Dokumen ini membahas tentang kelarutan dan aktivitas biologis senyawa. Kelarutan berhubungan dengan aktivitas biologis melalui pengaruhnya terhadap absorpsi obat. Kelarutan dan koefisien partisi lemak/air merupakan sifat fisika penting yang mempengaruhi aktivitas biologis senyawa seri homolog. Modifikasi molekul dapat digunakan untuk mengembangkan obat baru dengan aktivitas yang diinginkan.

1. KELARUTAN DAN AKTIVITAS BIOLOGIS
NURUL ANISHA HAKIM
(1315101128)

2.  Sifat Kelarutan umumnya berhubungan dengan
kelarutan senyawa dalam media yang berbeda dan
bervariasi.
 Sifat hidrofilik atau lipofobobik berhubungan dengan
kelarutan dalam air, sifat hidrofobik berhubungan
dengan kelarutan dalam lemak.
 Gugus yang dapat kelarutan dalam air disebut gugus
hidrofilik (lipofobik atau polar)
 Gugus yang dapat kelarutan dalam lemak disebut
gugus lipofilik (hidrofobik atau nonpolar).
 Adanya ikatan tidak jenuh, seperti pada dan akan
sifat hidrofilik senyawa

3.  Sifat kelarutan umumnya berhubungan dengan
aktivitas biologis dari senyawa seri homolog
 Sifat kelarutan berhubungan dengan absorpsi obat
 Overton (1901)
Kelarutan senyawa organik dalam lemak
berhubungan dengan mudah tidaknya penembusan
membran sel.
Senyawa non polar:
-mudah larut lemak,
-punya nilai koefisien yang besar,
-mudah menembus membran sel secara difusi

4. A. AKTIVITAS BIOLOGIS SENYAWA SERI HOMOLOG
 Suatu seny seri homolog sukar t’disosiasi
 Pada beberapa seri homolog, Intensitas aktivitas biologis
tergantung pada jumlah atom C
 Makin panjang rantai samping atom C:
- makin bertambah bagian molekul yang bersifat non
polar
- Terjadi perubahan fisik:
 Kenaikan titik didih
 Berkurang kelarutan dalam air
 Meningkat koefisien partisi lemak/air, tegangan
permukaan dan kekentalan

5. • Diikuti dgn aktivitas biologis sampai tercapai aktivitas maks.
• Jika panjang rantai atom C trus dikan, terjadi aktivitas sec
drastis
• Krn mkin b+jml atom C, mkin b- kelarutan senyawa dalam air,
berarti kelarutan dalam CES juga b-
• Kelarutan senyawa dalam CES berhubungan dengan proses
transpor O ke sisi kerja (site of action) or reseptor
• Oleh karena itu kelarutan & koef partisi lemak/air merupakan
Sifat Fisika penting dari senyawa seri homolog utk dpt
menghasilkan aktivitas biologis
 Cth seny seri homolog :
1. n-Alkohol, alkilresorsinol, alkilfenol & alkilkresol (antibakteri)
2. Ester asam p-aminobenzoat (anestesi lokal)
3. Alkil 4,4’-stilbenediol (hormon estrogen)

6. Gbr 5. Hub klrtn & aktivitas antibakteri n-alkohol primer thd kuman
Bacillus typhosus (A) & Staphylococcus aureus (B)
3,2 4,0 4,8 5,6 6,4
3,0
3,8
4,6
5,4
6,2
Log Kelarutan (x10 grl/l)
-6
Log kadar toksik
Butanol
Amilalkohol
Heksanol
Heptanol
Oktanol
( x 10 grl/l)-6
C
B
A

7.  Dari grafik tlhat adanya “garis kejenuhan” (C).
 Senyawa di bawah garis kejenuhan menunjukkan
bahwa pada kadar tersebut larutan jenuhnya dapat
disebabkan oleh efek antibakteri
 Di atas garis kejenuhan senyawa tersebut tdk
mempunyai kelarutan yang cukup untuk memberi efek
antibakteri
 Ttk potong antara grs aktifitas seny seri homolog & grs
kejenuhan tgtg pd daya tahan bakteri
 Bakteri yg lebih kebal (resisten) membutuhkan kadar
lebih tinggi untuk membunuhnya, sehingga titik potong
terjadi lebih awal

8. Contoh seri homolog:
1. Seri homolog n-alkohol
- Seri homolog n-alifatik alkohol primer, pada jumlah atom C1
sampai C7 menunukkan aktivitas antibakteri terhadap Bacillus
typhosus yg makin meningkat & mencapai maks pd jumlah
atom C=8
- Pd jumlah atom C  8 aktivitas  secara drastis
- Terhadap Staphylococcus aureus aktivitasnya mcapai maks pd
jml atom C=5
- Rantai alkohol yg bcabang: alkohol sekuder & tersier, memp klrt
dlm air lbh bsr, nilai koef part lemak/air lbh rdh dbdg alkohol
primer shg aktivitas antibakteri lbh kecil
 Cth:Aktivitas n-heksanol 2x lebih besar dari heksanol sekunder & 5x
lebih besar dari heksanol tersier
- Adanya ikatan rangkap kelarutan dalam air &  aktivitas
antibakteri
- Alkohol dengan BM besar : setilalkohol, praktis tdk larut dalam air
sehingga tidak berkhasiat sebagai antibakteri

9. Gbr 6. Aktivitas antibakteri seri homolog 4-n-
alkilresorsinol thd Bacillus typhosus
2. Seri homolog 4-n-
alkilresorsinol
- Aktivitas antibakteri
thd Bacillus
typhosus reach max
pada jumlah atom
C=6
- Thd Staphylococcus
aureus reached
pada C=9
Koefisien fenol
Atom karbon pada rantai samping
10
20
30
40
50
60
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

10. 3. Seri homolog ester asam vanilat
- Tabel 5. Hub str seri homolog ester asam vanilat &
aktivitas antibakterinya thd Staphylococcus aureus
Ester asam
vanilat
Koefisien Fenol terhadap
Staphylococcus aureus
Metil 1,7
Etil 7,3
n-Propil 33,4
Isopropil 11,2

11. 4. Seri homolog ester asam p-hidroksibenzoat
Tabel 6. Hub prbhn str seri homolog ester asam p-
hidroksibenzoat (PHB) dgn nilai koefisien partisi &
aktivitas antibakteri thd Staphylococcus aureus
Ester PHB Koefisien partisi Koefisien fenol thd
Staphylococcus aureus
Metil 1,2 2,6
Etil 3,4 7,1
n-Propil 13 15
Isopropil 7,3 13
Alil 7,6 12
Butil 17 37
Benzil 119 83

12. B. Hub Koef Part dgn Efek Anestesi Sistemik
- Koef partisi pertama kali dihubungkan dengan aktivitas
biologis Oleh penekan SSP, yaitu efek hipnotik & anestesi,
oleh Overton & Meyer (1899)
- Mrk mberi 3 postulat yg berhub dgn efek anestesi suatu
senyawa, dikenal sebagai teori lemak, sbb:
1. Senyawa kimia yg tidak reaktif & mudah larut dlm lemak:
eter, hidrokarbon & hidrokarbon terhalogenasi, dpt mberi
efek narkosis pd jaringan hidup sesuai dgn kemampuannya
tdistribusi ke dlm jaringan sel
2. Efek tlht jelas terutama pd sel-sel yg banyak mengandung
lemak
3. Efisiensi anestesi or hipnotik tergantung pd koef part
lemak/air atau distribusi senyawa dlm fase lemak & fase air
jaringan

13.  Dr postulat di atas disimpulkan bhw ada hub antara
aktiv anestesi dgn koef part lemak/air
 Teori ini hanya mengemukakan afinitas suatu senyawa
terhadap sisi kerja saja & tidak menunjukkan
bagaimana mekanisme kerja biologisnya & juga tidak
dapat menjelaskan mengapa suatu senyawa yangg
mempunyai koef part lemak/air tinggi tdk selalu dpt
menimbulkan efek anestesi
 Teori anestesi di atas kemudian dilengkapi dgn teori
anestesi sistemik lain, yg tdk berdasarkan kelarutan
senyawa dlm lemak tetapi berdasarkan Sifat Fisika yg
lain yaitu ukuran mol & pembentukan mikrokristal hidrat

14.  Senyawa berstruktur tidak spesifik
Adalah senyawa dengan struktur kimia bervariasi, tidak
berinterkasi dengan reseptor spesifik, dan aktivitas biologinya
tidak secara langsung dipengaruhi oleh struktur kimia tetapi
lebih dipengaruhi oleh sifat2 kimia fisika, seperti derajat ionasi,
kelarutan, aktivitas termodinamik, tegangan permukaan dan
redoks potensial.
Senyawa berstruktur tidak spesifik menunjukkan aktivitas fisik
dengan karakteristik sebagai berikut:
a. Efek biologis berhubungan langsung dengan aktivitas
termodinamik, dan memerlukan dosis yang relatif besar.
b. Walaupun perbedaan struktur kimia besar, asal aktivitas
termodinamik hampir sama akan memberikan efek yang
sama
c. Ada kesetimbangan kadar obat dalam biofasa dan fasa
eksternal.
d. Bila terjadi kesetimbangan, aktivitas termodinamik masing-
masing fasa harus sama
Berdasarkan model kerja aktivitas biologisnya, secara
umum obat dibagi menjadi dua golongan

15. e. Pengukuran aktivitas termodinamik pada fasa
eksternal juga mencerminkan aktivitas
termodinamik biofasa.
f. Senyawa dengan derajat kejenuhan yang sama,
mempunyai aktivitas termodinamik yang sama,
sehinggan derajat efek biologis sama juga. Oleh
karena itu larutan jenuhdari senyawa dengan
struktur yang berbeda dapat memberikan efek
biolois sama.
Contoh senyawa berstruktur tidak spesifik:
1. Obat anestesi sistemik yang berupa gas atau uap
seperti, etilklorida,asetilen, nitrogen oksida, eter
dan kloroform.
2. Insektisida yang mudah menguap dan bakterisida
tertentu, seperti timol, fenol, kresol, n-alkohol dan
resorsinol.

16. 2. Senyawa berstruktur Spesifik
 Merupakan senyawa yang memberikan efeknya
dengan mengikat reseptor atau reseptor yang spesifik
 Mekanisme kerja melalui salah satu cara:
- Bekerja pada enzim, yaitu dengan cara pengaktifan,
penghambatan, atau pengaktifan kembali enzim-
enzim tubuh
- Antagonis, yaitu antagonis kimia, fungsional,
farmakologis, atauu antagonis metabolik
- Menekan fungsi gen, yaitu dengan menghambat
biosintesis asam nukleat atu sintesis protein
- Bekerja pad membran, yaitu dengan mengubah
membran sel dan mempengaruhi sistem transpor
membran.

17. Karakteristik senyawa berstrukur:
 Efektif pada kadar rendah
 Melibatkan kesetimbangan kadar obat dalam biofasa
dan fasa eksternal
 Melibatkan ikatan-ikatan kimia yang lebih kuat
dibanding ikatan pada senyawa yang berstruktur tidak
spesifik.
 Pada keadaan kesetimbangan aktivitas biologinya
maksimal
 Sifat fisik dan kimia sama-sama berperan dalam
menentukan efek biologis
 Secara umum mempunyai strukur dasar karakterisktik
yang bertanggung jawab terhadap efek biologis
senyawa analog
 Sedikit perubahan struktur dapat mempengaruhi
secara drastis aktivita biologis obat.

18.  Contoh senyawa spesifik antara lain: obat
analgesik (morfin), antihistamin (defenhidramin)
B. MODIFIKASI MOLEKUL SENYAWA PENUNTUN
Modifikasi molekul adalah eksplorasi dan eksploitasi
senyawa penuntun yang mempunyai aktivitas
biologis tertentu dan menarik untuk digunakan
sebagai bahan awal pengembangan obat baru.
Tujuan utama modifikasi molekul:
1. Tujuan pengembangan substitusi untuk
mendapatkan senyawa yang lebih poten,
spesifik, aman, dan efek samping minimal.
2. Tujuan perubahan spektrum aktivitas senyawa
penuntun

19.  Contoh:
a. Mengubah senyawa agonis menjadi senyawa antagonis
spesifik
b. Memisahkan komponen utama dari spektrum aktivitas kedalam
molekul yang berbeda sehingga didapatkan senyawa dengan
spektrum yang baru
c. Kombinasi dari aktivita obat yang berbeda
d. Memperkeci efek samping
e. Selektif terhadap spesies atau organ tertentu
3. Tujuan dari suatu modulasi farmakokinetik yang mengatur
ketersediaan biologis dan fisiologis senyawa bioaktif dengan
melakukan modifikasi molekul.
a. Modulasi (mengatur) hubungan dosis-efek, yaitu mengatur
hubungan natar dosis obat dengan kadar dalam jaringan
target sehingga terjadi perubahan potensi obat.
b. Modulasi hubungan waktu-kadar, yaitu dnegan membuat
sediaan depo atau sediaan lepas lambat bila diinginkan
efek obat yang lebih lama, atau dibuat sediaan intravena
bila diinginkan efek obat yang capat.