Organic Synthesis Natural Product

Natural Product Chemistry

Kimia bahan alam adalah ilmu pengetahuan yang mempelajari hakekat dari senyawa-senyawa kimia organik alami mikromelekul seperti terpenoid, flavonoid, dan alkaloid, dan makromolekul seperti protein, karbohidrat, DNA, dan RNA yang berasal dari kehidupan prebiotik atau tumbuhan, hewan, dan mikroorganisme, serta interkonversi, transformasi, sintesis, fungsi, dan aplikasi senyawa-senyawa tersebut dalam arti yang luas.

Oleh karena itu, kimia bahan alam adalah ilmu pengetahuan yang sangat penting. Kimia bahan alam berhubungan dengan molekul-molekul yang diciptakan oleh alam dan erat kaitannya dengan kehidupan. Sejarah pertumbuhan ilmu kimia bahan alam telah menunjukkan hal tersebut 

Ilmu kimia bahan alam berawal dari keingintahuan orang tentang bau, rasa, warna, penyembuhan penyakit, dsb. Perhatian orang tentang tumbuhan obat, keracunan makanan, dan bahaya lain telah ada sejak awal peradaban umat manusia. Ekstrak atau sari tumbuhan dan hewan yang beracun telah digunakan untuk berburu sejak beberapa ribu tahun yang lalu. Di Indonesia lateks dari tumbuhan upas Antiaris toxicaria telah lama digunakan sebagai racun anak panah. Begitu pula, selama berabad-bad, kulit kina Cinchona officinalis telah digunakan untuk penyakit malaria. Kegunaan traditional sumber hayati segera diikuti oleh isolasi senyawa bioaktif, seperti kuinin yang bersifat anti-malaria dari kulit kina, asam salisilat sebagai obat nyeri dari Gaultheria procumbens, diikuti oleh sintesis asam asetilsalisilat atau aspirin sebagai obat nyeri yang lebih baik. Selanjutnya, cara kerja aspirin sebagai obat antiinflamasi, karena menghambat biosintesis prostaglandin yang mempunyai berbagai macam bioaktivitas ditemukan pula pada cairan seminal manusia. Akhirnya struktur molekul prostaglandin dapat pula diungkapkan.

Pertumbuhan kimia bahan alam yang semula terfokus pada isolasi senyawa yang mudah diperoleh mengalami pertumbuhan yang pesat dalam aspek penetapan struktur, didorong oleh kemajuan dalam instrumentasi, dengan ditemukannya teknik-teknik pemisahan kromatografi dan teknik-teknik spektroskopi ultra violet (uv), infra merah (ir),resonansi magnet inti (nmr), massa (ms), dan kristalografi sinar-X, serta sintesis. Memasuki milenium ke-3 penentuan struktur dan sintesis seperti penisilin, striknin,klorofil, vitamin B12, hemoglobin, dll. Telah merupakan hal rutin. Pertumbuhan selanjutnya bergeser dan terfokus pula aspek-aspek struktur dan mekanisme interaksi ligan-reseptor biopolimer berlandaskan struktur molekul yang pasti dalam rangka memahami biosintesis dan bioaktivitas. Pengetahuan tentang struktur pada tingkat molekuler mencerminkan sifat-sifat dan fungsi, dan terungkapnya korelasi tersebut membuka tantangan baru untuk menjelaskan dan mensistesis sistem kimia yang kompleks. Jadi, pengetahuan kimia bahan alam yang sangat penting ini mewujudkan berbagai harapan dan kemungkinan baru.

Pada saat ini di Indonesia ilmu kimia bahan alam adalah salah satu bidang kimia terkuat. Banyak ilmuwan Indonesia sedang melakukan penelitian yang berhubungan dengan berbagai aspek struktur, bersama-sama dengan sejumlah ilmuwan yang berkecimpung dalam bidang sintesis dan bioorganik.

Suatu catatan penting dalam sejarah kimia bahan alam di Indonesia ialah dicetuskannya gagasan oleh Indonesia (1971) mengenai kerjasama regional untuk pengembangan kimia bahan alam di Asia Tenggara. Gagasan ini segera ditanggapi secara positif dan ditindaklanjuti oleh UNESCO melalui pertemuan Tokyo (1974) dan didirikannya Jalinan Regional Asia Tenggara untuk Kimia Bahan Alam pada tahun 1975. Hal ini diikuti oleh terbentuknya Jalinan Nasional Kimia Bahan Alam Indonesia pada tahun 1977. Peristiswa bersejarah lainnya ialah diselenggarakannya seminar kimia bahan alam pertama dan bertaraf regional di Bandung pada tahun 1981, diikuti oleh seminar-seminar berikutnya bertaraf nasional, regional, dan internasional yang diselenggrakan setiap tahunnya di berbagai tempat di Indonesia. Kegiatan ilmiah ini mencapai puncaknya dengan terselenggaranya “Sixth Asian Symposium on Medicinal Plants and Spices” di Bandung pada tahun 1989, dan seminar internasional mengenai tumbuhan hutan tropika di Bukittinggi (1992) dan di Padang (1996). Walaupun sejarah kimia bahan alam Indonesia masih singkat akan tetapi kimia bahan alam modern telah tumbuh, sementara pendidikan pascasarjana dan penelitian dalam bidang ini terus berkembang dengan pesat di berbagai universitas dan lembaga penelitian di Indonesia.

Berdasarkan pertimbangan ini, pada bulan Nopember 1999 telah diselenggarakan suatu pertemuan di Jakarta, dan pada pertemuan ini yang berlangsung dalam suasana penuh keakraban disepaktilah berdirinya Himpunan Kimia Bahan Alam Indonesia (The Indonesian Society of Natural Products Chemistry). Himpunan Kimia Bahan Alam Indonesia adalah suatu himpunan ilmiah yang pertama di Indonesia yang khusus mencurahkan perhatiannya kepada ilmu pengetahuan kimia sumber alam hayati. 

contoh dari sintesis natural product seperti berikut:

Synhtesis of Cortisone,a Natural Product

Kortison adalah glukokortikoid aktif karena kortison mengkonversikannya menjadi kortisol, dan telah populer karena penggunaannya telah banyak digunakan pada praktik dokter sehari-hari. Kortison tidak di sekresikan dalam jumlahbanyak pada kelenjar adrenal. Kortison disintesis di hati dan memasuki sirkulasi , kemudiaan kortison dengan cepat direduksi dan dikonjugasikan untuk membentuk tetrahidrokortison glukoronida yang tidak berikatan dengan protein, sehingga cepat di ekskresikan melalui urin.kortison juga dapat diartikan sebagai hormon steroid yang mempunyai nama kimia: 17-hydroxy-11dehydrocortisosterone.

Hormon ini dilepaskan oleh kelenjar adrenal sebagai respons terhadap . Kortison merupakan suatu produk akhir dari proses yang disebut sebagai steroidgenesis. Proses ini dimulai dengan dibentuknya Kolesterol dan akhirnya terbentuk hormon steroid. Salah satu hasil akhirnya adalah kortisol.Kortisol mempunyai keaktifan glukocortikoid yang lebih besar dari pada kortison. Kortison juga merupakan molekul inaktip dari hormon kortisol. Kortisol juga dikenal sebagai hydrokortison.

Kortison ini sebagai anti nyeri dalam tubuh manusia. dan dia sangat aktif jika kondisi badan sedang tidak setabil. kortison terbagi menjadi dua yaitu Endolfin yang berperan untuk menurunkan tegangan, sedangkan morfin berfungsi untuk mengurangi rasa sakit. oleh karena itu,. Banyak peneliti berupaya untuk mensintesis senyawa ini karena beberapa alasan, salah satunya adalah minimalnya kortison yang disintesis oleh tubuh dan adanya nyeri berkepanjangan. Salah satu fungsi dari kortison ini yaitu hormon ini akan menaikkan tekanan darah dan sebagai persiapan tubuh untuk melawan stres.Kortison akan menekan sistim kekebalan tubuh dan akan menekan reaksi peradangan sendi lutut, siku dan bahu, mengurang rasa nyeri dan pembengkakan pada tempat dimana ada luka. 

 Berikut ini adalah mekanisme sintesis kortison yang terdiri dari beberapa tahap :

Pada tahap ini, terjadi reaksi diels alder antara alkena dengan suatu diena membentuk senyawa siklik (cincin D).

Selanjutnya terjadi reaksi reduksi oleh LiAlH4 sehingga gugus keton berubah menjadi OH.

Pada tahap ini terjadi reaksi kondensasi aldol menggunakan reagen 1-pentena-3-on sehingga terbentuk siklik  (cincin B) dan selanjutnya terjadi reaksi  osimilasi dengan menggunakan OsO4 yang mengadisi ikatan rangkap pada alkena dan membentuk diol.

Pada tahap ini senyawa yang sudah dihasilkan direaksikan dengan gas H2 dengan katalis Paladium (Pd) yang berfungsi untuk mengadisi ikatan rangkap pada cincin C.

Pada tahap ini, ditambahkan aseton yang berfungsi untuk membentuk gugus pelindung ketoester yang berfungsi melindungi gugus OH pada cincin D agar tidak bereaksi dengan reagen yang ditambahkan.

Pada tahap ini, terjadi reaksi kondensasi aldol dengan menggunakan reagen 1-butena-3-on sehingga terbentuk siklik (cincin A), Selanjutnya pada tahap ini, senyawa yang dihasilkan dioksidasi membentuk asam karboksilat (pada cincin A), dan senyawa yang dihasilkan direduksi membentuk alkohol (pada cincin A),yang selanjutnya alkohol yang terbentuk akan terdelokalisasi ke cincin.

Pada tahap ini, ditambahkan reagen HCl/MeOH yang berfungsi melepaskan gugus pelindung ketoester sehingga membentuk gugus pelindung awal (OH), yang selanjutnya terjadi delokalisasi, selanjutnya senyawa yang dihasilkan dioksidasi untuk mengubah OH menjadi keton dan menyebabkan karbon pada cincin D menjadi suatu karbokation, yang selanjutnya akan direaksikan dengan H2O sehingga OH menyerang karbokation pada cincin D sehingga terbentuk lah senyawa kortison yang diinginkan.

Sumber :

https://www.scribd.com/doc/45443761/Kortison

http://www.kerjanya.net/faq/4846-kortison.html