hubungan struktur stereokimia ikatan kimia
TRANSCRIPT
HUBUNGAN STRUKTUR, STEREOKIMIA, IKATAN KIMIA , DAN AKTIVITAS
BIOLOGIS OBAT
Oleh :
Hendri Wasito, S. Farm., Apt.
JURUSAN FARMASI FKIK
UNIVERSITAS JENDERAL SOEDIRMAN
FAKTOR STRUKTUR – AKTIVITAS
• STEREOKIMIA MOLEKUL OBAT
• JARAK ANTAR ATOM / GUGUS
• DISTRIBUSI ELEKTRONIK & KONFIGURASI MOLEKUL
STEREOISOMER
• DISTRIBUSI ISOMER DALAM TUBUH
• SIFAT INTERAKSI OBAT – RESEPTOR
• ADSORBSI ISOMER PADA PERMUKAAN RESEPTOR YANG SESUAI
ISOSTERISME – LANGMUIR • SENYAWA, KELOMPOK ATOM,
RADIKAL, MOLEKUL• JUMLAH & PENGATURAN e =• ISOLEKTRIK• KIMFIS =• N2 & CO
ISOSTERISME – GRIMM• PENAMBAHAN H PADA ATOM/
MOLEKUL YG KEKURANGAN e PADA ORBITAL TERLUAR ISOSTERIK
• -CH= & -N= -CH2- & -NH-
ISOSTERISME – ERLENMEYER• ATOM, ION, MOLEKUL• JUMLAH, BENTUK, UKURAN,
POLARITAS ELEKTRON PADA LAPISAN TERLUAR =
• Cl , Br, SH• ClH, BrH, SH2
BURGER• BIOISOSTERISME KLASIK• ATOM / GUGUS MONOVALEN
• R-X-Hn X = C, N, O, S• R-X X = F, Cl, Br, I
• ATOM / GUGUS DIVALEN• R-X-R’ X = O, S, CH2, NH
• ATOM / GUGUS TRIVALEN
R-N=R’, R-CH=R’, R-P-R’, R-As=R’,
R-Sb=R’• ATOM / GUGUS TETRAVALEN
R=N+=R’, R=C=R’,• KESAMAAN CINCIN
PENGGANTIAN GUGUS DALAM SATU CINCIN
BIOISOSTERISME NON KLASIK• SUBSTITUSI GUGUS
PENGATURAN ELEKTRONIK & STERIK SERUPA INDUK
• SUBSTITUSI GUGUS PENGATURAN ELEKTRONIK & STERIK TIDAK = AKTIVITAS =
• SIKLIK NON SIKLIK
HANSCH
• ISOMETRIK BIOISOSTERISME KWALI & KWANTI =
NH2
O2NHS
R
R Log 1/C л σ
4-Cl 4.80 0.23 0.70
3-OC2H5 4.88 0.12 0.62
HANSCH
• NONISOMETRIK BIOISOSTERIK KWALI = KWANTI BEDA
• MODIFIKASI ARILAMIDA
R Log 1/C л σ Es
4-F -2.6 0.27 0.06 0.78
4-NO2 -2.6 0.18 0.78 -1.28
DESEPTOR
• GUGUS PENGGANTI ANTAGONIS
• KLORPROXITEN AMITRIPTILIN• PENEKAN SSP PERANGSANG
SSPS
CH CH2CH2N(CH3)2CH CH2CH2N(CH3)2
ISOMER KONFORMASI
• SENYAWA SIKLIK NON AROMATIK• TRIMEPERIDIN AKSIAL &
EQUATORIAL ANALGESIK =
N+
O
HCH3 H
H
H
CH3
CH3
HH
H
CC2H5
O
OC
C2H5
O
N+
H
CH3
H
H
CH3
HH
H3C
HH
AROMATIK PLANARITAS RIGIDITAS IKATAN RESEPTOR
• FLUOREN• X = METIL & METOKSI PLANAR >>>• X = ETIL, ISOPROPIL, TERSIER BUTIL TDK PLANAR <<<
NH2C
H2C Cl
H2C
H2CCl
X
DIASTEREOMER• 2 / > PUSAT ATOM ASIMETRIK• GUGUS FUNGSI SAMA• TIPE REAKSI SAMA• GUGUS SUBSTITUSI PADA RUANG
BERBEDA• SIFAT FISIK & BIOLOGIS,
KECEPATAN REAKSI BERBEDA
ISOMER OPTIK BECKETT
• SIFAT KIMIA FISIKA SAMA• KEMAMPUAN MEMUTAR BIDANG
CAHAYA TERPOLARISASI BERBEDA
B'A' C'
A CB
B'A' C'
A CB
(+) (-)
MEKANISME• PERBEDAAN DISTRIBUSI ISOMER
DALAM TUBUH• ISOMER OPTIK – CAIRAN TUBUH
DIASTEREOMER PERBEDAAN ADME• ENZIM STEREOSPESIFIK• ADSORBSI STEREOSPESIFIK PADA
SISI KEHILANGAN
EASSON & STEDMAN
• SALAH 1 ISOMER BERINTERAKSI DG RESEPTOR YG LAIN TIDAK
C
H2C
N+H
H3C
H
H
OH
-tempat anionik
tempat hidroksildaerah datar
(-) Epinefrin
C
H2C
N+H
H3C
H
OH
H
-tempat anionik
tempat hidroksildaerah datar
(+) Epinefrin
X
CONTOH• (-) HIOSIAMIN 15 – 20 X (+)• VASOKONSTRIKTOR D-(-)-
ADRENALIN 12 – 15 X (+)• PRESOR (-)SINEFRIN 60 X (+)• ANTIHIPERTENSI (-)--METILDOPA
(+) TIDAK ADA EFEK• D-(-)-TREO KLORAMFENIKOL
ANTIBAKTERI L(+) TIDAK
JARAK ANTAR ATOM• JARAK IDENTITAS
• JARAK ANTARA 2 IKATAN PEPTIDA 3.61 A
• JARAK ANTARA 2 IKATAN HELIKS PROTEIN 5.5 A
JARAK 3.61 A• PARASIMPATOMIMETIK ESTER KARBONIL & N-METIL 7.2A (2
X 3.61A)• KURARE JARAK ANTAR N-KUARTENER 14.5
A (4 X 3.61A)• ESTROGEN NON STEROID JARAK IKATAN HIDROGEN 14.5A
JARAK 5.5A• JARAK AMONIUM KUARTENER
DENGAN GUGUS KARBOKSIL PADA SENYAWA ANESTESI LOKAL
• PROKAIN, DIFENHIDRAMIN, PIPEROKSAN, ADIFENIN
NITROGEN MUSTAR• MENGHAMBAT BIOSINTSA
SEL• ANTIKANKER
• MEKLORETAMIN• SIKLOFOSFAMID• KLORAMBUSIL• TIOTEPA
H3C N
CH2CH2Cl
CH2CH2Cl
Cl-H3C N+
CH2CH2Cl
CH2
CH2 H3C N
CH2CH2Cl
CH2CH2+
R-H
H3C N
CH2CH2Cl
CH2CH2RCl-
CH3N+
RH2CH2C
H2C
H2CCH3N
RH2CH2C
+H2CH2C
R'-H
H3C N
CH2CH2R
CH2CH2R'
R-H & R’-H = KARBOKSILAT, FOSFAT, SULFHIDRIL
ANTIBIOTIK -LAKTAM
• ALKILASI SERIN TRANSPEPTIDASE• SINTESA AKHIR DINDING SEL BAKTERI =
C C
NCO
+ H2N-PROTEIN C C
HNCO
NH
PROTEIN
ORGANOFOSFAT
• SERIN ASETILKOLINESTERASE• PENUMPUKAN ASETILKOLIN• INSEKTISIDA
R
P
O(S)
X
R'HO
H2C CH
HN
OC
SERIN
ENZIM
+H2C CH
HN
OC
SERIN
ENZIM
R
HP
O(S)R'
O
ASAM ETAKRINAT
• HAMBATAN SINTESA ENERGI RESORBSI Na+ DIURETIK
C
O
OCH2COOHCH2C
C2H5
+ R-SH
C
O
OCH2COOHHCH2C
C2H5S
R
IKATAN ION• TARIK MENARIK ELEKTROSATIK
ANTARA ION – ION MUATAN BERLAWANAN
• ANION RESEPTOR• KARBOKSILAT AS ASPARTAT &
GLUTAMAT• SULFHIDRIL SISTEIN• FOSFORIL ASA NUKLEAT
• KATION RESEPTOR• AMINO LISIN, GLUTAMIN, ASPARAGIN,
ARGININ, GLISIN & HISTIDIN
AKRIDIN - ANTIBAKTERI• PH 7.3 SUHU 37C• 60% KATION• ANION, NON ION, SWITER ION
TIDAK EFEKTIF• LUAS PERMUKAAN PLANAR >>
38A2
DIPOL – DIPOL / ION
• PERBEDAAN KEELEKTRONEGATIFAN C, O, N DISTRIBUSI ELEKTRON TIDAK SIMETRIS DIPOL
• SENYAWA DIPOLAR
R C R'
O
R C O R'
O
R CHN R'
O
RH2C O
H2C R' R CN
KARBONIL ESTER AMIDA ETER NITRIL
IKATAN HIDROGEN• H (parsial +) DENGAN O,N,F (oktet
lengkap parsial -)• IKATAN HIDROGEN KIMFIS
AKTIVITAS• IKATAN HIDROGEN
INTRAMOLEKULER• IKATAN HIDROGEN
INTERMOLEKULER• INTRA >>> INTER
PIRAZOLON• 1-FENIL-2,3-DIMETIL-5-PIRAZOLON ANALGESIK >>>
• 1-FENIL-3-METIL-5-PIRAZOLON POLIMER LINIER• TITIK LEBUR NAIK• KELARUTAN AIR NAIK• TIDAK DAPAT MENEMBUS MEMBRAN
SSP• ANALGESIK <<<
ASAM HIDROKSI BENZOAT• ORTO HIDROKSI BENZOAT
• KELARUTAN AIR <<< MENEMBUS SSP ANALGESIK
• OH BEBAS KARBOKSIL ANTIJAMUR
• PARA HIDROKSI BENZOAT• POLIMER KELARUTAN AIR >>>
MENEMBUS SSP <<< TIDAK ADA EFEK ANALGESIK
ESTER ASAM HIDROKSI BENZOAT
HO
COCH3
O
CO
H
OCH3
O
CO
H
OCH3
O
ESTER ORTO HIDROKSI BENZOAT (METIL SALISILAT) - ANALGESIK
ESTER PARA HIDROKSI BENZOAT (NIPAGIN) - ANTIBAKTERI
ANTIKANKER - ANTIMETABOLIT• PURIN 6-MERKAPTOPURIN,
TIOGUANIDIN, AZATIOPRIN• PIRIMIDIN 5-FLUOROURASIL• AS FOLAT AMETOPTERIN,
METOTREKSAT• AS GLUTAMAT AZASERIN
IKATAN VAN DER WAAL’S• ANTAR ATOM TIDAK BERMUATAN ,
JARAK 4-6A• JUMLAH IKATAN SENYAWA BM
TINGGI BERMAKNA• IKATAN CINCIN BENZEN DG BIDANG
DATAR RESEPTOR
ISTATIN TIOSEMIKARBAZON
NH
O
NHN C NH2
O
5
6
AKTIVITAS RELATIF SUBSTITUEN RADIUS (A)
POSISI 5 POSISI 6 - F Cl Br
CH3 I
1.2 1.35 1.80 1.95
2.0 2.5
100 35.5
4.2 3.1
0 0
100 43.1 11.7 10.5
0.3 3.9
IKATAN HIDROFOB• SISI NON POLAR OBAT + AIR
IKATAN H quasi crystalline (icebergs)
• NON POLAR OBAT + NON POLAR RESEPTOR IKATAN HIDROFOB IKATAN H TERGANGGU icebergs PECAH ENTROPI NAIK TIDAK ADA KONTAK DG AIR ISOLASI
TRANSFER MUATAN
• KOMPLEKS PADA IKATAN HIDROGEN DISTABILKAN GAYA TARIK MENARIK ELEKTROSASTIK DONOR e DAN ASEPTOR e
N+
CH3
+ I-
N+
CH3
. I-
N+
CH3
I-
BAKER• DONOR ELEKTRON
• KAYA л e ALKENA, ALKUNA, AROMATIK TERSUBSTITUSI, GUGUS e DONOR
• PASANGAN e SUNYI R-O:-H, R-O:-R’• ASEPTOR ELEKTRON
• KURANG л e 1.3.5 TRINITROBENZEN, TETRASIANOETILEN, TETRAKLOROBENZOKUINON
• H ASAM LEMAH R-O-H, Ar-O-H, R-S-H
RESEPTOR• DONOR e ASPARTAT, GLUTAMAT,
SISTIN, METIONIN, TIROSIN.
• ASEPTOR e SISTEIN, ARGININ, LISIN
• DONOR & ASEPTOR e HISTIDIN, ASPARAGIN, GLUTAMIN, SERIN, TREONIN, HIDROKSIPROLIN, TRIPTOFAN, TIROSIN
OBAT – DONOR e
• ANIONIK RCOO-, RCOS-, RSO3-, RSO2-, RCSS-, RPO(O-)2 DAN RAsO(O-)2.
• BASA LEMAH R3N, R3NO• SULFUR NETRAL R2S, RSSR,
ROSO2R.• NITROGEN NETRAL RONO, RONO2,
R3CONO2, R3CNO, R-N=N-R• FOSFOR NETRAL R3P, (RO)3P,
RP(OR)2
• OKSIGEN NETRAL R2O, R2C(OR)2.• HALOGEN R-F, R-Cl, R-Br, R-I• FURAN, PIROL, PIRAZOL
OBAT – ASEPTOR & DONOR e
• ANIONIK• BASA LEMAH• ASAM LEMAH• NITROGEN NETRAL• FOSFOR NETRAL• OKSIGEN NETRAL• AROMATIK• MONOSIKLIK• HETEROSIKLIK
N
O
H
H
H
(a) (b)
a = transfer muatan antara 2 gugus spesifik
b = transfer muatan antara 2 awan e molekul
ANTIMALARIA• AKRIDIN & AMINOKUINOLIN• INTERKALASI DIANTARA
PASANGAN BASA DNA• HAMBATAN SINTESA DNA & RNA• CINCIN AROMATIK OBAT – BASA
DNA