Bagaimana Memisahkan Obat dalam Campuran?

Dalam suatu sediaan obat misalnya tablet, seringkali ditemukan berberapa komponen zat aktif. Untuk kepentingan penetapan kadar zat aktif di dalam campuran multikomponen ini perlu dilakukan pemisahan dalam proses preparasi sampel untuk metode analisis non-kromatografik yang kurang selektif untuk campuran tersebut misalnya spektrofotometri. Permasalahannya adalah bagaimana cara memisahkan zat aktif di dalam suatu sediaan obat menjadi senyawa tunggal secara kuantitatif?

Pertanyaan ini akan dapat dijawab dengan mudah apabila seorang farmasis memahami betul sifat fisika kimia senyawa obat yang ada di dalam suatu campuran.

Sebagai contoh, berikut ini disajikan cara memisahkan parasetamol, aspirin dan kodein.

Pertama-tama kita lihat dulu sifat fisika kimia ketiga senyawa tersebut:

 

Struktur molekul dan nilai pKa parasetamol, aspirin, dan kodein

Parasetamol mempunyai gugus fenol dan amida sedangkan aspirin mempunyai gugus karboksilat sehingga keduanya adalah senyawa asam. Di lain pihak, kodein mempunyai basa amina sehingga bersifat basa, Ketiga senyawa ini dapat larut dengan baik pada toluen (suatu pelarut organik tak campur air) pada bentuk tidak terionkan. Dengan mengetahi hal ini, dapat dilakukan pemisahan ketiga senyawa tersebut secara kuantitatif.
Hal yang pertama harus dilakukan adalah melarutkan ketiganya di dalam toluen, kemudian menghilangkan partikel-partikel tidak larut (bisa berasal dari eksipien tablet) dengan cara disaring. Setelah itu, ditambahkan asam klorida encer (misal HCl 0,1 M, pH = 1) ke dalam larutan tersebut kemudian digojog agar terjadi kontak antara fase HCl (air asam) dengan toluen. Pada keadaan setimbang, parasetamol dan aspirin tetap berada di fase toluen karena keduanya tidak terionkan, sedangkan kodein yang bersifat basa akan terionkan dan masuk ke fase air sebagai kodein-HCl.

Fase toluen kemudian dipisahkan dari fase air lalu proses ekstraksi diulangi dengan menambahkan HCl encer yang baru ke dalam fase toluen sampai tiga kali lalu fase air asam hasil ektraksi digabungkan supaya 99% kodein dapat terpindahkan ke fase air.

Fase air yang mengandung kodein-HCl dibasakan dengan menambahkan larutan basa kuat (misal NaOH 1 M) sedikit demi sedikit sampai mencapai pH di atas 10 (pH > pKa + 2) sehingga kodein kembali ke bentuk tidak terionkan. Fase air ini kemudian diektraksi menggunakan toluen yang baru sehingga diperoleh kodein murni dalam toluen. Selanjunya, toluen dapat diuapkan sampai kering untuk memperoleh kodein murni.

Fase toluen yang mengandung parasetamol dan aspirin ditambah dengan larutan NaHCO₃ encer (misal 10%) yang merupakan suatu basa lemah sehingga akan terjadi reaksi antara gugus karboksilat pada aspirin dengan NaHCO₃ membentuk aspirin yang terionisasi (aspirin-Na), H₂O, dan CO₂, sedangkan gugus fenol dan amida pada parasetamol tidak cukup kuat bereaksi dengan NaHCO₃ sehingga parasetamol tetap berada pada bentuk tidak terionisasi. Ketika ekstraksi berlangsung dan terjadi keadaan setimbang, maka parasetamol akan berada pada fase toluen sedangkan aspirin-Na masuk ke fase air. Parasetamol murni dapat diperoleh dengan menguapkan toluen.

Fase air yang mengandung aspirin-Na diasamkan menggunakan HCl encer sehingga aspirin-Na akan kembali ke bentuk tidak terion. Ketika larutan ini diekstraksi dengan toluen, maka aspirin akan masuk ke fase toluen. Setelah, toluen diuapkan, akan diperoleh aspirin yang murni.

Dengan demikian, ketiga campuran tersebut dapat dipisahkan dan dapat direkonstitusi dengan pelarut yang sesuai untuk dilakukan analisis kuantitatif misalnya secara spektrofotometri.

Asam atau Basa?

"Apakah Anda tahu fenobarbital bersifat asam atau basa?"

Begitu, kira-kira pertanyaan yang dilontarkan dosen pada awal-awal kuliah kimia analisis I, sambil menunjukkan struktur molekul fenobarbital pada slide presentasi. Sebagian kecil menjawab asam, sebagian besar menjawab basa, dan sebagian diam entah karena tidak tahu sama sekali atau sedang berpikir.

Struktur molekul fenobarbital

Sebenarnya pertanyaan ini tidak terlalu sulit untuk dijawab ketika seseorang memahami definisi asam dan basa serta memahami dasar-dasar kimia organik.

Menurut Brønsted-Lowry asam adalah spesies yang mendonorkan proton sedangkah basa adalah spesies yang menerima proton. Dengan definisi ini, maka kita dapat menentukan apakah fenobarbital bersifat asam atau basa.

Sekarang coba kita lihat struktur molekul fenobarbital. Di dalam molekul fenobarbital terdapat gugus karbonil (C=O) yang mempunyai ikatan phi. Karena atom O bersifat elektronegatif maka suatu saat elektron phi pada gugus karbonil akan ditarik menuju atom O sehingga atom O bermuatan negatif dan atom C karbonil bermuatan positif. Untuk menstabilkan muatan positif dari atom C karbonil, maka atom N tetangganya akan membuang satu proton dan membentuk ikatan rangkap C=N. Oleh karena itu, fenobarbital dapat mendonorkan protonnya ke lingkungan sekitar sehingga fenobarbital bersifat asam.

Skema ionisasi fenobarbital

Untuk mengetahui sifat asam dan basa secara cepat, dapat dilakukan identifikasi gugus-gugus fungsi dari suatu struktur molekul. Senyawa-senyawa yang bersifat asam umumnya memiliki gugus-gugus fungsi yaitu: karboksilat, amida, dan fenol. Sedangkan senyawa yang bersifat basa umumnya memiliki gugus amina baik primer, sekunder, atau tersier. Seringkali dapat ditemukan gugus asam dan basa sekaligus dalam suatu molekul obat atau sebaliknya tidak ditemukan gugus-gugus baik asam maupun basa dalam suatu molekul obat. Molekul-molekul obat yang memiliki sifat asam dan basa sekaligus di dalam struktur molekulnya disebut senyawa amfoter sedangkan senyawa obat yang tidak memiliki gugus baik asam maupun basa disebut senyawa netral.

Dengan mengenali gugus-gugus fungsi dalam suatu struktur molekul, sifat asam-basa dari molekul tersebut dapat diketahui. Apabila suatu struktur molekul mengandung ikatan rangkap terkonjugasi, perlu dilakukan pengamatan efek resonansi terhadap pelepasan proton yang mungkin terjadi.

Efek resonansi dalam pelepasan proton senyawa alkohol dan amina

Adanya gugus alkohol atau amina yang terkonjugasi dengan gugus karbonil mengakibatkan pelepasan proton sehingga molekul tersebut menjadi bermuatan negatif. Muatan negatif yang berada di atom O akan terstabilkan oleh keelektronegatifan atom O yang besar dan adanya efek resonansi akibat ikatan rangkap terkonjugasi yang ada pada molekul tersebut (tidak digambarkan), sehingga molekul ini akan lebih mudah berperan sebagai donor proton.

Bagaimana dengan molekul-molekul di bawah ini, mana yang asam, basa, amfoter, netral?

Sekilas Tentang Kesetimbangan Asam Basa

Senyawa obat umumnya adalah senyawa organik yang berupa asam atau basa lemah. Perilaku senyawa-senyawa ini di dalam larutan berair akan mempengaruhi transport molekul di dalam tubuh yang lebih jauh lagi akan mempengaruhi aktivitas obat di dalam tubuh. Dengan demikian, seorang farmasis perlu memahami perilaku kesetimbangan asam-basa suatu molekul organik.

Menurut Bronsted-Lowry, spesies yang mampu mendonorkan proton disebut dengan asam sedangkan spesies yang menerima proton disebut basa (lihat Gambar 1).

Gambar 1. Skema ionisasi senyawa asam dan basa

Pada keadaan setimbang, jumlah reaktan dan produk (Gambar 1) memiliki konsentrasi molar yang konstan. Oleh karena itu, perbandingan konsentrasi molar antara spesies pada ruas kanan (produk) dengan spesies pada ruas kiri (reaktan) juga konstan, sehingga disebut dengan konstanta disosiasi (Ka). Hubungan antara Ka dengan fraksi molar dari spesies terion dan tidak terion dikenal dengan persamaan Henderson-Hasselbalch sebagai berikut:

Persamaan 1

Hubungan antara pKa dengan pH dan konsentrasi molar fraksi tidak terion dan terion dari senyawa asam dinyatakan dengan Persamaan 1.

Persamaan 2

Hubungan antara pKa dengan pH dan konsentrasi molar fraksi terion dan tidak terion dari senyawa basa dinyatakan dengan Persamaan 2.





Dengan persamaan Henderson-Hasselbalch, persentase spesies yang terionisasi maupun tidak terionasasi dari sebuah molekul organik pada pH tertentu dapat diprediksi seperti pada contoh yang disajikan pada Tabel 1.

Tabel 1. Prediksi persentase molekul yang tidak terion dan terionisasi pada pH tertentu.

Mengenal log P

Apabila suatu larutan berair yang mengandung senyawa organik ditambah dengan pelarut organik tak campur air kemudian digojog selama kurun waktu tertentu, suatu saat akan tercapai keadaan setimbang. Pada keadaan setimbang kecepatan senyawa organik yang bergerak dari fase air ke fase organik sama dengan kecepatan senyawa organik yang bergerak dari fase organik ke fase air, sehingga konsentrasi molar senyawa organik di dalam air dan pelarut organik relatif konstan.

Perbandingan antara konsentrasi molar senyawa organik di dalam pelarut organik dengan pelarut air disebut dengan koefisien partisi (P). Nilai koefisien partisi ini secara umum dituliskan dalam bentuk logaritma sehingga seringkali disebut log P. Semakin tinggi log P maka polaritas suatu senyawa semakin turun atau semakin apolar.

Di dalam dunia farmasi, nilai log P senyawa obat ditentukan dengan sistem oktanol-air sehingga log P seringkali diberi simbol log P (o/w). Nilai log P berguna untuk memprediksi permeasi obat melewati membran sel dalam bidang biofarmasetika atau memprediksi waktu retensi suatu senyawa dalam sistem kromatografi cair untuk kepentingan analisis farmasi.

APOTEKER? APAAN TUH?

Apoteker? Apaan tuh?

Kebanyakan orang tidak mengetahui profesi ini, atau sebagian besar menganggap apoteker itu ya orang yang jualan obat di apotek. Sekedar mengambilkan atau melakukan peracikan obat sesuai resep dokter. Sehingga gelar "Apt" yang melekat di belakang nama seorang apoteker sering diplesetkan menjadi "Apaan tuh?".

Tetapi sebenarnya profesi apoteker tidak sesempit itu. Secara garis besar bidang ilmu dari seorang apoteker ada banyak seperti: Farmasi Klinik, Farmasi Sains, dan Farmasi Industri.

Farmasi Klinik adalah salah satu bidang dari ilmu farmasi yang fokus pada pelayanan kefarmasian di fasilitas kesehatan (rumah sakit, apotek, puskesmas, dan klinik). Tidak sekedar menjual obat lalu selesai, tetapi apoteker farmasi klinik yang baik akan memberikan edukasi kepada pasien tentang cara penggunaan obat yang baik, memberikan pelayanan konseling atau konsultasi obat kepada pasien yang membutuhkan, melakukan pemantauan terapi obat, dan melakukan evaluasi hasil terapi obat. Tujuannya sederhana yaitu untuk mencapai hasil terapi yang optimal yang ujung-ujungnya meningkatkan kualitas hidup pasien.

Farmasi Industri adalah salah satu bidang ilmu farmasi yang fokus pada pekerjaan kefarmasian di Industri Farmasi. Tugas utama dari apoteker di bagian ini adalah menerapkan cara pembuatan obat yang baik di Industri Farmasi, dimulai dari penyediaan bahan baku obat yang berkualitas, melakukan proses produksi dan pengawasan mutu sesuai standar, sampai diperoleh obat jadi yang siap digunakan oleh pasien.

Farmasi Sains adalah salah satu bidang ilmu farmasi yang fokus pada riset-riset di bidang kefarmasian terutama untuk menemukan obat baru baik dari bahan-bahan alami maupun sintesis yang lebih baik dari obat-obat sebelumnya (lebih manjur dan kurang toksik), membuat sediaan-sediaan farmasi (contoh: tablet, sirup, kapsul, nanopartikel) yang lebih baik dari sisi stabilitas, bentuk, warna , rasa, bau sehingga obat yang diberikan kepada pasien tidak sekedar berkhasiat tetapi juga nyaman ketika digunakan dan dapat disimpan dalam waktu yang lama.

Karena bidang ilmunya sangat luas maka ilmu-ilmu dasar yang harus dikuasai juga beragam. Di bidang farmasi klinik, paling tidak seorang apoteker harus menguasi ilmu -ilmu antara lain : farmasetika, farmakologi, farmakoterapi, farmakoekonomi, komunikasi dan konseling. Di bidang farmasi industri dan sains, terutama di industri farmasi yang mempunyai bidang riset dan pengembangan yang bagus, ilmu-imu dasar yang harus dikuasai hampir sama yaitu kimia analisis, statistika, teknologi farmasi, biologi farmasi, farmkologi.

Nah, itulah sedikit gambaran tentang profesi apoteker. Semoga bermanfaat bagi kita semua.