pendahuluan kimia medisinal

PENDAHULUAN
KIMIA MEDISINAL
Oleh:
Siswandono
Laboratorium Kimia Medisinal
Kimia Medisinal (Burger, 1970) :
ilmu pengetahuan yang merupakan cabang dari ilmu kimia
dan biologi, digunakan untuk memahami dan menjelaskan
mekanisme kerja obat.
Sebagai dasar adalah mencoba menetapkan hubungan
struktur kimia dan aktivitas biologis obat, serta
menghubungkan perilaku biodinamik melalui sifat-sifat
fisik dan reaktifitas kimia senyawa.
IUPAC (1974) :
ilmu
pengetahuan
yang
mempelajari
penemuan,
pengembangan, identifikasi dan interpretasi cara kerja
senyawa aktif biologis (obat) pada tingkat molekul, dan
juga melibatkan studi, identifikasi dan sintesis produk
metabolisme obat dan senyawa yang berhubungan.
Ruang lingkup Kimia Medisinal (Burger, 1980):
1. Isolasi dan identifikasi senyawa aktif dalam tanaman yang
secara empirik telah digunakan untuk pengobatan.
2. Sintesis struktur analog dari bentuk dasar senyawa yang
mempunyai aktivitas pengobatan potensial.
3. Mencari struktur induk baru dengan cara sintesis senyawa
organik, dengan atau tanpa berhubungan dengan zat aktif
alamiah.
4. Menghubungkan struktur kimia dengan cara kerja obat .
5. Mengembangkan rancangan obat.
6. Mengembangkan hubungan struktur kimia dan aktivitas
biologis melalui sifat kimia fisika dengan bantuan statistik.
Kimia Medisinal (Medicinal Chemistry) Æ Kimia Farmasi
(Pharmaceutical Chemistry), Farmakokimia (Farmacochemie,,
Pharmacochemistry) dan Kimia Terapi (Chimie Therapeutique).
Hubungan dengan bidang ilmu lain :
Kimia Analisis
Kimia Organik
Kimia Fisik
Biokimia
Kimia Medisinal
Farmasetika
Biofarmasi
Farmakologi
Biologi
Mikrobiologi
Fisiologi
Kedokteran Klinik
Toksikologi
Patologi
Sumber Obat Esensiel (WHO, 1985)
Kimia Medisinal
Sintesis kimia
8.70%
Semisintetik
11.10%
9.10%
2%
4.30%
6.40%
9.50%
Mikroorganisme
48.90%
Vaksin
Sera
Mineral
Tumbuh-tumbuhan
Hew an
Farmakognosi
Senyawa dengan gugus fungsional sama
dengan aktivitas biologis sama
R
OH
R
H
: Fenol
2-CH 3
: Kresol
2-OCH 3, 4-CH 2CH=CH 2
2-CH(CH 3)2, 5-CH 3
: Eugenol
: Timol
Antibakteri
R
NH2
H
: Sulfanilamid
COCH 3
: Sulfasetamid
C NH2
: Sulfaguanidin
NH
SO 2NH - R
CH3
N
O
: Sulfametoksazol
Senyawa dengan struktur kimia berbeda,
aktivitas biologis sama
Br
Anestesi
H 3CH 2COCH 2CH 3
H2C
CH2
C
Cl
Siklopropan
Halotan
CH
C H2
Hg . C l
N
O
SNa
N
Tiopental Na
S O 2N H2
S
N
Klormerodrin
CH3
H3CH2CH2CHC
H3C O C HN
O C H3
H2N C O N HC H2
H
C
H2
Sistemik
Eter
F3C
O
H3CH2C
H3C
N
Asetazolamid
Diuretik
O
Cl
H2N O 2S
C H3
H
N
C H3
NH
S
O2
Hidroklorotiazid
O
S C O C H3
Spironolakton
O
Senyawa dengan unit struktur sama,
aktivitas biologis bermacam-macam
OCH3
H3CO
H2N
SO2
NH2
H2N
N
SO2NH
N
Antibakteri
Dapson
Antilepra
H2N
Sulfadoksin
SO2NH2
Antimalaria
Sulfanilamid
H2N
SO2NHCONHC3H7
HOOC
Cl
H
N
Karbutamid
Antidiabetes
H2NO2S
SO2N(C3H7)2
S
O2
NH
Hidroklorotiazid
Diuretik
Probenesid
Urikosurik
Sifat-sifat kimia fisika Æ dasar yang sangat penting untuk
menjelaskan aktivitas biologis obat, oleh karena :
1. Sifat kimia fisika memegang peranan penting dalam
transpor obat untuk mencapai reseptor. Sebelum mencapai
reseptor, molekul obat harus melalui bermacam-macam
sawar membran, berinteraksi dengan senyawa-senyawa
dalam cairan luar dan dalam sel serta biopolimer.
Æ Sifat kimia fisika obat (lipofilik, elektronik) berperan
dalam proses absorpsi dan distribusi obat, sehingga kadar
obat pada waktu mencapai reseptor cukup besar.
2. Hanya obat yang mempunyai struktur dengan spesifisitas
tinggi saja yang dapat berinteraksi dengan reseptor biologis.
Æ Sifat kimia fisika obat (sterik, elektronik) berperan
dalam menunjang orientasi spesifik molekul pada
permukaan reseptor.
Sifat kimia fisika yang berhubungan aktivitas biologis :
Kelarutan, koefisien partisi, adsorpsi, aktivitas
permukaan, derajat ionisasi, isosterisme, ikatan kimia,
seperti ikatan-ikatan kovalen, ion, hidrogen, dipol-dipol,
van der Waals dan hidrofob, jarak antar atom dari
gugus-gugus fungsional, potensial redoks, pembentukan
kelat dan konfigurasi molekul dalam ruang (isomer).
Pada proses distribusi obat, penembusan membran
biologis dipengaruhi oleh : sifat lipofil molekul obat,
seperti kelarutan dalam lemak/air, dan sifat elektronik
obat, seperti derajat ionisasi, dan suasana pH.
Proses interaksi obat dengan reseptor dipengaruhi oleh :
tipe ikatan kimia, interaksi hidrofob, kerapatan elektron,
ukuran molekul obat dan efek stereokimia Æ sifat sterik
dan elektronik molekul obat sangat menunjang proses
interaksi tersebut.
Sifat-sifat lipofilik, elektronik dan sterik suatu gugus atau
senyawa Æ dinyatakan dalam berbagai macam parameter
sifat kimia fisika (π, σ, Es dll.) : digunakan untuk
menghubungkan secara kuantitatif struktur kimia dan
aktivitas biologis obat.
Hubungan Kuantitatif Struktur-Aktivitas (HKSA atau
Quantitative Structure-Activity Relationships = QSAR) Æ
bagian penting dari Kimia Medisinal dalam usaha
mendapatkan suatu obat baru dengan aktivitas yang
dikehendaki dan biaya yang lebih ekonomis, dan menjelaskan
mekanisme aksi obat pada tingkat molekul.
Kimia Medisinal Æ Khas untuk Bidang Farmasi Æ Ciri
Khusus Æ memilih obat terbaik dari senyawa seturunan, atas
dasar hubungan struktur-aktivitas Æ KIE profesional dan
Penelitian Pengembangan Obat.
Topik yang dipelajari pada Kimia Medisinal I :
Sebelum UTS : Prof. Dr. Siswandono, MS
1. Hubungan struktur kimia dengan proses Absorpsi,
Distribusi dan Ekskresi obat
2. Hubungan struktur kimia, kelarutan dan aktivitas obat
3. Hubungan aspek stereokimia dengan aktivitas obat
4. Hubungan kuantitatif struktur-aktivitas obat.
Sesudah UTS : Prof. Dr. Bambang Soekardjo, SU
5. Ikatan kimia dan teori interaksi obat-reseptor
6. Hubungan sifat kimia fisika terpilih dan aktivitas obat
7. Hubungan struktur, metabolisme dan aktivitas obat
8. Hubungan metabolisme dan rancangan obat.