El (S)-BINOL es Apropiado para el Reconocimiento de Isómeros de los Inhibidores de la Bomba de Protones

• AUTOR : Redondo J, Capdevila A, Latorre I y colaboradores
• TITULO ORIGINAL : Use of (S)-BINOL as NMR Chiral Solvating Agent for the Enantiodiscrimination of Omeprazole and Its Analogs
• CITA : Chirality 22(5):472-478, May 2010
• MICRO : La aplicación de (S)-BINOL en la resonancia magnética para determinar la pureza de los enantiómeros de los inhibidores de la bomba de protones es una técnica rápida que permite el procesamiento de rutina del control de las muestras de estos agentes.

 

Introducción

Distintas agencias de regulación de medicamentos, como la Food and Drug Administration, han propuesto normativas para la elaboración de fármacos quirales. En consecuencia, durante la fabricación de estas moléculas se requieren métodos rápidos y confiables para cuantificar el enriquecimiento de los enantiómeros. Entre estas técnicas, la espectroscopia por resonancia magnética es uno de los recursos de mayor utilidad, ya que, pese a su baja especificidad, constituye una estrategia rápida y de aplicación simple.

Por otra parte, el omeprazol es un inhibidor de la bomba de protones que se comercializa en forma racémica en todo el mundo. El centro estereogénico de la molécula se localiza en un átomo de azufre. Se describió que el enantiómero S (esomeprazol) se vincula con mayor biodisponibilidad que la formulación racémica como consecuencia de diferencias en la tasa de metabolización de ambas variantes. Si bien se han empleado recursos de cromatografía para el análisis quiral del omeprazol y sus análogos, no se dispone de información acerca de la utilidad de la resonancia magnética como técnica de evaluación. Se demostró que el (S)-BINOL ([S]-1,1′-binaftil-2,2′-diol) puede actuar como solvente quiral para la resonancia magnética con el objetivo de facilitar la cuantificación del enantiómero de menor concentración.

En este ensayo, los expertos presentan los resultados de la aplicación de las técnicas de resonancia magnética para la discriminación de los enantiómeros del omeprazol y otros tres análogos con una estructura molecular relacionada (lansoprazol, pantoprazol y rabeprazol).

Materiales y métodos

Las 5 moléculas evaluadas se obtuvieron de los laboratorios fabricantes y se caracterizaron mediante espectroscopia de masa y técnicas de resonancia magnética con la incorporación de ¹H, ¹⁹F y ¹³C. La configuración absoluta de esomeprazol y su pureza óptica se determinaron de acuerdo con las normativas de la European Pharmacopoeia. Las mediciones por resonancia magnética se efectuaron con un espectrómetro que operó a 400.1 MHz para el ¹H y a 376.4 MHz para el ¹⁹F. Mediante técnicas convencionales se cuantificó el espectro para todos los compuestos analizados.

Resultados y discusión

La capacidad de un solvente quiral empleado en resonancia magnética para discriminar entre enantiómeros depende de la formación de un par de complejos diestereoisométricos que coexistan en la solución. Si la perdurabilidad de estos complejos es lo suficientemente prolongada, resulta posible verificar el cribado para distintas frecuencias de resonancia de cada especie molecular, lo que permite la identificación y la cuantificación de los enantiómeros simples. Entre los factores relacionados con la conformación de estos complejos en la solución se mencionan los puentes de hidrógeno, las interacciones pi-pi y las fuerzas de van der Waals. Asimismo, el solvente utilizado se asocia con la estabilización de estos pares de diestereoisómeros y la capacidad de discriminación entre los enantiómeros.

Sólo los solventes hidrófobos con deuterio (CDC_l3, CD₂C_l2 y touleno-d₈) se vincularon con adecuada discriminación entre los enantiómeros de los inhibidores de la bomba de protones. Como contrapartida, no se describieron cambios de la señal cuando se emplearon solventes hidrófilos. En consecuencia, se hace hincapié en la importancia de los puentes de hidrógeno entre las moléculas, que no se conforman en presencia de sustancias solubles en agua.

En presencia de un equivalente de (S)-BINOL disuelto en CD₂Cl₂, la mayor parte de las resonancias para el omeprazol se dividieron a temperatura ambiente como corolario de la coexistencia de dos complejos de diestereoisómeros en la solución. Esta mayor complejidad se asoció con cambios en el desplazamiento químico de los protones del metileno ubicados en la posición H_8AB, así como con mayor amplitud de las señales. Sin embargo, no se obtuvo información para los protones del omeprazol en posiciones H₄ y H₇, debido a la amplitud extrema provocada por el tautomerismo del grupo benzimidazol de esta molécula a temperatura ambiente.

Del mismo modo, se advirtió divisibilidad para diversas señales de ¹H en presencia de (S)-BINOL para el pantoprazol, el rabeprazol y el lansoprazol. Tanto los protones en posición H₁₃ como H₁₂ (que no está presente en el omeprazol) se asociaron con niveles destacados de ausencia de equivalencia inducidos por el fenómeno de discriminación de enantiómeros. La falta de señales de divisibilidad para los protones de la cadena lateral del rabeprazol podría atribuirse a la distancia relativa de esta región de la molécula en relación con los sitios de unión involucrados en el proceso de reconocimiento de los enantiómeros. Este proceso se verificó también en el espectro por resonancia magnética correspondiente al ¹⁹F para el grupo CHF₂ del pantoprazol, a diferencia de lo observado para el lansoprazol, en el que tanto la elevada movilidad de la cadena OCH₂CF₃ como su distancia relativa de los sitios de interacción con el (S)-BINOL se asociaron con falta de divisibilidad agregada. El tolueno-d₈ fue el solvente asociado con menor eficacia, debido a la relativamente escasa solubilidad del lansoprazol y el pantoprazol.

Por otra parte, la formación de complejos moleculares se vinculó con la producción de cambios en los desplazamientos químicos de las diferentes especies moleculares analizadas. Los protones en las posiciones H₁₃ y H_8AB del anillo piridina de la molécula de omeprazol se relacionaron con los desplazamientos más acentuados, por lo que se presume una importante interacción de esa región de la molécula con los grupos aromáticos del (S)-BINOL. Los compuestos restantes se asociaron con comportamiento similar. En presencia de un exceso molar de (S)-BINOL se observó un desplazamiento hacia las especies restantes con incremento de la señal de separación.

De manera independiente de los aspectos estructurales de estos complejos moleculares, los investigadores señalan la relevancia de la estequiometría de las especies presentes en la solución. Entre los métodos utilizados para esta evaluación, se destaca el método de variación continua con gráfico de Job, en el que el valor máximo de la parábola obtenida representa los niveles medios de la estequiometría de la solución. Los valores máximos para cada desplazamiento se ubicaron en aproximadamente una fracción molar de 0.5 y resultaron similares para los diferentes desplazamientos químicos provocados para los protones H_8A, H_8B y H₁₃ del esomeprazol.

El único contacto intermolecular confiable identificado mediante los experimentos NOE (nuclear overhauser effect) se reconoció entre el protón H’₃ del (S)-BINOL y los protones en posición H_8AB irradiados selectivamente de la molécula de esomeprazol. Aunque no resulta posible inferir una geometría preferencial, este hallazgo demuestra una proximidad entre ambas especies moleculares y permite suponer la importancia del papel de los puentes de hidrógeno en la conformación de estas asociaciones supramoleculares.

Conclusiones

El uso de la resonancia magnética como herramienta cuantitativa para determinar la pureza de los enantiómeros de los inhibidores de la bomba de protones con aplicación de (S)-BINOL constituye una técnica rápida que permite el procesamiento de rutina del control de las muestras de estos agentes.

Especialidad: Bibliografía - Farmacología