ALENDRONSYRA: FORMEL, STRUKTUR, EGENSKAPER OCH ANVÄNDNINGSOMRÅDEN - KEMI

Den alendronsyra är en organisk förening som tillhör klassificering av bisfosfonater, specifikt till den andra generationen; Dessa är de som innehåller kväveatomer. Denna förening, liksom resten av bisfosfonaterna, har en hög strukturell analogi med oorganiskt pyrofosfat (PPi).

Oorganiskt pyrofosfat är produkten av många syntetiska reaktioner i kroppen. Det förvaras i många vävnader i kroppen, och det har visat sig att de införlivas i ben som reglerar deras förkalkning och mineralisering. Alendronsyra, som PPi och bisfosfonater, har en hög affinitet för hydroxyapatitkristaller i ben.

Av denna anledning är det avsett som ett läkemedel för behandling av sjukdomar av samma, inklusive osteoporos. På läkemedelsmarknaden erhålls det under handelsnamnet Fosamax i dess jonform (alendronatnatriumtrihydrat), ensamt eller i kombination med D-vitamin.

De dominerande dosformerna är tabletter och belagda tabletter. Det syntetiseras genom upphettning av GABA (4-aminosmörsyra) med orthophosphorous syra (H ₃ PO ₃ ) under en inert kväveatmosfär. Fosfortriklorid (PCls ₃ ) tillsätts sedan .

Efter stegen med tillsats av vatten, avfärgning av lösningen med kol och utspädning i metanol erhålles den fasta alendronsyran. Slutligen neutraliseras syran med NaOH för att erhålla alendronatnatrium.

Formel

Den kondenserade molekylformel av alendronsyra är C ₄ H ₁₃ NR ₇ P ₂ . Den enda information som kan extraheras från denna är emellertid föreningens molekylvikt och antalet omättnader.

Molekylstrukturen är nödvändigtvis nödvändig för att urskilja dess fysikaliska och kemiska egenskaper.

Strukturera

Den övre bilden visar molekylstrukturen hos alendronat. De röda sfärerna motsvarar syreatomer, senap till fosforatomer, grå till kolatomer, vita till väteatomer och den blå sfären till kväve.

Strukturen kan assimileras till en sicksackad bokstav T, varvid taket är nyckeln till varför föreningen betraktas som bisfosfonat. PPi (O ₃ P ─ O ─ PO ₃ ) är analogt med molekyltaket i T (O ₃ P ─ C (OH) ─ PO ₃ ), med den enda skillnaden att den centrala atomen som förenar fosfatgrupperna för Bisfosfonater är ett bisfosfoniskt kol.

I sin tur är detta kol kopplat till en hydroxylgrupp (-OH). Från detta kol framträder en alkylkedja med tre metylenenheter (-CH2 ─ ), vilka ändar med en aminogrupp ( ─ NH ₂ ).

Det är aminogruppen, eller någon substituent som har en kväveatom, ansvarig för detta bisfosfonat som tillhör den andra eller tredje generationen.

I alendronat har alla sura väten (H ⁺ ) ges till mediet. Varje fosfatgrupp frisätter två H ⁺ , och eftersom det finns två grupper kan totalt fyra H ⁺ frisätta syran; Det är av den anledningen att den har fyra sura konstanter (pka ₁ , pka ₂ , pka ₃ och pka ₄ ).

Molekylär dynamik

Alkylkedjan kan rotera sina enskilda bindningar, vilket ger molekylen flexibilitet och dynamik. Aminogruppen kan göra samma sak i mindre grad. Emellertid kan fosfatgrupper endast rotera P ─ C -bindning (som två roterande pyramider).

Å andra sidan är dessa "roterande pyramider" vätebindningsacceptorer och, när de interagerar med en annan art eller molekylyta som ger dessa vätgas, saknar de ner och får alendronsyra att ankar ihärdigt. Elektrostatiska interaktioner (orsakade till exempel av Ca ²⁺ -joner ) har också denna effekt.

Under tiden fortsätter resten av T att röra sig. Aminogruppen, fortfarande fri, interagerar med miljön som omger den.

Egenskaper

Alendronsyra är ett vitt fast ämne som smälter vid 234 ºC och sönderdelas sedan vid 235 ºC.

Det är mycket dåligt lösligt i vatten (1 mg / L) och har en molekylvikt av cirka 149 g / mol. Denna löslighet ökar om den är i sin jonform, alendronat.

Det är en förening med stor hydrofil karaktär, så den är olöslig i organiska lösningsmedel.

tillämpningar

Det har applikationer inom läkemedelsindustrin. Det är kommersiellt tillgängligt under namnen Binosto (70 mg, brusande tabletter) och Fosamax (10 mg tabletter och 70 mg tabletter som administreras en gång i veckan).

Som ett icke-hormonellt läkemedel hjälper det att bekämpa osteoporos hos kvinnor i klimakteriet. Hos män verkar det på Pagets sjukdom, hypokalcemi, bröstcancer, prostatacancer och andra sjukdomar i samband med benen. Detta minskar risken för möjliga frakturer, särskilt på höfterna, handleden och ryggraden.

Dess höga selektivitet gentemot benen gör att konsumtionen av dess doser kan minskas. Av denna anledning behöver patienter knappast konsumera en tablett varje vecka.

Handlingsmekanism

Alendronsyra är förankrad på ytan av hydroxyapatitkristallerna som utgör ben. Den ─ OH -gruppen av bisfosfonsyror kol gynnar växelverkan mellan syra och kalcium. Detta inträffar företrädesvis under benrenoveringsförhållanden.

Eftersom benen inte är inerta och statiska strukturer utan dynamiska, har denna förankring en effekt på osteoklastcellerna. Dessa celler utför resorptionen av benet, medan osteoblasterna ansvarar för att bygga det.

När syran först har förankrats till hydroxiapatiten, hämmar den övre delen av dess struktur - specifikt gruppen -NH _2- aktiviteten hos enzymet farnesylpyrofosfatsyntetas.

Detta enzym reglerar den syntetiska mevalonsyravägen och påverkar därför direkt biosyntesen av kolesterol, andra steroler och isoprenoidlipider.

När lipidbiosyntesen förändras, hämmas proteinprenylering också, därför, utan produktion av essentiella lipidproteiner för förnyelse av osteoklastfunktioner, slutar de att dö (osteoklast apoptos).

Som en konsekvens av ovanstående minskar den osteoklastiska aktiviteten och osteoblasterna kan arbeta i konstruktionen av benet, stärka det och öka dess densitet.

Alendronsyraderivat

För att erhålla ett derivat är det viktigt att modifiera föreningens molekylstruktur genom en serie kemiska reaktioner. I fallet av alendronsyra, de enda möjliga modifikationer är de av de -NH ₂ och OH-grupper (av bisfosfonsyra kol).

Vilka ändringar? Det beror på syntesförhållandena, reagenstillgänglighet, skalning, utbyte och många andra variabler.

Till exempel kan en av vätgaserna ersättas med en grupp R ^ C = O, vilket skapar nya strukturella, kemiska och fysikaliska egenskaper i derivatema.

Syftet med sådana derivat är emellertid ingen annan än att erhålla en förening med bättre farmaceutisk aktivitet och som dessutom visar färre följder eller oönskade biverkningar för dem som konsumerar läkemedlet.

referenser

Drake, MT, Clarke, BL, & Khosla, S. (2008). Bisfosfonater: Handlingsmekanism och roll i klinisk praxis. Mayo Clinic Proceedings. Mayo Clinic, 83 (9), 1032–1045.
Turhanen, PA, & Vepsäläinen, JJ (2006). Syntes av nya (1-alkanoyloxi-4-alkanoylaminobutyliden) -1,1-bisfosfonsyraderivat. Beilstein Journal of Organic Chemistry, 2, 2. doi.org
DrugBank. (13 juni 2005). DrugBank. Hämtad den 31 mars 2018 från: drugbank.ca.
Marshall, H. (31 maj 2017). Alendronsyra. Hämtad den 31 mars 2018, från: netdoctor .com
PubChem. (2018). Alendronsyra. Hämtad den 31 mars 2018 från: pubchem.ncbi.nlm.nih.gov.
Wikipedia. (28 mars 2018). Alendronsyra. Hämtad den 31 mars 2018 från: en.wikipedia.org.

ALENDRONSYRA: FORMEL, STRUKTUR, EGENSKAPER OCH ANVÄNDNINGSOMRÅDEN - KEMI - 2025