techniques of isolation

ISOLATION

Isolasi senyawa kimia dari bahan alam adalah suatu usaha bagaimana caranya memisahkan senyawa yang bercampur sehingga kita dapat menghasilkan senyawa tunggal yang murni.

Misalnya: dari tumbuhan (DAUN, BUAH, BUNGA, KULIT BATANG, KULIT AKAR)

Biasanya: targetnya adalah senyawa metabolit sekunder, karena senyawa metabolit sekunder diyakini dan telah terbukti dapat memberikan manfaat bagi kehidupan manusia

Misal:Anda menemukan ataupun mendapatkan informasi bahwa sebuah tumbuhan telah digunakan dalam pengobatan suatu penyakit tertentu.Tentu saja tumbuhan tersebut bisa memberikan efek karena ada sesuatu yang dikandungnya.Bagaimana cara kita mengetahui jenis senyawa yang terkandung dalam tumbuhan yang memberikan efek farmakologis itu?Salah satu caranya adalah dengan mengisolasi senyawa kimia yang terdapat dalam tumbuhan itu dan kemudian menguji aktivitas farmakologisnya.

Apakah semua senyawa yang terdapat dalam tumbuhan itu dapat diisolasi?

Jawabnya: tidak mungkin. Karena senyawa yang terdapat dalam tumbuhan itu sangat banyak (ratusan atau jutaan)Biasanya yang memberikan efek farmakologis itu adalah senyawa yang persentasenya didalam tumbuhan itu besar, dan biasanya juga memang senyawa ini yang mudah diisolasi.

1. Melakukan ekstraksi dengan menggunakan pelarut organik (biasanya)

2. Melakukan fraksinasi dengan berbagai metode, antara lain menggunakan metode partisi, kromatografi kolom, kromatografi planar, kromatografi radial, HPLC dll.

3. Elusidasi struktur senyawa yang telah diisolasi dengan menggunakan berbagai metoda spektroskopi seperti Ultraviolet, Inframerah, spektum massa dan NMR

4. Uji aktivitas farmakologis senyawa yang telah diisolasi itu

LANGKAH-LANGKAH/ GARIS-GARIS BESAR YANG DILAKUKAN DALAM PENELITIAN/ ISOLASI SENYAWA ORGANIK BAHAN ALAM

LANGKAH-LANGKAH/ GARIS-GARIS BESAR YANG DILAKUKAN DALAM PENELITIAN/ ISOLASI SENYAWA ORGANIK BAHAN ALAM

Ekstraksi adalah proses pengambilan komponen dari sampel/bahan atau campuran dengan menggunakan pelarut seperti alkohol, eter, aseton dan sebagainya bahkan juga air. Komponen itu harus larut dalam pelarut tersebut.

Metode ekstraksi yang dipilih untuk mendapatkan senyawa bahan alam tergantung kepada jenis sampel tumbuhan dan jenis senyawa yang ada.Terutama tergantung pada keadaan fisik senyawa tersebut.Misalnya senyawa berupa cairan yang mudah menguap.

Metode ekstraksi

Ada beberapa metode ekstraksi senyawa bahan alam yang umum digunakan:

2. Percolation

1. Maceration (perendaman)

4. Steam Distillation

3. Soxhletation

Metode maserasi digunakan terutama jika kadar senyawa metabolit sekunder yang ada dalam sampel cukup tinggi dan adanya suatu pelarut yang dapat melarutkannya tanpa pemanasan

1. Maceration (perendaman)

Setelah direndam kemudian disaring dan filtratnya diuapkan dengan alat rotary evaporator sampai diperoleh ekstrak kental

Biasanya cara ini digunakan untuk senyawa yang tidak tahan panas dan membutuhkan waktu yang cukup lama

1 x 24 jam

Kapan maserasi dihentikan? Ekstrak kental

Metode perkolasi menggunakan suatu pelarut yang dilewatkan secara perlahan (tetes demi tetes) kepada sampel.

2. Percolation

Pelarut yang digunakan pelarut yang tidak mudah menguap, tetapi melarutkan senyawa organik yang terkandung dalam bahan alam tersebut cukup besar

Filtrat yang diperoleh kemudian diuapkan pelarutnya menggunakan alat rotary evaporator

sampel

kapas

Ekstrak kental

Pelarut diteteskan

Kapan maserasi dihentikan?

Metode sokletasi mempunyai keunggulan dari metode lainnya, karena metode ini penyarian dapat dilakukan berulang-ulang dan pelarut yang digunakan tidak banyak

3. Soxletation

Prinsipnya yaitu menggunakan suatu pelarut yang mudah menguap secara berulang-ulang dan dapat melarutkan senyawa organik yang terdapat pada sampel.

Sokhletasi merupakan teknik ekstraksi yang digunakan terhadap sampel padat yang senyawa kimianya tahan panas.

air keluar

air masuk

Kapan sokhletasi dihentikan?

Ada dua teknik pengerjaan dalam metode distilasi uap:

4. Steam Distillation

Distilasi uap digunakan untuk senyawa yang dapat menguap bersama uap air.

a. Uap air dihasilkan tersendiri, terpisah dari sampel bahan alamb. Sampel bahan alam langsung ditambahkan air dan

dipanaskan

Senyawa: minyak atsiri

steam

air keluarair masuk

a. Uap air dihasilkan tersendiri

Industrial Scale

air masuk

air keluar

b. Sampel langsung ditambahkan air

Massa jenis minyak atsiri > air

air masuk

air keluar

Massa jenis minyak atsiri < air

Metode Fraksinasi

1. Ekstraksi Pelarut2. Kromatografi kolom3. Kromatografi lapis tipis preparatif4. Kromatotron5. High Performance Liquid Chromatography (HPLC)

Ada beberapa metode fraksinasi, antara lain

1. Ekstraksi Pelarut

Corong pisah

Ekstrak kental (g) dicampurkan dengan air (mL), dan diaduk. Kemudian masukkan kedalam corong pisah dan tambahkan pelarut organik (mL) yang tidak bercampur dengan air. Pelarut yang digunakan mulai dari yang non polar ke yang polar.Biasanya pelarut yang digunakan adalah: heksana, etil asetat, 1-butanol atau juga boleh menggunakan pelarut lainnya. Kemudian setiap fraksi diuapkan pelarutnya

diaduk

Water (mL) + extract (g)

Organic solvent (mL) that is not soluble with water

Diambil

Terhadap fraksi-fraksi yang diperoleh dari ekstraksi pelarut ini dapat dilakukan:

1. Analisis KLT2. Kromatografi kolom3. KLT preparatif4. Kristalisasi/ Rekristalisasi5. Dan lainnya

Tergantung tujuan atau hasil analisis KLT ?

Masing-masing metode ini sangat erat kaitannya dalam mengisolasi senyawa organik bahan alam

Adsorbent (silika gel)

kapas

2. Column Chromatography

Cara membuat kolom: ?

Sistem eluen:1.Isokratik2.Step Gradient Polarity (SGP)

THIN LAYER CHROMATOGRAPHY (KLT)

Preparative Thin Layer Chromatography

Cara: ?

Kapan digunakan ?

Batas eluen)

Sampel

3. Chromatotrone

4. High Performance Liquid Chromatography

Crystallization and Recrystallization

Crystallization is one of the important method for the purification of the reaction product. The method consist of heating the crude product with suitable solvent (substance sparingly soluble in the solvent in cold and highly soluble on warming) and the filtered hot to remove any insoluble material. Upon cooling the substance generally in pure form crystallises out

Contoh 1: Skema kerja isolasi senyawa organik bahan alamSampel (Kg)

Maceration (Metanol)dan disaring

Filtrate

Ekstrak kental (g)

Diuapkan (rotavapor)

Fraksinasi (ekstraksi pelarut)Heksana, Etil asetat, 1-butanol

Fraksi heksana Fraksi EA Fraksi 1-butanol Fraksi sisa (air)

Diuapkan (rotavapor)

Fr. kental E (g)

KLT, Krom. Kolom dll

Uji bioaktifitas

Uji bioaktifitas

Fr. kental A (g)Fr. kental H (g) Fr. kental B (g)

Contoh 2: Skema kerja isolasi senyawa organik bahan alamSampel (Kg)

Maceration (Metanol)dan disaring

Filtrate

Ekstrak kental (g)

Diuapkan (rotavapor)

Fraksinasi (krom. kolom)Isokratik atau SGP

Fraksi 1 Fraksi 2 Fraksi 3 Fraksi 4

KLT untuk menentukan fraksi yang sama

Fraksi gab.

Krom. Kolom atau kristalisasi, dll

dst

Fraksi gab. Fraksi gab.

10 atau

20, dll mL

Uji bioaktifitas

Uji bioaktifitas