POLIMER FARMASETIKA Dhadhang Wahyu Kurniawan Laboratorium Farmasetika Unsoed @Dhadhang Dhadhang--WK 6/19/2013
1
POLIMER Pendahuluan Definisi Berat molekul polimer Penentuan berat molekul polimer Polimer sebagai zat pengental Pembentukan gel, koaservasi dan mikroenkapsulasi 6/19/2013
2
INTRODUCTION Polimer digunakan secara luas dalam kehidupan kita sehari sehari--hari hari.. Dalam sediaan farmasetika polimer mempunyai beberapa aplikasi aplikasi,, a.l a.l:: dalam pembuatan botol botol,, syringes, vials, cathaters cathaters,, dan juga dalam formulasi obat obat..
07/09/2010
3
What is Polymer? Kata “Polymer” berasal dari bahasa Yunani “Poly” “Poly” yang berarti banya banyak k dan “Meros” yang berarti bagianbagian-bagian. Definisi: Polimer adalah molekul rantai panjang yang dirakit dari banyak molekul yang lebih kecil yang disebut monomer. 07/09/2010
4
Polimer merupakan MAKROMOLEKUL Makromolekul terdiri dari: 1. Material biologis Contoh : karet alam, wool, selulosa, 2. Material nonbiologis Contoh : plastik, serat sintetik
6/19/2013
5
Contoh Polimer
Monomer
unit ulangan
CH2 = CH2
- CH2CH2 –
CH -H N(CH --2N(CH CH =CH CH C )-5C C -= =C -CH OH CH - CH 22)CH 252CH 22-
Polietilena
HH
poli(vinil klorida)
CHCH OO 3 3
CH3
CH3
CH2 = CHCl CH2
C
- CH2CHCl – CH2
Poliisobutilena CH3
C CH3
CH3
CH3 CH2
C CH3
6/19/2013
CH2
C CH3
6
Tata Nama Menurut IUPAC 1. 2.
3. 4.
6/19/2013
Pengidentifikasian unit struktural terkecil ((UST UST)) Sub unit UST ditetapkan prioritasnya berdasarkan titik pengikatan dan ditulis prioritasnya menurun dari kiri ke kanan (lihat penulisan nama polistirena) Substituen--substituen diberi nomor dari kiri ke Substituen kanan Nama UST diletakkan dalam kurung biasa (atau kurung siku dan kurung biasa kalau perlu), dan diawali dengan poli 7
Tata Nama Menurut IUPAC Untuk tata nama polimer non vinil seperti polimer kondensasi umumnya lebih rumit darpada polimer vinil. PolimerPolimer-polimer ini biasanya dinamai sesuai dengan monomer mulamula-mula atau gugus fungsional dari unit ulangan. Contoh : nylon, umumnya disebut nylonnylon6,6 (66 atau 6/6), 6/19/2013
8
Tata Nama (Nomenklatur) Taktisitas diawali huruf i untuk isotaktik atau (sindiotaktik) sebelum poli. poli. CH3 CH2C
CH3 CH2C
CH3 CH2C
Contoh : i-polistirena (polimer polistirena dengan taktisitas isotaktik) 6/19/2013
9
Nama Sumber Polietilena Politetrafluoroetilena Polistirena Poli(asam akrilat) Poli(α-metilstirena) Poli(1-pentena)
6/19/2013
Nama IUPAC Poli(metilena) Poli(difluorometilena) Poli(1-feniletilena) Poli(1-karboksiletilena) Poli(1-metil-1feniletilena) Poli[1-(1-propil)etilena]
10
CH3
Poli(α-metil stirena)
CH2C
CH2CH Poli(1-pentena)
CH2CH2CH3 6/19/2013
11
Proses Polimerisasi Monomer
polimerisasi
Polimer
1. Polimerisasi kondensasi: polimerisasi yang disertai dengan pembentukan molekul kecil (H2O, NH3 2. Polimerisasi adisi adalah polimerisasi yang disertai dengan pemutusan ikatan rangkap diikuti oleh adisi monomer. H n H2C = CH Cl 6/19/2013
vinilklorida
CH2
C n Cl
polivinilklorida (PVC)
12
Vinilpirolidon, suatu monomer, jika dipolimerisasi akan menjadi polivinilpirolidon (Povidone) CH2
CH
N
O
CH2
CH
N
O
Vinilpirolidon n
Povidone 6/19/2013
13
Contoh polimerisasi monomer
n H2C
Unit Ulangan terikat secara kovaken dengan unit ulangan lainnya
CH2
CH2
etilena
C H
asam amino 6/19/2013
n
Polimer polietilena
R n H2N
CH2
O C
OH
H
R
O
N
C
C
- H2O
H polipeptida
n
14
Derajat Polimerisasi Merupakan jumlah unit ulangan dalam rantai Mn = DP x M0 M n = DP n . M 0
Dimana Mn = berat molekul ratarata-rata polimer M0 = berat molekul unit ulangan ( sama dengan berat molekul monomer) DP = derajat polimerisasi
6/19/2013
15
Contoh Polimer poli(vinil klorida), PVC memiliki DP = 1000 maka berat molekulnya (Mn) adalah....... Mn = DP x M0 M0 (– (– CH2CHCl - ) = 63, DP = 1000 Mn = 63 x 1000 = 63000. 6/19/2013
16
Kopolimer: Kopolimer: Polimer dibentuk dari dua atau lebih monomer yang berbeda - [A – B – A – B – A – B] – Homopolimer : Polimer dibentuk dari ikatan monomer yang identik - [A – A – A – A – A] -
07/09/2010
17
Kopolimer adalah suatu polimer yang dibuat dari dua atau lebih monomer yang berlainan. Berikut ini adalah jenis jenis kopolimer yang terbentuk dari monomer pertama (A) dan monomer ke dua (B
6/19/2013
18
Jenis Kopolimer Kopolimer blok -A-A-A-A-A----------B ----------B-B-B-B-B1.
A
B
m
n
2. Kopolimer graft (tempel/cangkok A B B B
6/19/2013
B
A
A B
A
A
A
A B
B B
A A A A A A A A
B
kopolimer sisir B B
kopolimer bintang 19
Jenis Kopolimer 3. Kopolimer Acak -A-B-A-B-B-A-B-
4. Kopolimer bergantian (alternating) Kopolimer yang teratur yang mengandung sequensial (deretan) bergantian dua unit monomer
-A-B-A-B6/19/2013
20
Berat molekul polimer Menentukan aplikasi polimer tersebut Sebagai indikator dalam sintesa dan proses pembuatan produk polimer Studi kinetika reaksi polimerisasi Studi ketahanan produk polimer dan efek cuaca terhadap kualitas produk
6/19/2013
21
Penentuan Berat Molekul Polimer Analisis gugus fungsional secara fisik atau kimia Pengukuran sifat koligatif Hamburan cahaya Ultrasentrifugasi Pengukuran viskositas larutan encer Gel Permeation chromatography 6/19/2013
22
Klasifikasi Polimer Berdasarkan asal atau sumbernya 1. Polimer Alam Tumbuhan : karet alam alam,, selulosa Hewan : wool, sutera mineral 2.
Polimer Sintetik hasil polimerisasi kondensasi hasil polimerisasi adisi
6/19/2013
23
Berdasarkan strukturnya Polimer linier Polimer bercabang
Polimer jaringan tiga dimensi
6/19/2013
24
Berdasarkan kegunaannya 1.
2. 3.
6/19/2013
Polimer komersial (commodity polymers) Contoh: Polietilen (PE), polipropilen (PP), polistirena (PS), polivinilklorida (PVC), melamin formaldehid Polimer teknik (engineering polymers) Polimer fungsional (functional polymers) Contoh: polimer penghantar arus dan foton, polimer peka cahaya, membran, biopolimer 25
Klasifikasi Polimer A. Berdasarkan asalnya asalnya:: a) Polimer Alam: Alam: e.g. Proteins – Collagen, Keratin, Albumin Carbohydrates – starch, cellulose, glycogen. DNA, RNA b) Synthetic Polymers : e.g. polyesters, polyanhydrides, polyanhydrides, polyamides. B. Berdasarkan Bio Bio--stability : a) Bio Bio--degradable Polymers : e.g. polyesters, proteins, carbohydrates, etc b) Non – biodegradable Polymers : e.g. ethyl cellulose, HPMC, acrylic polymers, 07/09/2010 silicones.
26
C. Berdasarkan Tipe Reaksi Polimerisasi Polimerisasi:: a) Polimer Adisi: Adisi: Molekul monomer terikat satu sama lain tanpa kehilangan atom atom--atom yang lain e.g. Alkene monomers b) Polimer Kondensasi: Kondensasi: Biasanya dua monomer berbeda bergabung dengan disertai hilangnya sebagian molekul molekul,, biasanya air. e.g. polyesters, polyamides. 07/09/2010
27
D. Berdasarkan Interaksi dengan Air: a)
b)
c)
Polimer Hidrofobik Non – biodegradable : Merupakan senyawa inert dan dieliminasi utuh dari tempat aplikasi. aplikasi. e.g. polyethylene – vinyl acetate, polyvinyl chloride. Hydrogels : Polimer ini mengembang tapi tidak terlarut ketika kontak dengan air. e.g. polyvinyl pyrrolidone Soluble Polymers: Polymers: Merupakan polimer uncrossuncross-linked dengan berat molekul moderat yang larut di dalam air. e.g. HPMC, PEG
07/09/2010
28
d. Berdasarkan interaksi dengan air d) Biodegradable Polymers : Polimer yang hilang dari tempat pemberian sebagai respon terhadap adanya reaksi kimia seperti hydrolysis. e.g. Polyacrylic acid. Polyglycolic acid.
6/19/2013
29
Karakteristik Polimer yang Ideal Inert and compatible dengan lingkungan lingkungan.. Non--toxic. Non Mudah diberikan diberikan.. Fabrikasinya mudah dan tidak mahal Memiliki kekuatan mekanik yang bagus
07/09/2010
30
Pemakaian Polimer dalam Bidang Farmasi Penutup karet dan tube plastik alat suntik suntik:: polietilen,, polistirena, polietilen polistirena, polikarbonat Penyalut tablet: hidroksi propil metil selulosa,, polietilen glikol selulosa glikol,, CMCCMC-Na Bahan pengikat dalam tablet: akasia, akasia, gelatin Sebagai obat obat:: insulin, metilselulosa metilselulosa,, polikarbofil Sebagai pembentuk kompleks kompleks:: povidone 6/19/2013
31
Aplikasi dalam Bentuk Sediaan Konvensional Tablet: - sebagai pengikat - untuk menutupi rasa yang tidak enak - untuk tablet salut enterik Liquids : - peningkat viskositas - untuk mengendalikan laju Semisolids : - dalam sediaan gel - dalam ointments In transdermal Patches 07/09/2010
32
Pembentukan Gel Gel terdiri dari dua fase yang saling berpenetrasi, yang satu adalah padatan sedangkan yang lain adalah cairan Dalam gel, polimer bertindak sebagai padatan yang terisi oleh cairan
6/19/2013
33
Polimer sebagai zat pengental Mempunyai kemampuan yang baik dalam meningkatkan viskositas larutan Contoh: larutan 2% metil selulosa dalam air mempunyai viskositas 80 poise
6/19/2013
34
Koaservasi Merupakan salah satu metode pembentukan mikrokapsul oleh polimer Materi inti harus berupa serbuk halus yang didispersikan dalam cairan yang berisi polimer Larutan tersebut di tambah elektrolit, kemudian didinginkan Kemudian dikeringkan 6/19/2013
35
Aplikasi dalam Penghantaran Obat Terkendali (Controlled Drug Delivery) Reservoir Systems - Ocusert System - Progestasert System - Reservoir Designed Transdermal Patches Matrix Systems Swelling Controlled Release Systems Biodegradable Systems Osmotically controlled Drug Delivery 07/09/2010
36
Biodegradable Polymers Used for Medical Applications Natural polymers Fibrin Collagen Chitosan Gelatin Hyaluronan ... Synthetic polymers PLA, PGA, PLGA, PCL, Polyorthoesters G Poly(dioxanone Poly( dioxanone)) Poly(anhydrides) Poly(trimethylene Poly( trimethylene carbonate) Polyphosphazenes ...
