ALENDRONIHAPPO: KAAVA, RAKENNE, OMINAISUUDET JA KÄYTÖT - KEMIA - 2026

Alendronihappo on orgaaninen yhdiste, joka kuuluu luokitukseen bisfosfonaattien, erityisesti toisen sukupolven; Nämä sisältävät typpiatomeja. Tällä yhdisteellä, kuten myös muilla bisfosfonaateilla, on korkea rakenteellinen analogia epäorgaanisen pyrofosfaatin (PPi) kanssa.

Epäorgaaninen pyrofosfaatti on monien kehon synteettisten reaktioiden tuote. Sitä on varastoitu moniin kehon kudoksiin, ja sen sisällyttämisen luihin on havaittu säätelevän niiden kalkkiutumista ja mineralisaatiota. Alendronihapolla, kuten PPi: llä ja bisfosfonaateilla, on korkea affiniteetti luun hydroksiapatiittikiteisiin.

Tästä syystä se on tarkoitettu lääkkeeksi sairauksien, mukaan lukien osteoporoosi, hoitoon. Farmaseuttisilla markkinoilla sitä saadaan kauppanimellä Fosamax ionisessa muodossaan (alendronaattinatriumtrihydraatti), yksinään tai yhdistelmänä D-vitamiinin kanssa.

Vallitsevat annosmuodot ovat tabletit ja päällystetyt tabletit. Se syntetisoidaan kuumentamalla GABA (4-aminovoihappo), jossa orthophosphorous hapon (H ₃ PO ₃) inertissä typpi-ilmakehässä. Sitten lisätään fosforitrikloridia (PCI ₃).

Vaiheiden jälkeen, joissa on lisätty vettä, värjätty liuosta hiilellä ja laimennettu metanoliin, saadaan kiinteä alendronihappo. Lopuksi happo neutraloidaan NaOH: lla alendronaattinatriumin saamiseksi.

Kaava

Kondensoitunut molekyylikaava alendronihapon on C ₄ H ₁₃ NO ₇ P ₂. Ainoat tiedot, jotka voidaan erottaa tästä, ovat kuitenkin yhdisteen molekyylipaino ja tyydyttymättömyystarvot.

Molekyylirakenne on välttämättä välttämätöntä sen fysikaalisten ja kemiallisten ominaisuuksien erottamiseksi.

Rakenne

Yläkuva näyttää alendronaatin molekyylirakenteen. Punainen pallo vastaa happiatomeja, sinappi fosforiatomeihin, harmaa hiiliatomiin, valkoinen vetyatomeihin ja sininen pallo typpeen.

Rakenne voidaan rinnastaa siksak-kirjaimeen T, sen katto on avain sille, miksi yhdistettä pidetään bisfosfonaattina. PPi (O ₃ P ─ O ─ PO ₃) on analoginen T: n (O ₃ P ─ C (OH) ─ PO ₃) molekyylikattoon, sillä ainoalla erolla, että keskiatomi, joka yhdistää fosfaattiryhmiä Bisfosfonaatit on bisfosfonihiili.

Tämä hiili puolestaan ​​on kytketty hydroksyyliryhmään (-OH). Tämän hiiltä syntyy alkyyli- ketjun kolme metyleeniyksikköä (-CH2- ─), joka päät, joissa on aminoryhmä (─ NH ₂).

Se aminoryhmä tai mikä tahansa substituentti, jolla on typpiatomi, vastaa tästä toiseen tai kolmanteen sukupolveen kuuluvasta bisfosfonaatista.

Alendronaatissa kaikki happamat vety (H ⁺) on annettu väliaineelle. Jokainen fosfaattiryhmä vapauttaa kaksi H ^{+: ta}, ja koska ryhmiä on kaksi, yhteensä neljä H ⁺ voi vapauttaa hapon; Juuri tästä syystä siinä on neljä happovakiota (pka ₁, pka ₂, pka ₃ ja pka ₄).

Molekyylidynamiikka

Alkyyliketju kykenee kiertämään yksittäisiä sidoksiaan antaen joustavuuden ja dynaamisuuden molekyylille. Aminoryhmä voi tehdä saman vähemmässä määrin. Fosfaattiryhmät voivat kuitenkin kiertää vain P ─ C- sidosta (kuten kaksi pyörivää pyramidia).

Toisaalta, nämä ”pyörivät pyramidit” ovat vety sidoksen hyväksyjiä, ja kun ne ovat vuorovaikutuksessa toisen lajin tai molekyylin pinnan kanssa, joka tarjoaa näitä vetyjä, ne hidastuvat ja aiheuttavat alendronihapon ankkuroitumaan sitkeästi. Sähköstaattisilla vuorovaikutuksilla (jotka ovat aiheuttaneet esimerkiksi Ca ²⁺ -ionit) on myös tämä vaikutus.

Samaan aikaan loput T: stä jatkavat liikettä. Aminoryhmä, joka on edelleen vapaa, on vuorovaikutuksessa ympäröivän ympäristön kanssa.

ominaisuudet

Alendronihappo on valkoinen kiinteä aine, joka sulaa 234 ºC: ssa ja hajoaa sitten 235 ºC: ssa.

Se liukenee huonosti veteen (1 mg / l) ja sen molekyylipaino on noin 149 g / mol. Tämä liukoisuus kasvaa, jos se on ionisessa muodossaan, alendronaatissa.

Se on yhdiste, jolla on suuri hydrofiilinen luonne, joten se ei liukene orgaanisiin liuottimiin.

Sovellukset

Sillä on sovelluksia lääketeollisuudessa. Sitä on kaupallisesti saatavana nimellä Binosto (70 mg, poretabletit) ja Fosamax (10 mg tabletit ja 70 mg tabletit kerran viikossa).

Ei-hormonaalisena lääkkeenä se auttaa taistelemaan vaihdevuodettavien naisten osteoporoosia. Miehillä se vaikuttaa Pagetin tautiin, hypokalsemiaan, rintasyöpään, eturauhassyöpään ja muihin luihin liittyviin sairauksiin. Tämä vähentää mahdollisten murtumien riskiä, ​​etenkin lantion, ranteiden ja selkärangan suhteen.

Sen suuri selektiivisyys luita kohtaan vähentää sen annosten kulutusta. Tästä syystä potilaiden tuskin tarvitse kuluttaa tablettia viikossa.

Toimintamekanismi

Alendronihappo ankkuroituu luun muodostavien hydroksiapatiittikiteiden pintaan. ─ OH- ryhmä bisfosfonihapon hiilen suosii vuorovaikutukset happo ja kalsium. Tämä tapahtuu ensisijaisesti luun uusintaolosuhteissa.

Koska luut eivät ole inerttejä ja staattisia rakenteita, vaan dynaamisia, tällä ankkuroinnilla on vaikutus osteoklastisoluihin. Nämä solut suorittavat luun imeytymisen, kun taas osteoblastit vastaavat sen luomisesta.

Kun happo on kiinnittynyt hydroksiapatiitiin, sen rakenteen yläosa - erityisesti -NH2-ryhmä _- estää farnesyylipyrofosfaattisyntetaasin entsyymin aktiivisuutta.

Tämä entsyymi säätelee synteettistä mevalonihapporeittiä ja vaikuttaa siten suoraan kolesterolin, muiden sterolien ja isoprenoidien lipidien biosynteesiin.

Koska lipidien biosynteesi muuttuu, proteiinien prenylaatio myös estyy, joten ilman osteoklastitoimintojen uudistamiselle välttämättömien lipidiproteiinien tuotantoa ne lopulta kuolevat (osteoklastien apoptoosi).

Edellä esitetyn seurauksena osteoklastinen aktiivisuus vähenee ja osteoblastit voivat toimia luun rakentamisessa, lujittamalla sitä ja lisäämällä sen tiheyttä.

Alendronihappojohdannaiset

Johdannaisen saamiseksi on välttämätöntä modifioida yhdisteen molekyylirakennetta kemiallisten reaktioiden sarjan avulla. Tapauksessa alendronihapon, ainoa mahdollinen muunnokset ovat ne, joilla on -NH ₂ ja -OH-ryhmiä (bisfosfonihapon hiili).

Mitä muutoksia? Kaikki riippuu synteesin olosuhteista, reagenssien saatavuudesta, skaalasta, saannoista ja monista muista muuttujista.

Esimerkiksi, toinen vety voi olla korvattu ryhmällä R ─ C = O, uusien rakenteellisten, kemialliset ja fysikaaliset ominaisuudet johdannaiset.

Tällaisten johdannaisten tavoitteena ei kuitenkaan ole muu kuin saada aikaan yhdiste, jolla on parempi farmaseuttinen aktiivisuus ja jolla on lisäksi vähemmän jälkiseurauksia tai ei-toivottuja sivuvaikutuksia niille, jotka käyttävät lääkettä.

Viitteet

1. Drake, MT, Clarke, BL ja Khosla, S. (2008). Bisfosfonaatit: toimintamekanismi ja rooli kliinisessä käytännössä. Mayon klinikan käsittely. Mayo Clinic, 83 (9), 1032–1045.
2. Turhanen, PA, ja Vepsäläinen, JJ (2006). Uusien (1-alkanoyylioksi-4-alkanoyyliaminobutylideeni) -1,1-bisfosfonihappojohdannaisten synteesi. Beilstein Journal of Organic Chemistry, 2., 2. doi.org
3. Drugbank. (13. kesäkuuta 2005). Drugbank. Haettu 31. maaliskuuta 2018, osoitteesta: drugbank.ca.
4. Marshall, H. (31. toukokuuta 2017). Alendronihappo. Haettu 31. maaliskuuta 2018, osoitteesta: netdoctor.com
5. Pubchem. (2018). Alendronihappo. Haettu 31. maaliskuuta 2018, osoitteesta: pubchem.ncbi.nlm.nih.gov.
6. Wikipedia. (28. maaliskuuta 2018). Alendronihappo. Haettu 31. maaliskuuta 2018, osoitteesta: en.wikipedia.org.