TERCERA UNIDAD

MEDICAMENTOS, PRODUCTOS QUIMICOS PARA LA SALUD

PROPÓSITOS

• Aplicará los conceptos químicos estudiados al analizar algunas moléculas sencillas de medicamentos, para reconocer que las propiedades de las sustancias dependen de su estructura.

• Reconocerá la importancia de los procesos de análisis y síntesis químico para el desarrollo de medicamentos como ejemplos de los procedimientos esenciales de la Química.

• Valorará el impacto socioeconómico de los productos de la Industria Química, mediante la investigación del desarrollo de los medicamentos, a fin de destacar la importancia de la Química en el mundo actual.

APARTADO 20 ¿Qué son los medicamentos? (2 horas)

INTRODUCCIÓN

En este apartado se presentan actividades en las cuales se tratarán algunos aspectos relacionados con los medicamentos. En donde los alumnos utilizando las formulaciones determinarán si son mezclas homogéneas o heterogéneas esta actividad también nos llevará a destacar la importancia de su composición y las dosis en los medicamentos.

Se valorará la importancia del análisis y de la síntesis en la elaboración de medicamentos. Para esto se recomienda realizar la práctica obtención de la aspirina.

De las fórmulas de algunos principios activos en los medicamentos los alumnos identificarán los grupos funcionales presentes en los mismos.

(Principio activoEs unCompuestoSe somete alSe producen porAnálisis químicoSíntesis químicaPara conocer suPuede modificar suEstructura molecularQue establece susPropiedadesPRODUCTOS QUÍMICOSComo losMedicamentosContienen al menos unSonMezclasPueden serHomogéneasHeterogéneasEs muy importante suFormulación)

ESTRATEGIA.21 ¿Cómo se obtienen los medicamentos? 5 horas

Actividad 21.1

Dejar como tarea la lectura del artículo “La aspirina: legado de la

Medicina tradicional”. (Anexo 81)

ANEXO 81

LA ASPIRINA, LEGADO DE LA MEDICINA TRADICIONAL.

La historia de la aspirina es uno de los mejores ejemplos para ilustrar en clase la importancia de la medicina tradicional y su influencia en la industria farmacéutica moderna.

Aunque actualmente se trata de un medicamento sintético, en un principio fue semisintético, ya que se obtuvo a partir de la “salicina”, intermediario de origen vegetal, extraído de la corteza de varias especies de sauces. Estos árboles pertenecen al género Salix (nombre dado por los romanos y mencionado por Virgilio); forman parte de la flora terrestre desde tiempo muy remoto, como lo demuestran algunos fósiles de la era Terciaria. Las dos especies más comunes de Salix son S. Alba y S. Purpurea.

Hipócrates, el célebre médico del siglo V a.C. recomienda a sus pacientes la corteza de sauce como remedio para aliviar el dolor. Desde épocas remotas, dicha corteza y las hojas del sauce, sea en forma de jugo o de cocimiento, se han utilizado para calmar el dolor de neuralgias y reumatismo.

En 1763 el reverendo M. Edmund Stone envió una carta el presidente de la “Real Sociedad de Londres para el Mejoramiento del saber Natural.” En ella le notificaba que la gente de la región curaba la fiebre y aliviaba el dolor con la corteza del S. Alba, árbol muy común en lugares pantanosos, por lo que creyó que curaba el paludismo. Posteriormente se comprobó que no tiene acción sobre el plamodium, pero que si alivia los ataques febriles. Esta carta inició toda una serie de investigaciones en Inglaterra y Europa. Fue así como se inició la historia de la aspirina, la cual fue lanzada al mercado 136 años después. Éste analgésico no produce adicción.

Franceses y alemanes compitieron para encontrar el principio activo de la corteza del sauce. En 1828, Johann A. Buchner, un químico farmacéutico del Instituto Farmacológico de Munich , aisló una pequeña cantidad de un glucósido: la “salicina” .Un año después H. Leroux, farmacéutico francés, mejoró el método de extracción obteniendo un rendimiento mayor . en 1833 E. Merck obtuvo la salicina pura , lo que permitió a Gay-Lussac demostrar que no se trataba de un alcaloide.

En 1838 Raffaelle Piria (de Pisa, Italia) aisló otro compuesto que denominó ácido salicílico. Anteriormente, el químico sueco Karl Jacob Lowing (1835) extrajo de una planta (spirae ulnaria) un aceite soluble en éter del cual cristalizó un ácido que denominó “Spirsäure” el cual resultó ser igual al ácido salicílico según demostró Dumas posteriormente.

En 1843 A. Cahours farmacólogo de Gales, demostró que el aceite de wintergreen, utilizado para aliviar dolores, contenía el éster metílico del ácido salicílico. Este aceite se extrae de una planta (gualteria procubens ) de la familia de la Ericáceas. En 1853 Charles Gerhardt químico francés fue el primero en sintetizar la aspirina a partir del ácido salicílico, pero desgraciadamente este importante suceso permaneció en el olvido hasta 1898.

En 1860 Kolbe y Lautermann sintetizaron el ácido salicílico. Uno de sus estudiantes frederich von Heyden , estableció en dresden una gran fábrica para la producción de salicilatos.

Felix Hoffmann, químico de la casa Bayer, tenía un padre artrítico que no toleraba los salicilatos, debido que le provocaban fuerte irritación gastrointestinal. Esta circunstancia lo instó a buscar otros compuestos menos ácidos, llegando así a sintetizar el ácido acetil salicílico (1898) que fue llamado aspirina por la casa Bayer , por la “A” de (acetilo) y “spirin” , del alemán spirsäure (1899).

Desde entonces se consumen mundialmente miles de toneladas de éste medicamento. En Estados Unidos se considera que el consumo por persona alcanza un promedio de 150 tabletas al año.

Aparentemente, la corteza del sauce es poco utilizada en la medicina popular de México, siendo pocos los libros que registran su uso como antipirético. Probablemente esto se deba a la popularidad y al bajo costo de la aspirina, que restringe el uso del sauce a poblaciones indígenas, alejadas de la civilización.

Obtención de la Aspirina

Corteza de sauce

Extracción

CH2OH CH2OH

Hid.

O Glucosa OH + Glucosa

Salicina Saligenina

(Producto Natural) ( Alcohol Salicílico)

COOH COOH

Cat.

OH + (CH3CO)2O O C CH3

O

Ácido Salicílico Ácido acetilsalicílico

ASPIRINA

(Producto Natural) (Producto sintético)

Con éste medicamento se ha comprobado un fenómeno poco frecuente. En lugar de decrecer su popularidad con los años (al parecer en el mercado nuevos medicamentos mejores y a precios más accesibles) su uso ha aumentado debido a las nuevas aplicaciones y propiedades que se le han encontrado. En principio, se usó como antipirético, analgésico, antiinflamatorio, por lo que es muy utilizado en el tratamiento de fiebre reumática, reumatismo, gota, artritis reumatoide. Con el tiempo, estos usos se han ampliado.

En 1950 Lawrence Craven fue el primero en utilizar la aspirina para evitar la formación de coágulos en enfermedades como trombosis cerebral e infartos al miocardio, debido a que ayuda a prevenir la acumulación de plaquetas.

Por muchos años permaneció en el misterio el modo de acción de la aspirina. John R. Vane, ganador del premio Nobel en 1982, del Colegio Real de Cirujanos de Londres, propuso en 1971 una hipótesis para explicar su actividad antiinflamatoria. Considera que ésta bloquea la síntesis de algunas prostaglandinas (hormonas celulares involucradas en el dolor e inflamación de órganos y tejidos y en la aglutinación de plaquetas) por lo que reduce el riesgo de formación de coágulos. Comprueba así lo establecido por Craven.

Esta propiedad también lo hace útil en el tratamiento de otras enfermedades, como la hipertensión gestacional y la migraña, en la cual se ha observado que durante los accesos, aumenta la actividad plaquetaria.

También se ha observado que la aspirina disminuye en un 40% la mortalidad debida a cáncer en el estomago y que favorece la oxigenación de la sangre en el cerebro.

La Asociación estadounidense de Cardiología recomienda la ingestión de aspirina a baja dosis a personas de edad media, con antecedentes familiares de enfermedades coronarias o con factores de riesgo como tabaquismo, sobrepeso, hipertensión, falta de ejercicio y exceso de colesterol en la sangre.

A pesar de sus virtudes hay que recordar que nunca debe recurrirse a la automedicación. La aspirina, como todos los medicamentos, presenta efectos indeseables, que pueden ser peligrosos en ciertos individuos, como los hemofílicos u otros con ciertas enfermedades gastrointestinales.

Siempre que se sintetiza un medicamento promisorio, su fórmula es utilizada como modelo para obtener otros compuestos semejantes en los que se modifican y mejoran sus propiedades curativas y se disminuyen los efectos secundarios. Como ejemplo de lo anterior, tenemos:

-el salicilato de colina (Artropan) que por ser muy soluble en agua, se absorbe muy rápidamente, por lo que se recomienda cuando son necesarias dosis altas de aspirina.

-salicilato de salicilo (Diplosal). Con acción semejante al salicilato de sodio. Se hidroliza lentamente en el estomago por ser resistente al jugo gástrico. Con su hidrólisis ocurre lentamente en el intestino, se usa como antiséptico intestinal, pero tiene el inconveniente de ser tóxico, porque liberal fenol en el intestino.

-salicilarnida, que se usa como sustituyente de otros salicilatos, en caso de presentarse hipersensibilidad a ellos.

El salsalato es usado también como antipirético y antiinflamatorio.

COOH---------N (CH3)3

OH CH2CH2OH

ARTROPAN

COOH

CO O

OH

DIPLOSAL

CONH2

OH SALICILAMIDA

SALSALATO

OH COOH

COO

SALOL

COO

OH

Existe otro grupo de compuestos que, aunque con fórmulas semejantes a la aspirina, tiene diferentes usos como son:

-Ácido salicílico, con uso tópico como queratolítico. Por sus propiedades antisépticas y fungicidas, tiene algunas aplicaciones en dermatología.

-Aldehído salicílico, utilizado en perfumería.

-El salicililato de metilo se usa externamente como rubefaciente y analgésico; también se usa en perfumería.

-El alcohol salicílico, que es un analgésico local.

-El salicil que es un antiséptico.

-La salicil anilida, un fungicida de uso tópico.

COOH CHO

OH OH

Ácido Salicílico (Alcohol Salicílico)

CO NH C6H5 COOH

OH OH

NH2

Salicil Anilida PAS

COOCH3 CHO

OH OH

Salicilato de Metilo Aldehído Salicílico

CO CO

HO

OH

SALICIL

(SALICIL MORFOLIDA) N

CO O

(OH)

-La salicil morfolida es un colerético.

-El “PAS” (ácido para amino salicílico) es un tuberculostático.

-El salsalato es antiséptico y antiinflamatorio.

Teniendo en cuenta las tres principales propiedades de la aspirina (analgésico, antipirético y antiinflamatorio) se han tratado de sintetizar compuestos que, aunque tiene estructuras diferentes a ella, puedan superarla en esas tres acciones terapéuticas, como son los casos de la indometacina y el ibuprofeno.

John Nocholson, dando a la aspirina un valor unitario en cada una de las tres acciones, inició un programa de síntesis de compuestos que la superaran. Muchos resultaron tóxicos, por lo que fueron desechados. No obstante, el ibuprofeno, a pesar de producir reacciones secundarias indeseables, tiene de 16 a 32 veces la actividad de la aspirina como antiinflamatorio, es 30 veces más activo como anestésico y 20 como antipirético.

La indometacina tiene mayor número de efectos secundarios indeseables y es más toxica

(IBUPROFENO)

Análisis en equipo de lo leído, destacar:

- El origen de la aspirina y de muchos otros medicamentos:

- La extracción del principio activo aplicando los métodos de separación de mezclas.

- Las pequeñas cantidades de principio activo que se encuentran en

los productos naturales.

- La modificación de la estructura del principio activo para disminuir

efectos secundarios.

- La elaboración de medicamentos tipo aspirina.

- La presencia e identificación de grupos funcionales en la aspirina y en

medicamentos tipo aspirina.

- Impacto socioeconómico de la síntesis de medicamentos.

Actividad 21.2

Con base en la lectura anterior resolver en equipo el crucigrama referente al contenido de dicho documento (Anexo 82)

ANEXO 82

CRUCIGRAMA PARA RESOLVER

LA ASPIRINA, LEGADO DE LA MEDICINA TRADICIONAL

1

1

2

3

2

7

3

4

6

4 5

5

10

8

6

7

9

8 11

12

13

9

10

11

12

13

HORIZONTALES:

1. Las tres principales propiedades de la aspirina son antipirético, antiinflamatorio y

2. Se han sintetizado compuestos que tienen estructuras diferentes a la aspirina pueden superar a esta en su acción terapéutica tal es el caso del

3. Medico Griego que recomienda a sus pacientes la corteza del sauce como remedio para aliviar el dolor.

4.En 1838 Raffaelle Piria aisló otro compuesto que denomino

5. En la fórmula del Ibuprofeno

CH3

(CH3)2CHCH2 CH COOH

IBUPROFENO

El grupo funcional ácido carboxílico esta representado por:

6. Las hojas del sauce en forma de jugo o de cocimiento se han utilizado para calmar el dolor de neuralgias y

7. En Estados Unidos se considera que el consumo de aspirinas por persona alcanza un promedio de 150 tabletas al

8. Félix Hoffman en 1898 fue el primero en sintetizar el

. COOH

9. En la formula de la aspirina O C CH3

O

El grupo funcional COOH se llama ácido

10. Es fungicida y de uso tópico la salicil

COOH

OH

11. La siguiente formula COO

representa al compuesto llamado

12. Por ser muy soluble en agua se absorbe muy rápidamente por lo que se recomienda cuando son necesarias dosis altas de aspirinas el salicilato de colina llamado comercialmente

13. Se usa externamente como rubefaciente y analgésico, también se usa en perfumería el salicilato de

VERTICALES:

1. En 1853 fue la primera vez que se sintetizo la aspirina a partir del ácido salicílico por el químico francés Charles

2. En un principio el ácido acetilsalicílico (aspirina) se uso como antipirético, es decir para disminuir la

3. En 1828 fue aislada una pequeña cantidad de un glucósido: la “salicina” por el médico alemán Johann

4. Vegetal extraído de la corteza de varias especies de sauces del genero salix

5. Hace 136 años fue lanzada al mercado la aspirina analgésico que no produce

6. La aspirina se utiliza para evitar la formación de coagulas en enfermedades como la trombosis cerebral e infartos al miocardio debido a que ayuda a prevenir la acumulación de

7. Se usa como antiséptico el

8. En 1833 se obtuvo la salicina pura por E.

9. Siempre que se sintetiza un medicamento promisorio su formula es utilizada como modelo para obtener otro compuesto.

10. A pesar de las grandes virtudes de la aspirina no debe recurrirse a la

COOH

11. La siguiente formula O C CH3 representa

O

Al acetilsalicílico llamado comercialmente

12. Para personas con antecedentes familiares de enfermedades coronarias, sobrepeso, hipertensión , exceso de colesterol en la sangre, se recomienda la ingestión de la aspirina en pequeñas

13. En 1971 John R. Vance considera que el ácido acetilsalicílico ( aspirina ) bloquea la síntesis de algunas prostaglandinas( hormonas celulares involucradas en el dolor e inflamación ) lo que provoca que esta tenga una actividad

ANEXO 83

ACTIVIDAD EXPERIMENTAL

“OBTENCIÓN DE LA ASPIRINA”

OBJETIVOS:

A)Obtener en el laboratorio un medicamento de uso cotidiano.

B)Demostrar experimentalmente que el principio activo de la aspirina obtenida en el laboratorio es el mismo que el de un producto comercial común.

INTRODUCCIÓN: Cuando tienes un dolor de cabeza ¿prefieres beber una taza de corteza de sauce o tomar dos aspirinas? Los ingredientes activos de los dos remedios tienen estructuras químicas semejantes y los dos son eficaces contra el dolor de cabeza, pero el ácido salicílico, el compuesto químico de la corteza del sauce, produce varios efectos colaterales dañinos, como dolor de estómago, por ejemplo. Con la aspirina ocurre lo mismo pero es un analgésico más eficaz y se puede tomar en dosis más bajas. Después de años de investigación, los científicos produjeron aspirina en el laboratorio a partir de ácido salicílico y anhídrido acético . La aspirina contiene un solo ingrediente activo, el ácido acetilsalicílico. La aspirina no es tan sólo una sustancia pura, sino que su estructura es distinta y no produce el dolor de estómago tan agudo que provoca el ácido salicílico.

MATERIAL SUSTANCIAS

1 balanza granataria

1 tubo de ensaye

1 gotero

1 agitador de vidrio

2 vasos de precipitado de 250 ml

pinzas para tubo de ensayo

Matraz erlenmeyer de 125 ml.

1 soporte completo

Aparato de Fisher para punto de fusión

cubreobjeto

Acido salicílico

Anhídrido Acético

Acido sulfúrico concentrado

Agua destilada

MEDIDAS DE SEGURIDAD: No olvides el uso de la bata de laboratorio y trabajar las sustancias con mucha precaución como lo indique el profesor, ya que son peligrosas.

Lee cuidadosamente el procedimiento

PROCEDIMIENTO:

1.Poner 1g de ácido salicílico en un tubo de ensaye, agregar 2 mL de anhídrido acético (PRECAUCIÓN), el anhídrido acético es un líquido muy inflamable y sumamente irritante, produce necrosis de los tejidos por lo que se deberá evitarse el contacto con la piel y ojos) Agregar 5 gotas de ácido sulfúrico concentrado teniendo cuidado de agregarlas lentamente y dejando que resbalen por un agitador de vidrio (éste ácido actúa como catalizador), agitar lentamente el tubo de ensaye para que se mezclen los reactivos.

2. Colocar por 5 minutos el tubo de ensaye en un vaso de precipitados de 100 mL que tenga agua a una temperatura cercana a ebullición, para que se complete la reacción.

3. Enfriar al chorro de agua y verter el contenido del tubo en un matraz Erlenmeyer de 125mL que contenga 50 mL de agua destilada.

4. Agitar el matraz para ayudar a la hidrólisis del exceso de anhídrido acético y enfriar, introduciendo el matraz en el hielo picado , raspar el sólido y filtrar. Se obtiene un rendimiento de 4g de ácido acetilsalicílico o aspirina.

5. Coloca una pequeña muestra de éste producto en un cubreobjetos, y colocarla en un aparato para medir su punto de fusión.

6. Tomar alguna parte de algún medicamento que contenga aspirina y medir su punto de fusión de la misma forma que se hizo con la aspirina obtenida del laboratorio.

7. Comparar los dos resultados.

8. Anota las observaciones en un cuadro.

MANEJO DE DESECHOS: vierte los desechos en un frasco para que tu profesor proceda a su tratamiento.

DATOS Y OBSERVACIONES.

Hicimos una mezcla de ácido salicílico, anhídrido acético, ácido sulfúrico en un tubo de ensayo; que al terminar de mezclarlas reaccionaron a manera que se torno de color verde pantano. Después al agregarlo al agua destilado se torno un poco mas claro y en el momento de ponerlo en el hielo, se cristalizo formando un polvo.

RESULTADOS

Al cristalizarse obtuvimos el polvo esperado