vital untuk organisme yang terdapt di semua sel. Rantai asam amino dihubungkan dengan kovalen yg spesifik. Struktur dan fungsi protein ditentukan oleh kombinasi, jumlah, dan urutan asam amino. Sifat fisika dan kimiawi asam amino dipengaruhi asam amino penyusunnya. Protein dalam tubuh dikelompokkan berdasarkan tugas dan fungsi dari protein tersebut. Kelompok protein tersebut adalah protein serat, protein globular, dan protein konjugasi. but juga protein struktural yang bertugas membentuk kulit, otot, pembuluh darah, dan rambut. Protein-protein pembentuk tersebut diantaranya adalah tyr-gly-gly-phe-leu otein ? Polipeptida dan protein adalah poliamida, keduanya sama. Hanya saja untuk poliamida dengan residu asam amino kurang dari 50 dikenal sebagai peptida, sedangkan yang lebih dari 50 disebut sebagai fitas fisiologis dalam tubuh adalah oksitosin dan enkefalin. Oksitosin adalah suatu hormon yang berasal dari kelenjar di bawah otak (pituitary hormone) yang membantu proses persalinan yang bekerja dengan cara zat yang dihasilkan oleh tubuh yang mempunyai efek peptida otak yang mengandung hanya met dan tyr-gly-glyamino. Protein merupakan molekul yg sangat vital untuk organisme yang terdapt di semua sel. Rantai asam amino dihubungkan dengan kovalen yg spesifik. Struktur dan fungsi protein ditentukan oleh iawi asam amino dipengaruhi asam amino penyusunnya. Protein dalam tubuh dikelompokkan berdasarkan tugas dan fungsi dari protein tersebut. Kelompok protein tersebut adalah protein serat, but juga protein struktural yang bertugas membentuk kulit, otot, protein pembentuk tersebut diantaranya adalah
Kimia Organik 196 kolagen yang bertugas membentuk jaringan penyambung, elastin yang membentuk urat dan pembuluh darah, dan keratin yang membentuk rambut dan kuku. Protein globular adalah protein larut, yang termasuk dalam kelompok protein ini adalah albumin yang terdapat telur dan serum, globulin terdapat dalam serum, histon terdapat dalam jaringan kelenjar dan bersama dengan asam nukleat, rotamina yang berhubungan dengan asam nukleat. Contoh dari protein globular adalah hemoglobin (bagian dari eritrosit) yang bertanggung jawab atas pengangkutan oksigen dalam aliran darah. Satu satuan hemoglobin mempunyai bobot molekul sekitar 65.000, mengandung empat molekul protein yang disebut globin. Keracunan karbon monoksida terjadi bila molekul CO menggantikan tempat molekul O2 dalam hemoglobin. Molekul CO terikat erat oleh besi dan dilepaskan tidak semudah molekul oksigen. Protein konjugasi adalah protein yang berhubungan dengan suatu bagian nonprotein misalnya gula yang mempunyai pelbagai fungsi dalam seluruh tubuh. Contoh yang termasuk dalam kelompok ini adalah nukleoprotein yang bersenyawa dengan asam nukleat, mukoprotein dan glikoprotein yang berhubungan dengan karbohidrat, lipoprotein berhubungan dengan lipida, fosfogliserida atau kolesterol. Struktur protein dibedakan menjadi struktur primer, sekunder, tersier, dan kuartener Struktur primer adalah rentetan asam amino dalam suatu molekul protein. Bentuk kerangka atau tulang belakang dari suatu protein disebut sebagai struktur sekunder yang merupakan pola lipatan berulang dari rangka protein. Dua pola terbanyak adalah alpha helix dan beta sheet. Antaraksi lebih lanjut dari struktur sekunder yang membentuk bulatan disebut struktur tersier, dan antaraksi sub-unit protein tertentu yang membentuk protein besar seperti globin dalam hemoglobin disebut struktur kuartener. Description: http://swh.schoolworkhelper.netdna-cdn.com/wp-content/uploads/2010/11/Peptide.gif?e6ecea Description: http://images.tutorv ista.com/cms/images/81/protein-secondary -structure.j peg Struktur primer protein Fluvastatin Struktur sekunder protein
Kimia Organik 197 Denaturasi Protein Protein dapat mengalami denaturasi yang mengakibatkan hilangnya sifat biologis dari protein. Denaturasi adalah rusaknya ikatan hidrogen dan gaya sekunder lain dalam protein sehingga menyebabkan hilangnya sifat-sifat struktur yang lebih tinggi. Faktor-faktor yang menyebabkan denaturasi antara lain : 1. perubahan temperatur, seperti memasak putih telur akan mengakibatkan albumin itu membuka lipatan dan mengendap; dihasilkan suatu zat padat putih. 2. perubahan pH, bila susu menjadi asam perubahan pH yang disebabkan oleh pembentukan asam laktat akan menyebabkan penggumpalan susu (curdling), atau pengendapan protein yang semula larut. 3. Detergen 4. radiasi 5. zat pengoksidasi atau pereduksi Denaturasi dapat reversibel bila kondisi denaturasi yang lembut seperti sedikit perubahan pH. Jika protein ini dikembalikan ke lingkungan alamnya, protein ini dapat memperoleh kembali struktur lebih tingginya yang alamiah dalam suatu proses yang disebut renaturasi. Tetapi umumnya renaturasi ini sangat lambat dan tidak terjadi sama sekali. F. ENZIM Enzim, suatu protein besar, adalah suatu senyawa yang bertindak sebagai katalis dalam reaksi biologi. Enzim merupakan katalis yang lebih efisien daripada kebanyakan katalis laboratorium atau industri. Enzim bekerja menurunkan energi aktivasi reaksi sehingga akan mempercepat terjadinya reaksi. Enzim bekerja secara spesifik. Satu jenis enzim hanya akan bekerja pada substrat tertentu saja. Contohnya enzim amilase yang ditemukan dalam saluran cerna manusia hanya bekerja pada pati yang akan menghasilkan glucosa, amilase tidak bekerja pada selulosa atau karbohidrat jenis lain. Tetapi terdapat enzim yang bekerja Description: My oglobin.png Description: http://hemoglobina.net/files/img/hemoglobina.j pg Struktur tersier protein Struktur kuartener protein
Kimia Organik 198 dalam substrat yang lebih luas, misalnya papain, suatu protein globular yang diisolasi dari buah pepaya dapat bekerja dengan cara menghidrolisis banyak ikatan peptida sehingga papain dapat digunakan untuk melunakkan daging. Penamaan suatu enzim umumnya memakai akhiran –ase. Misalnya suatu polimerase adalah enzyme yang mengkatalisis suatu reaksi polimerisasi. Enzim diklasifikasikan dalam 6 kategori berdasarkan jenis reaksi yang dikatalisasinya. Keenam kelompok enzim tersebut adalah : 1. Oksidoreduktase adalah enzim yang pada reaksi oksidasi-reduksi. Yang termasuk dalam kelompok enzim ini adalah dehidrogenase yang bekerja pada ikatan rangkap, oksidase, dan reduktase. 2. Transferase adalah enzim yang bekerja pada proses perpindahan suatu gugus pada satu substrat ke yang lainnya. Contoh enzim golongan ini adalah kinase yang bekerja pada gugus fosfat dan transaminase yang bekerja pada gugus amino. 3. Hidrolase adalah enzim yang bekerja pada reaksi hidrolisis amida, ester, dan substrat sejenis. Contohnya adalah protease yang menghidrolisis amida, lipase yang menghidrolisis ester, dan nuklease menghidrolisis phospat. 4. Liase adalah enzim yang bekerja pada reaksi eliminasi dan adisi molekul kecil seperti H2O dari dan terhadap substrat. Contohnya dalah dekarboksilase yang menyebabkan eliminasi CO2 dan dehidrasi yang mengeliminasi H2O. 5. Isomerase adalah enzim yang bekerja mengkatalis reaksi isomerisasi. Contohnya adalah epimerase yang mengkatalis reaksi pada pusat kiral. 6. Ligase adalah enzim yang mengkatalis ikatan antar dua molekul dan bersamaan dengan hidrolisis ATP. Contohnya adalah karboksilase yang bekerja pada adisi CO2 dan sintetase yang bekerja pada pembentukan senyawa baru. Untuk aktivitas biologis, beberapa enzim memerlukan gugus-gugus prostetik atau kofaktor. Kofaktor merupakan bagian nonprotein dari enzim tersebut yang dapat berupa gugus anorganik seperti Zn2+. Gugus prostetik organik disebut sebagai koenzim. Jika suatu organisme tidak dapat mensintesis suatu kofaktor yang diperlukan, maka kofaktor itu harus terdapat dalam makanan dalam jumlah kecil. Satuan-satuan aktif dari banyak kofaktor adalah vitamin. Enzim bekerja dengan cara menyesuaikan diri dengan di sekitar substrat (molekul yang akan dikerjakan) untuk membentuk kompleks enzim-substrat. Ikatan-ikatan substrat dapat menjadi tegang oleh gaya tarik antara substrat dan enzim. Ikatan tegang memiliki energi tinggi dan lebih mudah terpatahkan ; oleh karena itu, reaksi yang diinginkan berlangsung lebih mudah dan menghasilkan suatu kompleks enzime-produk. E + S E – S E – P E + P Enzim substrat kompleks kompleks enzim protein enzim-substrat enzim-produk
Kimia Organik 199 LATIHAN 1. Kelompokkan asam amino dibawah ini sebaga asam amino asam, basa, atau netral. 2. Bagaimana pembuatan asam amino isoleusina dari asam karboksilat ? 3. gambarkan ikatan peptida yang terbentuk antara alanin dan serina 4. Tuliskan contoh reaksi asilasi antara anhidrida asam asetat dengan valina ! 5. Tuliskan kombinasi gabungan tiga asam amino glisina, alanina dan fenilalanina dan gambarkan salah satu tripeptida yang terbentuk dalam rumus strukturnya. Petunjuk mengerjakan latihan 1. Asam amino asam bila rantai samping mengandung karboksilat, asam amino basa bila rantai samping mengandung amino, dan asam amino netral rantai samping tidak mengandung karboksil atau amino. Sehingga A, B, D dan F adalah asam amino netral, C asam amino basa, dan D asam amino asam. 2. Pembuatan asam amino dari asam karboksilat dapat dilakukan dengan menggunakan Br2, PBr3, dan NH3. Pada isoleusina asam karboksilat yang dapat digunakan adalah asam 3-metilpentanoat. Setelah direaksikan dengan Br2 dan PBr3 dalam air akan diperoleh asam 2-bromo-3-metilpentanoat, selanjutnya direaksikan dengan NH3 sehingga akan dihasilkan senyawa asam α-amino yaitu isoleusina. 3. Alanina dan serina akan membentuk ikatan peptida yang terbentuk antara karbonil dari alanina dengan amino dari serina. H2NHCC NHCHC O H3C OH O CH2OH 4. Reaksi asilasi adalah reaksi antara asam amino dengan halida asam atau anhidrida asam asetat dengan asam amino. Reaksi ini akan membentuk senyawa amida. Reaksi valina dengan anhidrida asam asetat akan menghasilkan N-asetilvalina dan asam asetat (lihat kembali ke bagian reaksi asam amino). 5. Tripeptida yang terbentuk antara glisina (gly), alanina (ala) dan fenilalanina (phe) dapat menghasilkan enam bentuk tripeptida yaitu : CH2CO2H NH2 N H CO2H CNHCH2CH2CH2CHCO2H NH H2N NH2 (A) (B) (C) HSCH2CHCO2H NH2 HO2CCH2CHCO2H NH2 H2NCCH2CH2CHCO2H NH2 O (D) (E) (F)
Kimia Organik 200 NH2CHC CH2 O NHCHC CH3 O NHCH2C O OH phe - ala - gly RINGKASAN 1. Asam amino adalah asam α-aminokarboksilat. Struktur asam amino mengandung gugus karboksil, amino, hidrogen, dan alkil (R). Variasi asam amino tergantung dari jenis gugus R nya. 2. Asam amino akan berikatan sehingga membentuk poliamida, ikatan yang terbentuk disebut dengan ikatan peptida. 3. asam amino mengandung gugus yang bersifat basa yaitu amino dan gugus bersifat asam yaitu karboksil dalam molekul yang sama. 4. Asam amino mempunyai titik leleh yang tinggi (di atas 200 0C), tidak larut dalam pelarut organik tetapi larut dalam pelarut polar. 5. Asam amino diklasifikasikan menurut fungsi biologisnya menjadi asam amino esensial dan asam amino nonesensial. Terdapat 10 asam amino esensial di antara 20 asam amino di alam. Asam amino esensial adalah asam amino yang terdapat dalam makanan yang tidak dapat disintesis dalam tubuh. 6. Asam amino yang mengandung rantai samping karboksil adalah asam amino asam, sedangkan asam amino yang mengandung rantai samping amino adalah asam amino basa, sisa dari kedua kelompok ini disebut sebagai asam amino netral. Salah satu cara sintesis asam amino adalah reaksi brominasi asam karboksilat dengan menggunakan Br2 dan PBr3 kemudian dilanjutkan dengan reaksi dengan NH3. 7. Asam amino bersifat amfoter karena suatu asam amino dapat bereaksi dengan asam ataupun dengan basa, masing-masing akan menghasilkan suatu kation atau suatu anion. Asam amino dapat mengalami reaksi asilasi dan reaksi dengan ninhidrin. 8. Peptida adalah penggabungan asam amino dengan ikatan peptida. 9. Protein adalah suatu polipeptida yang tersusun dari banyak asam amino. Jenis protein adalah protein struktural, protein globular, dan protein konjugasi. 10. Protein dapat mengalami kerusakan sehingga sifat fisik dan aktivitas biologinya dapat berubah yang disebut denaturasi protein. 11. Enzim adalah senyawa yang bertindak sebagai katalis dalam reaksi biologi.kelompok enzim adalah oksidoreduktase, Transferase, hidrolase, liase, isomerase, dan ligase.
Kimia Organik 201 TES 2 1. Sifat asam amino dipengaruhi oleh gugus …. A. Amino dan karbonil B. Amino dan karboksil C. Amino dan alkil D. Amino dan hidroksil 2. Manakah yang termasuk dalam kelompok asam amino esensial ? A. Alanina, arginina, asparagina B. Glutamina, glisina, leusina C. Histidina, leusina, lisina D. Asam glutamat, serina, prolina 3. Manakah diantara asam amino dibawah ini yang bila dilarutkan dalam air akan bersifat asam ? A. Asam glutamat B. Glutamin C. Leusina D. Lisina 4. Manakah diantara asam amino dibawah ini yang bila dilarutkan dalam air akan bersifat asam ? A. Asam glutamat B. Glutamin C. Leusina D. Lisina 5. Yang termasuk peptida adalah… A. Oksitosin B. Globulin C. Albumin D. Kolagen E. Prostaglandin 6. Peristiwa berikut bisa menyebabkan denaturasi protein, kecuali…. A. Putih telur yang dimasak sampai menjadi zat padat B. Penambahan zat pengoksidasi C. Radiasi D. Susu yang disimpan dalam kondisi dingin E. Penambahan asam kuat
Kimia Organik 202 7. Reaksi asilasi antara asetoil klorida dengan isoleusina akan menghasilkan senyawa dengan gugus …. A. Amida B. Amina C. Amino D. Asam karboksilat 8. Kelompok protein struktural yang bertugas membentuk kuku dan rambut adalah…. A. Albumin B. Elastin C. Keratin D. Kolagen 9. Enzim yang betugas untuk menghidrolisis gugus amida adalah …. A. Amilase B. Oksidase C. Lipase D. Protease 10. Ikatan peptida terbentuk antara dua asam amino melalui ikatan antara gugus…. A. Karboksil dengan amino B. Alkil dengan amino C. Alkil dengan karboksil D. Amino dengan karbonil
Kimia Organik 203 Topik 3 Lipida Lipida adalah senyawa penyusun jaringan tumbuhan dan hewan yang mempunyai struktur beragam. Contoh kelompok senyawa lipida adalah lemak, minya, lilin, beberapa vitamin dan hormon, dan komponen penyusun membran sel nonprotein. lipida dikelompokkan berdasarkan sifat fisisnya. Sifat fisis dari lipida tersebut adalah : 1. Tidak larut dalam air, tetapi larut dalam pelarut organik seperti dietil eter, benzena, dan kloroform. 2. Bila dihidrolisis akan menghasilkan asam karboksilat yang dikenal dengan asam lemak 3. Mempunyai fungsi dalam sistem metabolisme organisme 4. Lipida bukan merupakan polimer yang mempunyai satuan berulang. Lipida digolongkan kedalam tiga kelompok yaitu : 1. Lipida sederhana adalah ester dari asam lemak dengan alkohol, contohnya lemak dan lilin (waxes) 2. Lipida kompleks adalah ester asam lemak yang mempunyai gugus tambahan, contohnya fosfolipida 3. Turunan lipida adalah senyawa yang dihasilkan dari hidrolisis lipida misalnya asam lemak, gliserol, dan sterol. HO H H H kolesterol CH2O2C(CH2 )16CH3 CHO2C(CH2 )16CH3 CH2O2C(CH2 )16CH3 tristearin (gliseril tristearat) A. LILIN, LEMAK, DAN MINYAK Lilin adalah campuran ester asam karboksilat rantai panjang dengan alkohol rantai panjang. Rantai karboksilatnya umumnya memiliki jumlah karbon 16 sampai dengan 36, dan alkohol dengan rantai karbon 24 sampai dengan 36. Lemak dan minyak adalah kelompok trigliserida atau triasilgliserol, strukturnya saling berhubungan satu sama lain, tetapi terdapat perbedaan sifat fisik diantara keduanya. Trigliserida atau triasilgliserol adalah ester dari gliserol dengan tiga asam lemak. Lemak berbentuk padat dan minyak berbentuk cair dalam suhu kamar. Lemak banyak terdapat dalam hewan, sedangkan minyak dalam tumbuhan, sehingga dikenal dengan nama lemak
Kimia Organik 204 hewani dan minyak nabati. Lemak terdapat dalam jaringan adiposa dibawah kulit pada hewan, dan minyak nabati terdapat dalam kacang-kacangan, biji-bijian, buah-buahan, dan sayuran. Lemak disebut sebagai trigliserida karena dalam strukturnya terdiri dari satu molekul gliserol dan tiga molekul asam lemak, disebut juga dengan triasilgliserol. Asam lemak ini umumnya merupakan rantai hidrokarbon panjang dan tidak bercabang. Jika ketiga asam lemak penyusunnya sama disebut sebagai trigliserida sederhana sedangkan jika asam lemaknya berbeda disebut sebagai trigliserida campuran. Hidrolisis suatu lemak atau minyak akan menghasilkan asam lemak dan gliserol. CH2O C O R1 CH O C O R2 CH2O C O R3 + 3 H2O H + CH2OH CHOH CH2OH + R1COOH R2COOH R3COOH trigliserida gliserol asam lemak Penamaan untuk trigliserida, diawali dengan nama gliseril dan diikuti dengan nama asam lemaknya. Untuk asam lemak campuran maka penamaannya dimulai dari asam lemak pertama, kedua, dan ketiga. 1. Klasifikasi Asam Lemak Asam lemak penyusun trigliserida dapat dibedakan berdasarkan ikatan dalam rantai hidorkarbonnya, yaitu : 1. asam lemak jenuh apabila ikatan dalam rantai karbonnya berupa ikatan tunggal 2. asam lemak tidak jenuh apabila ikatannya dalam rantai karbon berupa mengandung ikatan rangkap.
Kimia Organik 205 Tabel 6.2 kelompok asam lemak Nama Asam lemak Struktur Rumus molekul Jenuh: Asam butirat CH3(CH2)2CO2H C3H7COOH Asam palmitat CH3(CH2)14CO2H C15H31COOH Asam stearat CH3(CH2)16CO2H C17H35COOH Tidak Jenuh : Asam palmitoleat CH3(CH2)5CH=CH(CH2)7CO2H C15H29COOH Asam oleat CH3(CH2)7CH=CH(CH2)7CO2H C17H33COOH Asam linoleat CH3(CH2)4CH=CHCH2CH=CH(CH2)7CO2H C17H31COOH Asam linolenat CH3CH2CH=CHCH2CH=CHCH2CH=CH(CH2)7CO2H C17H29COOH 2. Sifat-Sifat Asam Lemak Sifat-sifat lemak dapat diketahui sebagai berikut : 1. Lemak hewani pada suhu ruangan berupa zat padat, sedang minyak nabati berupa cairan. 2. Lemak dengan asam lemak jenuh mempunyai titik lebur tinggi, sedangkan minyak yang mengandung asam lemak tidak jenuh titik leburnya lebih rendah. 3. lemak dengan asam lemak rantai pendek dapat larut dalam air, sedangkan lemak dengan asam lemak rantai panjang tidak larut dalam air. 4. lemak dapat larut dalam pelarut organik seperti benzena, kloroform, dan alkohol panas. 5. Di udara lemak akan mengalami hidrolisis dengan melepaskan asam lemak bebas sehingga timbul bau yang tidak enak. 6. Oksidasi lemak akan menghasilkan warna dan rasa tidak enak (tengik). 3. Reaksi Kimia Lemak dan Minyak Lemak dan minyak dapat mengalami reaksi kimia, diantaranya adalah reaksi hidrolisis, penyabunan, hidrogenasi, dan oksidasi. 1. Reaksi hidrolisis Reaksi hidrolisis akan memecah lemak dan minyak menjadi asam lemak dan gliserol. CH2O2C(CH2 )16CH3 CHO2C(CH2 )16CH3 CH2O2C(CH2 )16CH3 + 3 H2O H + CH2OH CHOH CH2OH + gliserol 3 CH3 (CH2 )16CO2H Asam stearat tristearin (gliseriltristearat)
Kimia Organik 206 2. Reaksi penyabunan Reaksi antara lemak dengan basa akan menghasilkan sabun dan gliserol. reaksi ini disebut juga dengan reaksi saponifikasi CH2O2C(CH2 )16CH3 CHO2C(CH2 )16CH3 CH2O2C(CH2 )16CH3 + 3NaOH H2O CH2OH CHOH CH2OH + gliserol 3 CH3 (CH2 )16CO2 - Na+ narium stearat tristearin (gliseriltristearat) 3. Reaksi hidrogenasi Hidrogenasi adalah proses untuk mengubah minyak nabati cari menjadi padatan, proses ini dilakukan dalam proses pembuatan margarin. Proses ini juga bertujuan untuk menstabilkan minyak dari pengaruh reaksi oksidasi. 4. Reaksi oksidasi Oksidasi lemak dan minyak dapat terjadi apabila terjadi kontak dengan oksigen. Pada proses oksidasi ini akan menimbulkan bau dan rasa tidak enak (tengik). B. SABUN DAN DETERJEN Sabun adalah garam alkali dari asam-asam lemak. Sabun dapat diperoleh melalui reaksi saponifikasi antara lemak atau minyak dengan larutan alkali. Larutan alkali yang biasa digunakan adalah Natrium hidroksida (NaOH) dan Kalium hidroksida (KOH). CH2OCR CHOCR CH2OCR O O O NaOH H2O 3 RCO- Na+ O + CH2OH CHOH CH2OH trigliserida sabun gliserol Molekul sabun mengandung suatu rantai hidrokarbon panjang dengan ujung ion. Rantai hidrokarbon merupakan bagian yang bersifat hidrofobik yang akan berinteraksi dengan zat-zat nonpolar. Ujung ion akan bersifat hidrofilik dan akan larut dalam air. sabun akan mengemulsikan kotoran berminyak sehingga memudahkan untuk dibilas dan terpisah. Kerja sabun dengan cara bagian hidrofobik sabun (rantai hidrokarbon) akan berinteraksi dengan tetesan minyak, ujung ion sabun akan tertarik ke air, sehingga akan terjadi
Kimia Organik 207 pemisahan molekul minyak dengan air. kelemahan dari sabun adalah sabun akan mengendap dalam air sadah yaitu air yang mengandung Ca2+, Mg2+, Fe3+, dan lain-lain. Sabun termasuk dalam golongan surfaktan yaitu senyawa yang dapat menurunkan tegangan permukaan air. surfaktan adalah senyawa yang mengandung ujung hidrofobik dan hidorfilik. Agar efektif kerja surfaktan maka ujung hidrokarbon surfaktan harus mengandung 12 atom karbon atau lebih. Surfaktan dibedakan dalam tiga kelompok yaitu surfaktan anionik, kationik, dan netral. Sabun termasuk dalam kelompok surfaktak anionik. Surfaktan kationik adalah surfaktan yang mengandung gugus kation seperti amonium contohnya adalah benzalkonium klorida atau N-benzil amonium kuartener klorida. Surfaktan netral adalah surfaktan yang mengandung gugus non ion seperti karbohidrat yang dapat berikatan dengan air. Deterjen adalah kelompok surfaktan anionik seperti halnya sabun, tetapi deterjen dibuat secara sintetis. Contoh deterjen adalah garam dari sulfonat atau sulfat rantai panjang dari natrium. Deterjen sintetik ini bekerja seperti halnya sabun, tetapi kelebihannya deterjen sintetik tidak meninggalkan endapan pada air sadah. R S O O O - deterjen sintetik C. FOSFOLIPID Lilin, lemak, dan minyak adalah lipid yang mengandung gugus asam karboksilat, sedangkan fosfolipid adalah lipid adalah lipida yang mengandung gugus ester fosfat. Fosfolipid ditemukan dalam jaringan tanaman dan hewan yang menyusun 50 – 60 % membran sel. Fosfolipid dibedakan dalam dua kelompok besar yaitu gliserofosfolipid atau fosfoglisrida dan sfingomielin. Gliserofosfolipida adalah senyawa fosfolipida yang mengandung ester asam lemak pada dua gliserol dan satu ester fosfat pada posisi ketiga gliserol. asam lemak gliserofoslipida pada C1 biasanya berupa asam lemak jenuh dan pada C2 asam lemak tidak jenuh, sedangkan C3 mengandung gugus fosfat dengan yang terikat pada amino alkohol seperti kolin [HOCH2CH2N(CH3)3]_ contohnya adalah lesitin , etanolamin (HOCH2CH2NH2) contohnya sefalin, atau serin [HOCH2CH(NH2)CO2H]. C2 pada gliserofosfolipida merupakan karbon kiral dengan konfigurasi L atau R. lesitin dan sefalin adalah gliserofosfolipida yang banyak ditemukan dalam otak, sel syaraf dan hati hewan, ditemukan juga dalam telur, kecambah, gandum, kedelai dan makanan lainnya.
Kimia Organik 208 CH2OCR CHCOR CH2OPOCH2CH2NH+ (CH3 )3 O O O O - fosfatidilkolin (suatu lesitin) CH2OCR CHCOR CH2OPOCH2CH2NH3+ O O O O - fosfatidiletanolamin(suatu sefalin) CH2OCR CHCOR CH2OPOCH2CHNH3+ O O O O - fosfatidilserin CO2 - Kelompok kedua fosfolipida adalah sfingomielin, suatu ester fosfat bukan gliserol dengan alkohol alilik berantai panjang dengan suatu rantai samping amida. Sfingomelin banyak ditemukan dalam jaringan otak dan syaraf. sfingomielin D. PROSTAGLANDIN Prostaglandin adalah lipida dengan karbon 20 yang mengandung cincin siklopentana dengan dua rantai samping panjang. Senyawa ini disebut prostaglandin karena pada awalnya diisolasi oleh Sune Bergstrom dan Bengt Samuelsson dari kelenjar prostat dan banyak ditemukan dalam mani (semen). Tetapi ternyata senyawa ini banyak ditemukan dalam jumlah kecil di seluruh tubuh dan juga disintesis dalam paru-paru, hati, uterus, dan organ serta jaringan lain. Beberapa dosis dari prostaglandin dapat memberikan efek biologi seperti merangsang kontraksi uterin selama proses persalinan. Ketidakseimbangan prostaglandin dalam tubuh dapat menyebabkan gangguan saluran cerna seeperti mual dan diare, peradangan, nyeri, demam, kekacauan siklus menstruasi, asma, tukak lambung, tekanan
Kimia Organik 209 darah tinggi dan penggumpalan darah. Kerja prostaglandin dapat dihambat oleh aspirin (asam asetil salisilat) atau anti radang kortison, aspirin akan mendeaktivasi enzim siklooksigenase yang berperan dalam sintesis prostaglandin. Prostaglandin dapat disintesis dari asam arakhidonat : CO2H CO2H H H OH OH O PGE2 CO2H H H OH OH HO PGF2 asam arakhidonat PG berarti prostaglandin, E berarti alkohol keto, F berarti diol, angka 2 merujuk pada jumlah ikatan rangkap dan α berarti konfigurasi OH pada karbon 9. E. TERPENA Terpena adalah senyawa alam dengan komponen penyusun karbon dan hidrogen dengan perbandingan 5 : 8. Terpena mengandung gabungan senyawa isoprena dari kepala ke ekor, posisi kepala adalah posisi yang paling dekat dengan ujung metil. H3CC CHCH2 CH3 CH2CCH CH2 CH2 terpena ekor kepala atau Struktur seperti terpena yang mengandung unsur selain C dan H disebut dengan terpenoid. CH2OH terpenoid
Kimia Organik 210 Terpena atau terpenoid dikelompokkan berdasarkan jumlah karbon penyusunnya : Monoterpena merupakan penggabungan dua isoprena (C10), seskuiterpena penggabungan dari tiga satuan isprena (C15), diterpena penggabungan empat satuan isoprena (C20), triterpena merupakan penggabungan enam satuan isoprena (C30), dan tetraterpena penggabungan delapan satuan isoprena (C40). kamfor suatu monoterpenoid lanosterol suatu triterpenoid Golongan senyawa terpena ini banyak ditemukan dalam tanaman, seperti dalam minyak atsiri yang merupakan komponen minyak mudah menguap yang diisolasi dari tanaman. Contoh senyawa terpena yang diisolasi dari bunga mawar adalah geraniol, sitral dari minyak sereh, limonena dari buah jeruk, atau mentol dari tanaman mint. CH2OH geraniol CH O sitral (geranial) limonena OH mentol O kamfor Geraniol dan sitral termasuk dalam kelompok monoterpena asiklik. Limonena, mentol, kamfor termasuk dalam kelompok monoterpena siklik. LATIHAN 1. Gambarkan rumus struktur dari tripalmitin ! 2. Bagaimana reaksi antara tripalmitin dengan suatu basa kuat (NaOH) ? 3. Bagaimana mekanisme sabun dalam membersihkan kotoran pada baju ?
Kimia Organik 211 4. Apakah perbedaan lemak dan minyak dengan fosfolipid dalam hal strukturnya ? 5. Manakah satuan isoprena dari struktur berikut ini : OH mentol Petunjuk Mengerjakan Latihan 1. Struktur dari tripalmitin adalah suatu trigliserida yang tersusun atas tiga satuan asam palmitat. CH2O2C(CH2 )14CO2H CHO2C(CH2 )14CO2H CH2O2C(CH2 )14CO2H 2. Reaksi tripalmitin dengan NaOH merupakan reaksi penyabunan yang akan menghasilkan gliserol dan tiga molekul natrium palmitat CH2O2C(CH2 )14CO2H CHO2C(CH2 )14CO2H CH2O2C(CH2 )14CO2H 3 NaOH kalor CH2OH CHOH CH2OH + + 3 CH3 (CH2 )14CO2 - Na+ 3. Mekanisme sabun membersihkan kotoran adalah berdasarkan sifat sabun yang mempunyai ujung hidrofobik yaitu rantai hidrokarbon panjang dan hidrofilik berupa ujung ion. Bagian hidrofobik akan mnegikat kotoran sehingga sabun akan mengemulsikan kotoran yang akan dibuang dengan pembilasan. 4. Perbedaan lemak dan minyak dengan fosfolipida adalah berdasarkan strukturnya dalam ikatan dengan gliserol. lemak dan minyak adalah gliserol dengan tiga molekul asam lemak sedangkan fosfolipida adalah gliserol dengan molekul asam lemak dan molekul ester fosfat yang terikat pada karbon tiga. 5. Isoprena adalah satuan molekul yang mengandung lima karbon yang menyusun suatu terpena. Mentol adalah suatu monoterpena yang tersusun atas dua molekul isoprena. OH satuan isoprena
Kimia Organik 212 RINGKASAN 1. Lipida dikelompokkan berdasarkan sifat fisisnya. Lipida dikelompokkan dalam lipida sederhana, lipida komplek, dan turunan lipida. 2. Lemak dan minyak adalah kelompok trigliserida atau triasilgliserol yang merupakan ester dari gliserol dengan tiga asam lemak. 3. Hidrolisis suatu lemak atau minyak akan menghasilkan asam lemak dan gliserol. 4. Asam lemak penyusun lemak atau minyak dibedakan yaitu asam lemak jenuh apabila ikatan dalam rantai karbonnya berupa ikatan tunggal dan asam lemak tidak jenuh apabila ikatannya dalam rantai karbon berupa mengandung ikatan rangkap. 5. Lemak dan minyak dapat mengalami reaksi hidrolisis, penyabunan, hidrogenasi, dan oksidasi. 6. Sabun adalah garam alkali dari asam-asam lemak. Sabun dapat diperoleh melalui reaksi saponifikasi antara lemak atau minyak dengan larutan alkali. Molekul sabun mengandung suatu rantai hidrokarbon panjang dengan ujung ion, sehingga sabun mengandung gugus hidrofobik dan hidrofilik. Deterjen adalah kelompok surfaktan anionik seperti halnya sabun, tetapi deterjen dibuat secara sintetis. 7. fosfolipid adalah lipid adalah lipida yang mengandung gugus ester fosfat. Fosfolipid dibedakan dalam dua kelompok besar yaitu gliserofosfolipid atau fosfoglisrida dan sfingomielin. 8. Prostaglandin adalah lipida dengan karbon 20 yang mengandung cincin siklopentana dengan dua rantai samping panjang. prostaglandin dapat memberikan efek biologi seperti merangsang kontraksi uterin selama proses persalinan. 9. Terpena adalah senyawa alam dengan komponen penyusun karbon dan hidrogen dengan perbandingan 5 : 8. Komponen penyusun terpena adalah isoprena. Terpena dibedakan berdasarkan jumlah satuan isoprena penyusunnya yaitu monoterpena, seskuiterpena, diterpena, triterpena, dan tetraterpena. Terpena banyak ditemukan dalam tanaman misalnya dalam komponen minyak atsiri. TES 3 1. Pernyataan yang sesuai tentang lipida adalah …. I. lipida dikelompokkan berdasarkan sifat fisisnya II. Tidak larut dalam air, tetapi larut dalam pelarut organik III. merupakan polimer yang mempunyai satuan berulang IV. dapat dihidrolisis yang akan menghasilkan asam lemak A. I, II, dan III B. I, II, dan IV C. II, III, dan IV D. I, III, dan IV
Kimia Organik 213 2. Berikut ini yang termasuk dalam asam lemak tidak jenuh adalah…. A. asam sterat, asam oleat, asam linolenat B. asam oleat, asam linoleat, asam palmitat C. asam oleat, asam linoleat, asam palmitoleat D. asam palmitat, asam palmitoleat, asam linolenat 3. Manakah lipida yang mengandung ester fosfat dalam strukturnya ? A. Tristearin B. Tripalmitin C. Lesitin D. geranial 4. Manakah pernyataan yang benar tentang reaksi hidrolisis tristearin ? A. Hasil reaksinya berupa gliserol dan asam lemak B. Disebut juga reaksi saponifikasi C. Membutuhkan basa kuat D. Akan terbentuk senyawa garam 5. Proses pembuatan margarin adalah mengubah minyak nabati cair menjadi padatan, hal ini dapat dibuat dengan melibatkan reaksi …. A. Oksidasi B. Saponiifkasi C. Hidrolisis D. Hidrogenasi 6. Senyawa lipida yang ditemukan dalam tubuh manusia yang disintesis dari asam arakhidonat adalah …. A. Prostaglandin B. Lesitin C. Sefalin D. sitral 7. Kelompok terpenoid apakah senyawa berikut ini ? A. Monoterpenoid B. Sesquiterpenoid C. Diterpenoid D. Tetraterpenoid
Kimia Organik 214 8. Senyawa yang bila dihidrolisis akan menghasilkan asam lemak, asam fosfat, dan kolina adalah …. A. Sefalin B. Lesitin C. Tristearin D. Tripalmitin 9. Manakah asam lemak berikut yang titik leburnya paling rendah…. A. Asam stearat B. Asam oleat C. Asam linoleat D. Asam linolenat 10. Manakah asam lemak berikut ini yang kelarutannya lebih tinggi dalam air ? A. Asam butirat B. Asam palmitat C. Asam stearat D. Asam oleat
Kimia Organik 215 Petunjuk Jawaban Tes Tes 1 1. D, pernyataan No I salah karbohidrat bukan senyawa hidrat arang tetapi senyawa polihidroksi aldehid dan keton 2. C, disakarida tersusun dari dua molekul monosakarida, manosa dan galaktosa merupakan monosakarida 3. C, pentulosa, senyawa monosakarida dengan gugus keton, dengan jumlah karbon = 5 4. B, deret D dan L menurut enantiomer yang merupakan bayangan cermin satu sama lain. 5. B, piranosa karena mengandung cincin piran. 6. B, fruktosa merupakan polihidroksi keton 7. C, ikatan pada disakarida adalah 1,4’-α atau 1,4’-β 8. A, deret D berarti gugus CH2OH berada di atas bidang, gugus OH dikiri akan berada di atas dan gugus OH di kanan berada di bawah dan posisi β berarti gugus OH pada karbon 1 berada disebelah atas dalam proyeksi haworth 9. A, oksidasi dengan larutan Br2 akan mengoksidasi gugus aldehid menjadi karboksilat sehingga pada glukosa akan dihasilkan asam glukonat 10. D, larutan brom spesifik untuk aldosa Tes 2 1. B, gugus amino yang bersifat basa dan karboksil yang bersifat asam 2. C, histidina, leusina, dan lisina termasuk 3 dari 10 asam amino esensial 3. A, karena asam glutamat mengandung rantai samping gugus karboksil 4. D, lisina mengandung gugus amino yang bersifat basa 5. A, oksitosin termasuk peptida, globulin, albumin dan kolagen termasuk protein dan protaglandin turunan lipida 6. D, denaturasi disebabkan oleh perubahan temperatur tinggi, perubahan pH, radiasi, deterjen, zat pengoksidasi/pereduksi 7. A, reaksi asilasi akan menghasilkan senyawa amida 8. C, albumin adalah protein globular, elastin yang membentuk urat dan pembuluh darah, dan kolagen membentuk jaringan penyambung. 9. D, protease adalah kelompok enzim hidrolase yang bertugas menghidrolisis amida 10. A, ikatan peptida akan menghasilkan amida, merupakan ikatan antara gugus amino suatu asam amino dengan gugus karboksil asam amino lainnya.
Kimia Organik 216 Tes 3 1. B, lipida bukan polimer dengan satuan berulang, lipida mempunyai struktur yang beraneka ragam. ? 2. C, asam stearat dan asam palmitat termasuk asam lemak jenuh 3. C, lesitin adalah kelompok gliserofosfolipida yang strukturnya mengandung 2 ester asam lemak dan ester fosfat 4. A, hidrolisis trigliserida akan menghasilkan gliserol dan 3 asam lemak. 5. D, reaksi hidrogenasi adalah proses untuk mengubah minyak nabati cari menjadi padatan 6. A, lesitin dan sefalin adalah kelompok fosfolipida dan sitral adalah kelompok terpena 7. B, karena jumlah karbonnya 15 8. B, lesitin kelompok fosfolipid yang mengandung asam fosfat, asam lemak, dan kolina. 9. D, semakin banyak ikatan rangkapnya semakin rendah titik leburnya 10. A, semakin panjang rantai hidrokarbonnya semakin kurang larut.
Kimia Organik 217 Daftar Pustaka Fessenden, R.J., Fessenden, J.S, Alih Bahasa Pudjaatmaka, A.H, 1982, Kimia Organik Jilid 1, edisi ke-3 Jakarta : Erlanggan McMurry, J., 2007, Organic Chemistry,7th edition, California : Wadsworth Inc. Morrison, R.T, Boyd,R.N, 1992, Organic Chemistry, 7th edition, New Jersey : Prentice Hall Inc. Riawan, S, 1990, Kimia Organik, Jakarta : Binarupa Aksara