KATALISIS

1. KATALISIS

2. Katalis • Suatu zat yg mempengaruhi kec. Reaksi tanpa ikut berubah secara kimia • Katalis negatif/inhibitor katalis positif • Mekanisme : bergabung dg reaktan membtk subtrat dan zat antara (kompleks) & menghasilkan produk menurunkan energi aktivasi dan mengubah mekanisme reaksi menghasilkan radikal bebas dan rekais berantai dengan cepat • Katalis homogen katalis heterogen

3. Macam Katalisis : • Katalisis Asam Spesifik oleh proton tersolvasi : [H3O+] • Katalisis Basa Spesifik oleh [OH-] • Katalisis Asam Umum • Katalisis Basa Umum • Katalisis Nukleofilik oleh spesi pemberi pasangan elektron • Katalisis Elektrofilik oleh asam lewis (penerima pasangan elektron, ex: ion logam

4. IMPLIKASI Efek pH terhadap stabilitas obat pH –laju degradasi pH dan log k Profil pH kecepatan pH stabilitas obat Katalisis Reaksi Persamaan Kecepatan Reaksi Hipotetik

5. Macam Profil pH-Kecepatan • Bentuk V • Bentuk Sigmoid • Bentuk Lonceng

6. Bentuk V(katalisis asam basa spesifik) Contoh : ester (streptovitacin A pada 70 °C k1 S k2 Produk k3 pH dg harga log k minimum adalah pH stabil obat tsb Log k(det-1) pH

8. Persamaan Reaksi Hipotetik

9. Pada pH Rendah Plot log k vs pH Slope = -n (orde reaksi ion H)

10. Pada pH Tinggi Plot log k vs pH Slope = -m (orde reaksi ion OH)

11. Pada pH intermediat dengan cara yang sama akan diperoleh harga k2 Bila harga n, m, k1, k2 & k3 diketahui maka profil pH kecepatan dapat dibuat Bandingkan dengan data eksperimen, bila sesuai maka kec. Reaksi hipotetik dapat mendiskripsikan sistem yang sedang diamati Contoh : streptovitacin A, slope pH rendah = -1, slope pH tinggi= +1, maka merup. Orde satu untuk [H+] & [OH-]. K = k1[H+] + k3[OH-]

12. 2. Kurva Sigmoid Pada umumnya terjadi pada obat yg berdisosiasi mjd molekul asam/basa Konsentrasi reaktan total (St)= (HA) + (A-) Fraksi asam konjugat = F HA = (HA)/St Fraksi basa konjugat = F A- = (A-)/St

14. Lanjutan kurva sigmoid Penataan ulang Bila 2 bentuk konjugat mengalami degradasi dg konstanta kec. Rx berbeda, maka persamaan hipotetiknya :

15. Kecepatan Reaksi Eksperimental Contoh : hidrolisis asam sitrat anhidrat

16. 3. Bentuk Lonceng • Kurva maksima • ada 2 titik infleksi yg menggambarkan asam/basa berdisosiasi 2X sebagai reaktan HA merupakan reaktan yang paling reaktif, pu konsentrasinya naik sampai pH maks

18. Katalisis Asam Basa Umum • Katalisis yg tjd krn salah satu komponen dapar mempengaruhi laju reaksi • Memperlihatkan penyimpangan dr profil asam basa spesifik • Contoh : hidrolisis streptozosin : laju reaksi dlm dapar fosfat (anion fosfat) lbh besar dr laju reaksi katalisis basa spesifik • Pembuktian : menentukan laju degradasi obat dlm satu rangkaian dapar dg pH sama, yang dibuat dg konsentrasi komponen dapar yang meningkat

19. Pengaruh dapar terhadap stabilitas Pd umumnya brp : katalisis asam umum (KAU) basa umum (KBU) Laju degradasi karena dapar : K obs = kpH + K AU [AU] + K BU [BU] K obs = k pengamatan (orde satu keseluruhan) [AU] & [BU] = kadar asam dan basa konjugat penyusun dapar kpH = laju degradasi tanpa pengaruh dapar

20. Penataan ulang : K obs = kpH + {K AU [AU] + K BU Fraksi BU [AU]} K obs = kpH + {KAU + KBU. Fraksi BU} [AU] Plot antara kadar dapar vs harga k obs : intersep = kpH slope = k katalisa dapar = KAU +KBU K obs diperoleh dr data kestabilan obat krn dapar pd berbagai konsentrasi & pH pada suhu ttt

21. Contoh : Kadar difenhidramin sisa(%) dlm dapar fosfat 0,04 M suhu 70º C

22. Kadar difenhidramin sisa(%) dlm dapar fosfat 0,05 M suhu 70ºC

23. Kadar difenhidramin sisa(%) dlm dapar fosfat 0,07 M suhu 70ºC

24. Bila diketahui degradasi difenhidramin mengikuti kinetika orde 1, Tentukan : • KpH • K katalisis • K AU dan K BU • K OH

25. Langkah 1 : Menentukan harga k obs pada tiap pH dan tiap kadar dapar dengan membuat hubungan antara log kadar obat sisa (y) dengan waktu (x). Karena orde k. reaksi mengikuti orde satu maka k obs = -slope x 2,303 Sehingga diperoleh k obs (x 10-3 /jam):

26. Langkah 2 : Membuat hubungan antara kadar dapar (x) vs k.obs (y) Slope = k. katalisis Intersep = k pH

27. Langkah 3 Menentukan fraksi asam/basa fosfat dalam dapar dengan menggunakan persamaan Handerson-Haselbach pH = pKa + log garam/asam 10 = 12,67 + log garam /asam Log garam/asam= -2,67 Garam/asam = antilog -2,67 = 2,14. 10-3 Asam = 1/1,00214 x 100 % = 99,79% garam = 0,00214/1,00214 x 100% = 0,21% Dengan cara sama dilakukan pd pH 11 & 12

28. Langkah 4 : Membuat hubungan antara fraksi asam/basa konjugat vs k. katalisis Persamaan = y = 0,0083x + 0,0658 (konsentrasi asam konjugat vs k.katalisis) KBU = harga k. katalisis pada x 0% = 0,0658 KAU = harga k. katalisis pada x 100% = 0,0741

29. Lankah 5 : Membuat hubungan pH vs log kpH Persamaan = y = 1,55 x 10-3X -1,28x10-2 K OH = 1,55 x 10-3 Slope negatif = kecepatan degradasi turun = stabilitas difenhidramin pada peningkatan pH akan naik= stabilitas turun dengan penurunan pH Suatu degradasi dikatalisis oleh OH bila slopenya +1, sehingga disimpulkan difenhidramin pada pH 10-12 tidak dikatalisis oleh ion hidroksil

30. PENGARUH PELARUT Reaksi nonelektrolit berhubungan dengan:  1. Tekanan dalam  2. Parameter kelarutan dari pelarut dan zat pelarut  Larutan biasanya bersifat non-ideal jadi harus dikoreksi dengan:  memasukkan koefisien aktivita  Reaksi bimolekular : A + B (A…B)* Produk 

31. Lanjutan… Konstanta kesetimbangan termodinamik ditulis dalam bentuk aktifita sebagai: K* = a* = C* γ*  aAaB CACB γAγB  dimana, a* = aktivita jenis dalam keadaan transisi  aA dan aB = aktivita reaktan dalam keadaan normal Laju = RT C* = RT K* CACB γAγB Nh Nh γ* dan k = Laju = RT K* γAγB CACB Nh * Log k = log ko + log γA + logγB – logγ* atau k = k0 γAγB γ*

32. Kondisi Iklim Dunia