Alendronsäure Formel, Struktur, Eigenschaften und Verwendungen

Die Alendronat ist eine organische Verbindung, die zur Klassifizierung von Bisphosphonaten gehört, speziell jener der zweiten Generation; Dies sind diejenigen, die Stickstoffatome enthalten. Diese Verbindung, ebenso wie der Rest der Bisphosphonate, weist eine hohe strukturelle Analogie zu anorganischem Pyrophosphat (PPi) auf.

Anorganisches Pyrophosphat ist das Produkt vieler synthetischer Reaktionen im Körper. Es ist in vielen Geweben des Körpers gespeichert, und es wurde festgestellt, dass seine Einlagerung in Knochen seine Verkalkung und Mineralisierung reguliert. Alendronsäure, wie PPi und Bisphosphonate, hat eine hohe Affinität für Hydroxylapatitkristalle in Knochen.

Aus diesem Grund ist es als Medikament zur Behandlung von Erkrankungen davon, darunter Osteoporose, gedacht. Auf dem Pharmamarkt erhält man mit dem Handelsnamen Fosamax in seiner ionischen Form (Alendronat-Natrium-Trihydrat), allein oder in Kombination mit Vitamin D.

Die vorherrschenden pharmazeutischen Formen sind Tabletten und Dragees. Es wird synthetisiert, indem GABA (4-Aminobuttersäure) mit Orthophosphorsäure (H₃PO₃) unter einer inerten Stickstoffatmosphäre. Dann wird Phosphortrichlorid (PCl) zugegeben₃).

Nach den Schritten der Wasseraggregation, Entfärbung der Lösung mit Aktivkohle und Verdünnen in Methanol wird die feste Alendronsäure erhalten. Schließlich wird die Säure mit NaOH neutralisiert, um Alendronat-Natrium zu erhalten.

Index

• 1 Formel
• 2 Struktur
  • 2.1 Molekulare Dynamik
• 3 Eigenschaften
• 4 Verwendet
• 5 Wirkmechanismus
• 6 Derivate von Alendronsäure
• 7 Referenzen

Formel

Die kondensierte Molekularformel von Alendronsäure ist C₄H₁₃NEIN₇P₂. Die einzige Information, die daraus extrahiert werden kann, ist jedoch das Molekulargewicht der Verbindung und die Anzahl der Unsättigungen.

Obligatorisch ist die molekulare Struktur notwendig, um daraus ihre physikalischen und chemischen Eigenschaften zu bestimmen.

Struktur

Die Molekülstruktur von Alendronat ist im oberen Bild dargestellt. Die roten Kugeln entsprechen den Sauerstoffatomen, die Senfe den Phosphoratomen, die grauen Kugeln den Kohlenstoffatomen, die weißen Kugeln den Wasserstoffatomen und die blaue Sphäre dem Stickstoffatom.

Die Struktur kann einem Z-Zickzack-Buchstaben assimiliert werden, dessen Dach der Schlüssel dafür ist, warum die Verbindung als Bisphosphonat betrachtet wird. Das PPi (O₃P─O─PO₃) ist analog zur molekularen Decke des T (O₃P─C (OH)─PO₃), mit dem einzigen Unterschied, dass das Zentralatom, das die Phosphatgruppen für Bisphosphonate verbindet, ein Bisphosphonkohlenstoff ist.

Dieser Kohlenstoff wiederum ist an eine Hydroxylgruppe (-OH) gebunden. Daraus entsteht eine Alkylkette von drei Methyleneinheiten (-CH2─), die mit einer Aminogruppe endet (─NH₂).

Es ist die Aminogruppe oder jeder Substituent, der ein Stickstoffatom hat, verantwortlich für dieses Bisphosphonat, das zur zweiten oder dritten Generation gehört.

In Alendronat werden alle sauren Wasserstoffatome (H⁺) wurden dem Medium gegeben. Jede Phosphatgruppe setzt zwei H frei⁺und da es zwei Gruppen gibt, sind sie insgesamt vier H⁺ diejenigen, die die Säure freisetzen können; Aus diesem Grund hat es vier Säurekonstanten (pka₁, pka₂, pka₃ und pka₄).

Molekulare Dynamik

Die Alkylkette kann ihre einfachen Bindungen drehen, was dem Molekül Flexibilität und Dynamik verleiht. Die Aminogruppe kann dies in geringerem Maße tun. Die Phosphatgruppen können jedoch nur die P-Bindung rotieren─C (wie zwei rotierende Pyramiden).

Andererseits sind diese "rotierenden Pyramiden" Akzeptoren von Wasserstoffbrücken, und wenn sie mit einer anderen Spezies oder molekularen Oberfläche wechselwirken, die diese Wasserstoffatome liefert, verlangsamen sie sich und bewirken, dass sich die Alendronsäure hartnäckig anlagert. Elektrostatische Wechselwirkungen (z. B. durch Ca - Ionen)²⁺) haben auch diesen Effekt.

Währenddessen bewegt sich der Rest des T weiter. Die noch freie Aminogruppe interagiert mit der Umgebung.

Eigenschaften

Alendronsäure ist ein weißer Feststoff, der bei 234 ° C schmilzt und sich dann bei 235 ° C zersetzt.

Es ist in Wasser sehr schlecht löslich (1 mg / l) und hat ein Molekulargewicht von etwa 149 g / mol. Diese Löslichkeit nimmt zu, wenn es in seiner ionischen Form, Alendronat, vorliegt.

Es ist eine Verbindung mit einem großen hydrophilen Charakter, so dass es in organischen Lösungsmitteln unlöslich ist.

Verwendet

Es hat Anwendungen in der pharmazeutischen Industrie. Auf dem Markt wird es mit den Namen Binosto (70 mg, Brausetabletten) und Fosamax (10 mg Tabletten und 70 mg Tabletten, einmal wöchentlich verabreicht) erhalten.

Als nicht-hormonelles Medikament hilft es, Osteoporose bei Frauen in den Wechseljahren zu bekämpfen. Bei Männern handelt es sich um Paget-Krankheit, Hypokalzämie, Brustkrebs, Prostatakrebs und andere mit Knochen verbundene Krankheiten. Dies reduziert das Risiko möglicher Frakturen, insbesondere von Hüfte, Handgelenken und Wirbelsäule.

Seine hohe Selektivität gegenüber den Knochen ermöglicht den Verbrauch seiner Dosen zu reduzieren. Aus diesem Grund müssen Patienten kaum eine Tablette wöchentlich konsumieren.

Wirkmechanismus

Alendronsäure ist an der Oberfläche der Hydroxyapatitkristalle verankert, aus denen die Knochen bestehen. Die Gruppe ─OH des biphosphonischen Kohlenstoffs begünstigt die Wechselwirkungen zwischen Säure und Calcium. Dies geschieht bevorzugt in den Bedingungen des Knochenumbaus.

Als Knochen nicht inert und statisch, sondern dynamisch Strukturen sind, hat dieser Anker eine Wirkung auf die Osteoklasten. Diese Zellen führen Knochenresorption durch, während Osteoblasten dafür verantwortlich sind.

Sobald die Säure am Hydroxyapatit verankert ist, ist der obere Teil seiner Struktur - insbesondere die Gruppe -NH_2- hemmt die Aktivität des Enzyms Farnesylpyrophosphat Synthetase.

Dieses Enzym reguliert den Syntheseweg von Mevalonsäure und daher wirkt sich direkt auf die Biosynthese von Cholesterin, Sterine und Isoprenoide andere Lipide.

Lipid-Biosynthese verändert werden, Prenylierung von Proteinen gehemmt wird, so dass es ohne die Herstellung von Lipid-Protein essentiell für die Erneuerung der Funktionen von Osteoklasten, sie am Ende sterben (Apoptose von Osteoklasten).

Als Ergebnis der oben genannten, Osteoklastenaktivität abnimmt und Osteoblasten können beim Aufbau Knochen arbeiten, Stärkung und seine Dichte zu erhöhen.

Alendronsäurederivate

Um ein Derivat zu erhalten, ist es notwendig, die Molekülstruktur der Verbindung durch eine Reihe chemischer Reaktionen zu modifizieren. Im Fall von Alendronsäure sind die einzigen möglichen Modifikationen diejenigen der -NH-Gruppen₂ und -OH (des biphosphonischen Kohlenstoffs).

Welche Modifikationen? Alles hängt von den Bedingungen der Synthese, der Verfügbarkeit der Reagenzien, der Skalierung, den Ausbeuten und vielen anderen Variablen ab.

Zum Beispiel kann eines der Wasserstoffatome durch eine Gruppe R ersetzt sein─C = O, wodurch neue strukturelle, chemische und physikalische Eigenschaften in Derivaten geschaffen werden.

Jedoch ist es das Ziel solcher Derivate keine andere als eine Verbindung mit einem verbesserten pharmazeutischer Aktivität und zeigte auch geringfügige Folgen die Arzneimittels oder die unerwünschten Nebenwirkungen nehmen

Referenzen

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