ÀCID ALENDRÒNIC: FÓRMULA, ESTRUCTURA, PROPIETATS I USOS - QUIMICA - 2026

L' àcid alendrònic és un compost orgànic que pertany a la classificació dels bifosfonats, específicament als de la segona generació; aquests són aquells que contenen àtoms de nitrogen. Aquest compost, així com la resta dels bifosfonats, té una alta analogia estructural amb el pirofosfat inorgànic (PPi).

El pirofosfat inorgànic és producte de moltes reaccions sintètiques de l'organisme. S'emmagatzema en molts teixits de el cos, i s'ha trobat que la seva incorporació en els ossos regula la seva calcificació i mineralització. L'àcid alendrònic, com el PPi i els bifosfonats, manifesta una alta afinitat pels cristalls d'hidroxiapatita dels ossos.

Per aquest motiu està destinat com a fàrmac per al tractament de les malalties dels mateixos, entre aquestes, l'osteoporosi. Al mercat farmacèutic s'aconsegueix amb el nom comercial Fosamax en la seva forma iònica (alendronat sòdic trihidratado), sol o combinat amb vitamina D.

Les formes farmacèutiques predominants són les pastilles i les tauletes recobertes. És sintetitzat escalfant GABA (àcid 4-amino butíric) amb àcid ortofosforoso (H ₃ PO ₃) sota una atmosfera inert de nitrogen. Seguidament s'afegeix triclorur de fòsfor (PCl ₃).

Després dels passos d'agregació d'aigua, decoloració de la solució amb carbó vegetal i dilució en metanol, s'obté l'àcid alendrònic sòlid. Finalment, l'àcid és neutralitzat amb NaOH per obtenir el alendronat sòdic.

fórmula

La fórmula molecular condensada de l'àcid alendrònic és C ₄ H ₁₃ NO ₇ P ₂. No obstant això, l'única informació que es pot extreure d'aquesta és el pes molecular de l'compost i el nombre d'insaturacions.

Obligatòriament és necessària l'estructura molecular per discernir d'aquesta les seves propietats físiques i químiques.

estructura

A la imatge superior està representada l'estructura molecular de l'alendronat. Les esferes vermelles corresponen als àtoms d'oxigen, les mostasses als àtoms de fòsfor, les grises als de carboni, les blanques als d'hidrogen, i l'esfera blava a l'nitrogen.

L'estructura pot assimilar-se a una lletra T zigzagueada, sent el seu sostre la clau de per què el compost és considerat un bifosfonat. El PPi (O ₃ P ─ O ─ PO ₃) és anàleg a l'sostre molecular de la T (O ₃ P ─ C (OH) ─ PO ₃), amb l'única diferència que l'àtom central que uneix els grups fosfats per als bifosfonats és un carboni bifosfónico.

Al seu torn, aquest carboni està enllaçat a un grup hidroxil (-OH). D'aquesta carboni emergeix una cadena alquílica de tres unitats d'metilenos (-CH2 ─), la qual acaba amb un grup amino (─ NH ₂).

És el grup amino, o qualsevol substituent que tingui un àtom de nitrogen, el responsable que aquest bifosfonat pertanyi a la segona generació o tercera generació.

Al alendronat tots els hidrògens àcids (H ⁺) han estat donats a l'mig. Cada grup fosfat allibera dos H ⁺, i com hi ha dos grups, són en total quatre H ⁺ els que pot alliberar l'àcid; és per aquesta raó que té quatre constants àcides (pKa ₁, pKa ₂, pKa ₃ i pKa ₄).

dinamisme molecular

La cadena alquílica és capaç de rotar els seus enllaços simples, conferint flexibilitat i dinamisme a la molècula. El grup amino pot fer el mateix en menor grau. No obstant això, els grups fosfats només poden rotar l'enllaç P ─ C (com dues piràmides giratòries).

D'altra banda, aquestes "piràmides giratòries" són acceptores de ponts d'hidrogen i, quan interactuen amb una altra espècie o superfície molecular que aporti aquests hidrògens, frenen i ocasionen que l'àcid alendrònic s'ancori tenaçment. Les interaccions electrostàtiques (originades, per exemple, pels ions Ca ²⁺) també produeixen aquest efecte.

Mentrestant, la resta de la T continua movent-se. El grup amino, lliure encara, interacciona amb l'entorn que l'envolta.

propietats

L'àcid alendrònic és un sòlid blanc que fon als 234 ºC i es descompon tot seguit als 235 ºC.

És molt poc soluble en aigua (1mg / L) i té un pes molecular d'aproximadament 149 g / mol. Aquesta solubilitat augmenta si està en la seva forma iònica, alendronat.

És un compost amb un gran caràcter hidrofílic, de manera que és insoluble en solvents orgànics.

usos

Té aplicacions en la indústria farmacèutica. Al mercat s'aconsegueix amb els noms Binosto (70 mg, pastilles efervescents) i Fosamax (pastilles de 10 mg i pastilles de 70 mg administrades un cop a la setmana).

Com fàrmac no hormonal ajuda a combatre l'osteoporosi en dones menopàusiques. En homes actua sobre la malaltia de Paget, la hipocalcèmia, càncer de mama, càncer de pròstata i altres mals associats als ossos. Això redueix el risc de possibles fractures, especialment dels malucs, les nines i la columna.

La seva alta selectivitat cap als ossos permet que el consum de les seves dosis sigui reduït. Per això, els pacients amb prou feines es veuen en la necessitat de consumir una tauleta setmanalment.

Mecanisme d'acció

L'àcid alendrònic s'ancora a la superfície dels cristalls d'hidroxiapatita que conformen els ossos. El grup ─ OH de l'carboni bifosfónico afavoreix les interaccions entre l'àcid i el calci. Això passa preferencialment en les condicions de remodelacions òssies.

Com els ossos no són estructures inerts i estàtiques sinó dinàmiques, aquest ancoratge exerceix un efecte sobre les cèl·lules dels osteoclasts. Aquestes cèl·lules tenen la reabsorció de l'os, mentre que els osteoblasts s'encarreguen de construir-lo.

Un cop ancorat l'àcid a la hidroxiapatita, la part superior de la seva estructura -específicament el grup -NH _2- inhibeix l'activitat de l'enzim farnesil pirofosfat sintetasa.

Aquest enzim regula la ruta sintètica de l'àcid mevalónico i, per tant, afecta directament la biosíntesi de colesterol, altres esterols i lípids isoprenoides.

A l'veure alterada la biosíntesi dels lípids, la prenilación de les proteïnes és també inhibida, de manera que, sense la producció de les proteïnes lipídiques essencials per a la renovació de les funcions dels osteoclasts, aquests acaben morint (apoptosi de osteoclasts).

Com a conseqüència de l'anterior, l'activitat osteoclàstica disminueix i els osteoblasts poden treballar en la construcció de l'os, enfortint-i augmentant la seva densitat.

Derivats de l'àcid alendrònic

Per obtenir un derivat és indispensable modificar l'estructura molecular de l'compost mitjançant una sèrie de reaccions químiques. En el cas de l'àcid alendrònic, les úniques modificacions possibles són les dels grups -NH ₂ i -OH (de l'carboni bifosfónico).

Quines modificacions? Tot depèn de les condicions de síntesi, la disponibilitat dels reactius, l'escalament, els rendiments i moltes altres variables.

Per exemple, un dels hidrògens pot ser substituït per un grup R ─ C = O, creant noves propietats estructurals, químiques i físiques en els derivats.

No obstant això, l'objectiu d'aquests derivats no és altre que el obtenir un compost amb millor activitat farmacèutica i que, a més, manifesti menors seqüeles o efectes secundaris indesitjables als que consumeixen el medicament

referències

1. Drake, MT, Clarke, BL, & Khosla, S. (2008). Bisphosphonates: Mechanism of Action and Role in Clinical Practice. Mayo Clinic Proceedings. Maig Clinic, 83 (9), 1032-1045.
2. Turhanen, PA, & Vepsäläinen, JJ (2006). Synthesis of novell (1-alkanoyloxy-4-alkanoylaminobutylidene) -1,1-bisphosphonic acid derivatives. Beilstein Journal of Organic Chemistry, 2, 2. doi.org
3. DrugBank. (13 de juny de 2005). DrugBank. Recuperat el 31 de març de 2018, de: drugbank.ca.
4. Marshall, H. (31 de maig del 2017). Alendronic acid. Recuperat el 31 de març de 2018, de: netdoctor.com
5. PubChem. (2018). Alendronic Acid. Recuperat el 31 de març de 2018, de: pubchem.ncbi.nlm.nih.gov.
6. Wikipedia. (28 de març del 2018). Alendronic acid. Recuperat el 31 de març de 2018, de: en.wikipedia.org.