04.58
TUGAS KIMIA FARMASI KUANTITATIF
ANALISIS SENYAWA ANTOBIOTIKA
(PENISILIN)
OLEH
KELOMPOK
I
FARMASI
A
RAHMA
IRIANI ASLAM
FITRIA
SUHAIDARWATI
SARTIKA
DEWI SAIFUL
HJ.
IPA ISTIQOMA
JURUSAN
FARMASI
FAKULTAS
ILMU KESEHATAN
UNIVERSITAS
ISLAM NEGERI ALAUDDIN MAKASSAR
SAMATA-GOWA
2014
BAB
I
PENDAHULUAN
A.
Latar Belakang
Antibiotika (L.,
anti= lawan, bios= hidup) adalah
zat-zat kimia yang dihasilkan oleh fungi dan bakteri, yang memiliki khasiat
mematikan atau menghambat pertumbuhan kuman, sedangkan toksisitasnya bagi
manusia relatif kecil. Turunan zat-zat
ini yang dibuat secara semisintetis, juga termasuk kelompok ini, begitupula
semua senyawa sintetis dengan khasiat antibakteri (Tjay dan Kirana. 2006; 65).
Terminologi antibiotik didefinisikan sebagai suatu senyawa organik hasil
metabolisme dari mikroorganisme yang memiliki kemampuan untuk menghambat pertumbuhan
dan bahkan mematikan mikroorganisme lain akibat aktivitas sejumlah kecil
senyawa antibiotik tersebut. Antibiotik memiliki kegunaan yang
sangat luas dibidang farmasi dan pertanian dan dibedakan atas antibiotik
yang bersifat anti bakteri atau anti mikroba, anti jamur dan anti tumor.
Penisilin, tetrasiklin, eritromisin dan streptomisin merupakan
contoh-contoh antibiotik yang bersifat anti bakteri (Sarah. 2002: 2).
Salah satu senyawa beta lactam yang akan dibahas
adalah penisilin dan derivate-derivatnya. Golongan penisilin mempunyai
persamaan sifat kimiawi, mekanisme kerja, farmakologi dan karakteristik
imunologis dengan sefalosporin, monobaktam, karbapenem, dan penghambat beta
lactamase (Katzung. 2012: 748).
Penisilin merupakan salah satu antibiotik yang paling efektif selama empat
dekade ini. Peningkatan kebutuhan medis akan penisilin telah membuka
peluang bagi pengembangan industri pembuatan penisilin secara komersial
yang menuntut peningkatan kualitas dan kuantitas dari penisilin yang dihasilkan.
Perbaikan kualitas dan kuantitas penisilin dapat tercapai apabila
parameter-parameter metabolik dari proses fermentasi adalah optimum
(Sarah, M. 2002).
B. Rumusan
Masalah
1.
Apa yang dimaksud dengan antibiotik?
2. Bagaimana
sejarah dan sumber penisilin?
3. Bagaimana
struktur kimia dan klasifikasi penisilin?
4. Bagaimana
mekanisme kerja dari obat penisilin?
5. Bagaimana
metode analisis penisilin?
C.
Tujuan
1. Mengetahui
dan memahami pengertian antibiotik
2. Mengetahui
dan memahami sejarah dan sumber penisilin
3. Mengetahui
dan memahami struktur kimia dan klasifikasi penisilin
4. Mengetahui
dan memahami mekanisme kerja dari obat penisilin
5.
Mengetahui dan memahami
metode analisis penisilin
BAB
II
PEMBAHASAN
A.
Antibiotika
1. Pengertian
antibiotika.
Antibiotika
(L., anti= lawan, bios= hidup) adalah zat-zat kimia yang
dihasilkan oleh fungi dan bakteri, yang memiliki khasiat mematikan atau
menghambat pertumbuhan kuman, sedangkan toksisitasnya bagi manusia relatif
kecil. Turunan zat-zat ini yang dibuat secara semisintetis, juga termasuk
kelompok ini, begitupula semua senyawa sintetis dengan khasiat antibakteri
(Tjay dan Kirana. 2006; 65).
Kegiatan antibiotika untuk pertama kalinya ditemukan
secara kebetulan oleh dr.Alexander
Fleeming (Inggris, 1928, Penicillin).
Tetapi penemuan ini baru dikembangkan dan digunakan pada permulaan perang dunia
II di tahun 1941, ketika obat-obat antibakteri sangat diperlukan untuk
menanggulangi infeksi dari luka-luka akibat pertempuran (Tjay dan Kirana. 2006;
65).
Mekanisme kerja antibiotika umumnya dapat dijelaskan
secara terperinci melalui masing-masing zat. Mekanisme anibiotika, pada umumnya
yaitu:
1.
Menghambat biosintesis dinding sel
(penisilin, sefalosporin, sikloserin, basitrasin)
2.
Meninggikan permeabilitas membrane
sitoplasma (sefalosporin, sikloserin, basitrasin)
3.
Menganggu sintesis protein normal
bakteri (tetrasiklin, kloramfenikol, eritromisin, dan antibiotika
aminoglikosida) (Mutschler.1991:
634-635).
Umumnya
antibiotik yang mempengaruhi pembentukan dinding sel atau permeabilitas
membrane sel bekerja bakterisid, sedangkan yang bekerja pada sintesis protein
bekerja bakteriostatik (Mutschler. 1991: 635)
2.
Antibiotik beta laktam
Antibiotik
beta laktam merupakan golongan antibiotika yang pertama kali ditemukan.
Meskipun sampai sekarang banyak golongan antibiotika dengan berbagai variasi
sifat dan efaktivitasnya terhadap bakteri, namun demikian antibiotika ini masih
sering dipergunakan sebagai obat pertama dalam mengatasi suatu infeksi.
Golongan antibiotika ini secara umum tidak tahan terhadap pemanasan, mudah
rusak suasana asam dan basa serta dapat diinaktifkan oleh enzim beta lactamase.
Rumus struktur beta lactam
Yang termasuk antibiotik beta lactam yaitu:
a. Penicillin
b. Sefalosporin
c. Monobaktam
d. Karbopenem
Senyawa
yang berbeda-beda ini sebagaimana dinyatakan dalam namanya ditandai oleh
cincin
yang beranggota 4. Gugus karboksil yang
biasanya ada dalam molekul memungkinkan terbentuknya garam sehingga zat menjadi
larut baik dalam air (biasanya garam natrium) (Mutschler.
1991: 635).
Spectrum
kerja antibiotika
yang mencakup mikroba gram positif dan
negative, bervariasi bergantung masing-masing senyawa. Ada antibiotika
yang mempunyai spectrum luas terhadap mikroba
gram positif dan negatif, ada pula yang hanya bekerja terhadap gram positif
atau gram negative saja, beberapa hanya baik digunakan untuk mikroba tertentu
saja karena itu spectrum kerja tiap zat berbeda-beda. Jenis kerja antibiotika
adalah bakterisid (Mutschler.
1991: 635).
Salah
satu senyawa beta lactam yang akan dibahas adalah penisilin dan
derivate-derivatnya.
B.
Penisilin
1.
Sejarah penisilin
Penisilin
ditemukan oleh fleming pada tahun 1929 di Lonon, setelah mengamati pertumbuhan
staphylococcus tertentu terhambat bila bakter-bakteri tesebut dikontaminasi
oleh jamur (Staf Pengajar Farmakologi FK Univ. Sriwijaya. 2009:613).
Satu
decade kemudian florey dan Chain berhasil mengisolasi substansia aktif dar
jamur fleming yang disenut penisilin. Pertama-tama digunakan penicillium neonatum untuk pemakaian
sistemik kemudian digunakan P.chrysogenum
semasa perang dunia kedua karena kebutuhan meningkat. Penicillin terbagi
menjadi 2 yaitu penisilin alam dan penisilin semisintesis. Penisilin alam
diekstraksi dari biakan . P.chrysogenum, penisilin
semisintesis diperoleh dengan jalan mengubah struktur kimia penisilin alam atau
dengan cara sintesis inti penisilin yaitu asam amino penisilinat jamur (Staf
Pengajar Farmakologi FK Univ. Sriwijaya. 2009:613).
2.
Struktur Kimia Penisilin
Golongan
penisilin mempunyai persamaan sifat kimiawi, mekanisme kerja, farmakologi dan
karakteristik imunologis dengan sefalosporin, monobaktam, karbapenem, dan
penghambat beta lactamase (Katzung. 2012: 748).
Penisilin
diperoleh dari dari jamur penicillium chrysogenum dari berbagai jenis yang
dihasilkan, perbedaannya hanya terletak pada gugus samping-R saja ternyata
penisilin G yang paling aktif Perubahan-perubahan pada gugus samping
menghasilkan derivate-derivat dengan sifat berlainan misalnya terbentuk
derivate yang tahan asam dan dapat digunakan peroral (fenoksimetilpenisilin
atau penisilin-V) (Tjay dan Kirana. 2006: 66).
Penisilin
merupakan kelompok antibiotik β-laktam yang memilki rumus molekul R-C9H11N2O4S,
dengan R adalah rantai samping yang beragam. Gugus R ini merupakan gugus asam
amino bebas yang dapat mengikat berbagai radikal (Katzung. 2012: 748).
Struktur
umum penisilin
Penisillin
terdiri dari cincin tiazolidin dan cincin beta lactam. Beberapa penicillin akan
berkurang aktivitas antimikrobanya dalam suasana asam dan harus diberikan
secara parenteral. Penisilin lainnya akan hilang aktivitasnya bila di pengaruhi
oleh enzim betalaktamase dalam hal ini akan penisilinase akan memecah cincin
beta lactam. Radikal tertentu pada gugus amino inti 6-aminopenisilat (6-APA)
dapat mengubah sifat kerentanan terhadap asam dan terhadap penisilinase, serta
mengubah spectrum antimikroba jamur (Staf Pengajar Farmakologi FK Univ.
Sriwijaya. 2009:613).
Adapun
sifat-sifat penisilin adalah sebagai berikut:
1. Tahan
asam, karena ada gugus penarik elektron, misalnya gugus fenoksi, yang terikat
pada rantai samping amino.
2. Kebal
terhadap β-laktamase, karena ada gugus meruah (builky) pada rantai samping
amino misalnya cincin aromatik yang pada kedudukan orto mengandung gugus halogen
atau metoksi.
3. Tahan
terhadap asam lambung dan terhadap β-laktamase, karena ada gugus meruah dan
bersifat penarik elektron pada rantai samping amino.
4. Spektrum
luas, karena ada gugus hidrofil seperti -NH2,- COOH, dan -SO3H pada rantai
samping amino, sehingga penembusan obat melalui pori saluran protein membran
terluar bakteri Gram-negatif menjadi lebih besar.
3. Mekanisme
Kerja Penisilin
Mekanisme
kerja penisilin yaitu dinding sel kuman terdiri dari suatu jaringan
peptidoglikan, yaitu polimer dari senyawa amino dan gula yang saling terikat
satu dengan yang lainnya dan dengan
demikian memberikan kekuatan mekanis pada dinding. Penisilin menhalangi
sintesa lengkap dari polimer ini yang spesifik bagi kuman dan disebut murein.
Bila sel tumbuh dan plasmanya bertambah atau menyerap air dengan jalan osmosis
maka dinding sel yang tak sempurna itu akan pecah dan bakteri musnah. Dinding
sel manusia dan hewan tidak terdiri dari murein maka antibiotika ini tidak
toksik untuk manusia (Tjay dan Kirana. 2006:67).
Struktur
beta lactam penisilin menghambat sintesis dinding sel bakteri dengan menghambat
enzim bakteri yang diperlukan untuk pemecahan sel dan sintesis selular. Bakteri
akan mati akibat lisis sel. Penisilin dapat bersifat bakteriostatik maupun
bakterisidal tergantung dari obat dan dosisnya (Joyce dan R. Hayes.1996: 327).
Penisilin
mempunyai efek bakterisid pada mikroba yang aktif membelah Penisilin mempunyai
efek bakterisid pada mikroba yang aktif membelah. Mikroba dalam keadaan
metabolit tidak aktif (tidak membelah), yang juga disebut sebagai “persister”
tidak dipengaruhi penisilin (Staf Pengajar Farmakologi FK Univ. Sriwijaya.
2009:614).
4. Penggolongan
Penisilin
Penisilin
dapat dibagi dalam beberapa jenis menurut aktivitas dan resistensinya terhadap
lactamase, antara lain:
a. Zat-zat
dengan spectrum sempit : benzilpenisilin, penisilin-V dan fenetisilin. Zat-zat
ini terutama aktif terhadap gram positif dan diuraikan oleh penisilinase.
b. Zat-zat
tahan lactamase: metisilin, kloksasilin, dan flukloksasilin. Zat ini hanya
aktif terhadap staphylococcus dan streptococcus. Asam klavulanat, sulbaktam dan
tazobaktam memblokir lactamase dan dengan demikian mempertahankan aktivitas
penisilin yang diberikan bersamaan.
c. Zat-zat
dengan spectrum luas: ampicillin dan amoksisilin, aktif terhadap kuman-kuman
gram positif dan sejumlah kuman gram negative, kecuali antara lain pseudomonas,
klebsiella dan B. fragilis. Tidak tahan lactamase maka sering digunakan
terkombinasi dengan siatu lactamase-blocker umumnya klavulanat.
d. Zat-zat
anti pseudomonas: tikarsilin dan piperasilin. Antibiotika berspektrum-luas ini
meliputi lebih banyak kuman gram negative termasuk pseudomonas, proteus, klebsiella
dan bacteroides fragilis. Tidak tahan lactamase dan umumnya digunakan bersamaan
dengan lactamase-blocker (Tjay dan Kirana. 2006:68).
e. Grup penisilin baru, mezlosilim dan piperasilin, berguna
untuk klebsilea dan mikroorganisme gram negatif tertentu (Staf
Pengajar Farmakologi FK Univ. Sriwijaya. 2009:616).
5. Analisis
Penisilin
Penetapan
kadar Penisilin-V menurut farmakope III
Penisilina jumlah pereaksi yang
digunakan harus terlindung dari kontaminasi dengan jasad renik yang
menghasilkan penisilinase pada 90 mg ditimbang seksama dan tambahkan 2 ml
larutan jenuh natrium bikarbonat P dan 4
ml air, biarkan selama 5 sampai 10 menit hingga melarut sempurna sambil
sewaktu-waktu dikocok. Tambahkan 80 ml air dan sambil tetap dikocok, 1 ml asam
klorida 1 N, encerkan dengan air secukupnya hingga 100,0 ml.
Penetapan
kadar penisilin-V menurut farmakope IV
Lakukan penetapan dengan cara kromatografi
cair kinerja tinggi seperti yang tertera pada kromatografi. Fase gerak buat
campuran air-asetetonitril P-asam asetat glasial P (650:350:5,75), saring dan
awaudarakan, jika perlu lakukan penyusaian menurut kesesuaian system seperti
yang tertera pada kromatografi.
Larutan
baku timbang seksama sejumlah kalium penisilin V BPFI larutkan dalam fase gerak
gerak hingga kadar lebih kurang 2,5 mg per ml. Larutan uji timbang seksama
lebih kurang 125 mg zat uji masukkan
kedalam labu tentu ukur 50-ml, encerkan dengan fase gerak sampai tanda.
Larutan resolusi, buat larutan dalam
fase gerak yang mengandung 2,5 mg kalium penisilin G dan 2,5 mg kalium
penisilin V per ml.
System kromatografi lakukan yang
seperti tertera pada kromatografi. Kromatografi cair kinerja tinggi lengkapi
dengan detector 254 nm dan kolom 4 mm x
30 cm berisi bahan pengisi L1. Laju aliran lebih kurang 1 ml permenit. Lakukan
kromatografi terhadap larutan resolusi, rekam respon puncak yang tertera pada
prosedur: waktu retensi relative penisilin G dan penisilin V masing-masing
adalah lebih kurang 0,8 dan 1,0, efisiensi kolom yang ditentukan dari puncak
penisilin V tidak kurang dari 1800 lempeng teoritis, dan resolusi, R, antara
puncak penisilin G dan penisilin V tidak kurang dari 3,0. Lakukan kromatografi
terhadap larutan baku, rekam respon puncak seperti yang tertera pada prosedur:
simpangan baku relative pada penyuntikan ulang tidak lebih dari 1,0%.
Penetapan kadar penisilin G menurut
farmakope IV
Cara ini digunakan untuk menetapkan kandungan
penisilin G dalam substansi antibiotik jika suatu persyaratan tertera pada
monografi. Dapar fosfat 0,05 M, Ph hingga 6 fosfat monobasa P dalam 900 ml air,
atur pH hinnga 6 dengan natrium hidroksida 1 N, encerkan dengan air hingga 1000
ml. Fase gerak buat campuran dapar fosfat 0,005 M, pH hingga 6 dengan natrium
hidroksida 1N, encerkan dengan air hingga 1000 ml. fase gerak, buat campuran
dapar fosfat 0,005 M pH dan asetonitril P (4:1), sering melalui penyaring
membrane dengan prositas 5 µm atau lebih halus, dan awaudarakan.
Larutan baku timbang seksama lebih kurang 80 mg
penisilin G kalium BPFI, masukkan kedalam labu ukur 100-ml, tambahkan lebih
kurang 50 ml fase gerak,kocok sampai larut, encerkan dengan fase gerak sampai
tanda.
Larutan uji kecuali dinyatakan lain dalam monografi;
lakukan seperti yang tertera pada larutan baku. Larutan kesesuaian system, buat
larutan penisilin V kalium dalam fase gerak kadar lebih kurang 1 mg per ml. campurankan larutan lain
ini dan larutan baku volume sama.
System kromatografi lakukan yang seperti tertera
pada kromatografi. Kromatografi cair kinerja tinggi lengkapi dengan detector
254 nm dan kolom 4 mm x 30 cm berisi
bahan pengisi L1 dengan ukran partikel 10 µm. Laju aliran lebih kurang 2 ml per
menit. Lakukan kromatografi larutan baku dan larutan kesesuaian sistem, rekam
respon puncak yang tertera pada prosedur: efisiensi kolom waktu retensi
relative penisilin G dan penisilin V masing-masing adalah lebih ditentukan dari
puncak analit tidak kurang dari 600 lempeng teoriti: resolusi, R, antara puncak
penisilin G dan penisilin V tidak kurang dari 2,0; simpangan baku relative pada
penyuntikan ulang larutan tidak lebih dari 1,0%.
Metode titrasi iodometri
Sampel
dilarutkan dalam air dan larutan dicairkan hingga mengandung sekitar 2,5 mg
penicillin dalam 5 ml. Selanjutnya 5 ml aliquot, B dan S, dipipet kedalam labu
iodin secara terpisah. 5 ml laruan buffer dan 10 ml larutan iodin ditambahka
kedalam labu yang mengandung B. Labu ditutup dan ditempatkan ditempat gelap
selama 20 menit pada suhu ruangan. Setelah itu kelebihan iodin dititrasi dengan
0,01 N tiosulfat dengan amilum sebagai indikator. Aliquot S ditambahkan 1 ml
NaOH 1 N. Setelah 20 menit pada suhu ruangan, 5 ml buffer dan 10 ml larutan
iodin ditambahka dan campuran ditempatkan ditempat gelap selama 20 menit dan
kemudian dititrasi dengan 0,01 N tiosulfat.
Cincin
β-laktam pada penisilin dipecah oleh alkali atau penisilinase menjadi asam
penisiloat yang dapat ditetapkan kadarnya karena asam ini dapat mengikat iod
sedangkan penisilin tidak dapat mengikat iod. Selain itu penisilin dapat
menggunkan metode asidi-alkalimetri, Setiap molekul panisilin membentuk satu
gugus karboksil yang dapat dititrasi dengan baku alkali.
Pada metode spektrofotometri, spektrum
absorbansi dari penisilin pada daerah ultraviolet disebabkan oleh kromofor pada
gugus R. Benzil penisilin menunjukkan panjang gelombang maksimal 257 dan 263
nm. Hal ini disebabkan adanya gugus benzyl pada molekulnya.
BAB III
PENUTUP
A.
Kesimpulan
Antibiotika (L., anti=
lawan, bios= hidup) adalah zat-zat
kimia yang dihasilkan oleh fungi dan bakteri, yang memiliki khasiat mematikan
atau menghambat pertumbuhan kuman, sedangkan toksisitasnya bagi manusia relatif
kecil. Antibiotik beta laktam merupakan golongan antibiotika yang pertama kali
ditemukan. Salah satu senyawa beta lactam adalah penisilin dan
derivate-derivatnya. Penisilin merupakan kelompok antibiotik β-laktam yang
memilki rumus molekul R-C9H11N2O4S,
dengan R adalah rantai samping yang beragam. Gugus R ini merupakan gugus asam
amino bebas yang dapat mengikat berbagai radikal. Analisis penisilin dapat
menggunakan metode titrasi iodometri, asidi-alkalimetri, dan metode
spektrofotometri.
B.
Saran
Dalam
penyusunan makalah ini kami masih sangat membutuhkan kritikan dan saran yang
sifatnya membangun karena makalah ini masih jauh dari kesempurnaan dikarenakan
keterbatasan pengetahuan dan referensi yang kami miliki.
DAFTAR PUSTAKA
Dirjen POM. 1979. Farmakope
Indonesia Edisi III. Jakarta : Depkes RI.
Dirjen POM. 1995. Farmakope
Indonesia Edisi IV. Jakarta : Depkes RI.
Katzung, Bertram
G, dkk. 2012. Farmakologi Dasar
dan Klinik. Jakarta : EGC
Mutschler. 1991. Dinamika Obat. Bandung : ITB press.
Sarah, M. 2002. Parameter Metabolik Dalam Pembuatan Penisilin. Medan:
USU digital library.
Staf Pengajar Farmakologi FK
Universitas Sriwijaya. 2009. Kumpulan
Kuliah Farmakologi Edisi 2. Jakarta : EGC.
Tjay, Tan Hoan & Kirana Rahardja. 2006. Obat-Obat Penting Edisi VI. Jakarta : PT. Gramedia.
