Kuliah Kimia Farmasi Dasar DR. PUDJONO,SU,APT. 7 September 2012 Kimia Farmasi Dasar (2sks) Membicarakan pengantar Kimia Farmasi Dasar, Sistem periodik unsur, Ikatan kimia, Sifat-sifat gas, Kinetika kimia, Termokimia dan energetika, Metode pemisahan senyawa, Analisis kualitatif kation, anion dan gugus fungsional, Gravimetri dan volumetri (asidi-alkali/titrasi bebas air dan kompleksometri). Daftar Pustaka Brady, J.E, 2003, General chemistry, principles and structure, John Wiley & Sons, Toronto. Masterton W.L. and Hurley C.N., 2009, Chemistry: Principle and Reaction , 6 th edition, Brooks/Cole cengage Leroring Lanjutan Daftar Pustaka Hill, J.W., Petrucci R.H., Perri S.S., 2005, General Chemistry, 4 th edition, Pearson Prentie Hall, Upper Saddle River. Christian G.D.,2004., Analitycal Chemistry, Sixth edition, Brooks/Cole, USA Wilson C.O and Gisvolds O., Doorge R.F. (ed.), 2008, Textbook of Organic Medicinal and Pharmaceutical Chemistry, Lippincott Co., Toronto Foye W.O., Lemke, T.L., Williams D.A., 2009, Principles of Medicinal Chemistry, 5th ed., Lea & Febiger, Boston Soine, T.O. & Wilson, C.O., 1961, Rogers` Inorganic Pharmaceutical Chemistry,Seventh Edition, Lea & Febiger, Philadelphia Vogel, Quantitative analysis Akses internet Praktikum Kimia Farmasi Dasar (1 Sks) Mempraktikkan tentang kinetika reaksi (oksidasi–reduksi ), ekstraksi cair-cair, analisis kualitatif kation-anion dan gugus fungsional, standardisasi dan titrasi asam – basa. Ilmu kimia ? Ilmu yang mempelajari bagaimana benda atau materi dialam dapat diubah dari bentuk yang ada dengan sifatsifat tertentu menjadi bentuk lain dengan sifat-sifat yang berbeda. Materi ? Materi adalah setiap objek atau bahan yang membutuhkan ruang, yang jumlahnya diukur oleh suatu sifat yang disebut massa. Wujud Materi: Gas Cai r Padat Bentuk - - + Volume - + + Separations Physical Separation Techniques a) b) c) d) Filtration Crystallization Distillation Chromatography Separating Mixtures Filtration : Separates components of a mixture based upon differences in particle size. Normally separating a precipitate from a solution, or particles from an air stream. Crystallization : Separation is based upon differences in solubility of components in a mixture. Distillation : separation is based upon differences in volatility. Extraction : Separation is based upon differences in solubility in different solvents (major material). Chromatography : Separation is based upon differences in solubility in a solvent versus a stationary phase. Twenty-four-karat gold is an element Eighteen-karat gold is an alloy. Fourteen-karat gold is an alloy. Perubahan Wujud Gas Sublimasi pengembunan Deposisi penguapan pelelehan Padat Cair Pembekuan proses isotermis proses endotermis Energy Involved in Phase Changes Liberates Energy Gas Boiling Condensation Liquid Melting Requires Energy Freezing Solid Sifat materi a. Sifat fisik sifat yang diperlihatkan sampel materi tanpa mengubah komposisinya, misalnya: - Sulfur padat berwarna kuning. - Tembaga padat berwarna coklat kemerahan, yang dapat ditempa menjadi lembaran foil yang tipis. b. Sifat kimia adalah kemampuan atau ketidakmampuan sampel suatu materi mengalami perubahan komposisi dalam kondisi yang ditentukan, mis.: - Zn + HCl H2 + Zn Cl2 - Au + HCl tidak bereaksi (ketidakmampuan emas bereaksi dengan lar. HCl ) Pemisahan campuran Semua Materi Tidak Apakah dapat dipisahkan melalui proses fisik ? Zat Ya Dapat diuraikan melalui proses kimia ? Senyawa Ya Campuran Tidak Unsur Ya Apakah seraTidak gam di seluruh Materi ? Homogen Heterogen KFD berguna sebagai dasar – dasar ilmu pendukung beberapa bidang dalam Farmasi , antara lain: A. Kimia anorganik untuk kepentingan farmasi Garam Natrium : NaCl; Na-Asetat • Natrium asetat dapat digunakan sebagai diuretika, pengalkalis saluran urin dan antasida sistemik. - Selain itu, garam ini digunakan juga sebagai pelarut alkaloid purin, seperti dalam Teobromin natrium asetat atau Teofilin natrium asetat. CH3COO- Teofilin natrium asetat Natrium Bikarbonat , Na H CO3 Reaksinya dengan asam timbul gas karbon dioksida NaHCO3 + HA Na A + CO2 + H2O - sebagai tablet effervescens. - tablet per oral menyebabkan alkalinasi urin mengurangi pengkristalan dalam ginjal dari sulfadiazin. . Natrium klorida , NaCl - Ringer’s injeksi. - Isotonis dalam obat tetes mata. Natrium hipoklorida, NaClO - Germisida (dapat melarutkan jaringan nekrotik dan beberapa bakteri ). - zat pengoksidasi 5%) - zat pemutih Natrium tiosulfat, Na2SO3. 5 H2O - Antiseptik. - Antidotum (sianida, Arsen, Pb, Bi, Hg++) Garam kalium (asetat, bikarbonat, karbonat, sitrat) - Pertumbuhan sel. - Kekurangan kalium ( 14 mg/ 100 ml serum) dapat menyebabkan diarrhea. Garam Magnesium Mg(OH)2 , MgCO3 sebagai antasida Mg SO4 : katartika, antidotum Ba, barbiturat dll. Magnesium trisilikat, 3 MgO,3 SiO2.x H2O; Talk. Garam kalsium • Karies gigi • Inflamasi akut, kenaikan permeabilitas sel • Keracunan CCl4 dan Pb • Gejala alergi • Gangguan saraf, misalnya migrain Kimia Organik untuk kepentingan farmasi A.Obat-obatan 1. Obat anti infeksi • Antibakteri ( Alkohol, asam karboksilat, senyawa Iod, Klor dlsb.) • Anti virus ( Acyclovir, Oseltamivir ) • Antineoplastika (Vincrystin, analog purin, pirimidin) • Obat-obat anti malaria ( Artimisin, Primakuina, klorokuina dll.) • Antibiotika (Kanamisin, Neomisin, Penisillin, Streptomisin, Griseofulvin dlsb.) B. Makanan dan minuman Pengawet (asam benzoat, nipagin) Karbohidrat, Protein dan Lemak. C. Kosmetik - Parfumeri, Sabun dll. D. Tanaman Obat • • • • Glikosida Glikosida fenolik Glikosida hidroksi antakuinon Glikosida Jantung Tanin • Alkaloida • – Alkaloid Tobacco – Alkaloid Lobelia – Alkaloida Chinchona – Alkaloida Ergot – Alkaloida Opium – Alkaloida Ipeka dll. E. VITAMIN - Vitamin larut lemak ( Vit. A, D, E, K ) - Vitamin larut air ( Vit. B dan C ) I. STRUKTUR ATOM •Orbital atom s p : px, py, pz d : dxy, d xz , d yz , d x2-y2 dan d z2 Bilangan-bilangan kuantum Ada empat macam bilangan kuantum, - Bilangan kuantum utama, - Bilangan kuantum momentum angular, - Bilangan kuantum magnetic - Bilangan kuantum spin. Bilangan kuantum utama (n : 1,2,3,4 ….) Bilangan kuantum utama memberi gambaran tentang besarnya tingkat energi yang dimiliki oleh suatu electron dalam atom. Bilangan kuantum utama yang melukiskan besarnya ukuran orbital yang dihuni oleh elektron dalam atom Bilangan kuantum azimut (l ) -Memberikan gambaran tentang bentuk orbital yang ditempati oleh suatu elektron dalam atom. Suatu tingkat energi dengan bilangan kuantum utama n akan memiliki n orbital, masingmasing dengan harga l = 0, 1, 2, 3, …. (n-1). Jadi untuk tingkat energi dengan n = 1 hanya akan terdiri dari satu orbital dengan orbital yang lain dengan harga 1 yang berbeda, maka diadakan penamaan orbital sesuai dengan harga 1 yang dimiliki.). Orbital dengan: l = 0 disebut sebagai orbital s, l = 1 disebut orbital p, l = 2 disebut sebagai orbital d dan orbital f l = 3 disebut orbital f nama ini diambil dari istilah spektroskopi: s (sharp), p (principal); d (diffuse) dan f (fundamental). • Bilangan Kuantum Magnetik (m ) - Menunjukkan arah orbital itu dalam ruang. - Harga m untuk suatu orbital dengan bil. kuantum orbital l adalah –1 ; - (l-1)… -2 ; -1 ; 0 ; +1 ; + 2 Bilangan kuantum spin elektron-elekron dalam suatu orbital akan mengalami rotasi disekitar sumbunya, sehingga akan timbul momentum angular akibat rotasi tersebut. Momentum ini mempunyai nilai tertentu yang ditandai dengan bilangan kuantum spin yaitu : s = + 1/2 dan s = -1/2. Dengan pengertian-pengertian bilangan kuantum dan sifat-sifat orbital, maka pengisian elektron kedalam orbital-orbital dalam suatu atom harus berdasarkan pada energi orbital dan spin elektron. Hal tersebut tercermin dalam tiga aturan berikut yakni: Prinsip Aufbau, Prinsip Larangan Pauli dan Aturan Hund. Sedangkan secara skematis, pengisian orbital-orbital atom adalah sebagai berikut: • Pengisian elektron kedalam orbital-orbital dalam suatu atom harus berdasarkan pada energi orbital dan spin elektron. • Ada tiga aturan dalam pengisian elektron dalam orbital yakni : - Prinsip Aufbau, - Prinsip Larangan Pauli dan - Aturan Hund. General Chemistry Principles and Modern Applications Petrucci • Harwood • Herring 8th Edition Chapter 10: The Periodic Table and Some Atomic Properties Philip Dutton University of Windsor, Canada Prentice-Hall © 2002 10-1 Classifying the Elements: The Periodic Law and the Periodic Table • 1869, Dimitri Mendeleev Lother Meyer When the elements are arranged in order of increasing atomic mass, certain sets of properties recur periodically. Periodic Law Mendeleev’s Periodic Table 1871 — = 44 — = 68 — = 72 —= 100 Predicted Elements were Found X-Ray Spectra • Moseley 1913 –X-ray emission is explained in terms of transitions in which e- drop into orbits close to the atomic nucleus. –Correlated frequencies to nuclear charges. • = A (Z – b)2 –Used to predict new elements (43, 61, 75) later discovered. The Periodic Noble Gases Alkali Metals table Main Group Alkaline Earths Halogens Transition Metals Main Group Lanthanides and Actinides 10-2 Metals and Nonmetals and Their Ions • Metals – Good conductors of heat and electricity. – Malleable and ductile. – Moderate to high melting points. • Nonmetals – Nonconductors of heat and electricity. – Brittle solids. – Some are gases at room temperature. Metals Tend to Lose Electrons Nonmetals Tend to Gain Electrons Electron Configuration of Some Ions