Alendronsyre: Formel, struktur, egenskaper og anvendelser
Alendronsyre er en organisk forbindelse som tilhører klassifiseringen av bisfosfonater, spesielt de i andre generasjon; Dette er de som inneholder nitrogenatomer. Denne forbindelse, så vel som resten av bisfosfonater, har en høy strukturell analogi med uorganisk pyrofosfat (PPi).
Uorganisk pyrofosfat er produktet av mange syntetiske reaksjoner i kroppen. Det er lagret i mange vev i kroppen, og det har blitt funnet at dets innlemmelse i bein regulerer kalsifisering og mineralisering. Alendronsyre, som PPi og bisfosfonater, har høy affinitet for hydroksyapatittkrystaller i bein.
Av denne grunn er det ment som et middel for behandling av sykdommer derav, blant annet osteoporose. I det farmasøytiske markedet oppnås med varemerket Fosamax i sin ioniske form (alendronatnatriumtrihydrat), alene eller kombinert med vitamin D.
De overordnede farmasøytiske former er tabletter og belagte tabletter. Den syntetiseres ved oppvarming av GABA (4-aminobutyrsyre) med ortofosforsyre (H3P03) under en inert nitrogenatmosfære. Deretter tilsettes fosfortriklorid (PCl3).
Etter trinnene med vannaggregasjon, misfarging av oppløsningen med kull og fortynning i metanol, oppnås den faste alendronsyre. Til slutt nøytraliseres syren med NaOH for å oppnå alendronatnatrium.
formel
Den kondenserte molekylære formel for alendronsyre er C4H13NO7P2. Imidlertid er den eneste informasjonen som kan ekstraheres fra dette molekylvekten av forbindelsen og antall umettigheter.
Obligatorisk er den molekylære strukturen nødvendig for å skille mellom dens fysiske og kjemiske egenskaper.
struktur
Den molekylære strukturen til alendronat er representert i det øvre bildet. De røde kulene samsvarer med oksygenatomer, sennepene til fosforatomene, de grå kulene til karbonatomene, de hvite kulene til hydrogenatomer og den blå kulen til nitrogenet.
Strukturen kan assimileres til et brev T zigzagged, taket er nøkkelen til hvorfor forbindelsen betraktes som et bisfosfonat. PPi (O 3 P ─ O ─ PO 3 ) er analog med molekyltaket til T (O 3 P ─ C (OH) ─ PO 3 ), med den eneste forskjellen at det sentrale atom som binder fosfatgruppene for Bisfosfonater er et bisfosfon karbon.
I sin tur er dette karbon bundet til en hydroksylgruppe (-OH). Fra dette karbonet oppstår en alkylkjede av tre metylen-enheter (-CH2-), som ender med en aminogruppe (NH2).
Det er aminogruppen, eller en hvilken som helst substituent som har et nitrogenatom, som er ansvarlig for dette bisfosfonat som tilhører den andre generasjon eller tredje generasjon.
I alendronat er alle sure hydrogenene (H +) gitt til mediet. Hver fosfatgruppe frigjør to H +, og siden det er to grupper, er det totalt fire H + som kan frigjøre syren; Det er derfor at det har fire syrekonstanter (pka 1, pka 2, pka 3 og pka 4 ).
Molekylær dynamikk
Alkylkjeden kan rotere sine enkle bindinger, noe som gir fleksibilitet og dynamikk til molekylet. Aminogruppen kan gjøre det samme i mindre grad. Imidlertid kan fosfatgruppene bare rotere P ─ C-bindingen (som to roterende pyramider).
På den annen side er disse "roterende pyramidene" akseptorer av hydrogenbroer, og når de samhandler med en annen art eller molekylær overflate som gir disse hydrogenene, vil de bremse og føre til at alendronsyren forankres forsiktig. Elektrostatiske interaksjoner (opprinnelse, for eksempel av Ca2 + -ioner) har også denne effekten.
I mellomtiden fortsetter resten av T å bevege seg. Aminogruppen, fortsatt fri, samhandler med omgivelsene som omgir den.
egenskaper
Alendronsyre er et hvitt faststoff som smelter ved 234 ° C og dekomponerer deretter ved 235 ° C.
Det er svært dårlig løselig i vann (1 mg / L) og har en molekylvekt på ca 149 g / mol. Denne oppløseligheten øker hvis den er i sin ioniske form, alendronat.
Det er en forbindelse med en stor hydrofil karakter, så det er uoppløselig i organiske løsemidler.
søknader
Den har søknader i farmasøytisk industri. I markedet er det oppnådd navn Binosto (70 mg, brusende tabletter) og Fosamax (10 mg tabletter og 70 mg tabletter administrert en gang i uken).
Som et ikke-hormonalt stoff bidrar det til å bekjempe osteoporose hos menopausale kvinner. Hos menn virker det på Pagets sykdom, hypokalcemi, brystkreft, prostatakreft og andre sykdommer forbundet med bein. Dette reduserer risikoen for mulige brudd, spesielt på hoftene, håndleddene og ryggraden.
Den høye selektiviteten mot beinene gjør at forbruket av dosene kan reduseres. På grunn av dette, trenger pasienter neppe å ta en tablett ukentlig.
Handlingsmekanisme
Alendronsyre er forankret til overflaten av hydroksyapatittkrystallene som utgjør beinene. OH-gruppen av bifosfonisk karbon favoriserer samspillet mellom syre og kalsium. Dette skjer fortrinnsvis under betingelsene for benreformering.
Siden beinene ikke er inerte og statiske strukturer, men dynamiske, har denne forankringen en effekt på cellene i osteoklaster. Disse cellene utfører beinresorpsjon, mens osteoblaster er ansvarlige for å bygge den.
Når syren er forankret til hydroksyapatitten, forhindrer den øvre delen av sin struktur - spesielt gruppen -NH2 - aktiviteten til enzymet farnesylpyrofosfat-syntetase.
Dette enzymet regulerer den syntetiske ruten til mevalonsyre og påvirker følgelig direkte biosyntese av kolesterol, andre steroler og isoprenoid lipider.
Når biosyntese av lipider endres, blir proteinprenyleringen også hemmet, slik at de uten å produsere lipidproteiner som er essensielle for fornyelse av osteoklastfunksjoner, kommer til slutt døende (osteoklastapoptose).
Som en følge av det ovennevnte, reduseres osteoklastisk aktivitet, og osteoblastene kan virke på beinbygging, styrke den og øke densiteten.
Alendronsyre-derivater
For å oppnå et derivat er det viktig å modifisere den molekylære strukturen av forbindelsen gjennom en rekke kjemiske reaksjoner. I tilfelle av alendronsyre er de eneste mulige modifikasjoner de av -NH2 og -OH-gruppene (av bifosfonisk karbon).
Hvilke modifikasjoner? Alt avhenger av syntesene, tilgjengeligheten av reagensene, skaleringen, utbyttet og mange andre variabler.
For eksempel kan et av hydrogenene være substituert med en gruppe R = C = O, som skaper nye strukturelle, kjemiske og fysiske egenskaper i derivatene.
Imidlertid er målet med slike derivater ingen andre enn å skaffe en forbindelse med bedre farmasøytisk aktivitet, og som i tillegg manifesterer mindre følgevirkninger eller uønskede bivirkninger til de som bruker stoffet
