Upload
votruc
View
239
Download
0
Embed Size (px)
Citation preview
POLIMER FARMASETIKAPOLIMER FARMASETIKA
DhadhangDhadhang WahyuWahyu KurniawanKurniawan
LaboratoriumLaboratorium FarmasetikaFarmasetika UnsoedUnsoed
@@DhadhangDhadhang--WKWK
6/19/20136/19/2013 11
POLIMERPOLIMER
�� PendahuluanPendahuluan
�� DefinisiDefinisi
�� BeratBerat molekulmolekul polimerpolimer
PenentuanPenentuan beratberat molekulmolekul polimerpolimer�� PenentuanPenentuan beratberat molekulmolekul polimerpolimer
�� PolimerPolimer sebagaisebagai zatzat pengentalpengental
�� PembentukanPembentukan gel, gel, koaservasikoaservasi dandan
mikroenkapsulasimikroenkapsulasi
6/19/20136/19/2013 22
INTRODUCTIONINTRODUCTION
�� PolimerPolimer digunakandigunakan secarasecara luasluas dalamdalam
kehidupankehidupan kitakita seharisehari--harihari..
�� DalamDalam sediaansediaan farmasetikafarmasetika polimerpolimer
mempunyaimempunyai beberapabeberapa aplikasiaplikasi, , a.la.l: :
07/09/201007/09/2010 33
mempunyaimempunyai beberapabeberapa aplikasiaplikasi, , a.la.l: :
dalamdalam pembuatanpembuatan botolbotol, syringes, , syringes,
vials, vials, cathaterscathaters, , dandan jugajuga dalamdalam
formulasiformulasi obatobat. .
What is Polymer?What is Polymer?
�� KataKata “Polymer” “Polymer” berasalberasal daridari bahasabahasa
YunaniYunani “Poly“Poly” yang ” yang bberartierarti banbanyayak dank dan
“Meros” “Meros” yang berarti bagianyang berarti bagian--bagian. bagian.
�� Definisi: Definisi:
07/09/201007/09/2010 44
�� Definisi: Definisi:
Polimer adalah molekul rantai Polimer adalah molekul rantai
panjang yang dirakit dari banyak panjang yang dirakit dari banyak
molekul yang lebih kecil yang disebut molekul yang lebih kecil yang disebut
monomer.monomer.
�� PolimerPolimer merupakanmerupakan MAKROMOLEKULMAKROMOLEKUL
�� Makromolekul terdiri dari:Makromolekul terdiri dari:
1.1. Material biologis Material biologis
Contoh : karet alam, wool, selulosa, Contoh : karet alam, wool, selulosa, Contoh : karet alam, wool, selulosa, Contoh : karet alam, wool, selulosa,
2. Material nonbiologis 2. Material nonbiologis
Contoh : plastik, serat sintetik Contoh : plastik, serat sintetik
6/19/20136/19/2013 55
CH2 CHCH2 CHH - N(CH2)5C - OH
H O
- N(CH2)5C -
H O
CH2 = CH - C = CH2
CH3
- CH2CH = C - CH2 -
CH3
CH2 C
CH3
CH2 C
CH3
Polimer Monomer unit ulangan
Polietilena CH2 = CH2 - CH2CH2 –
poli(vinil klorida) CH2 = CHCl - CH2CHCl –
Poliisobutilena
Contoh Contoh
2
CH3
2 C
CH3
Poliisobutilena
CH2 C
CH3
CH3
CH2 C
CH3
CH3
6/19/20136/19/2013 66
Tata Nama Menurut IUPACTata Nama Menurut IUPAC
1.1. PengidentifikasianPengidentifikasian unit struktural terkecil (unit struktural terkecil (USTUST))
2.2. Sub unit Sub unit USTUST ditetapkan prioritasnya ditetapkan prioritasnya berdasarkan titik pengikatan dan ditulis berdasarkan titik pengikatan dan ditulis prioritasnya menurun dari kiri ke kanan (lihat prioritasnya menurun dari kiri ke kanan (lihat penulisan nama polistirena)penulisan nama polistirena)penulisan nama polistirena)penulisan nama polistirena)
3.3. SubstituenSubstituen--substituen diberi nomor dari kiri ke substituen diberi nomor dari kiri ke kanankanan
4.4. Nama Nama USTUST diletakkan dalam kurung biasa diletakkan dalam kurung biasa (atau kurung siku dan kurung biasa kalau (atau kurung siku dan kurung biasa kalau perlu), dan diawali dengan perlu), dan diawali dengan polipoli
6/19/20136/19/2013 77
Tata Nama Menurut IUPACTata Nama Menurut IUPAC
�� Untuk tata nama polimer non vinil seperti Untuk tata nama polimer non vinil seperti
polimer kondensasi umumnya lebih rumit polimer kondensasi umumnya lebih rumit
darpada polimer vinil. Polimerdarpada polimer vinil. Polimer--polimer ini polimer ini
biasanya dinamai sesuai dengan biasanya dinamai sesuai dengan biasanya dinamai sesuai dengan biasanya dinamai sesuai dengan
monomer mulamonomer mula--mula mula atauatau gugus gugus
fungsional dari unit ulangan.fungsional dari unit ulangan.
�� Contoh : nylon, umumnya disebut nylonContoh : nylon, umumnya disebut nylon--
6,6 (66 atau 6/6), 6,6 (66 atau 6/6),
6/19/20136/19/2013 88
Tata Nama (Nomenklatur)Tata Nama (Nomenklatur)
TTaktisitas aktisitas
diawali huruf diawali huruf ii untuk isotaktik atau untuk isotaktik atau
(sindiotaktik) sebelum poli(sindiotaktik) sebelum poli..
Contoh : Contoh : ii--polistirena (polimer polistirena dengan polistirena (polimer polistirena dengan
taktisitas isotaktik)taktisitas isotaktik)
CH2C
CH3
CH2C
CH3
CH2C
CH3
6/19/20136/19/2013 99
Nama Sumber Nama IUPAC
Polietilena
Politetrafluoroetilena
Polistirena
Poli(asam akrilat)
Poli(metilena)
Poli(difluorometilena)
Poli(1-feniletilena)
Poli(1-karboksiletilena)Poli(asam akrilat)
Poli(α-metilstirena)
Poli(1-pentena)
Poli(1-karboksiletilena)
Poli(1-metil-1-
feniletilena)
Poli[1-(1-propil)etilena]
6/19/20136/19/2013 1010
Poli(α-metil stirena)CH2C
CH3
Poli(1-pentena)
CH2CH
CH2CH2CH36/19/20136/19/2013 1111
Proses PolimerisasiProses Polimerisasi
MonomerMonomer polimerisasi Polimer
1. Polimerisasi kondensasi: polimerisasi yang disertai
dengan pembentukan molekul kecil (H2O, NH3
2. Polimerisasi adisi adalah polimerisasi yang disertai dengan2. Polimerisasi adisi adalah polimerisasi yang disertai dengan
pemutusan ikatan rangkap diikuti oleh adisi monomer.
n H2C = CH CH2 C
Cl Cl
H
n
polivinilklorida (PVC)vinilklorida6/19/20136/19/2013 1212
N O
CHCH2
Vinilpirolidon, suatu monomer, jika dipolimerisasi
akan menjadi polivinilpirolidon (Povidone)
CHCH2
N O
n
Vinilpirolidon
Povidone
6/19/20136/19/2013 1313
Contoh polimerisasiContoh polimerisasi
monomer Unit Ulangan terikat secara
kovaken dengan unit ulangan lainnya
CH2CH2H2C CH2n
n
etilena Polimer polietilena
n H2N C C N C C
OR
H
HR O
H
OH
n
- H2O
asam amino polipeptida6/19/20136/19/2013 1414
Derajat PolimerisasiDerajat Polimerisasi
�� Merupakan Merupakan jumlah unit ulangan dalam jumlah unit ulangan dalam
rantairantai
�� Mn = DP x M0Mn = DP x M0
DimanaDimana. MDPM n=
DimanaDimana
MnMn = berat molekul rata= berat molekul rata--rata polimerrata polimer
M0M0 = berat molekul unit ulangan ( sama = berat molekul unit ulangan ( sama
dengan berat molekul monomer)dengan berat molekul monomer)
DPDP = derajat polimerisasi= derajat polimerisasi
0. MDPM nn =
6/19/20136/19/2013 1515
Contoh Contoh
Polimer poli(vinil klorida), PVC memiliki Polimer poli(vinil klorida), PVC memiliki
DP = 1000 maka berat molekulnya (Mn) DP = 1000 maka berat molekulnya (Mn)
adalah....... adalah.......
Mn = DP x M0 Mn = DP x M0 Mn = DP x M0 Mn = DP x M0
M0 (M0 (–– CH2CHCl CH2CHCl -- ) = 63, DP = 1000) = 63, DP = 1000
Mn = 63 x 1000 Mn = 63 x 1000
= 63000. = 63000.
6/19/20136/19/2013 1616
�� KopolimerKopolimer::
PolimerPolimer dibentukdibentuk daridari duadua atauatau
lebihlebih monomer yang monomer yang berbedaberbeda
-- [A [A –– B B –– A A –– B B –– A A –– B] B] ––
�� HomopolimerHomopolimer ::
07/09/201007/09/2010 1717
�� HomopolimerHomopolimer ::
PolimerPolimer dibentukdibentuk daridari ikatanikatan
monomer yang monomer yang identikidentik
-- [A [A –– A A –– A A –– A A –– A] A] --
KopolimerKopolimer
�� adalah suatu polimer yang dibuat dari dua adalah suatu polimer yang dibuat dari dua
atau lebih monomer yang berlainan. atau lebih monomer yang berlainan.
Berikut ini adalah jenis jenis kopolimer Berikut ini adalah jenis jenis kopolimer Berikut ini adalah jenis jenis kopolimer Berikut ini adalah jenis jenis kopolimer
yang terbentuk dari monomer pertama (A) yang terbentuk dari monomer pertama (A)
dan monomer ke dua (Bdan monomer ke dua (B
6/19/20136/19/2013 1818
JenisJenis KopolimerKopolimer
1.1. KopolimerKopolimer blokblok
--AA--AA--AA--AA--AA--------------------BB--BB--BB--BB--BB--
A Bm nm n
2. Kopolimer graft (tempel/cangkokA A A A A A
B
B
B
B
B
B
B
B
B
A
B
kopolimer sisir
AA
A
AA
A
B
AA
kopolimer bintang6/19/20136/19/2013 1919
Jenis KopolimerJenis Kopolimer
33.. KopolimerKopolimer AcakAcak
-A-B-A-B-B-A-B-
4. Kopolimer bergantian (alternating)4. Kopolimer bergantian (alternating)
Kopolimer yang teratur yang mengandung
sequensial (deretan) bergantian dua unit monomer
-A-B-A-B-
6/19/20136/19/2013 2020
Berat molekul polimerBerat molekul polimer
�� Menentukan aplikasi polimer tersebutMenentukan aplikasi polimer tersebut
�� Sebagai indikator dalam sintesa dan Sebagai indikator dalam sintesa dan
proses pembuatan produk polimerproses pembuatan produk polimerproses pembuatan produk polimerproses pembuatan produk polimer
�� Studi kinetika reaksi polimerisasiStudi kinetika reaksi polimerisasi
�� Studi ketahanan produk polimer dan efek Studi ketahanan produk polimer dan efek
cuaca terhadap kualitas produkcuaca terhadap kualitas produk
6/19/20136/19/2013 2121
Penentuan Berat Molekul PolimerPenentuan Berat Molekul Polimer
�� Analisis gugus fungsional secara fisik atau Analisis gugus fungsional secara fisik atau
kimiakimia
�� Pengukuran sifat koligatifPengukuran sifat koligatif
�� Hamburan cahayaHamburan cahaya�� Hamburan cahayaHamburan cahaya
�� UltrasentrifugasiUltrasentrifugasi
�� Pengukuran viskositas larutan encerPengukuran viskositas larutan encer
�� Gel Permeation chromatographyGel Permeation chromatography
6/19/20136/19/2013 2222
Klasifikasi PolimerKlasifikasi Polimer
BerdasarkanBerdasarkan asalasal atauatau sumbernyasumbernya
1.1. PolimerPolimer AlamAlam
�� TumbuhanTumbuhan : : karetkaret alamalam, , selulosaselulosa
�� HewanHewan : wool, : wool, suterasutera�� HewanHewan : wool, : wool, suterasutera
�� mineralmineral
2.2. PolimerPolimer SintetikSintetik
�� hasilhasil polimerisasipolimerisasi kondensasikondensasi
�� hasilhasil polimerisasipolimerisasi adisiadisi
6/19/20136/19/2013 2323
Berdasarkan strukturnyaBerdasarkan strukturnya
�� Polimer linierPolimer linier
�� Polimer bercabangPolimer bercabang
�� Polimer jaringan tiga dimensiPolimer jaringan tiga dimensi
6/19/20136/19/2013 2424
Berdasarkan kegunaannya Berdasarkan kegunaannya
1.1. Polimer komersial (commodity polymers)Polimer komersial (commodity polymers)
Contoh: Polietilen (PE), polipropilen Contoh: Polietilen (PE), polipropilen (PP), polistirena (PS), polivinilklorida (PP), polistirena (PS), polivinilklorida (PVC), melamin formaldehid(PVC), melamin formaldehid(PVC), melamin formaldehid(PVC), melamin formaldehid
2.2. Polimer teknik (engineering polymers)Polimer teknik (engineering polymers)
3.3. Polimer fungsional (functional polymers)Polimer fungsional (functional polymers)
Contoh: Contoh: polimer penghantar arus dan polimer penghantar arus dan foton, polimer peka cahaya, membran, foton, polimer peka cahaya, membran, biopolimerbiopolimer
6/19/20136/19/2013 2525
A. A. BerdasarkanBerdasarkan asalnyaasalnya::
a) a) PolimerPolimer AlamAlam::
e.g. Proteins e.g. Proteins –– Collagen, Keratin, AlbuminCollagen, Keratin, Albumin
Carbohydrates Carbohydrates –– starch, cellulose, starch, cellulose,
glycogen.glycogen.
DNA, RNA DNA, RNA
Synthetic Polymers :Synthetic Polymers :
KlasifikasiKlasifikasi PolimerPolimer
07/09/201007/09/2010 2626
b)b) Synthetic Polymers :Synthetic Polymers :
e.g. polyesters, e.g. polyesters, polyanhydridespolyanhydrides, polyamides., polyamides.
B. B. BerdasarkanBerdasarkan BioBio--stability :stability :
a)a) BioBio--degradable Polymers :degradable Polymers :
e.g. polyesters, proteins, carbohydrates, etce.g. polyesters, proteins, carbohydrates, etc
b)b) Non Non –– biodegradable Polymers :biodegradable Polymers :
e.g. ethyl cellulose, HPMC, acrylic polymers, e.g. ethyl cellulose, HPMC, acrylic polymers,
silicones.silicones.
C. C. BerdasarkanBerdasarkan TipeTipe ReaksiReaksi PolimerisasiPolimerisasi::
a) a) PolimerPolimer AdisiAdisi::
MolekulMolekul monomer monomer terikatterikat satusatu samasama
lain lain tanpatanpa kehilangankehilangan atomatom--atom atom
yang lainyang lain
e.g. e.g. AlkeneAlkene monomersmonomers
07/09/201007/09/2010 2727
e.g. e.g. AlkeneAlkene monomersmonomers
b) b) PolimerPolimer KondensasiKondensasi::
BiasanyaBiasanya duadua monomer monomer berbedaberbeda
bergabungbergabung dengandengan disertaidisertai hilangnyahilangnya
sebagiansebagian molekulmolekul, , biasanyabiasanya air. air.
e.g. polyesters, polyamides.e.g. polyesters, polyamides.
D. D. BerdasarkanBerdasarkan InteraksiInteraksi dengandengan Air:Air:
a)a) PolimerPolimer HidrofobikHidrofobik Non Non –– biodegradable biodegradable ::
MerupakanMerupakan senyawasenyawa inert inert dandan dieliminasidieliminasi utuhutuhdaridari tempattempat aplikasiaplikasi. .
e.g. polyethylene e.g. polyethylene –– vinyl acetate, polyvinyl vinyl acetate, polyvinyl chloride.chloride.
b)b) HydrogelsHydrogels ::
PolimerPolimer iniini mengembangmengembang tapitapi tidaktidak terlarutterlarut ketikaketika
07/09/201007/09/2010 2828
PolimerPolimer iniini mengembangmengembang tapitapi tidaktidak terlarutterlarut ketikaketikakontakkontak dengandengan air.air.
e.g. polyvinyl e.g. polyvinyl pyrrolidonepyrrolidone
c)c) Soluble PolymersSoluble Polymers::
MerupakanMerupakan polimerpolimer uncrossuncross--linked linked dengandengan beratberatmolekulmolekul moderatmoderat yang yang larutlarut didi dalamdalam air. air.
e.g. HPMC, PEGe.g. HPMC, PEG
d. d. BerdasarkanBerdasarkan interaksiinteraksi dengandengan air air
d) Biodegradable Polymersd) Biodegradable Polymers ::
PolimerPolimer yang yang hilanghilang daridari tempattempatpemberianpemberian sebagaisebagai responrespon terhadapterhadapadanyaadanya reaksireaksi kimiakimia sepertiseperti hydrolysis.hydrolysis.adanyaadanya reaksireaksi kimiakimia sepertiseperti hydrolysis.hydrolysis.
e.g. e.g. PolyacrylicPolyacrylic acid. acid. PolyglycolicPolyglycolicacid.acid.
6/19/20136/19/2013 2929
KarakteristikKarakteristik PolimerPolimer yang Idealyang Ideal
�� Inert and compatible Inert and compatible dengandengan lingkunganlingkungan..
�� NonNon--toxic.toxic.
�� MudahMudah diberikandiberikan..
07/09/201007/09/2010 3030
�� MudahMudah diberikandiberikan..
�� FabrikasinyaFabrikasinya mudahmudah dandan tidaktidak mahalmahal
�� MemilikiMemiliki kekuatankekuatan mekanikmekanik yang yang bagusbagus
PemakaianPemakaian PolimerPolimer
dalamdalam BidangBidang FarmasiFarmasi
�� PenutupPenutup karetkaret dandan tube tube plastikplastik alatalat suntiksuntik: : polietilenpolietilen, , polistirenapolistirena, , polikarbonatpolikarbonat
�� PenyalutPenyalut tablet: tablet: hidroksihidroksi propilpropil metilmetilselulosaselulosa, , polietilenpolietilen glikolglikol, CMC, CMC--NaNaselulosaselulosa, , polietilenpolietilen glikolglikol, CMC, CMC--NaNa
�� BahanBahan pengikatpengikat dalamdalam tablet: tablet: akasiaakasia, , gelatingelatin
�� SebagaiSebagai obatobat: insulin, : insulin, metilselulosametilselulosa, , polikarbofilpolikarbofil
�� SebagaiSebagai pembentukpembentuk komplekskompleks: : povidonepovidone6/19/20136/19/2013 3131
AplikasiAplikasi dalamdalam BentukBentuk SediaanSediaan
KonvensionalKonvensional
�� Tablet: Tablet:
-- sebagaisebagai pengikatpengikat
-- untukuntuk menutupimenutupi rasa yang rasa yang tidaktidak enakenak
-- untukuntuk tablet tablet salutsalut enterikenterik
�� Liquids :Liquids :
07/09/201007/09/2010 3232
�� Liquids :Liquids :
-- peningkatpeningkat viskositasviskositas
-- untukuntuk mengendalikanmengendalikan lajulaju
�� Semisolids :Semisolids :
-- dalamdalam sediaansediaan gelgel
-- dalamdalam ointmentsointments
�� In In transdermaltransdermal PatchesPatches
Pembentukan GelPembentukan Gel
�� Gel terdiri dari dua fase yang saling Gel terdiri dari dua fase yang saling
berpenetrasi, yang satu adalah padatan berpenetrasi, yang satu adalah padatan
sedangkan yang lain adalah cairansedangkan yang lain adalah cairan
�� Dalam gel, polimer bertindak sebagai Dalam gel, polimer bertindak sebagai �� Dalam gel, polimer bertindak sebagai Dalam gel, polimer bertindak sebagai
padatan yang terisi oleh cairanpadatan yang terisi oleh cairan
6/19/20136/19/2013 3333
Polimer sebagai zat pengentalPolimer sebagai zat pengental
�� Mempunyai kemampuan yang baik dalam Mempunyai kemampuan yang baik dalam
meningkatkan viskositas larutanmeningkatkan viskositas larutan
�� Contoh: larutan 2% metil selulosa dalam Contoh: larutan 2% metil selulosa dalam
air mempunyai viskositas 80 poiseair mempunyai viskositas 80 poiseair mempunyai viskositas 80 poiseair mempunyai viskositas 80 poise
6/19/20136/19/2013 3434
Koaservasi Koaservasi
�� Merupakan salah satu metode Merupakan salah satu metode
pembentukan mikrokapsul oleh polimerpembentukan mikrokapsul oleh polimer
�� Materi inti harus berupa serbuk halus yang Materi inti harus berupa serbuk halus yang
didispersikan dalam cairan yang berisi didispersikan dalam cairan yang berisi didispersikan dalam cairan yang berisi didispersikan dalam cairan yang berisi
polimerpolimer
�� Larutan tersebut di tambah elektrolit, Larutan tersebut di tambah elektrolit,
kemudian didinginkankemudian didinginkan
�� Kemudian dikeringkanKemudian dikeringkan
6/19/20136/19/2013 3535
Aplikasi dalam Penghantaran Obat
Terkendali (Controlled Drug Delivery)
�� Reservoir SystemsReservoir Systems
-- OcusertOcusert SystemSystem
-- ProgestasertProgestasert SystemSystem
-- Reservoir Designed Reservoir Designed TransdermalTransdermal PatchesPatches
07/09/201007/09/2010 3636
-- Reservoir Designed Reservoir Designed TransdermalTransdermal PatchesPatches
�� Matrix SystemsMatrix Systems
�� Swelling Controlled Release SystemsSwelling Controlled Release Systems
�� Biodegradable SystemsBiodegradable Systems
�� OsmoticallyOsmotically controlled Drug Deliverycontrolled Drug Delivery
Biodegradable Polymers Used for Medical Biodegradable Polymers Used for Medical
ApplicationsApplications
�� Natural polymersNatural polymers
�� FibrinFibrin
�� CollagenCollagen
�� ChitosanChitosan
�� GelatinGelatin
HyaluronanHyaluronan ......�� HyaluronanHyaluronan ......
�� Synthetic polymersSynthetic polymers
�� PLA, PGA, PLGA, PCL, PLA, PGA, PLGA, PCL, PolyorthoestersPolyorthoesters GG
�� Poly(Poly(dioxanonedioxanone))
�� Poly(anhydrides)Poly(anhydrides)
�� Poly(Poly(trimethylenetrimethylene carbonate)carbonate)
�� PolyphosphazenesPolyphosphazenes ......