TERPENOID

TERPENOIDTERPENOIDmelimpah dalam tanaman tinggi. Jamur, melimpah dalam tanaman tinggi. Jamur, serangga, organisme laut juga serangga, organisme laut juga memproduksi terpenoid.memproduksi terpenoid.

Kegunaan bagi tanaman :Kegunaan bagi tanaman :Phytoalexin, insect repellants, pollination Phytoalexin, insect repellants, pollination attractants, attractants, bahan pertahanan thd bahan pertahanan thd herbivore, pheromone, hormone tanaman herbivore, pheromone, hormone tanaman & signal molekul.& signal molekul.

Terpenoid :• Senyawa alami dengan struktur

terdiri dari unit isoprene

• Aturan kondensasi Head to tailProduk kondensasi golongan senyawa terpenoid??

• Jalur biosintesis ??

SKEMA BIOSINTESIS3 acetyl-CoA (3R)Mevalonic acid 5-Phyrophosphomevalonic acid

ADP+Pi

ATP

CO2

Isopentanylphyrohosphat(IPP)

3,3-Dimethilallylpyrophosphat Meroterpenoids(Ergoline Alkaloid)

Monoterpenoid Geranylpyrophosphat Meroterpenoid (ex.Cannabinoid)

Farnesylpyrophosphat Terpenoid &Steroids

Geranylgeranylpyrophosphat Tetraterpenoid &Carotenoid

Diterpenoid

Sesquiterpenoid

Polyterpenoids dan Meroterpenoid(ex.Rubber) (ex. Vitamin K)

2x

2x

(IPP)nPPi

(IPP)n

(IPP)n

(IPP)n

PPi

PPi

PPi

Skema umum biosintesis Terpenoid

Contoh :

CH2

C

CH3

H2CCH3

CH2OH

Geraniol

COOH

Asam abitat(trisiklik diterpenoid)

HOLanosterol

Monoterpenoid• mudah menguap dg bau yg khas• Kegunaan :

industri parfum & makanan sbg flavor. Monoterpenoid alami dlm bentuk murni :• aktif secara optis aktif• dalam bentuk kedua enantiomernya dalam satu

tanaman atau dalam tanaman yang berbeda• Sebagian besar monoterpen optis aktif, bentuk-bentuk

enantiomernya dapat diisolasi dari sumber yang berbeda.

– (+) carvon dalam Carum carvi, Apiaceae– (-) carvon dalam spearmint Mentha spicata (Labiatae)Perbedaan jenis enantiomer dapat memberikan respon

yang berbeda.– (+) limonen orange, sedangkan (-) limonen

lemon– (+) carvon caraway, sedang (-) carvon mint

Bentuk KerangkaStruktur monoterpenoid 35 jenis kerangkaberbeda, meliputi :• asiklik : myrcane (citronellal, linalool),

Geranilane (geranial)

H

CHO

CH3H3C

CH3

(+)Citronelol

OH

CH2

CH3H3C

CH3

(+)Linalool

CHO

CH3H3C

CH3

Geranial

• monosiklik : menthane (menthol, thymol)CH3

CH3H3C

OH

MentholTimol

CH3

H3C CH3

OH

• bisiklik : bornane

CH3

O

H3C CH3

(+) Champor

CH3H3C

CH3H

OHBorneeol

carane pinane

H3CH3C

CH3 CH3

CH3

CH3

O

Carene Fenchone

CH3

CH3H3C

H3C CH3

O

CH3

pinen

Thujone

MENTOL• Diisolasi dr minyak mint (peppermint) atau

secara sintetik. • Mentol alam : levorotasi (-), produk

sintetik : rasemispreparasi Mentol :• Produk Alami

dari m. peppermint jepang (destilasi daun & pucuk berbunga Mentha arvensis var piperascens) dg pendinginan (-22˚C) mentol mengkristal saring dan direkristalisasi.

Mentol sintetik :• dari hidrogenasi timol• reduksi katalitik pinen

CH3

CH3H3C

OH

Menthol

CH3

CH3H3C

OH

Timol

O

Menthofuran

Kegunaan mentol :• Penggunaan 0,1 – 1% pada kulit

dilatasi pembuluh darah rasa dingin diikuti depresi reseptor rasa pada kulit antipruritikKonsentrasi 1 – 16% counter irritant

• Mentol dikombinasi dg kamfer dan minyak eucalyptus dlm salep, obat batuk, spray & inhaler nasal utk meringankan gejala bronchitis, sinusitis & hidung tersumbat.

THYMOL• dari minyak timi (Thymus vulgaris, Linne.

Fam. Labiatae) • Tamanan lain yg mengandung timol :

(Carum copticum Linne ajowan oil)Monardo punctata Linne dan M. didyma

• secara sintetik dr m-cresol atau p-cymen.Kegunaan :• Bahan antifungi & antibakteri yg lebih kuat

dr fenol ttp sukar larut air dan mengiritasi.• Antiseptic topical (0,1 -1%) dan mouthwash

Preparasi timol alami :• pendinginan suhu

rendah timol mengkristal

• dg penambahan lar. Sod. Hidroksida lar. berair Sodium timol dipisah, kmd ditambah asam utk membebaskan timol dimurnikan (mikrosublimasi)

CH3

CH3H3C

OH

Timol

Champora• dari Cinnamomum camphora (Fam. Lauraceae),

dlm btk kristal dlm batang/cabang dan akar atau terlarut dlm minyak atsiri, atau secara sintetik

• Kayu/batang didesilasi uap, champora kasar dibebaskan dr minyak dg sentrifugasi cetak

Kegunaan :• Antipruritik topikal (0,1-3%)• Counter irritant (11%) utk neuralgia yg dikaitkan dg

inflamasi krn keseleo atau sebab lain.• Menstimulasi saraf kulit, mengurangi rasa sakit pd

kulit• Mengurangi batuk pd anak (dioleskan pd

dada/leher)• Menghirup uap aromatiknya anestetik lokal

• Champora sintetik dr pinen dg tahapan :- mengubah pinen

bornyl ester- menghidrolisis mjd borneol

- dioksidasi mjd champora

Rotasi spesifik champora alam +41-+43, sdg yg sintetik btk rasemis.

CH3

O

H3C CH3

(+) ChamporCH3

H3C CH3

Borneol

OH

CINEOLCINEOL (EUCALYTOL) terdapat dlm m.

eucalyptusM. Eucayptus :Dr destilasi uap dr daun segar Eucalyptus

globus (F. Myrtaceae), mengandung 85% cineol.

Isolasi cineol :- Distilasi fraksi m. atsiri- Pendinginan- Kimiawi, dengan penambahan asam

phophat, dekomposisi cineol-asam phosphat

Kegunaan : Sebagai flavor dan produk inhaler

& spray sbg antiseptik& anestesi ringan.

CH3

CH3H3C

O

Cineol

IRREGULAR MONOTERPENMonoterpen alami

dr unit C5 tetapi tidak menunjukkan mekanisme kondensasi ekor-kepala yang beraturan.

Regular monoterpen skeleton

Irregular monoterpen skeleton

DMAPP dan IPP digunakan dalam biosintesis, tetapi geranyl PP tidak tampak terlibat

Pyrethrin• Senyawa insektisida dr bunga pyrethrum

(Chrysanthemum cinerariaefolium, Compositae)

• Beraktivitas pada sistem syaraf serangga, tak toksik pd mamalia, toksik pd ikan dan amphibi.

• Dapat ter-biodegradasi• Kandungan :

- bunga : 0,7-2% pyrethrin, - ekstrak pyrethrin mengandung pyrethrin I, II, cinerin I, II, jasmolin I, II ( ester asam krisanthemat atau pyrethrat dgn pyrethrolone, cinerolone dan jasmolone).Pyrethrin I : insecticidal >>Pyrethrin II : paralisis serangga

IRREGULAR MONOTERPEN

O

O

Pyrethrin

COOH

MeC2O

COOH

O

HO

O

HO

Asam chrysanthemat asam pyrethrat

pyrethrolone cinerolone

• Analog pyrethroid sintetic : permetrin,bioresmetrin, tetrametrin, cypermetrin meningkatkan lifetime insektisida sampai beberapa hari dan lebih toksik.

Cl

Cl O

O R

O

R = H, permethrinR = CN, cypermethrin

Pengembangan pyrethroid modern diarahkan ke aktivitas meningkat dg toksistas pada mamalia rendah

Permetrin lebih stabil thd udara dan cahayaCypermetrin aktivitas insekticida meningkat

IRIDOID (C10)

• Monoterpen dg cincin siklopentan yg berfusi dg heterosiklik oksigen sistem 6 kerangka iridane

• Contoh : nepetalactone (Nepeta cataria, Labiate)

Iridane

O

Iridoid

O

Secoiridoid

• Iridoid : loganin• Secoiridoid : secologanin, gentiopcroside

O

HOH

H

OGLc

MeC2O

O

MeC2O

CHO

H

HOGlc

Loganin Secologanin

Valerian• Akar Valeriana officinalis

(Valerianaceae)• tanaman liar atau hasil

budidaya, dikeringkan pada suhu rendah < 40°C

• Herbal dg sifat sedatif & tranquillizer.

• Kandungan aktif : ester epoksi-iridoid Valepotriates (valtrate, isovaltrate).Pendapat lain : aktivitas krn minyak atsiri dan seskuiterpen (asam valeranat)

O

OO

O

O

O

H O

O

Valtrate CO2H

Asam isovalerat

CO2H

asam valeranat

SeskuiterpenEx. Asam absisat hormon pertumbuhanSeskuiterpenoid lakton 1. Germacranolides cincin sistem 102. Eudesmanolide 2 cincin sistem 6 yg bergabung3. Guaianolides cincin sistem 5 bergabung dg sistem 7

Seskuiterpen lakton ggs karbonil α,β unsaturated yg reaktif terhadap nukleofilik biologik

Riset : sbg antimikroba, antitumor

O

Germacranolide O

1

2

3 35

6

7

8910

11

12

13

14

15O

1

1112

13

O

O

O

1

2

3

4 56

7

10

11

14

15

EudesmanolideQuaianolide

Artemisinin• Seskuiterpen lakton yg diisolasi dr daun

& pucuk berbunga Artemisia annua, Linne (Asteraceae) yg secara tradisional utk pengobatan malaria di china.

Artemisinin & derivatnya antimalaria yg aktif thd plasmodium vivax dan falciparum yg resisten klorokuin (lebih poten dr klorokuin dan kuinine)

• Artemisinin kurang larut dibuat derivatnya :- metil eter (Artemether) larut lipid & lebih poten.- garam Na dr ester hemisuksinat (Sod. Artesunate) larut air, utk iv.

O

O

O

O

H

O

H

Artemisinin

O

O

O

O

H

H

R = Me, ArtemetherR = Et, arteether

H OR

DITERPENOID• Kelompok senyawa

C20 yg tak volatile. Dibentuk oleh tanaman tinggi & fungi juga beberapa organisme laut & serangga. Jarang dlm bentuk glikosida (kec. Stevioside)

• Contoh : giberellin : hormon pertumbuhan

CO2HHHO

OH

HOO=C

O

Asam gibberilat

HCO2Glc

H

OGlc-Glc

Stevioside

• Diterpen paling sederhana : Phytol

OHPhytol

N

N N

N

MeO2C O

Mg++

OO

Chlorophyll a

O

OVitamin K (phylloquinone)

a. Ginkgo• Ekstrak air-aseton yg dipekatkan dr daun kering

Gingko biloba, Linne (Fam. Gingkgoaceae). Ekstrak terstandarisasi glikosida flavon 24% terpenoid 6%.

• Di Eropa utk penyakit vaskuler perifer & gangguan sirkulasi darah otak, di AS sbg suplemen dg kandungan 40 mg per tablet.

• Konstituen :a. glikosida flavon (dari kaemferol & quercetin) ( 0,5-1% dalam daun kering) memperbaiki permeabilitas & mengurangi perdarahan pd pembuluh kapiler mencegah

penyumbatan otak, antioksidan penangkap radikal.

O

O

O

O

O

H3CHO

OH

O

O

CH3

CH3

CH3

Ginkgolide A

b. Diterpen lakton (Ginkgolide) dalam daun kering : 0,1-0,25% Ginkgolide (A, B, C & M) menghambat platelet- activating factor (PAF), (PAF penyebab bronkhokontriksi, hipotensi & melepaskan inflammatory compounds).Ginkgolide meningkatkan fluiditas & sirkulasi darah.

Taxol = paclitaxel• Diterpenoid dari kulit

batang Taxus brevifolia (Taxaceae) (0,01 – 0,02%)

Sbg antineoplastik• Produksi alternatif :

a. Taxus baccata - isolasi & kultur sel b. kultur mikroba (fungi)

- Taxomyces adreanae)

- Taxus wallachiana

O

OOHO

O

O

O OH

H

10ONHO

OH

O

O

O

Taxol(paclitaxel)

•Docetaxel semi sintetisrantai samping analog taxol

TRITERPENSqualen, • paling sederhana, dari kondensasi ekor-ekor

Farnesil PP. • Diisolasi dari minyak hati ikan hiu (Squalus

sp.), dijumpai juga di hati tikus & ragi.• Prekursor triterpen dan steroid

H H

Squalen

Triterpen saponin• Suatu glikosida• mampu menghemolisis sel darah merah mll

peningkatan permeabilitas membran toksik jika diinjeksikan ke peredaran darah

• Pemberian oral relatif tidak toksik (biji, sayur).• Tanaman :

- Saponaria officinalis (Caryophyllaceae)- Quillaja saponaria (Rosaceae)- Sarsaparilla : sarsapogenin- Glycyrrhiza glabra : glicyrhizin- Panax ginseng : panaquilon

LIQUORICE

• Akar dari glycyrrhiza glabra (Leguminosae)

• Diperdagangan : Ekstrak air yg dipekatkan & berwara hitam.

• Kegunaan : pemberi bau & rasa• Kandungan akar : ekstrak larut air

(20%),dg komponen utama glycyrrhizin ( campuran garam potasium & calsium dari asam glycyrhizat)