Process
chemistry
Kimia
proses adalah cabang kimia farmasi yang berkaitan dengan pengembangan dan
optimalisasi skema dan prosedur sintetis dalam memproduksi senyawa untuk fase
pengembangan obat. Kimia proses berbeda dari kimia medis; dimana kimia farmasi bertugas
merancang dan menyintesis molekul pada skala kecil pada fase penemuan awal
obat.
Kimia
proses membutuhkan perpaduan antara pengetahuan teoritis dan praktis. Tujuan
dari seorang ahli kimia proses adalah untuk mengembangkan rute sintetis yang
aman, hemat biaya, ramah lingkungan dan efisien (dalam waktu dan atom). Selain
menciptakan produk yang diinginkan, ahli kimia proses harus selalu menjaga
biaya dan keselamatan kerja. Contohnya dengan menghindari mutagen dan
karsinogen. Tujuan kimia proses tersebut berhubungan dengan kimia berkelanjutan
(green chemistry).
Combinatorial
chemistry
kimia kombinatorial adalah suatu
pendekatan terhadap keragaman molekul produk sintetis. Kimia kombinatorial
berfokus pada penelitian yang berbasis molekul kecil seperti peptida dalam
penelitian ini dengan menggunakan alat untuk pengenalan molekur dan penemuan
obat. Kimia kombinatorial merupakan suatu pendekatan dalam ilmu kimia yang
melibatkan sintesis berbagai jenis molekul yang berjumlah banyak tetapi erat
terkait satu sama lain. Proses ini dibantu oleh simulasi dengan komputer dan
peralatan robotik
Strategi yang digunakan untuk
mengidentifikasi komponen yang berguna dalam perpustakaan senyawa tersebut juga
merupakan bagian dari kimia kombinatorial. Metode yang digunakan dalam kimia
kombinatorial dapat pula diaplikasikan di luar bidang ilmu kimia.
Sintesis molekul
secara kombinatorial dapat secara cepat menghasilkan molekul dalam jumlah yang
besar. Misalnya, suatu molekul dengan tiga titik perbedaan (R1, R2, dan R3)
dapat membentuk struktur NR1 x NR2 x NR3 yang mungkin, di mana NR1.NR2, dan NR3
adalah jumlah substituen berbeda yang dipergunakan.
Prinsip dasar dari
kimia kombinatorial adalah untuk menyiapkan perpustakaan senyawa dalam jumlah
besar dan kemudian mengidentifikasi komponen dari perpustakaan tersebut.
Proses
Tradisional dan Proses Kimia Kombinatorial
Yang
membedakan proses sintesis kimia secara tradisional dengan proses secara
kombinatorial adalah bahwa dalam proses dengan kimia kombinatorial, pereaksi
(reaktan) direaksikan bersama-sama, dan membentuk banyak hasil reaksi dari
reaksi kimia yang berbeda-beda. Perbandingan antara proses sintesis kimia
secara tradisional dan kombinatorial dapat diilustrasikan sebagai berikut:
Pada sintesis secara
tradisional, sesuai pada contoh di atas, dimisalkan senyawa A direaksikan
dengan senyawa B membentuk senyawa AB. Reaksi dilakukan satu demi satu.
Sementara itu, pada sintesis secara kombinatorial, dimungkinkan untuk membuat
setiap kombinasi yang memungkinkan, mulai dari A1 hingga An, dengan B1 hingga
Bn.
Proses
Sintesis Kombinatorial pada Fase Padat
Sintesis kimia
secara kombinatorial pada fase padat memanfaatkan suatu proses yang dinamakan
sebagai sintesis “campur dan pisahkan”. Proses ini dilakukan dengan membagi
bahan pendukung reaksi berupa resin ke dalam beberapa porsi. Setelah itu,
tiap-tiap porsi dimasukkan ke dalam masing-masing pereaksi untuk mengaktifkan
pereaksi. Setelah reaksi pengaktifan selesai, dilakukan pencucian untuk
membersihkan sisa-sisa pereaksi sisa berlebih. Kemudian, porsi-porsi tersebut
dicampurkan secara merata. Setelah proses pencampuran, hasil reaksinya kemudian
boleh jadi dipisah-pisahkan lagi ke dalam sejumlah porsi. Reaksi dalam sintesis
ini menghasilkan jumlah yang lengkap dari senyawa senyawa dimer (senyawa yang
strukturnya merupakan gabungan dari dua buah komponen penyusun) yang mungkin
terbentuk. Jika dimisalkan terdapat X buah komponen (senyawa) yang direaksikan
maka jumlah dimer yang terbentuk Jika proses diulangi sebanyak n kali dengan
mereaksikan hasil reaksi sebelumnya dengan komponen satuannya (yang berjumlah
X), hasil reaksi yang terbentuk meningkat secara eksponensial, yaitu Xn. Hal
ini menunjukkan bahwa hanya dengan beberapa langkah reaksi, dapat terbentuk
banyak ragam molekul yang susunannya berbeda tetapi miri.
Proses
Sintesis Kombinatorial dengan Larutan
Selain
sintesis fase padat, ada pula sintesis kombinatorial yang dilakukan pada
larutan. Hal ini dilakukan untuk mengatasi keterbatasan pada sintesis fase
padat. Proses sintesis secara tradisional melibatkan reaks isecara bertahap.
Hasil reaksi dikarakterisasi dan dimurnikan terlebih dahulu, kemudian melalui
proses screening(pemisahan). Setelah pemisahan, tahap ini dapat dilakukan lagi
secara berulang untuk membangun senyawa analog (senyawa yang berbeda jenis
tetapi serupa) lainnya.
Sementara
itu pada sintesis secara kombinatorial yang berlangsung secara paralel substrat
bereaksi dengan sejumlah reaktan lainnya membentuk hasil reaksi sejumlah
tertentu. Kumpulan ini kemudian melalui proses screening, pemisahan
molekul-molekulnya, umumnya tanpa melalui proses pemurnian. Karakterisasi juga
dilakukan tetapi secara lebih minimum. Saringan yang digunakan untuk screening
ini memiliki keluaran lebih besar daripada yang digunakan pada sintesis secara
tradisional.
Daftar Pustaka
https://en.wikipedia.org/wiki/Process_chemistry
http://www.combichemistry.com/synthesis_combi
natorial_library.html
terret, N.K. 1998. Combinatorial Chemistry. New york : OXFORD UNIVERSITY PRESS.
Pertanyaan
1. kenapa sintesis fase padat secara alami cocok untuk memproduksi peptida dan bagaimana proses sintesis fasa padat peptida ?
2. kenapa dalam sintesis kombinatorial fasa larutan digunakan material pendukungnya berupa dendrimer ?