EJEMPLOS DEISOMEROS ÁCIDO TARTÁRICO El Ácido tartárico contiene dos centros asimétricos, pero dos de los "isómeros" son equivalentes y juntos se denominan compuesto mesó. Esta configuración no es ópticamente activa, mientras que los restantes dos isómeros son D - y L -imágenes especulares, es decir, enantiómero. La forma meso es un diastereoisómero de otras formas. Acido tartico Los carbohidratos son compuestos orgánicos compuestos por carbono, hidrogeno y oxigeno (CHO) Ácido dextotartico Las familias de 4, 5 y 6. carbonos carbohidratos contienen muchos diastereoisómeros debido a la gran cantidad de centros asimétricos en estas moléculas CARBOHIDRATOS E ISOMERIA CARBOHIDRATOS Son moléculas orgánicas compuestas por carbono, hidrógeno y oxígeno, son los más abundantes en la biosfera se pueden encontrar casi de manera exclusiva en alimentos de origen vegetal. A demás sirven como fuente de energía para las actividades vitales. Ahorro de proteínas: Si el aporte de carbohidratos es insuficiente. CLASIFICACION DE LOS ISOMEROS Si la desviación es hacia la izquierda se dice que el isómero es levógiro y se representa comer signo (-). Regulación del metabolismo de las grasas: Cuando no se comen los carbohidratos suficientes las grasas se metabolizan anormalmente ac. CH3CH3 y CH3CH2CH3. Los monosacáridos representan isomería óptica. Cuando se hace incidir un plano de luz polarizada sobre una disolución de monosacáridos que poseen carbonos asimétricos el plano de luz se desvía. Se recomienda que diariamente se coman 100 gramos de carbohidratos para mantener los procesos metabólicos. esto es que son óptimamente activos. . Si la desviación se produce hacia la derecha se dice que el isómero es dextrógiro y se representa con el signo (+). ISOMERIA OPTICA DE CARBOHIDRATOS Estos isómeros tienen la misma fórmula estructural e idénticas propiedades físicas y químicas. ya que hacen rotar el plano de luz polarizada. ALCANOS ISÓMEROS El metano. pero difieren sobre la acción de la luz polarizada. etano y propano son los únicos alcanos con las fórmulas CH4. se utilizarán las proteínas para fines energéticos.Funciones Energéticamente: Los carbohidratos aportan 4 Kcal por gramo de peso seco. pero con diferente estructura se llaman isómeros. Estos alcanos de igual fórmula. Los ramificados son el isopentano (2-metilbutano) y el neopentano (2.2dimetilpropano). Existen tres isómeros de fórmula C5H12.Sin embargo. existen dos alcanos de fórmula C4H10. Existen más de 360 000 isómeros con la fórmula C20H42 y más de 62 millones con la fórmula C40H82. El isómero lineal se llama n-pentano. el butano y el 2-metilpropano. Existen cinco isómeros constitucionales de fórmula C6H14: A medida que aumenta el número de carbonos crece de forma exponencial el número de isómeros. . Knowles. por lo tanto. MÉTODOS ASIMÉTRICOS Síntesis Asimétrica El 10 de octubre del 2001 se anunciaron los premiados con el Nobel en Química. tienen diferentes propiedades físicas y/o químicas. Una mitad de los 950 mil dólares será compartida por el estadounidense William S. ya que la naturaleza reconoce las moléculas y dentro de ellas a un isómero concreto de la molécula y la inmensa mayoría de procesos químicos y sobre todo los bioquímicos funcionan estrictamente con isómeros específicos. esta característica es muy importante ya que es la que desprende los múltiples beneficios en el área de la salud. La importancia que tiene es grande. De forma ambigua podemos describirlos como el “comodín” que ordena una cadena en la que puede sumar o restarle. pues ordenan enlaces coordinando sus complementos. y el profesor Ryoji Noyori. Procedimientos profesor para ladel Instituto de Investigación Scripps. de la universidad japonesa de Nagoya. por su síntesis asimétrica investigación en las reacciones catalíticas de oxidación asimétrica. investigador veterano de la empresa Monsanto. La ventaja de esta producción de medicamentos puros es que disminuye al . como explicaré adelante. Barry Sharpless.Los isómeros (de ISO: igual y meros: unidad) son compuestos que tienen la misma fórmula molecular pero diferente estructura o posición espacial. La otra mitad del premio la ganó el norteamericano K. IMPORTANCIA BIOLÓGICA DE LOS ISÓMEROS ALCANOS Estos descubrimientos han tenido un gran impacto en la obtención industrial de medicamentos que ahora pueden ser producidos en cantidades de cientos de toneladas en una sola de sus dos formas posibles. De forma general podemos decir que regulan múltiples funciones ya sea completando o contrarrestando. por sus descubrimientos en las reacciones de hidrogenación asimétrica catalítica. derecha (R) o izquierda (S). 50 % la cantidad de principio activo que se administra y con ello los posibles efectos colaterales. La oficina de drogas y alimentos de los Estados Unidos exigió en 1992 que a partir de esa fecha los medicamentos se deberían administrar sólo en la forma enantiomérica activa para disminuir los efectos tóxicos y colaterales en los pacientes. pues las segundas formas pueden ser inactiva y en algunos casos hasta contraproducentes y tóxicos. La separación. Por esa razón es de la mayor importancia que al producir una substancia se obtenga Directamente en una sola forma quiral. Ejemplo de Isómeros . de la mezcla de dos enantiómero es un proceso difícil y caro. en un laboratorio o en una industria. MEDICAMENTO S QUIRALES INTRODUCCIÓN A diferencia de los fármacos obtenidos de fuentes naturales. .300 medicamentos que se producen por síntesis orgánica no son más de 500 los que son quirales. o incluso el mismo tipo de efecto. Entre 1. El enantiómero R es inactivo por lo que la forma racémica es simplemente un medicamento que es 50% puro y contiene un 50% de "ingredientes inhertes". Aproximadamente la tercera parte de ellos son sustancias naturales en sí mismas o preparados por modificación química de productos naturales. es cualquier la economía.Una reciente estimación sitúa el número de medicamentos recetados en el mundo en alrededor de 2. Sin embargo. preparadas. mientras que el otro no muestra ninguna actividad eliminarse. esta práctica está sufriendo un rápido sustancia que produce efectos cambio procesos biológicos es muy improbable que medibles o sensibles en los enantiómero de un medicamento quiral exhiban organismos vivos y que ambos se el mismo nivel. el ibuprofeno contiene un centro de quiralidad y sólo el enantiómero S tiene actividad analgésica y antiinflamatoria. Estimulado por numerosos factores que van desde la Un fármaco. o si son quirales se suelen producir y vender como mezclas racémicas. los que se preparan en el laboratorio pueden ser quirales. un enantiómero tiene el efecto deseado. almacenarsecaso o extremo. con pocas excepciones. La mayoría de fármacos procedentes de fuentes naturales son quirales y casi siempre se obtienen como un enantiómero y no como una mezcla racémicajl. dichas sustancias eran. puede transformarse. Por ejemplo. biológica. la sustancia que se vende . que es la activa. aunque en el organismo se convierte despacio en la forma S.000. Hasta hace poco. vendidas y administradas como mezclas racémicas incluso si la actividad terapécutica deseada residía en uno solo de los enantiómeros. En absorbe. de acuerdo con seguridad y la eficacia hasta la metodología sintética y la farmacología. Por ejemplo: el enantiómero S es el responsable de las propiedades analgésicas y antiinflamatorias del ibuprofeno. Un inconveniente mucho más serio del uso de medicamentos como mezclas racémicas lo vemos en el caso de la talidomida. la sustancia que se vende con marcas como Advil. Sin embargo.000 casos de graves defectos . los que se preparan en el laboratorio pueden Al ibuprofeno también se lo llama Advil. Los casos reales son más complicados. la forma racémica es simplemente un medicamento que es 50% puro y contiene un 50% de "ingredientes inhertes". Las propiedades embargo. Nuprin y Motrin Por ejemplo. el ibuprofeno contiene un centro de quiralidad y sólo el enantiómero S tiene actividad ser quirales.analgésica y antiinflamatoria. ya que reacciones catalizadas por enzimas en nuestro cuerpo convierten a gran parte de él en (S)-ibuprofeno activo. Un inconveniente mucho más serio del uso de medicamentos como marcas como Advil. Nuprin y Motrin es una mezcla racémica de R y S. aunque en el organismo se convierte despacio en la forma S. El ibuprofeno contiene un centro de quiralidad y sólo el enantiómero S tiene actividad analgésica y antiinflamatoria En este caso. que se empleó brevemente como sedante y contra las náuseas en Europa y Gran Bretaña durante el período de 1959-1962. que es relativamente raro. o si son quirales se suelen producir y vender como en nuestro cuerpo convierten a gran parte de él en (S)-ibuprofeno activo. la (S)-talidomida tiene un espectro de actividad biológica muy diferente y se vio que era la responsable de los aproximadamente 2. El enantiómero R es inactivo por lo que la forma racémica es simplemente un medicamento que es 50% puro y contiene un 50% de "ingredientes inhertes". Nuprin y Motrin es una mezcla racémica de R y S y son más y más los medicamentos sintéticos quirales disponibles en A diferencia de los fármacos obtenidos de fuentes naturales. que es la activa. que sin embargo no es totalmente desechado. que se vende normalmente como mezcla racémica. El 50% del ibuprofeno racémica es el enantiómero R. Un ejemplo se puede observar en el dexenfluramine (1). pero que se puede preparar en el laboratorio. principalmente dentro de la bioquímica. 5R. la penicilina V. que no existe en la naturaleza. Otro ejemplo. donde la mayoría de las medicinas se componen de mezclas racémica. DROGAS QUIRALES Las moléculas quirales tienen un sin fin de aplicaciones. En la industria farmacéutica la mayoría de los medicamentos se basan en este tipo de moléculas. Debido a este problema la Administración de Alimentos y Medicamentos de Estados Unidos (FDA) ha propuesto y exigido a todos los fabricantes de medicamentos realizar investigaciones sobre las propiedades de cada enantiómero a ser usados en las drogas que existen en el mercado. De esta forma solo se podrán comerciar medicamentos que contengan un solo enantiómero con lo que se desea reducir los efectos secundarios causados por los medicamentos.configuración 2S. carece de actividad biológica. antibiótico aislado del moho Penicillium. 6R. Ejemplos de Drogas Quirales Por otro lado. un medicamento anti-obesidad el cual fue aprobado en 1996 que presenta varias ventajas en comparación a la mezcla racémica de la cual proviene entre ellas la reducción de los efectos secundarios. esto puede llegar a ser un problema ya que mientras que un enantiómero puede tener un efecto benéfico en el organismo. la otra forma enantiomérica puede ser dañina o simplemente no causar efecto alguno. Su enantiómero. es decir PENICILINA mezclas de enantiómero en igual proporción. tiene la . en niños nacidos de mujeres que la tomaron durante el embarazo. Una prueba de esto sería el hecho de que actualmente se requieren más de doce pasos para la síntesis de un medicamento a base de compuestos orgánicos. mientras que años atrás seis eran suficiente. constituidos de un sólo isómero actúan de una manera mucho más específica en comparación a las mezclas racémica de la que provienen. isómero del butano. Considerando que en la producción de medicamentos se busca la mayor efectividad posible es necesario aplicar procesos más complejos. Nomenclatura El isobutano es el nombre trivial recomendado por la IUPAC en su texto 1993 Recommendations for the Nomenclature of Organic Chemistry. los avances tecnológicos contribuyen a que la separación de enantiómero sea una opción factible. las que se derivan de productos naturales los . El nombre sistemático de este hidrocarburo es Metilpropano. sin embargo. Anteriormente la mayoría de las drogas sintéticas no eran quirales. El número de sustituyentes (2-) no es necesario porque no hay isómero de esta molécula con Metilpropano como parte de su nombre. Además.son por ejemplo la penicilina. Los medicamentos. EL METILPROPANO O ISOBUTANO Metilpropano Es un compuesto orgánico perteneciente a los alcanos de fórmula (H3C)-CHCH3-CH3. es un grupo de trabajo que tiene como miembros a las sociedades nacionales de química . más conocida por sus siglas en inglés IUPAC.La Unión Internacional de Química Pura y Aplicada. 6 K fusión 159.ción Metilprop ano Aparienc gas incoloro ia General Otr os Isobu no tano mb res Fór mul a (H3C se )mid CHC esa H3rrol CH3 lad a Densida n/d d Masa molar 58.5 K ebullició 11. relacion Neopentano ados Compue Butano stos relacion .6 °C) Punto de 261.7 °C) n (- (- Propiedades químicas Fór mul a n/d mol ecu lar Propied ades físicas Est gase ado oso de agr ega Solubilid ad en n/d agua Compuestos relacionados Alcanos Isopentano.08 g/mol Punto de 113. pudiendo variar drásticamente las propiedades físicas y termodinámicas del hidrocarburo original. que si el hidrocarburo no es de alta pureza. etc. o pequeños aparatos de frío comercial. . por lo que no se puede considerar un sustituto de éstos. no siendo fácilmente detectable en caso de fugas. . es un hidrocarburo que se utiliza en algunos equipos de refrigeración. rotura de compresores. ya que cualquier proporción con otras impurezas. agua. no está odorizado como los de uso doméstico (el hidrocarburo doméstico se odoriza para que sea rápidamente detectable en el caso de una fuga). El isobutano que se utiliza en aplicaciones de refrigeración. El R600a tiene una capacidad volumétrica inferior en un 50% al R12 o al R134a. pueden contribuir a la degradación de los aceites lubricantes de la instalación.ado s Formula química del Naproxen PROPIEDADES FÍSICO QUÍMICAS DE ISOBUTANO O METILPROPANO USO COMERCIAL DEL ISOBUTANO El isobutano ó R600a. como neveras domésticas. como sulfuros. El R600a tiene una capacidad volumétrica inferior en un 50% al R12 o al R134a nacionales de química Es muy importante cuando se trabaja con refrigerantes del tipo hidrocarburo que estos sean de alta pureza. pueden ir mezclados con él otros hidrocarburos. etc. También ocurre a veces. OTRO MÉTODO ES EL DE RESOLUCIÓN. Mezcla racémica y formas meso Las mezclas racémica son fáciles de hacer y existen muchas maneras de separarlas en enantiómero. En este tipo de resoluciones generalmente se utilizan reagentes quirales o catalizadores. el cual extrae uno de los enantiómero. Los dos métodos presentados anteriormente requieren cantidades estequiometrias de otro agente. Muchos medicamentos son hechos de ésta forma. en las que una fase contiene la muestra racémica y la otra contiene un selector quiral. este proceso se conoce como resolución cinética. La resolución clásica utiliza un ácido o base quiral que forma una sal con la mezcla racémica. El Naproxen. Otras separaciones físicas similares pueden ser realizadas por sistemas de extracción o de membranas. La resolución puede ser efectuada mediante la conversión de uno de los dos enantiómero en otro compuesto. se obtiene usando una alcaliglucamina como agente de resolución. pero el m método de resolución se puede realizar directamente por medio de métodos físicos. por ejemplo. aunque en el Formula química Dexfenfluramina del . La segunda es una potencial neurotoxicidad de la dexfenfluramina. que puede ser reversible.caso de medicamentos esto no es muy funcional. Los efectos colaterales son diferentes a los de las drogas no adrenérgicas. Existen complicaciones PSEUDOEFEDRINA dos que . OTROS EJEMPLOS Dexfenfluramina Es un medicamento anti-obesidad el cual fue aprobado en 1996 y removido del mercado de Estados Unidos el 15 de septiembre de 1997. observándose en algunos casos diarrea y aumento de movimientos intestinales. La primera es que su empleo se ha asociado a hipertensión pulmonar primaria (un caso en un millón de pacientes tratados). que se demostró en monos y ratas utilizando dosis elevadas (5 y 10 mg/kg). por estimular la saciedad. no habiéndose comunicado con dosis más bajas. La fenfluramina es una mezcla racémica y la forma dextro (dexfenfluramina) parece ser la forma activa en la supresión del apetito. las cuales aún eran mayores que su equivalente en humanos. La fenfluramina y dexfenfluramina aumentan la descarga de la neurotransmisora serotonina desde las células del cerebro y también inhiben su re captación. producen preocupación. Formula química del Actúan en el hipotálamo disminuyendo la ingesta EPINEFRINA alimentaria. urticarias. disnea (problemas para respirar). en el que se registraron efectos secundarios por el consumo de efedrina. látex y causas de otro tipo. en gimnasios. supera ampliamente a las prescripciones para obesidad. EFEDRINA Y PSEUDOEFEDRINA La efedrina y la pseudoefedrina difieren únicamente en sus centros quirales. Es llamativo que el secretario de salud de EEUU haya dicho: "No quiero que ninguna persona use efedrina creyendo que de esa manera perderá peso".músculos en las vías respiratorias y tensando los vasos sanguíneos. nueve derrames cerebrales y cinco casos psiquiátricos. y en revistas de fitness. La venta de efedrina por internet. es consumida por deportistas y personas que quieren mantener un estado de energía.000 casos que en febrero de 2003. prurito. presión arterial baja. La efedrina además de ser usada en los tratamientos de obesidad. retortijones. La evidencia científica a la que alude el secretaria de salud de EEUU es el estudio de 16. alimentos. la Corporación Rand. reveló. Hay alguna discrepancia con las publicaciones del secretario de salud de EEUU que no toma en cuenta los numerosos estudios científicos que demuestran que la Formula Química de Saquinvir simpaticomiméticos. en tanto que la pseudoefedrina como descongestionante. pero esto incide en un comportamiento fisiológico y químico diferente. diarrea y pérdida del control de la vejiga. inflamación. cuatro ataques cardíacos. El estudio incluye dos muertes. La epinefrina pertenece a una clase de medicamentos llamados agentes La efedrina se usaba como una droga antiasma. EPINEFRINA La inyección de epinefrina se usa para tratar las reacciones alérgicas potencialmente mortales causadas por las picaduras de insectos. Funciona al relajar los Formula Química de Viracept . Los síntomas de una reacción alérgica incluyen resoplo. medicamentos. la sensibilidad. o sea. Los medicamentos para el VIH no curan ni previenen la propagación del virus KETOPROFENO El ketoprofeno es un inhibidor de la biosíntesis de prostaglandinas. Los inhibidores de proteasa son una nueva clase de drogas que trabajan bloqueando la proteasa del HIV. Una vez que esta bloqueada la proteasa. incluyendo los dolores musculares y menstruales. SAQUINAVIR El Saquinavir (marca comercial FORTOVASE) es un inhibidor de proteasa (las proteasas son básicamente proteínas que rompen otras proteínas) del HIV. Los inhibidores de proteasa son una parte clave en lo que se denomina tratamiento combinado. razón por la que las dosis deben ser prescriptas y controladas por un médico. tiene 6 carbonos quirales y por lo tanto. Los inhibidores de proteasa parecen ser menos tóxicos y tienen menos efectos secundarios que otras drogas. todos síntomas causados por la artritis. la combinación de una serie de fármacos que actúan conjuntamente para mantener su VIH bajo control. el HIV hace copias de si mismo que no pueden infectar otras células. Alivia el dolor. También se usa para aliviar otros tipos de dolor. inflamación y contracciones. Formula Química de VIRACEPT Ketoprofeno El Nelfinavir (marca comercial Viracept) es otro de la nueva clase de drogas anti-HIV llamado inhibidor de proteasa. la efedrina aumenta la presión sanguínea y causa tensión excesiva en el organismo dependiendo de la dosis.isómeros posibles. El Saquinavir un polvo blanco a blancuzco e insoluble en medio acuoso a 25°C. Ciertamente. asociación efedrinacafeína produce un notable descenso de peso sin mayores efectos adversos. 64 Formula Fluoxetina Química de . La fluoxetina (Sarafem) se usa para aliviar los La combinación de fexofenadina (nombre comercial Allegra-D) y pseudoefedrina se usa para aliviar la fiebre del heno y los síntomas de las alergias. FLUOXETINA La fluoxetina (Prozac) se usa para tratar la depresión. enfisema y otras enfermedades pulmonares. hinchazón abdominal y la sensibilidad de los senos. y enrojecimiento. una sustancia natural en el Formula Química de Allegra cerebro que ayuda a mantener el equilibrio mental. irritabilidad. ALLEGRA y el dolor después de una operación quirúrgica. congestión nasal. picazón y lagrimeo de los ojos. incluyendo rinorrea. incluyendo los cambios en el estado de ánimo.síntomas del trastorno dispórico premenstrual. La pseudoefedrina pertence a una clase de medicamentos llamados descongestionantes. E . El albuterol es utilizado para prevenir cuando hay dificultades respiratorias debido al asma. ALBUTEROL El componente activo de esta formulación es el albuterol racémico. Funciona al aumentar la cantidad de serotonina. El isómero (S). estornudos. una sustancia en el cuerpo que causa los síntomas relacionados con las alergias. La fexofenadina pertenece a una clase de medicamentosFormula llamados antihistamínicos. bronquitis crónica. picazón en la garganta. algunos trastornos relacionados con los hábitos alimenticios y los ataques de pánico. Funciona al secar las vías nasales.se usa como aditivo en la pasta de dientes para evitar la enfermedad periodontal. el desorden obsesivo-compulsivo. Química de AlbuterolFunciona al bloquear la histamina. El isómero (R). trabajo dental o parto. La fluoxetina pertenece a una clase de medicamentos llamados inhibidores selectivos de recaptación de serotonina.es un analgésico llamado "droga antiinflamatoria no esteroidal". han indicado claramente la mayor Recientemente. hay diversas consideraciones respecto a las patentes. carbohidratos y fosfolípidos son moléculas quirales) esto hace que tenga sentido de que las drogas desarrolladas deban ser también quirales. Proventil. nucleósidos. Salbutamol. la FDA estodounidense (U. El albuterol racémico es una mezcla 50:50 del isómero (S). Además de la presión regulatoria. Food and Drug Administration) estableció nuevas guías para la prueba y comercialización de los fármacos quirales. USA. South Boston. diversas comañías farmacológicas decidieron desarrollar únicamente los enantiómeros puros de los nuevos fármacos quirales. Este es un tipo de medicamento de los llamados "beta antagonistas". MECANISMO DE ACCIÓN DE LAS DROGAS Ejemplo de drogas quirales QUIRALES Es muy importante tomar en cuenta que desde el punto de vista del desarrollo de nuevas drogas y en cuanto a su mecanismo de accion. que la mayoría de ambientes biológicos consisten en moléculas enantioméricas (aminoácidos.. o Volmax. ha descubierto un nuevo medicamento para la prevención del broncoespasmo llamado Xopenex. También se utiliza para prevenir broncoespasmo durante el ejercicio. aprobados por la FDA en 1982. Esta publicación fue presentada en "The National Library of Medicine" en enero de 2003. La razón para el reconocimiento quiral por parte de los receptores de las drogas es una interacción de tres puntos . Antes de administrar una droga ésta pasa por una serie de etapas antes de ejercer su actividad.y (R)-albuterol. Los nombres comerciales utilizados han sido Ventolin. Aunque una compañía tenga patentes para un fármaco racémico. Estudios hechos en el Halifax Regional Hospital.S. Tras revisar estas guías. VA.efectividad de uno de los isómeros llamado levalbuterol en comparación con la mezcla racémica. a mendo es posible que se acepte el registro de una nueva patente para alguno de sus enantiómeros. Sepracor Inc. eliminando el (S)-isómero. y todas ellas poseen diversos centros estereoméricos. La quimotripsina posee 251 centros estereoméricos. animales y cataliza la digestión de las proteínas Quizá. enantiómero de la epinefrina tiene enzima que un grupo -OH enseelencuentra sitio de unión. Afortunadamente. la naturaleza no desperdicia su preciosa energía y sus recursos de manera innecesaria.entre el sustrato y el sitio activo del receptor o sitio activo de una enzima. Ejemplo: Sólo elLa(-)quimotripsina. El número máximo de estereoisómeros posible es 2251. la mayoría de ellas producen o reaccionan con sustancias acordes con sus requerimientos estereoquímico. los ejemplos más evidentes de quiralidad en las moléculas biológicas son las enzimas. Como las enzimas son sustancias quirales. el cual es un número inusitadamente grande. por lo que en el intestino de tiene una mayor actividad los biológica. Como ejemplo mencionaremos la quimotripsina. . respectivamente. y que se encuentra más allá de nuestra comprensión. y un organismo dado sólo produce uno de estos estereoisómeros. enzima que se encuentra en el intestino de los animales y cataliza la digestión de las proteínas.