kelompok nikotin

Pengaruh Nikotin Tembakau Sebagai Pestisida Alami untuk Pengendalian Helopeltis antonii

a.   Kandungan Kimia Tembakau

 Nikotin termasuk dalam golongan alkaloid yang terdapat dalam family Solanaceae. Nikotin dalam jumlah banyak terdapat pada tanaman tembakau,sedang dalam jumlah kecil terdapat pada tomat, kentang dan terung. Nikotin, bersama kokain dapat pula ditemukan pada daun tanaman koka. Kadar nikotin berkisar antara 0,6 -3,0% dari berat kering tembakau, dimana proses biosintesisnya terjadi di akar dan terakumulasi pada daun tembakau. Nikotinterjadi dari biosintesis unsur N pada akar dan terakumulasi pada daun. Fungsi nikotin adalah sebagai bahan kimia antiherbivora dan adanya neurotoxin yang sangat sensitif bagi serangga, sehingga nicotine digunakansebagai insektisida pada masa lalu (Purbosayekti, 2008). 

Nikotin (β-pyridil-α-N-methyl pyrrolidine) merupakan senyawa organik spesifik yang terkandung dalam daun tembakau. Apabila dihisap senyawa ini akan menimbulkan rangsangan psikologis bagi perokok dan membuatnya menjadi ketagihan. Selama ini yang terjadi adalah tembakau mutu tinggi pada umumnya mengandung nikotin dan senyawa aromatisnya tinggi. Faktor lingkungan yang berpengaruh terhadap kadar nikotin antara lain tipe tanah, ketinggian tempat,kerapatan populasi tanaman, dosis pupuk dan jenis lahan. Tembakau yangditanam pada tanah berat berkadar nikotin lebih rendah dibanding yang ditanam ditanah lempung. Kadar nikotin tembakau cenderung meningkat bila ditanam didaerah yang lebih tinggi. Semakin banyak populasi tanaman per hektar kadar nikotin semakin rendah, dan semakin tinggi dosis pemupukan nitrogen kadar nikotin semakin tinggi. Nikotin merupkan salah satu senyawa yang yang dapatdigunakan sebagai pestisida nabati, sebagai, contoh : nikotin tembakau digunakan untuk mengendalikan Helopeltisantonii, gambar  dibawah merupakan bentuk  rumus senyawa kimia nikotin:

B.      Helopeltis antonii Signoret (Hemiptera; Miridae)

Helopeltis antonii Signoret (Hemiptera; Miridae) merupakan salah satu serangga hama teh yang masih sering menimbulkan kerugian karena di tempat tertentu (daerah endemik) sewaktu-waktu populasinya dapat meningkat sampai lebih dari 8 ekor/2m2(tingkat ledakan atauoutbreak ).

Masalah penyebab peningkatan populasi serangga ini dapat dikembalikan pada perubahan faktor lingkungan alami seperti iklim, habitat, kandungan hara tanah ataupun musuh alami. Di samping itu terdapat jugakemungkinan bahwa usaha pengendalian serangga ini di daerah endemik justrumenjadi kemungkinan terjadinya peningkatan populasi (Sugiono, 2007)

Serangan hama dan penyakit pada tanaman budidaya merupakan salahsatu faktor penting yang dapat mengurangi hasil pertanian. Selama ini, petanisangat tergantung kepada pestisida kimia untuk mengendalikan hama dan penyakit tersebut, padahal penggunaan pestisida yang berlebihan, tidak saja akanmeningkatkan biaya produksi, tetapi juga berdampak buruk bagi kesehatan petani,konsumen maupun keseimbangan hayati sekitarnya. Beberapa pengaruh negatif yang akan timbul akibat penggunaan pestisida kimia sintetis adalah:

1.  Hama menjadi resisten (kebal).

2.        Peledakan hama akibat tidak efektifnya pemakaian pestisida.

3.        Penumpukan residu yang dapat membahayakan. petani/pengguna dankonsumen.

4.        Ikut terbunuhnya musuh alami.

5.        Terjadinya polusi lingkungan.

6.        Perubahan status hama dari hama minor menjadi hama utama(Zaka,2006).

Salah satu alternatif yang terbaik dari pemecahan permasalah ini adalah dengan penggunaan pestisida alami. Alam sebenarnya telah menyediakan bahan- bahan alami yang dapat dimanfaatkan untuk menanggulangi serangan hama dan penyakit tanaman. Memang ada kelebihan dan kekurangannya. Kira-kira ini kelebihan dan kekurangan pestisida nabati.

Kelebihan:

1.      Degradasi/penguraian yang cepat oleh sinar matahari.

2.        Memiliki pengaruh yang cepat, yaitu menghentikan napsu makan seranggawalaupun jarang menyebabkan kematian

3.        Toksisitasnya umumnya rendah terhadap hewan dan relative lebih aman pada manusia dan lingkungan

4.        Memiliki spectrum pengendalian yang luas (racun lambung dan syaraf)dan bersifat selektif 

5.        Dapat diandalkan untuk mengatasi OPT yang telah kebal pada pestisidakimia

6.        Phitotoksitas rendah, yaitu tidak meracuni dan merusak tanaman

7.        Murah dan mudah dibuat oleh petani

Kelemahannya:

1.       Cepat terurai dan daya kerjanya relatif lambat sehingga aplikasinya haruslebih sering

2.        Daya racunnya rendah (tidak langsung mematikan bagi serangga)

3.        Produksinya belum dapat dilakukan dalam jumlah besar yaitu menolak kehadiran serangga. Misal: dengan bau yangmenyengat .Antifidan, mencegah serangga memakan tanaman yang telah disemprot, Merusak perkembangan telur, larva, dan pupa,Menghambat reproduksi serangga betina, Racun syaraf, Mengacaukan sistem hormone di dalam tubuh serangga, Atraktan, pemikat kehadiran serangga yang dapat dipakai pada perangkap serangga,Mengendalikan pertumbuhan jamur/bakteri (Syamsudin, 2008)

UJIAN MID KIMIA BAHAN ALAM

Ujian Mid Semester

Matakuliah              : Kimia Bahan Alam
Kredit                       : 2 SKS
Dosen                        : Dr. Syamsurizal, M.Si
Hari/Tanggal            : Sabtu, 24 november 2012
Waktu                       : 15.30 sd 09.00 pagi ( 26 november 2012 )


Jawaban anda di posting diblog masing – masing. Ujian ini open book. Bilamana ditemukan anda mencontek jawaban teman anda maka anda dipastikan GAGAL dari mata kuliah ini.

1.     Kemukakan gagasan anda bagaimana cara mengubah suatu senyawa bahan alam yang tidak punya potensi ( tidak aktif ) dapat dibuat menjadi senyawa unggul yang memiliki potensi aktifitas biologis tinggi. Berikan dengan contoh.

Jawab :

Potensi aktifitas biologis suatu senyawa bahan alam ditentukan oleh kereaktifan struktur atau gugus fungsinya.  Senyawa bahan alam  dapat dimodifikasi strukturnya, yaitu dengan reaksi hidroksilasi, metoksilasi, alkilasi, dan glikosilasi. Salah satunya bahan alam yakni antosianin yang merupakan salah satu senyawa dari flavonoid. Antosianin lebih reaktif(aktifitas tinggi) dibandingkan dengan chalcon. Melalui reaksi substitusi akan terbentuk ikatan rangkap terkonjugasi, dimana  ikatan rangkap terkonjugasi diman adapat menangkap radikal bebas sehingga dapat berfungsi sebagai antioksidan.

2.     Jelaskan bagaimana idenya suatu senyawa bahan alam yang memiliki potensi biologis tinggi dan prospektif untuk kemaslahatan makhluk hidup dapat disintesis di laboratorium

Jawab :

Senyawa bahan alam banyak yang memiliki potensi biologis yang cukup tinggi, yang dapat berguna bagi kesehatan masyarakat. Salah satunya yaitu senyawa flavonoid yang dapat berfungsi sebagai antioksidan, salah satunya antosianin. Senyawa flavonoid dapt diperoleh melalui proses sintesis/isolasi dari bermacam sumber seperti misalnya tumbuhan. Senyawa bahan alam (flavonid) dapat disintesis di laboratorium, dengan  terlebih adahulu di isolasi, setelah di peroleh senyawa flavonoid, kita dapat membuat/sintesis antosianin dengan melakukan modifikasi senyawa flabvonoid yang kita peroleh dengan mereaksikan nya dengan suatu pereaksi yang coco dnan antosianin.

3.    Jelaskan kaidah-kaidah pokok dalam memilih pelarut untuk isolasi dan purifikasi suatu senyawa bahan alam. Berikan dengan contoh untuk 4 golongan senyawa bahan alam : Terpenoid, alkaloid, Flavonoid, dan Steroid.

Jawab :

Kaidah dalam memiljh pelarut untuk isolasi dan purifikasi suatu senyawa bahan alam :

1.      Kepolaran pelarut harus sesuai/cocok dengan sifat kepolaran dari senyawa yang akan di isolasi

2.      Perbedaan antara titik didih pelerut harus cukup jauh berbeda dari titik didih senyawa.

3.      Untuk skala penelitian mahasiswa, harga pelarut turtut menjadi pertimbangan, jadi harga pelarut cukup terjangkau.

4.      Pelarut tidak mudah bereaksi dengan zat yang  terlarut melalui cara apapun.

Isolasi senyawa lavonoid menggunakan pelarut klorofom, etil asetat, alcohol (pelarut yang bersifat non polar)

Isolasi senyawa alkaloid menggunakan pelarut petroleum eter.

Isolasi senyawa terpenoid menggunakan pelarut yang bersifat semi polar.

Isolasi senyawa steroid(kolesterol) menggunakan pelarut eter,klorofom.

4.    Jelaskan dasar titik tolak penentuan struktur suatu senyawa organik. Bila senyawa bahan alam tersebuat adalah kafein misalnya. Kemukakan gagasan anda hal – hal pokok apa saja yang di perlukan untuk menentukan strukturnya secara keseluruhan.

Jawab:

Salah satu cara untuk menentukan struktur suatu senyawa yakni dengan menggunakan Spektrofotometri inframerah. Dimana spektofotometri inframerah untuk identifikasi suatu senyawa melalui gugus fungsinya daerah dengan bilangan gelombang 1400 – 4000 cm^-1 yang berada dibagian kiri spektrum IR, merupakan daerah yang khusus berguna untuk identifikasi gugus-gugus fungsional, yang merupakan absorbsi dari vibrasi ulur. Selanjutnya daerah yang berada disebelah kanan bilangan  gelombang 1400 cm^-1 sering kali sangat rumit karena pada daerah ini terjadi absorbsi dari vibrasi ulur dan vibrasi tekuk, namun setiap senyawa organik memiliki absorbsi yang kharakteristik pada daerah ini. Oleh karena itu bagian spektrum  ini disebut daerah sidikjari (fingerprint region). Saat ini ada dua macam instrumen yaitu spektroskopi IR dan FTIR (Furier Transformation Infra Red). FTIR lebih sensitif dan akurat misalkan dapat membedakan bentuk cis dan trans, ikatan rangkap terkonyugasi dan terisolasi dan lain-lain yang dalam spektrofotometer IR tidak dapat dibedakan.

Daerah Gugus Fungsi dan Sidik Jari

     Selanjutnya juga dapat diketahui daerah-daerah vibrasi dari masing-masing ikatan yang dimiliki oleh senyawa organik dapat dilihat pada Gambar. dibawah ini.

     Dalam menginterpretasi suatu spektrum IR senyawa hasil isolasi/sintesis, fokus perhatian dipusatkan kepada gugus fungsional utama seperti karbonil (C=O), hidroksil (O-H), nitril (C-N) dan lain-lain. Serapan C-C tunggal dan C-H sp³ tidak perlu terlalu dipusingkan karena hampir semua senyawa organik mempunyai serapan pada daerah tersebut.

Dalam menentukan struktur kafein melalui spektrofotometri inframerah sampel diletakkan di atas piring natrium klorida. Tutup pelat sampel dengan lempeng natrium klorida lainnya. tunggu sampai sampel telah kering ke piring natrium klorida pertama. Tempatkan sampel di jalur sensor untuk memindai itu.Scan sampel menggunakan program khusus komputer.

tepenoid-monoterpenoid-sitronelal

MONOTERPENOID

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

Struktur dari senyawa mono terpenoid yang telah dikenal merupakan perbedaan dari 38 jenis kerangka yang berbeda, sedangkan prinsip dasar penyusunannya tetap sebagai penggabungan kepala dan ekor dari 2 unit isopren. struktur monoterpenoid dapat berupa rantai terbuka dan tertutup atau siklik. senyawa monoterpenoid banyak dimanfaatkan sebagai antiseptik, ekspektoran, spasmolotik dan sedatif. Disamping itu monoterpenoid yang sudah dikenal banyak dimanfaatkan sebagai bahan pemberi aroma makan dan parfum dan ini merupakan senyawa komersial yang banyak diperdagangkan. Dari segi biogenetik, perubahan geraniol nerol dan linalol dari yang satu menjadi yang lain berlangsung sebagai akibat reaksi isomerisasi. Ketiga alkohol ini, yang berasal dari hidrolisa geranil pirofosfat (GPP) dapat menjadi reaksi-reaksi sekunder, misalnya dehidrasi menghasilkan mirsen, oksidasi menjadi sitral dan oksidasi-reduksi menghasilkan sitronelal. Perubahan GPP in vivo menjadi senyawa-senyawa monoterpen siklik dari segi biogenetik disebabkan oleh reaksi siklisasi yang diikuti oleh reaksi-reaksi sekunder.

Seperti senyawa organik bahan alam lainnya, mono terpenoida mempunyai kerangka karbon yang banyak variasinya. Oleh karena itu penetapan struktur merupakan salah satu bagian yang penting.

Penetapan struktur monoterpenoida mengikuti suatu sistematika tertentu yang dimulai dengan penetapan jenis kerangka karbon. Jenis kerangka karbon Suatu monoterpen monosiklik antara lain dapat ditetapkan oleh rekasi dehidrogenasi menjasi suatu senyawa aromatik (aromatisasi). Penetapan struktur selanjutnya ialah menetukan letak atau posisi gugus fungsi dari senyawa yang bersangkutan didalam kerangka karbon tersebut. Posisi gugus fungsi dapat diketahui berdasarkan penguraian oksidatif. Cara lain adalah mengubah senyawa yang bersangkutan oleh reaksi-reaksi tertentu menjadi senyawa lain yang telah diketahui strukturnya. Dengan kata lain, saling mengaitkan gugus fungsi senyawa yang bersangkutan dengan gugus fungsi senyawa lain yang mempunyai kerangka karbon yang sama. Pembuktian struktur suatu senyawa akhirnya didukung oleh sintesa senyawa yang bersangkutan dari suatu senyawa yang diketahui strukturnya.

Contoh Senyawa Terpenoid

Monoterpenoid Asiklik

Biosynthetically, pirofosfat isopentenil dan pirofosfat dimethylallyl digabungkan untuk membentuk geranyl pirofosfat.

Geranyl pirofosfat

Monoterpenoid Monosiklik

Selain lampiran linier, unit isoprena dapat membuat koneksi untuk membentuk cincin.Ukuran cincin yang paling umum dalam monoterpen adalah cincin beranggota enam.Sebuah contoh klasik adalah siklisasi pirofosfat geranyl untuk membentuk limonene.

Monoterpenoid Bisiklik

Pirofosfat Geranyl juga dapat mengalami reaksi siklisasi dua berurutan untuk membentukmonoterpen bisiklik, seperti pinene yang merupakan konstituen utama dari getah pinus.