Albuterol enantiomers
itziasantiago00
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Albuterol (salbutamol)
El albuterol (o salbutamol) es un medicamento utilizado para tratar y prevenir broncoespasmos en pacientes con enfermedad pulmonar obstructiva crónica (EPOC) y asma.Existe como un racemato de sus dos enantiomeros: el (R)- y (S)-albuterol
Santiago Reyes ItziaHernández Hernández Luis Fernando
(R)-albuterol
Referencias
+ Nombre IUPAC
2QM4
Puentes de hidrógeno.
Dispersión de London.
Reaciones que puede realizar
¿Cómo ocurre?
¿Cómo ocurre?
(S)-albuterol
¿Cómo ocurre?
Interacciones intermoleculares
SN1
SN2
E1
Configuración absoluta
4-[(1R)-2-(tert-butilamino)-1-hidroxietil]-2-(hidroximetil)fenol
4-[(1S)-2-(tert-butilamino)-1-hidroxietil]-2-(hidroximetil)fenol
-Hidroxilo / alcohol
-Hidroxilo / alcohol
-Hidroxilo / alcohol
Amina (secundaria)
Carbono con hibridación sp3 (tetraédrico) con cuatro grupos distintos
Identificar los centros quirales.
1. Átomos con mayor número atómico tienen precedencia.
Todo aquel sustituyente que este unido al centro quiral.
Sustituyente de menor prioridad debe de estar detrás del plano.Configuración R.
2. Si los átomos unidos al centro quiral no hay una diferencia se debe buscar un punto de diferencia en el sustituyente.
Aplicar reglas de Cahn-Ingold-Prelog para los sustituyentes del centro quiral
Reglas de Cahn-Ingold-Prelog
Reglas de Cahn-Ingold-Prelog
Identificar sustituyentes
Para asignar la configuración absoluta de los centros quirales seguimos los siguientes pasos:
4-[(1S)-2-(tert-butilamino)-1-hidroxietil]-2-(hidroximetil)fenol
En un inicio se pensó que el (S)-albuterol era inerte, pero tras varias investigaciones se ha descubierto que, de hecho, tiene propiedades contrarias al enantiómero R. Este, aumenta la respuesta broncoconstrictora y la sensibilidad de las vías respiratorias, promueve la activación de los eosinófilos y puede permanecer en la circulación hasta 12 veces más tiempo que el enantiómero R. Asimismo, los estudios sugieren que los efectos paradógicos que llegan a ocurrir por el uso excesivo de albuterol racémico se deben al (S)-albuterol.
(S)-albuterol
- Son las de menor intensidad.
- Dependientes de la superficie de contacto.
Dispersión de London
Fuerzas intermoleculares
El movimiento continuo de los electrones alrededor del núcleo origina situaciones en las que la distribución de cargas no es homogénea (dipolos instantáneos).
Nombre IUPAC
Para asignar el nombre IUPAC, se toma en cuenta al anillo aromático como cadena principal. Enumeramos sus carbonos, asignando la numeración mínima posible a los sustituyentes, y después, por orden alfabético, incluimos los sustituyentes:
1
2
3
4
5
6
1
2
4-[2-(tert-butilamino)-1-hidroxietil]-2-(hidroximetil)fenol
2-(tert-butilamino)4-(1-hidroxietil)2-(hidroximetil)1-alcohol
Una reacción de SN1 puede darse en el carbono quiral con el grupo hidroxilo marcado en amarillo. Este grupo hidroxilo, no es un buen grupo saliente, sin embargo, si se hace reaccionar con cloruro de tosilo se vuelve un buen grupo saliente, que sale de la molécula formando un carbocatión secundario, el cual se estabiliza por el efecto inductivo electrodonador de los grupos alquilo. Posteriormente, al haber presencia de un nucleófilo moderado como el cianuro en el medio, este se ve atraido por el carbocatión y este último sustrae los electrones del grupo cianuro, formándose un enlace entre ambos.En esta reacción, la entrada del nucleofilo puede darse por ambos lados de la molécula, por lo que se puede obtener un producto en el que el carbón quiral mantenga su configuración, o presente una inversión (como el caso presentado).
Sustitución Nucleofílica Unimolecular (SN1)
Carbono con hibridación sp3 (tetraédrico) con cuatro grupos distintos
Identificar los centros quirales.
1. Átomos con mayor número atómico tienen precedencia.
Todo aquel sustituyente que este unido al centro quiral.
Sustituyente de menor prioridad debe de estar detrás del plano.Aparentemente "R".
Se realiza un giro del enlace. En realidad es S.
2. Si los átomos unidos al centro quiral no hay una diferencia se debe buscar un punto de diferencia en el sustituyente.
Aplicar reglas de Cahn-Ingold-Prelog para los sustituyentes del centro quiral
Reglas de Cahn-Ingold-Prelog
Reglas de Cahn-Ingold-Prelog
Reglas de Cahn-Ingold-Prelog
Identificar sustituyentes
Para asignar la configuración absoluta de los centros quirales seguimos los siguientes pasos:
4-[(1R)-2-(tert-butilamino)-1-hidroxietil]-2-(hidroximetil)fenol
De los dos enantiómeros en cuestión, el (R)-albuterol es el de mayor interés pues presenta las propiedades esenciales del medicamento. Este, tiene propiedades broncodilatadoras, broncoprotectoras, antiedematosas y antiinflamatorias. Produce la relajación de las células musculares lisas de las vías respiratorias e inhibe la activación de los mastocitos y eosinófilos.
(R)-albuterol
- Ameredes BT, Calhoun WJ. Albuterol enantiomers: pre-clinical and clinical value? Front Biosci (Elite Ed). 2010 Jun 1;2(3):1081-92. doi: 10.2741/e166. PMID: 20515778
- Johnson, D. B. (2023, 17 noviembre). Albuterol. StatPearls - NCBI Bookshelf. Recuperado 4 de enero de 2024, de https://www.ncbi.nlm.nih.gov/books/NBK482272/
- Page, C., & Morley, J. E. (1999). Contrasting properties of albuterol stereoisomers. Journal of Allergy and Clinical Immunology, 104(2), S31-S41. https://doi.org/10.1016/s0091-6749(99)70271-x
- J. Martínez y C. Iriondo. FUERZAS INTERMOLECULARES. (2013). Recuperado 11 de enero de 2024, de https://ocw.ehu.eus/pluginfile.php/43173/mod_resource/content/1/TEMA_5_v5.pdf
- Chem 32 Virtual Manual. (s. f.). Recuperado 11 de enero de 2024, de http://web.tock.com/kalee/chem32/ste1/7s.html
Referencias
Una reacción SN2 puede ocurrir en la zona marcada en amarillo. El grupo hidroxilo involucrado nuevamente no es un buen grupo saliente, pero al reaccionar con cloruro de tosilo se vuelve un buen grupo saliente. En este caso, debido a que el carbono al que está unido este grupo es primario, no es lo suficientemente estable para formar un carbocatión, por lo que la adición del nucleófilo (que en este caso es fuerte) ocurre provocando la salida, al mismo tiempo, del grupo saliente.
Sustitución Nucleofílica Bimolecular (SN2)
Finalmente, una reacción de eliminación unimolecular puede ocurrir en el carbono quiral marcado en amarillo. En este caso, al estar en un medio ácido (como en ácido sulfúrico), el grupo hidroxilo se protona facilmente, produciendo un ión oxonio que es un buen grupo saliente. Este grupo sale en forma de una molécula de agua, formando un carbocation secundario que se estabiliza por el efecto electrodonador de los grupos alquilo, y posteriormente, tanto la molécula de agua como el ion bisulfato en el medio pueden remover el hidrógeno del carbono beta (de la derecha) para formar un alqueno disustituido entre ambos carbonos.
Eliminación unimolecular (E1)
- Moléculas con enlaces O-H ó N-H
- Forman redes
- Traslapa parcial entre el orbital s del hidrógeno con el orbital híbrido que contiene los electrones de los heretroátomos.
Puente de hidrógeno
Fuerzas intermoleculares
Compuestos tienen en común la presencia de átomos hidrógeno.Diferencia de electronegatividad genera cargas parciales.
por SN1
Ejemplo del mecanismo