BAB II TINJAUAN PUSTAKA 2.1 Uraian Bahan 2.1.1 Pseudoefedrin Hidroklorida + HCl Gambar 2.1 Struktur Pseudoefedrin HCl Pseudoefedrin hidroklorida mengandung tidak kurang dari 98,0% dan tidak lebih dari 100,5% C 6 H 15 NO.HCl, dihitung terhadap zat yang telah dikeringkan. Nama Struktur IUPAC: (1S,2S)-2-(metilamino)-1-phenilpropan-1-ol hidroklorida. Berat Molekul : 201,70. Pemerian : hablur putih atau serbuk putih, serbuk halus putih atau hampir putih; bau khas lemah. Kelarutan : sangat mudah larut dalam air; mudah larut dalam etanol; agak sukar larut dalam kloroform ( Ditjen, POM., 1995). Pseudoefedrin adalah salah satu alkaloid yang diperoleh dari Epedra sp dan merupakan stereoisomer dari efedrin. Pseudoefedrin HCl adalah salah satu obat simpatomimetik yang bekerja dengan cara langsung terhadap reseptor di otot polos dan jantung dan juga secara tak langsung dapat membebaskan noradrenalin. Penggunaan utamanya adalah bronkodilatasi kuat (β2), sebagai dekongestan. Waktu paruh plasmanya adalah lebih kurang 7 jam. Obat ini banyak digunakan dalam sediaan kombinasi untuk flu. Volume distribusi 3L/Kg. Dosis 3-4 kali sehari 60 mg (Tjay, T.H., dan Rahardja, K., 2007). 5
Salah satu analisa kualitatif untuk efedrin dan derivatnya adalah reaksi Chen-kao. Reaksi ini adalah reaksi dengan CuSO 4 dan NaOH menghasilkan warna ungu. Jika dikocok dengan dengan eter, maka akan terbentuk dua lapisan berwarna. Lapisan eter akan berwarna ungu dan lapisan air akan berwarna biru. Reaksi ini adalah reaksi pembentukan kompleks antara Cu dengan turunan fenilalkilamin yang mempunyai gugus amino dan gugus hidroksi. Selain menggunakan eter dapat juga digunakan n-butanol yang akan menghasilkan warna ungu pada lapisan n-butanol dan warna biru pada lapisan air (Roth, et al., 1991). Pseudoefedrin HCl dapat ditetapkan kadarnya dengan beberapa cara yaitu spektrofotometri ultraviolet pada panjang gelombang 251 nm dan 257 nm (A 1%, 1 cm dalam larutan asam = 11,9a), kromatografi gas, dan dengan kromatografi cair kinerja tinggi (Moffat, 2007). Dapat juga ditetapkan kadarnya secara titrasi bebas air karena mempunyai atom N yang bersifat basa (Cairns, 2008). 2.1.2 Triprolidin Hidroklorida + HCl Gambar 2.2 Struktur Triprolidin HCl Triprolidin Hidroklorida mengandung tidak kurang dari 98,0% dan tidak lebih dari 101,0% C 29 H 22 N 2.HCl, dihitung terhadap zat anhidrat. Nama struktur: (E)-2-[3-(1-Pirrolidinil)-1-p-tolilpropenil]piridin hidroklorida. Berat Molekul : 332,87 dan Berat Molekul anhidrat : 314,86. Pemerian : Serbuk hablur putih, ringan; berbau tidak enak. Larutan bersifat basa terhadap lakmus; melebur pada suhu 6
lebih kurang 115 o. Kelarutan : Larut dalam air, dalam etanol dan dalam kloroform; tidak larut dalam eter ( Ditjen POM., 1995). Triprolidin HCl adalah antihistamin yang bekerja dengan daya kuat. Bekerja mengurangi efek histamin terhadap tubuh dengan cara menghambat reseptor histamin. Mula kerjanya cepat dan bertahan lama. Dosis 1-10 mg dan diberikan pada malam hari berhubung dengan efek sedatifnya (Tjay, T.H. dan Rahardja, K., 2010). Waktu paruhnya 1,5 sampai 20 jam, tetapi rata-rata 5 jam (Moffat, 2007). Triprolidin HCl dapat ditetapkan kadarnya dengan beberapa metode antara lain dengan spektrofotometri ultraviolet pada panjang gelombang maksimum 290 nm (A 1%, 1 cm dalam larutan asam = 347a), dengan kromatografi cair kinerja tinggi, dengan densitometri dan dengan kromatografi gas (Moffat, 2007). Triprolidin juga dapat ditetapkan kadarnya secara titrasi bebas air karena mempunyai atom N yang bersifat basa (Cairns, 2008). 2.2 Spektrofotometri Ultraviolet Jika suatu molekul dikenakan radiasi elektromagnetik maka molekul tersebut akan menyerap radiasi elektromagnetik. Interaksi antara molekul dengan radiasi elektromagnetik ini akan meningkatkan energi dari tingkat dasar ke tingkat tereksitasi. Apabila pada molekul hanya terjadi transisi elektronik pada satu macam gugus yang terdapat pada molekul, maka hanya akan terjadi satu absorpsi yang merupakan pita spektrum. Terjadinya dua atau lebih pita spektrum diberikan oleh molekul dengan struktur yang lebih kompleks karena terjadi beberapa transisi sehingga mempunyai lebih dari satu panjang gelombang (Rohman, 2007). 7
Gugus fungsi seperti OH, -O, -NH2, dan OCH3 yang memberikan transisi n π* disebut gugus auksokrom. Gugus ini adalah gugus yang tidak dapat menyerap radiasi ultraviolet-sinar tampak, tetapi apabila gugus ini terikat pada gugus kromofor mengakibatkan pergeseran panjang gelombang ke arah yang lebih besar (pergeseran batokromik) (Rohman, 2007). Menurut Hukum Lambert, serapan berbanding lurus terhadap ketebalan sel yang disinari. Sedangkan menurut Beer, serapan berbanding lurus dengan konsentrasi. Kedua pernyataan ini dapat dijadikan satu dalam Hukum Lambert-Beer, sehingga diperoleh bahwa serapan berbanding lurus terhadap konsentrasi dan ketebalan sel, yang dapat ditulis dengan persamaan : A= a.b.c (g/liter) atau A= ε. b. c (mol/liter) Keterangan: A = serapan a = absorptivitas b = ketebalan sel c = konsentrasi ε = absorptivitas molar Hukum Lambert-Beer menjadi dasar aspek kuantitatif spektrofotometri dimana konsentrasi dapat dihitung berdasarkan rumus di atas. Absorptivitas merupakan suatu tetapan dan spesifik untuk setiap molekul pada panjang gelombang dan pelarut tertentu. Penggunaan utama spektrofotometri ultraviolet adalah dalam analisis kuantitatif. Apabila dalam alur spektrofotometer terdapat senyawa yang mengabsorpsi radiasi, akan terjadi pengurangan kekuatan radiasi yang mencapai detektor. Parameter kekuatan energi radiasi yang diabsorpsi oleh molekul adalah absorban (A) yang dalam batas konsentrasi tertentu nilainya sebanding dengan banyaknya molekul yang mengabsorpsi radiasi. Senyawa yang tidak mengabsorpsi 8
radiasi ultraviolet-sinar tampak dapat juga ditentukan dengan spektrofotometri ultraviolet-sinar tampak, apabila ada reaksi kimia yang dapat mengubahnya menjadi kromofor atau dapat disambungkan dengan suatu pereaksi kromofor. Spektrofotometer adalah alat untuk mengukur transmitans atau serapan suatu sampel sebagai fungsi panjang gelombang. Spektrofotometer merupakan penggabungan dari dua fungsi alat yang terdiri dari spektrometer yang menghasilkan sinar dari spektrum dengan panjang gelombang tertentu dan fotometer sebagai alat pengukur intensitas cahaya yang ditransmisikan atau yang diabsorpsi. Instrumen yang digunakan untuk mempelajari serapan atau emisi radiasi elektromagnetik sebagai fungsi dari panjang gelombang disebut spektrometer atau spektrofotometer. Komponen-komponen pokok dari spektrofotmeter meliputi: (1) sumber tenaga radiasi yang stabil, (2) sistem yang terdiri atas lensa-lensa, cermin, celah-celah, dan lain-lain, (3) monokromator untuk mengubah radiasi menjadi komponen-komponen panjang gelombang tunggal, (4) tempat cuplikan yang transparan, dan (5) detektor radiasi yang dihubungkan dengan sistem meter atau pencatat (Sastrohamidjojo, 1991). Diagram sederhana dari spektrofotometer adalah sebagai berikut : Sumber Monokromator Sel penyerap Detekto r Meter atau pencatat Diagram spektrofotometri (1). Sumber tenaga radiasi Sumber tenaga radiasi terdiri dari benda yang tereksitasi hingga ke tingkattenaga yang tinggi oleh sumber listrik bertegangan tinggi atau oleh 9
pemanasan listrik. Benda/materi yang kembali ke tingkat tenaga yang lebih rendah atau ketingkat dasarnya, melepaskan foton dengan tenaga-tenaga yang karakteristik yang sesuai dengan E, yaitu perbedaan tenaga antara tingkat terekstiasi dan tingkat dasar rendah. Sumber radiasi yang ideal untuk pengukuran serapan harus menghasiilkan spektrum kontinu dengan intensitas yang seragam pada keseluruhan kisaran panjang gelombang yang sedang dipelajari(sastrohamidjojo, 1991). Sumber-sumber radiasi ultraviolet yang kebanyakan digunakan adalah lampu hidrogen dan lampu deuterium. Mereka terdiri sepasang elektroda yang terselubung dalam tabung gelas dan diisi dengan gas hidrogen atau deuterium pada tekanan rendah. Bila tegangan yang tinggi dikenakan pada elektroda-elektroda, maka akan dihasilkan elektron-elekton yang mengekstasikan elektom-elektron lain dalam molekul gas ke tingkatan tenaga yang tinggi. Bila elektron-elekton kembali ke tingkat dasar mereka melepaskan radiasi yang kontinyu dalam daerah sekitar 180-350 nm. Sumber radiasi ultraviolet yang lain adalah yang lain adalah lampu xenon, tetapi ia tidak se stabil lampu hidrogen(sastrohamidjojo, 1991). Sumber radiasi terlihat dan radiasi inframerah dekat yang biasa digunakan adalah lampu filamen tungsten. Filamen dipanaskan oleh sumber arus searah (d-c), atau oleh baterai. Filamen tungsten menghasilkan radiasi kontinu dalam daerah antara 350 dan 2500 nm (Sastrohamidjojo, 1991). (2). Monokromator Seperti kita ketahui bahwa sumber radiasi yang umum digunakan menghasilkan radiasi kontinu dalam kisaran panjang gelombang yang lebar. Dalam spektrometer, radiasi yang polikromatik ini harus diubah menjadi radiasi monokromatik. Ada dua jenis alat yang digunakan untuk mengurai radiasi 10
polikromatik menjadi monokromatik yaitu penyaring dan monokromator. Penyaring dibuat dari benda khusus yang hanya meneruskan radiasi pada daerah panjang gelombang tertentu dan menyerap radiasi pada daerah panjang gelombang tertentu dan menyerap radiasi dari panjang gelombang yang lain. Monokromator merupakan serangkaian alat optik yang menguraikan radiasi polikromatik menjadi jalur-jalur yang efektif/panjang gelombang-gelombang tunggalnya dan memisahkan panjang gelombang-gelombang tersebut menjadi jalur-jalur yang sangat sempit (Sastrohamidjojo, 1991). (3). Tempat Cuplikan Cuplikan yang akan dipelajari pada daerah ultraviolet atau terlihat yang biasanya berupa gas atau larutan di tempatkan dalam sel atau cuvet. Untuk daerah ultraviolet biasanya untuk digunakan Quartz atau sel dari silika yang dilebur, sedangkan untuk daerah terlihat digunakan gelas biasa atau quartz. Sel yang digunakan untuk cuplikan yang berupa gas mempunyai panjang lintasan dari 0,1 hingga 100 nm, sedang sel untuk larutan mempunyai panjang lintasan tertentu dari 1 hingga 10 cm. Sebelum sel dipakai harus dibersihkan dengan air, atau jikaa dikehendaki dapat dicuci dengan larutan detergen atau asam nitrat panas (Sastrohamidjojo, 1991). Pelarut. Pelarut-pelarut yang digunakan dalam spektrofotometri harus : a. Melarutkan cuplikan dan b. Meneruskan radiasi dalam daerah panjang gelombang yang sedang dipelajari. Beberapa pelarut yang bisa digunakan dalam daerah-daerah ultraviolet dan terlihat adalah seperti : aseton, benzena, karbon tetraklorida, kloroform, 11
dioksan, diklorometan, 95% etanol, etil eter, metanol, air dan sebagainya (Sastrohamidjojo, 1991). Pembuatan larutan. Larutan selalu dibuat dengan cermat : larutan standar dibuat dalam labu ukur, konsentrasi biasanya sekitar 0,1%. Untuk pekerjaan yang memerlukan ketelitian, semua gelas-gelas standar dan sebagainya harus mempunyau kualitas analitis yang tingii, dan jika pengenceran dilakukan harus dikerjakan dalam volume yang dapat diukur dengan teliti; karena perbedaan volume yang sangat kecil akan dapat menyebabkan kesalahan (Sastrohamidjojo, 1991). (4). Detektor Setiap detektor menyerap tenaga foton yang mengenainya dan mengubah tenaga tersebut untuk dapat diukur secara kuantitatif seperti sebagai arus listrik atau perubahan-perubahan panas. Kebanyakan detektor menghasilkan sinyal listrik yang dapat mengaktifkan meter atau pencatat. Setiap pencatat harus menghasilkan sinyal yang secara kuantitatif berkaitan dengan tenaga cahaya yang mengenainya. Detektor yang digunakan dalam ultraviolet danterlihat disebut detektor fotolistrik. Persyaratan-persyaratan penting untuk detektor meliputi : a. Sensitivitas tinggi hanya dapat mendeteksi tenaga cahaya yang mempunyai tingkatan rendah sekalipun, b. Waktu respon yang pendek, c. Stabilitas yang panjang/lama untuk menjamin respon secara kuantitatif, dan d. Sinyal elektronik yang mudah diperjelas (Sastrohamidjojo, 1991). 12
2.3 Analisis Multikomponen dengan Spektofotometri Ultraviolet Analisis kuantitatif campuran dua komponen merupakan teknik pengembangan analisis kuantitaif komponen tunggal. Prinsip pelaksanaannya adalah mencari absorban atau beda absorban di tiap-tiap komponen yang memberikan korelasi yang linier terhadap konsentrasi, sehingga akan dapat dihitung masing-masing kadar campuran zat tersebut secara serentak atau salah satu komponen-komponen dalam campurannya dengan komponen lainnya ( Mulja dan Suharman, 1995). Menurut Day dan Underwood ( 1998) ada beberapa kemungkinan yang terjadi pada spektrum absorban dua komponen sebagai berikut : a. Kemungkinan I Gambar 2.3 Spektrum absorban senyawa X dan Y Spektum tidak tumpang tindih, atau sekurangnya dimungkinkan untuk menemukan suatu panjang gelombang dimana X menyerap dan Y tidak, serta panjang gelombang serupa untuk mengukur Y. Situasi kemungkinan I dapat dilihat pada Gambar 2.3. Konstituen X dan Y semata-mata diukur masing-masing pada panjang gelombang λ 1 dan λ 2 ( Day dan Underwood, 1998). 13
b. Kemungkinan II Gambar 2.4 Spektrum absorban senyawa X dan Y, spektrum X bertumpang tindih dengan spektrum Y Terjadi tumpang tindih satu cara dari Gambar 2.4 dimana Y tidak mengganggu pengukuran X pada λ 1, tetapi X memang menyerap cukup banyak bersama-sama Y& pada λ 2. Konsentrasi X ditetapkan langsungd ari absorban larutan pada λ 1, kemudiam absorban yang disumbangkan oleh larutan X pada λ 2 dihitung dari absortivitas molar X pada λ 2 yang telah diketahui sebelumnya. Sumbangan ini dikurangkan dari absorban terukur λ 2 sehingga akan diperoleh abosrbang yang disebabkan oleh Y, kemudian konsentrasi Y dapat diukur secara umum ( Day dan Underwood, 1998). c. Kemungkinan III Pada Gambar 2.5 spektrum X dan Y saling tumpang tindih secara keseluruhan. Pada absorbansi maksimum dari komponen X pada λ 1, komponen Y memiliki absorbansi tersendiri. Begitu juga komponen Y pada λ 2, komponen X memiliki absorbansi sendiri ( Day dan Underwood, 1998). 14
Gambar 2.5 Spektrum absorban senyawa X dan Y saling tumpang tindih Menurut Andrianto ( 2009) pada penetapan kadar campuran multikomponen sulit dilakukan, sehingga untuk mengatasi hal itu diperkenalkan analisis multikomponen menggunakan prinsip persamaan regresi berganda nelalui perhitungan matriks dengan metode pengamatan beberapa panjang gelombang berganda. 2.4 Validasi Metode Analisis Validasi metode analisis adalah suatu tindakan penilaian terhadap parameter tertentu berdasarkan percobaan laboratorium untuk membuktikan parameter tersebut memenuhi persyaratan untuk penggunaannya. Hal ini dilakukan untuk menjamin bahwa setiap pengukuran serupa yang yang dilakukan di masa yang akan datang akan menghasilkan nilai terhitung (calculated value) yang cukup dekat atau sama dengan nilai sebenarnya (true value) dari jumlah analit yang terdapat dalam sampel. Validasi metode analisis perlu dilakukan utnuk membuktikan bahwa metode yang digunakan sudah valid dan kesalahan (error) yang terjadi masih dalam batas yang diizinkan ( Gandjar dan Rohman, 2012). 15
Parameter-parameter validasi metode analisis : a. Presisi Presisi atau keseksamaan adalah ukuran keterulangan metode analisis yang diperoleh dari beberapa kali pengkuran pada sampel yang sama. Presisi biasaya dinyatakan dalam koefisien variasi (KV). Suatu metode dapat dinyatakan memiliki presisi yang baik apabila memiliki KV < 2% (Harmita, 2004). b. Linieritas Linieritas merupakan kemampuan suatu metode untuk memperoleh hasil-hasil uji yang secara langsung proporsional dengan konsentrasi analit padakisaran yang diberikan. Linieritas suatu metode merupakan ukuran seberapa baik kurva kalibrasi yang menghubungkan antara respon (y) dengan konsentrasi (x). Lineritas dapat diukur dengan melakukan pengukuran tunggal pada konsentrasi yang berbeda-beda. Data yang diperoleh selanjutnya diproses dengan metode kuadrat terkecil, untuk selanjutnya dapat ditentukan nilai kemiringan (slope), intersep, dan koefisien korelasinya (Gandjar dan Rohman, 2012). c. Akurasi Akurasi atau kecermatan adalah ukuran yang menunjukkan derajat kedekatan hasil analisis dengan kadar analit yang sebenernya. Range nilai % recovery analit yang dapat diterima adalah 90-110%. Range tersebut bersifat fleksibel tergantung dari kondisi analit yang diperiksa, jumlah sampel dan kondisi laboratorium. Akurasi dinyatakan sebagai persen perolehan kembali (recovery) analit yang ditambahkan (Harmita, 2004). 16
Tabel 2.1 Kriteria persentase perolehan kembali (recovery) yang dapat diterima (Gandjar dan Rohman, 2012) Kadar Analit (%) Satuan konsentrasi Kisaran perolehan kembali(%) 100 100 % 98-102 10 10 % 98-102 1 1 % 97-103 0,1 0,1 % 95-105 0,01 100 ppm 90-107 0,001 10 ppm 80-110 0,0001 1 ppm 80-110 0,00001 100 ppb 80-110 0,000001 10 ppn 60-115 0,0000001 1 ppb 40-120 d. Sensitivitas Limit of Detection (LOD) adalah suatu parameter untuk penentuan suatu sampel dengan kadar yang terkecil akan tetapi masih memberikan tanggap detektor yang berbeda dengan pembanding atau tanpa sampel. SedangkanLimit of Quantitation (LOQ) adalah kadar terkecil dari sampel yang dapat dianalisis dengan hasil penentuan kuantitaif yang menunjukkan akurasi dan presisi yang memadai (Harmita, 2004). e. Kisaran (range) Kisaran suatu metode didefinisikan sebagai konsentrasi terendah dan tertinggi yang mana suatu metode analisis menunjukkan akurasi, presisi, dan linieritas yang mencukupi (Harmita, 2004). 17
f. Spesifisitas dan selektivitas Spesifisitas adalah kemampuan untuk mengukur analit yang dituju secara tepat dan spesifik dengan adanya komponen-komponen lain dalam matriks sampel seperti ketidakmurnia, produk degradasi, dan komponen matriks. Selektivitas adalah suatu level yang mana suatu metode analisis dapat mengkuantifikasi analit secara akurat dengan adanya pengganggu dibawah kondisi uji yang telah ditentukan untuk matriks sampel yang akan di analisis (Gandjar dan Rohman, 2012). 18