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1
SÍNTESIS DE FÁRMACOS
W. Rivera M.
2
• Formulas magistrales• Especialidades farmacéuticas• Genéricos
Los FármacosSe denomina fármaco en sentido amplio a toda sustancia química capaz de interactuar con un organismo vivo modificando la función celular.
Existen tres posibles formas de presentación y dispensación de los medicamentos:
3
Formas farmacéuticas, son la forma en la que el fármaco es puesto a disposición del público, así pueden ser: Comprimidos, grageas, cápsulas, granulados, jarabes, inyectables, etc. etc.
Nombre Químico: describe la estructura molecular de forma precisa: 7-cloro-1,3-dihidro-1-metil-5-fenil-2-H-1,4-benzodiazepin-2-ona.
Nombre en código: el que recibe del fabricante durante su investigación y que permite una mayor facilidad de manejo: Rch-085.
Nombre genérico: Si el nuevo fármaco parece prometedor el laboratorio descubridor se dirige a la O.M.S. para buscar un nombre o D.C.I. prohibiéndose expresamente que ningún otro fabricante pueda patentarlo. En el ejemplo anterior el nombre genérico del fármaco es Diazepam.
4
-azepam: benzodiacepinas
-buzona: analgésicos
-olol: beta bloqueantes
-caína: anestésicos locales
- tidina: antagonistas H2,
La O.M.S. ha señalado una serie de recomendaciones para los nombres de los fármacos, con el fin de permitir su identificación dentro de una familia farmacológica, así:
5
La industria farmacéutica
6
Reformulaciones de principios activos ya probados
• Económicos. Esto se realiza con el fin de disminuir el costo de producción para poder tener una reducción en el precio del medicamento. (disminución de los tiempos de producción)
• Mejorar Calidad del producto. Se busca mejorar su calidad debido al descubrimiento de nuevos excipientes y materiales que pueden ser utilizados durante el proceso de la formulación.
• Por la tecnología empleada en la fabricación, el producto llega a presentar problemas de inestabilidad debido a los componentes de la forma farmacéutica.
Algunos motivos por los cuales es necesaria una reformulación son los siguientes:
7
Nuevas formulaciones para nuevos principios activos
Un principio activo o fármaco puede ser definido como la sustancia responsable de la aparición de un efecto farmacológico que permite cumplir, después de administrar un medicamento en una situación patológica, con la finalidad deseada.
Los excipientes son sustancias o mezclas de sustancias carentes, por sí mismas de actividad farmacológica que se usan conjuntamente con el principio activo para facilitar la preparación y empleo del medicamento. En algunos casos el excipiente tiene que ver más con el mantenimiento de la integridad del principio activo, no sólo durante las operaciones de obtención de una forma de dosificación, sino también durante el periodo de almacenamiento de medicamento hasta su administración a un organismo.
Una formulación puede definirse como la descripción cualitativa y cuantitativa de todos los componentes de una forma farmacéutica.
8
Etapas para la reformulación
9
Clasificación de los fármacos
Si se atiende al origen del fármaco, éstas pueden ser:
• Naturales• Sintéticos• Semisintéticos• Genéticos
Clasificación de los fármacos (cont)
10
• Agentes que actúan sobre el Sistema Nervioso Central (SNC)• Agentes farmacodinámicos• Agentes quimioterápicos• Agentes que actúan en enfermedades metabólicas y endócrinas
Existen otras clasificaciones prácticas, por ejemplo:
11
Clasificación de los medicamentos según su actividad farmacológica
– Antibacterianos• Sulfamidas• Antibióticos• Tuberculostáticos
– Sistema Nervioso Central• Hipnóticos, sedantes y ansiolíticos• Antipsicóticos y antidepresivos• Analgésicos.
– Cardiovasculares• Antihipertensivos• Vaso dilatadores coronarios• Reguladores del metabolismo del miocardio• Antiarrítmicos• Digitálicos• Anticoagulantes• Hipolipidémicos
– Antiinflamatorio, analgésico – antipiréticos– Hipoglucémicos– Diuréticos– Antiulcerosos– Antihistamínicos– Citostáticos (anticancerígenos)– Inhibidores de la fertilidad– Otros.
12
Los aportes sintéticos
• Se acepta que el primer fármaco sintético fue la acetofenidina, comercializada en 1885 como analgésico por la empresa Bayer de Leverkusen (Alemania) bajo la marca Phenacetin (fenacetina).
NH
OO
NH
OOH
paracetamolFenacetina
(analgésico)
13
NN
O
NNO
COOH
O O
AsAs
NH2
OH
OH
NH2
NN
NH2
SO
O
NH2NH2
Fenazona (1883)(analgésico) Antipirina (1887)
(antipirético antirreumático)
Aspirina (1897)
Salvarzán (1909) Prontosil (1935)
(antibacteriano)
14
SO
O
NH N
NH2
NH
N
NH
N
NH
CN
N
S
COOHNH
OH H
HH
NHx H2O
N
NN+
O-
O
OH
Metronidazol 1950
Antibiótico antiparasitario
Cimetidina (antiulceroso) 1970
Sulfapiridina (antibiótico) 1938
Ringsakady (Irlanda), preparó el citrato de Sildenafilo (1997), producto conocido comercialmente como Viagra
Tienamicina 1970 (antibiótico)
15
NH
N
NN
S OO
NHN
N
OEt
O
NH
N
NN
S OO
Cl
OEt
O
N
N
NH2
N
N
O
NH2
O
NH2
NH2
EtOOC
NEtOOC
NH
N
NN
S OO
OH
OEt
O
COOH
S OO
OH
OEt
NH2
NH2
NN
OCN
S OO
OH
OEtN2
+-SO3H
S OO
OH
OEt
NH2
S OO
OH
OEt
NO2
S OO
OH
OEt
S OO
OH
OEt
OEt
EtO
NH2
NN
O
EtO
O2N
NN
O
EtON
N
O
EtO
O
O
O NH2
NH
EtO
O
O
OEt
OO
EtOOC
O
EtOOC
Br
+
O
COOEt
EtOOC
S-N
C-NAGF
IGF
C-N
IGFIGF
IGF IGF
IGF
RGF
C-N
!,3-diCO
AGFC-CC-C
IGF
RGF
RGF
ANTIBACTERIANOS• 2500 años a.c., ya se conocía del uso de algunas plantas
enmohecidas, para curar algunas heridas.
• A principios del siglo XVI, se inició el uso de la corteza de quina contra la malaria-
• Los primeros años del siglo XX, Erlich encontró que los compuestos arsenicales combaten la sífilis.
• La quimioterapia comienza con las sulfamidas y alcanza su esplendor con los antibióticos.
• En 1935, Dómagk (PN: 1938) encontró que algunos colorantes azoicos tenían una acción antibacteriana.
• En 1944, Waksman aisló la estreptomicina que actúa contra la tuberculosis y recibió el P.N: en 1952.
• En 1945, Fleming, Chain y Florey descubrieron la penicilina y obtuvieron el PN.
• El valor de producción de antibióticos ocupa el primer lugar, seguida de las drogas psicotrópicas tales como tranquilizantes, hipnóticos, etc.
16
17
SULFAMIDAS
Las sulfamidas, generalmente se clasifican según la duración de su acción y la forma de cómo se aplica el medicamento, así como otras características. Según el modo de acción, las sulfamidas pueden ser:
I. Sulfamidas de acción corta o intermedia.
a.- Sulfamidas de uso general.• Sulfatiazol• Sulfadiazina • Sulfadimidina• Sulfametoxazol (sola o asociada a trimetoprima: cotrimoxazol)
b.- Compuestos altamente solubles empleados inicialmente en el tratamiento de las infecciones urinarias.
• Sulfisoxazol• Sulfametizol• Sulfasomidina
18
II. Sulfamidas de acción prolongada.• Sulfametoxipiridazina• Sulfadimetoxina• Sulfadoxina
III. Sulfamidas limitadas al tracto gastrointestinal
• Sulfaguanidina• Sulfatalidina• Sulfasuxidina• Sulfazolazina
IV. Sulfamidas tópicas.• Acetato de mafenida• Sulfadiazina argéntica• Sulfacetamida de sodio
Principales Sulfas
19
NH2 S
O
O
NHN
Sulfapiridina
NH2 S
O
O
NHN
N
Sulfadiazina
NH2 S
O
O
NH
NS
Sulfatiazol
NH2 S
O
O
NH
N
O
NH2 S
O
O
N
NH2NH2
Sulfametoxazol
Sulfaguanidina
NH2 SO
ONH
NN
OCH3
OCH3
Sulfadoxina
20
Síntesis de la sulfadiazina
NH2 S
O
O
NHN
NSulfadiazina
CH3COHN S
O
O
NHN
N
CH3COHN S
O
O
ClNH2
NN
+NH
NN
NHNH2
NH2
OHC
OHC
NH2NH2
ONH3
NHCOCH3
S
O
O
ClCl+
21
Sulfadiazina
NHCOCH3
SO O
NH
N
N
NHCOCH3
SO O
Cl
NH2
N
N
NH
N
NNH
NH2
NH2
OHC
OHCNH2
NH2
O
NH3
NHCOCH3S
O
O
ClClNH2
H3O+
CH3COCl
Síntesis:
Síntesis del Sulfatiazol
22
NH2 S
O
O
NH
N
SSulfatiazol
CH3COHN S
O
O
Cl
NH2
N
S+
CH3COHN S
O
O
NH
N
S
CH3COHN S
O
O
ClCl+NH2
NH2
S
O
H
Cl+
Análisis retrosintético:
23
Síntesis del Sulfatiazol:
Sulfatiazol
NHCOCH3
SO O
Cl
NH2
N
S
NHCOCH3
SO O
NH
N
S
NHCOCH3 S
O
O
ClCl
NH2
NH2
S
O
H
Cl
NH2
SO O
NH
N
S
Síntesis del Sulfisoxazol
24
NH2 S
O
O
NH
O
N
CH3
CH3Sulfisoxaxol
NH2
SO O
Cl
O
N
CH3
CH3
NH2
+
NH2
SO O
OH
SOCl2+ CH3
N OH
N
CH3
+CH3CHO
NH2OH
CH3CH2Br + HCN
+
Análisis retrosintético
25
NH2 S
O
O
NH
O
N
CH3
CH3Sulfisoxaxol
O
N
CH3
CH3
NH2
CH3
N
OH
N
CH3
CH3CHONH2OH
CH3CH2BrKCN
1)HNO3/H2SO42) Fe/HCl
3) CH3COCl
NHCOCH3
H2SO4
NHCOCH3
SO3H
4 eq. tBuLi
-78 ºC15 min
2) H3O+
Síntesis:
ANTIBIÓTICOS
• Amplio espectro de actividad antibacteriana, contra grampositivos como estreptococos, estafilococos, etc y contra gramnegativos como el bacilo de la tuberculosis.
• Que su uso continuado no dé lugar a la aparición de razas microbianas resistentes.
• Que sea estable y pueda tomarse por vía oral sin ser destruida por los jugos digestivos.
26
Las principales cualidades deseables en los antibióticos son:
ANTIBIÓTICOS
27
a) Penicilinas:
N
SNH
R
O
O
CH3
CH3
COOH
A B
A: grupo de b - lactama
B: grupo de tiazolidina
CH2- Penicilina G
CH-
NH2
Ampicilina
Variación de R
CH-
NH2
OH Amoxicilina
CH3
O
CH3
.
cloxacilina
OCH3
OCH3
Meticilina
28
b) Cefalosporinas
N
NHR
1
O
O
S
COOH
R2
A B
A: grupo de b - lactamaB: grupo de dihidrotiazida
HOOC
NH2
CH(CH2)2-
CH3
O
O
CH2-Cefalosporina C
R1 R2
S CH2-
CH3
O
O
CH2-
Cefalotina
CH-
NH2
CH3- Cefalexina
c) Tetraciclinas
29
O OH O
NH2
O
OH
NCH3
CH3R
4R2
R3
R1
OHOH
R1 R2 R3 R4Tetraciclina H -CH3 -OH -H
Clortetraciclina Cl -CH3 -OH -H
Doxiciclina -H -CH3 -H -OH
Metaciclina -H= CH2 -OH
Oxitetraciclina -H -CH3 -OH -OH
Fluoroquinolonas
30
X N
O
R1
R2R7
F
R5
OH
O
Influencia la potencia
y la farmacocinética
Alteraciones limitadas
Esencial para la unión a la girasasy el transporte a través de lamembrana bacteriana
Influencia la potenciaaumenta la actividad
contra los Gram (+)
Controla la girasa y la
la potencia antibacteriana
Influencia la potencia,el espectro y la
farmacocinética
Controla lafarmacocinética
31
N N
O
OH
Oác. nalidíxico
N
O
O
O
OH
O
ác. oxolínico
N
N
OH
OO
Rosaxacin
N
O
COOH
N
NH
F
Norfloxacina
N N
N
OH
O O
F
F
F Fleroxacin
N
O
N
NH
F
O
OH
Ciprofloxacina
N
O
N
N
O
OH
O
F
H Ofloxacina
32
Análisis retrosintético:
N
F
O
R
COOH
Het
Het: Piperazina, piperidina, morfolina, etc
N
F
O
R
COOR'
Het
IGF C - Het
N
F
Cl
O
R
COOR'+
Het
NH
F
Cl
O
COOR'
+ R X
X = HalógenoNH
F
Cl
O
COOR'RO
NH2
F
Cl
O
COOR'R'O
OR'H
+
R'OOC COOR'
OR'
H
O+malonato de dialquilo
formiato de alquilo
NHCOCH3
F
Cl
CH3COHN
N2+Cl
-
Cl CH3COHN
NH2
ClCH3COHN
NO2
Cl
CH3COHN ClNH2 ClO2N Cl
C - N
33
Síntesis:
N
F
O
R
COOH
HetN
F
O
R
COOR'
HetN
F
Cl
O
R
COOR'
Het
NH
F
Cl
O
COOR'
NH
F
Cl
O
COOR'RO
NH2
F
Cl
O
COOR'R'O
ORH
R'OOC COOR'
OR
H
O+
NHCOCH3Cl
1) HNO3/H2SO4
3) Fe/HCl
4) CH3COCl
2) Cl2/AlCl3
1) HNO3/H2SO4 con
2) Fe/HCl
3) NaNO2/HCl4) HBF4
EtONa
120 - 130 ºC
Ph2O/250ºC
K2CO3. RI
DMF80
- 90 ºC
1) NaOH aq.2) H3O
+
34
N N
F
O
COOH
R
N N
F
O
COOEt
RHet Het N
COOEt
N
F COOEt
RHet
N
F
Cl
COOEt
NH
COOEt
R
+
NH2
COOEt
O2N
COOEt
CH3NO2 + CH3COOEt
HetN
F
Cl Cl
COOEt
Het
IGF 1,3-diCO
C - N
+
N
CH3
Análisis retrosintético
35
N N
F
O
COOH
R
N N
F
O
COOEt
RHetHet
N
COOEt
N
F COOEt
RHet
N
F
Cl
COOEt
NH
COOEt
RO2N
COOEt
CH3NO2 + CH3COOEt
HetN
F
Cl Cl
COOEt Het
N
CH3
EtONaEtOH
1) Fe/HCl
2) R-I/K2CO3
NaH
Tolueno
Na2CO3/DMF
H3O+
Síntesis
Análisis retrosintético:
36
N
X
O
F
F
Me
COOEtEtOOC
N
X
F
F
Me
COOEt
NH
X
F
F
Me
EtOOC
COOEt
OEt
+
NH2
F
F
Cl
OHMe
Cl
NH2
F
FNH2F
NO2NH2NO2O2N
Síntesis:
37
N
X
O
F
F
Me
COOEt
EtOOC
N
X
F
F
Me
COOEt
NH
X
F
F
Me
EtOOC
COOEt
OEt
NH2
F
F
Cl
OHMe
Cl
NH2
F
FNH2F
1) HNO3/H2SO4
2) HNO3/H2SO4/calor
3) Na2S4) NaNO2/HCl5) HBF4
1) CH3COCl
2) HNO3/H2SO43) Fe/HCl
4) NaNO2/HCl5) HBF4
1) CH3COCl
2) Cl2/AlCl33) H3O
+
PPA
Anastésicos
38
Síntesis de Anestésicos Generales
39
NH
NH
O
OO
Et
Et
+
C - N
1,3-diCO
1,3-diCO
veronal
+
+
O
O
Et
EtEtO
EtO
NH2
NH2
O
O
O
EtO
EtO
2 CH3
Br
CH3
O
EtO OEtO
OEt
NH
NH
O
OO
Et
Etveronal
+
O
O
Et
EtEtO
EtO
NH2
NH2
O
O
O
EtO
EtO
2 CH3
Br
CH3
O
EtO OEtO
OEtEtONa
EtONa
K2CO3
calor
40
N
NO
O
CH3
CH3H
etomidato
NH
NO
O
CH3
CH3H
Cl
+NH
NOH
O
CH3
Na+O
-
+
NH
N
NCNH
N
ClNH
N
OHNH
N
ONH2
HO
NH2H
O+
CH3H
OH
CH3CHO + PhMgBr
Br
N
NO
O
CH3
CH3H
etomidato
NH
NO
O
CH3
NH
NOH
O
CH3
Na+O
-
NH
N
NC
NH
N
ClNH
N
OHNH
N
O
NH2
HO NH2
H
O
+
CH3H
OH
CH3CHO
PhMgBr
Br
2) H2O
K2CO3
SOCl2
Síntesis de Anestésicos locales
41
La purificación y aislamiento del principio activo denominado cocaína por Albert Nieman en 1860, prácticamente dio inició a la historia de los anestésicos locales. Posteriormente, Einhorn introdujo en 1904 la procaína (novocaína) como anestésico local en la medicina
N
CH3O
OCH3
O
OCocaina
Anestésicos locales (ésteres amínicos del ácido benzoico)
42
O
O CH3
NH
O
O-Na+
OH
CH3
NH
NH2
O
CH3
NH2NH2O2N
Hexilcaína
HNO3
H2SO4
Fe/HCl Na/NH3(l)
EtOH
H2/Pd
Br
CH3
NH PBr3
O
OH
CH3
CrO3
H2SO4
NaOH
43
NO
O CH3
Piperocaína
NOH
CH3O
Cl +
O
OHCH3
NO
CH3OEt
NH
CH3
CH2O
OEt
+CH3COOEt + HCHO
N
CH3
OHC
CH3
O
NH3
OHC CH2CH3
CH3
O+
C - O
IGF
IGF
IGF
C - N
C - N1,5-diCO
NO
O CH3
Piperocaína
NOH
CH3O
Cl
NO
CH3OEt
NH
CH3CH2
O
OEt
N
CH3
OHC
CH3
OOHC CH2CH3
CH3
O
EtONa
NH3 (l)
calor
H2/Pd
LiAlH4
piridina
EtONa
éterO
OHCH3 KMnO4
H+
SOCl2
éter
44
NH2
O
O
N
CH3
CH3 NH2
O
Cl OH
N
CH3
CH3+ NH
CH3
CH3O +
NH2
COOH
NO2
CH2CH(CH3)2
CH2CH(CH3)2
CH(CH3)2
O
C - O
IGF
IGF IGF
Procaína
RGFO2N
COOH
RGF
C - N
CH(CH3)2
O
Cl+
NH2
O
O
N
CH3
CH3
NH2
O
Cl
OH
N
CH3
CH3NH
CH3
CH3
O
NH2
COOH
O2N
COOHO
CH3
CH3
Procaína
AlCl3
KMnO4/OH- calor
Fe/HCl
SOCl2
éter
piridina
2) H+
(CH3)2CHCH2COCl
CH3
CH3
NO2
1) Zn(Hg)/HCl
2) HNO3/H2SO4
Anestésicos locales derivados de ésteres del ácido p-aminobenzoico
45
NH2
O
O
CH3
NH2
O
ClOHCH3 +
NO2
COOH
NO2
CH3
CH3
CH3
CH3
CH3
CH3O
C - O IGF
IGF
RGF
Benzocaína
AGFC - C
CH3
CH3O
Cl
+
Anestésicos locales de ésteres del ácido m-amino benzoico
46
O
O
N
CH3
CH3
NH2 O
CH3
O
NH2 O
CH3
OH
OH
N
CH3
CH3
+ O
NH
CH3
CH3
+
CN
O2N O
CH3
N2+Cl-
O2N O
CH3
NH2
O2N O
CH3
NO2
O2N O
HO3S
CH3
O
HO3S
CH3
O
CH3
O-Na+
CH3
Br
+
C - O
IGF IGF
IGF
IGF
RGFAGF
C - O
Metabutoxicaína
O
O2N O
CH3
OH
RGF
47
NH2
OCH3
O
O
N
CH3
CH3
Proximetacaína
NH2
OCH3
O
Cl
OHN
CH3
CH3+
O2N
OCH3
O
OHO
NH
CH3
CH3+
O2N
OCH3
CH3
OCH3
CH3
OCH3
Na+O-
CH3
Br
+
IGF C - N
IGF
RGF RGF
C - O
C - O
NH2
OCH3
O
O
N
CH3
CH3
Proximetacaína
NH2
OCH3
O
Cl
OHN
CH3
CH3
NH2
OCH3
O
OH
O
NH
CH3
CH3
O2N
OCH3
CH3
OCH3
OH
1) NaOH
2) CH3CH2CH2Br
1) CH3Cl/AlCl3
2) HNO3/H2SO4
3) H2/Ptl
1) CrO3/H2SO4
SOCl2
K2CO3
H2O
2) H+
48
MEDICAMENTOS QUE ACTÚAN SOBRE EL SISTEMA NERVIOSO CENTRAL (SNC)
a) Sedantes, tranquilizantes, somníferos y anestésicos
N
R1
R2
R3
R2'
R7
1'
R1 R2 R3 R7 R2’
Diazepam -CH3=O -H -Cl -H
(valium)Oxazepam -H =O -OH -Cl -H
(paxiten)
Nitrazepam -H =O
-COO-
-Cl
-H(mugadom)
Clorazepato
-H -NO2
-H =O -H
Los tranquilizantes y los somníferos ocupan el segundo lugar en las estadísticas de consumo de medicamentos, los más utilizados son las benzodiazepinas, que desplazaron a los barbitúricos que son usados como anestésicos generales por vía intravenosa (hexobarbital)
Ejemplos de síntesis:
49
N
N
CH3O
Cl
Diazepam
NH
N
O
Cl
OH
Oxazepam
O
NHCH3
CF3
Fluoxetina
N
NCH3
CH3
Imipramina
N
N
CH3
Mianserina
N
N
H
O H
OCH3
O
Hexobarbital
b) Antipsicóticos y antidepresivos
Son derivados de la fenotiazina o análogos, luego se han introducido otros derivados de la butirofenona y de las dibenzooxapinas
50
S
N
R10
R2
Fenotiazinas
-CH2CH2CH2N(CH3)2 ClCloropromazina
Triflupromazina -CH2CH2CH2N(CH3)2 CF3
Acetofenazina N N CH2CH2OHH2C-H2CH2C -COCH3
Tioridazina
N
CH3
H2CH2C -SCH3
R10 R2
Ejemplos de síntesis:
51
NHNH
O
N O
CH3
Isocarboxazida
N
S
NCH3
CH3
Cl
Cloropromazina
N
N
NN
N
O
Cl
Trazadona
ANALGÉSICOS
a) Analgésicos potentes
52
N
O
OH
OH
CH3
Morfina
HeroínaCodeinaHidromorfonaOximorfonaLevalorfan
Sintéticos:
MetadonaPropoxifenoPentazocina CH3
N
CH3
CH3
CH3
OH
Pentazocina
b) Analgésicos, antiinflamatorios, antipiréticos
El prototipo de estas drogas, que tienen triple acción, es la aspirina (1899).
53
COOH
OCOOMe
Aspirina
COOH
OHF
FDiflunizal
OH N
CH3
O
CH3Paracetamol
COOH
CH3
CH3
CH3
Ibuprofeno
Naxopreno
COOH
CH3
CH3
O
N
COOH
CH3
O CH3
OCH3
Indometacina
CARDIOVASCULARES
a) Antihipertensivos
54
55