SÍNTESIS DE NIFEDIPINA

SINTESIS DE NIFEDIPINA García Martínez Beatriz Isabel Laboratorio 311, Facultad de Estudios Superiores Zaragoza, Universidad Nacional Autónoma de México. Batalla 5 de mayo esquina prolongación Plutarco Elías Calles S/N. Col. Ejército de Oriente, 09230 D.F. México.

INTRODUCCIÓN Desde hace poco mas de 50 años las reacciones de las dehidropiridinas han sido estudiadas, dicho interés se puede remontar a una coenzima reducida de la adenina dinucleótido nicotinamida (NADH) y la capacidad única de este compuesto en los sistemas biológicos para reducir grupos funcionales insaturados. En 1949 Phillips A.P. informó sobre la débil actividad analgésica de los derivados dehidropiridínicos, sin embargo, en la búsqueda de fármacos activos vía oral para tratamiento de la insuficiencia coronaria fue sintetizada la nifedipina, a cargo de Bosset en el año de 1966 en las Naciones Unidas. Desde su introducción, la nifedipina se ha convertido en uno de los fármacos cardiovasculares más importantes. La Nifedipina además de ser un excelente agente antihipertensivo ha demostrado mejorar la disfunción endotelial coronaria (Shiffin 1996), incrementar la producción de óxido nítrico (Berkels 1996) y contrarrestar los efectos vasculares de la endotelina (Kioswski 1999). Por otra parte el estudio INSIGHT demostró una dramática reducción en los eventos cerebrovasculares en pacientes que recibieron Nifedipina (Lancet 2000), esto indica la plena vigencia del desarrollo de formulaciones de Nifedipina para ser administradas cada 24 h.

Farmacología a) Mecanismo de acción del fármaco La nifedipina es un derivado de la familia de las 1,4-dihidropiridinas, bloqueadora de los canales lentos del calcio. Inhibe el flujo transmembranal de los iones de calcio en el músculo cardíaco y en el músculo liso. La entrada de calcio extracelular tiene más importancia en el inicio de la contracción de las células miocárdicas, en tanto la liberación del calcio desde los sitios de almacenamiento intracelular también participa en la contracción del músculo liso vascular. Posee mayores propiedades vasodilatadoras en las arterias coronarias y a nivel arterial periférico que el verapamilo y con mínimos efectos en la capacidad venosa, además casi no presenta efecto depresor en el nodo sinoauricular. El efecto antihipertensivo es provocado muy probablemente por la disminución de las resistencias periféricas y como consecuencia de ello puede haber incremento en la frecuencia cardiaca, incremento en el gasto cardiaco y retención hídrica. Proporciona alivio sintomático en el vasoespasmo de la enfermedad de Raynaud. La nifedipina mejora la oxigenación miocárdica por lo que es muy útil en el tratamiento de la angina de pecho. La nifedipina, al igual que otros calcioantagonistas, produce vasodilatación cerebral.

b) Metabolismo La nifedipina se absorbe completamente en el tracto gastro-intestinal; después de la administración sublingual, la reabsorción se realiza en la mucosa del intestino delgado aunque la tasa de reabsorción depende del tipo de formulación administrada. Al transcurso de 15 minutos tras la aplicación de las cápsulas de nifedipina la droga es detectable en plasma. Solo trazas de nifedipina que no sufren cambios se excretan a través de la vía renal. Todos los metabolitos de la nifedipina son farmacológicamente inactivos. La nifedipina se une fuertemente a las proteínas y no presenta carácter ni hidrofílico ni lipofílico y es completamente absorbida sufriendo un significativo metabolismo que resulta en 48 a 65% de biodisponibilidad absoluta. La vida media de la nifedipina en cápsulas es de 4 horas. La nifedipina en el cuerpo humano se oxida enzimáticamente a su metabolito nitropiridina; en el proceso de biotransformación la fracción éster de la cadena lateral puede ser hidrolizado en la posición 2-metil, el primer producto se excreta en la orina y corresponde a aproximadamente el 60% de la dosis, mientras que en la segunda fracción únicamente se excreta del 3-5% de la dosis. El metabolismo hepático de la nifedipina es rápido y completo, produciéndose dos metabolitos inactivos que son excretados junto con el fármaco nativo en orina y en menor proporción en heces. Solo un % de la nifedipina sin alterar es recuperada en la orina. La semi-vida de eliminación es de 2 a 5 horas, aumentando hasta las 7 horas en pacientes con insuficiencia hepática clínicamente significativa. Estudios posteriores indican que la absorción oral es del 90%, presentando biodisponibilidad absoluta del 45%-70%; el tiempo para alcanzar la concentración plasmática máxima después de su administración oral es de 5 horas; se une a las proteínas de un 92%-95%, con niveles terapéuticos séricos de 25-100 mg/ml.

c) Toxicidad Aumenta el efecto de los relajantes musculares despolarizantes y no despolarizantes; tiene efecto cardiodepresor aditivo con agentes volátiles halogenados y algunos diuréticos, incrementa la toxicidad de la digoxina, benzodiacepinas, carbamazepina, hipoglicemiantes orales y posiblemente quinidina y teofilina; su administración adjunta con beta-bloqueadores puede producir insuficiencia cardiaca, bloqueos de conducción aurículo-ventricular, hipotensión y bradicardia severas. Con bupivacaína pude presentarse bradicardia e hipotensión arterial, además puede provocar paro cardiaco si se administra con verapamilo o dantroleno endovenosos. Disminuye el efecto del litio; disminuye el aclaramiento renal de la cimetidina; es químicamente incompatible con soluciones de bicarbonato de sodio y nafcilina; la molécula de nifedipina puede ser desplazada de sus sitios de acción por otras moléculas como anticoagulantes orales, difenilhidantoína, salicilatos, sulfonamidas y sulfonilureas. LD50 en ratas es de 160mg/kg de peso. Los efectos adversos más comunes son dolor de cabeza (10-23%), palpitaciones (7%), rubor (3-25%), edema periferal (10-30%), y nausea (3.311%).

FORMAS FARMACÉUTICAS Las presentaciones de la nifedipina son en cápsulas y tabletas de liberación prolongada para administrarse por vía oral. La cápsula suele tomarse tres o cuatro veces al día. La tableta de liberación prolongada debe tomarse una vez al día, con el estómago vacío, 1 hora antes o 2 horas después de las comidas. Indicaciones Cardiopatía isquémica: Profilaxis y tratamiento de la angina de pecho. Angina de Prinzmetal. Hipertensión esencial o secundaria. Urgencias hipertensivas. Vía de administración Cardiopatía isquémica. Hipertensión arterial. Cápsulas. Dosis inicial 10 mg VO / 8 h. incrementar según respuesta. Dosis máxima diaria 180 mg. Dosis máxima por toma 30 mg. Comprimidos de liberación prolongada. 30-60 mg/día dosis única. Dosis máxima diaria 120 mg. -En crisis hipertensivas puede administrarse por vía sublingual, aunque la biodisponibilidad es menor. Efectos secundarios En general son poco importantes y suelen aparecer al inicio del tratamiento, buena respuesta al disminuir dosis o retirar el tratamiento. Suelen estar relacionados con la acción vasodilatadora del fármaco: Hipotensión, cefalea, sensación de calor rubefacción, náuseas, vértigo, palpitaciones y edema en extremidades inferiores. Otros: dísnea, tos congestión nasal dolores articulares. Excepcionalmente puede aparecer dolor anginoso, insuficiencia cardíaca debiéndose suprimir el tratamiento. Contraindicaciones. Precauciones Shock cardiogénico, hipotensión severa < 90 mmHg, estenosis aórtica severa.(aumento del gradiente de presiones). Precaución en enfermos con función ventricular seriamente deprimida ya que es mayor el riesgo de insuficiencia cardíaca. En pacientes que están tratados con ß bloqueantes puede precipitar insuficiencia cardíaca. Contraindicado en lactancia Entre las presentaciones comerciales de nifedipina se encuentran las siguientes:  ADALAT: cápsulas blandas rellenas de solución. Cada cápsula contiene 10mg de nifedipina, formulación estándar; laboratorios BAYER.  CORDILAN: comprimidos recubiertos. Ada comprimido contiene 20mg de nifedipina, formulación de liberación sostenida, laboratorios ROCHE.  NIFEDIPINO: cápsulas con 10 mg de ingrediente activo. GENÉRICOS Y SIMILARES.

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Adalat® Adalat® CC Afeditab® CR

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Nifedical® XL Nifeditab® CR Procardia XL®

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Procardia®

MÉTODOS ANALÍTICOS DE VALORACIÓN. 

Colocar polvo de cápsulas correspondientes a 70mg de nifedipina en un matraz volumétrico de 50ml, añadir 5ml de cloroformo y aforar con metanol. Transferir 3ml de esta solución a un matraz volumétrico de 100ml y aforar con metanol. Preparar una disolución estándar de nifedipina en condiciones similares. Leer la absorbancia de cada una de las soluciones a 350nm, usando como blanco metanol. Calcular la cantidad en miligramos de nifedipina mediante la siguiente fórmula: 1.67 C (Am/As) Donde C es la concentración en microgramos por mililitro de la solución de referencia de Nifedipina y Am y As son las absorbancias de la muestra y la solución de referencia respectivamente.

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En un tubo de ensayo depositar 50 mg de nifedipina y agregar 5ml de alcohol y 5m de solución 3N de ácido clorhídrico. Agregar 500mg de zinc granular y dejar reposar durante 5 minutos; filtrar la solución y al filtrado adicionar 5ml de una solución 1:100 de nitrito de sodio. Dejar reposar 2 minutos y agregar 2ml de una solución (5:100) de sulfamato de amonio, agitar vigorosamente y agregar 2ml de una solución (1:200) de diclorhidrato de N-(1naftiletilendiamina), desarrolla un color rojo intenso que persiste durante no menos de 5 minutos y el color es proporcional a la cantidad de nifedipina presente en la muestra analizada.

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Un método de análisis consiste en la realización de cromatografía de líquidos de alta resolución (HPCL) e incluso puede realizarse de manera tradicional. El soporte empleado en la columna es gel de sílice, como fase móvil se utiliza éter diisopropílico y se preparan dos soluciones de referencia como se indica: a) Preparar una solución de 2-nitrofenil-3,5-dicarbometoxi-2,6-dimetilpiridina en cloroformo que contenga 100 µg/ml. b) Hacer una preparación de 2-nitrosofenil-3,5-dicarbometoxi-2,6-dimetilpiridina en cloroformo que contenga 100 µg/ml.

Lo siguiente es la preparación de la muestra disolviéndola en cloroformo que contenga 50mg/ml. Como revelador se emplea una lámpara de luz UV. Enseguida se aplica a la cromatoplaca en caminos separados, 10µL de las preparaciones a y b de referencia y de la muestra. Se desarrolla el cromatograma hasta que el frente del disolvente haya avanzado 15cm a partir del punto de aplicación, dejar secar la placa y examinar bajo luz UV a 254nm, realizar la comparación de Rx y proceder a la separación en columna.

ESQUEMA GENERAL DE LA SÍNTESIS DE NIFEDIPINA

NO 2

O 2N

O 2N CH3

CH(O.CO.CH

3) 2

[O]; CrO3

CHO H3 O+

(CH3CO)2O

Diacetato de nitrobencilideno

o-nitrotolueno

o-nitrobenzaldehído

NO 2 CHO 1) CH3COCH2CO2CH3

NO 2

2) NH3

H3CO 2C

CO 2CH 3

o-nitrobenzaldehído

H3C

N H

CH3 NIFEDIPINA

PARTE EXPERIMENTAL 1. Síntesis del orto-nitrobenzaldehído En primer lugar se preparó el orto-nitrobenzaldehído; para ello en un matraz de tres bocas, provisto de agitación y un termómetro se colocaron 19ml de anhídrido acético y 2ml de orto-nitrotolueno, enseguida se adicionaron lentamente y con agitación 4ml de ácido sulfúrico concentrado. Una vez que la temperatura descendió a 0°C se introdujo poco a poco y sin dejar de agitar una disolución de 5g de trióxido de cromo en 25mL de anhídrido acético cuidando que la temperatura no excediera los 10°C y se continúo agitando durante 3 horas manteniendo la temperatura entre 5-10°C. Transcurrido ese tiempo se depositó el contenido del matraz en un vaso de precipitados que contenía hielo picado, enseguida se filtró a vacío el sólido formado y se lavó con una solución de carbonato de sodio para neutralizar el exceso de ácido. El sólido se sometió a un reflujo con hexano para extraerlo y eliminar impurezas; el diacetato formado se reflujó en una mezcla de 8.5ml de HCl, 14ml de agua y 2.5ml de etanol durante 45 minutos. Al término del reflujo, la mezcla se enfrió a 0°C y el sólido formado se filtró a vacío y se lavó con agua fría, el sólido obtenido corresponde al ortonitrobenzaldehído crudo.

2. Síntesis de Nifedipina El segundo paso de la síntesis consistió en la obtención de nifedipina. Para ello se disolvió el ortonitrobenzaldehído obtenido en 5ml de metanol, enseguida se adicionaron 0.4ml de acetoacetato de metilo y 0.15ml de hidróxido de amonio. La mezcla se sometió a reflujo durante 5 horas y se confirmó la formación de nifedipina mediante cromatografía en capa fina; al término del reflujo, la mezcla se dejó en refrigeración durante dos días y precipitaron cristales de color amarillo, dichos cristales se filtraron y secaron a vacío. MÉTODOS Y RESULTADOS En general, la preparación de nifedipina se basa en la síntesis de Hantzsch de 1,4-dihidropiridina; la reacción de 1 mol de o-nitrobenzaldehído con 2 moles de acetoacetato de metilo y 1 mol de amoniaco acuoso concentrado a reflujo en metanol conduce a la formación de nifedipina. Esta reacción puede ser postulada como la condensación de Knoevenagel de 2-nitrobenzaldehído con acetoacetato de metilo, formando la enamina. El acetoacetato de 2-metilnitrobencilideno y el 3metilaminocrotonato reaccionan y se forma la dihidropiridina por ciclación, de manera muy parecida a una adición de Michael. Con dicho procedimiento se obtiene un muy buen rendimiento, del 80-85% aproximadamente. En lo que respecta a los métodos de identificación del producto es factible realizar la determinación del punto de fusión mixto con un estándar, el punto de fusión del producto puro es de 171-175°C; de igual manera es posible realizar cromatografía en capa fina comparando con un estándar y obteniendo un Rx. Constantemente las propiedades físicas de un compuesto son útiles en la identificación del mismo ya que cada una de ellas es particular para determinado compuesto químico y en conjunto todas ellas lo caracterizan e identifican. Ejemplo de ellas además del punto de fusión, es la solubilidad del compuesto que también puede ser empleada como método de identificación del producto.

Estándar de nifedipina

Mezcla de reacción

DISCUSIÓN La síntesis de nifedipina es básicamente una síntesis de Hantzsch de 1,4-dihidropiridina, no existe mayor complicación en su preparación; sin embargo, la preparación de las materias primas empleadas resultó un tanto laboriosa. La preparación del orto-nitrobenzaldehído fue complicada debido a la rigidez del método pues la temperatura debió forzosamente mantenerse entre 5 y 10°C para la obtención del diacetato de 2-metilnitrobencilideno y fue necesario cuidar minuciosamente cada momento de la reacción para evitar cambios en la temperatura ya que cualquier variación en la misma hubiese interferido en la síntesis del diacetato y la principal consecuencia de ello resultaría en la no obtención del orto-nitrobenzaldehído. Por otra parte una vez que se obtuvo el diacetato, fue necesario realizar una extracción mediante un reflujo para eliminar los productos secundarios de la reacción así como para neutralizar el exceso de ácido sulfúrico y asegurar la obtención del orto-nitrobenzaldehído. En cuanto a la reacción correspondiente a la síntesis de la nifedipina no se presentó mayor problema, el reflujo transcurrió sin complicaciones y en condiciones apropiadas, es necesario resaltar que se realizó cromatografía en capa fina para determinar el punto final de la reacción y confirmar la formación de nifedipina. Una vez que se tuvo la certeza de que el producto correspondía a lo planeado se refrigeró para precipitar los cristales de nifedipina pero no fue posible aislarlos, fue necesario dejarlos disueltos en metanol para conservar el producto pero ello implicó no realizar punto de fusión ni determinar el porcentaje de rendimiento de la reacción. A pesar de que la preparación de nifedipina no implica el uso de técnicas especializadas ni el empleo de aparatos especiales conlleva demasiado tiempo, esto es debido al comportamiento de los reactivos durante la síntesis, el mecanismo de dicha reacción implica varios pasos entre los cuales resaltan la condensación de Koevenagel así como la adición tipo Michael, son procesos que se llevan a cabo durante el tiempo que dura el reflujo pues implican reacciones intramoleculares que requieren la energía suficiente para realizarse. CONCLUSIONES Se logró el objetivo de sintetizar nifedipina, a pesar de no haber sido posible concluir hasta conseguir un polvo amarillo se confirmó la presencia del producto mediante cromatografía en capa fina. Los últimos pasos de la síntesis (aislamiento) debieron cancelarse por falta de tiempo para su realización, sin embargo esto podría evitarse si se empleara un microondas especial para reacciones químicas, con ello se reduciría el tiempo de reacción evitando que el procedimiento quedara incompleto. Otro punto a considerar durante la síntesis de la nifedipina es la realización de cromatografía en capa fina en repetidas ocasiones durante la reacción para monitorearla y obtener datos confiables acerca del punto final de la reacción y con ello evitar prolongar el tiempo de reacción. La Nifedipina ha sido durante mas de 20 años uno de los mejores agentes antihipertensivos con lo que se ha contado para el tratamiento de pacientes con hipertensión arterial.

El desarrollo de formulaciones de liberación sostenida perfectamente controladas que permiten mantener el efecto antihipertensivo durante 24 horas ha contribuido a mantener esta vigencia terapéutica disminuyendo la tasa de incumplimiento y las oscilaciones tensionales que provocan hiperestimulación simpática.

BIBLIOGRAFÍA

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10. Vadecum (2009) monografía de nifedipina http://www.iqb.es/cbasicas/farma/farma04/n023.htm

cápsulas;

disponible

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