(Formula molecular: C3H8O)
Se denominan is�meros constitucionales a aquellos is�meros que difieren en el orden de conectividad de sus �tomos, es decir, tienen diferente estructura. Por ejemplo:
Los estereois�meros son is�meros que difieren s�lo en el arreglo espacial de sus �tomos. No son constitucionales porque sus �tomos est�n conectados en el mismo orden; s�lo difieren en la orientaci�n de �stos en el espacio.
Se dividen en dos categor�as generales:
Enanti�meros, que son estereois�meros cuyas mol�culas son im�genes de espejo entre s�, pero �stas no pueden ser sobrepuestas una en la otra por lo que no coinciden en todas sus partes.
Diaster�meros, que son estereois�meros que no son im�genes de espejo entre s�.
Un ejemplo claro de de lo que son enanti�meros son las manos: la mano derecha es la im�gen de espejo de la mano izquierda:
Al tratar de sobreponer una en la otra (en el mismo plano) observamos que no es posible lograr que ambas coincidan en todas sus partes. Por eso son dos manos y no la misma repetida
dos veces:
Un objeto que no se puede sobreponer a su im�gen
de espejo se denomina quiral. Si el objeto y su im�gen
de espejo pueden hacerse coincidir e todas sus partes,
entonces ese objeto es aquiral (no quiral).
La quiralidad en los objetos se debe a que �stos
carecen de un plano o un punto de simetr�a (son
asim�tricos). Esta caracter�stica es
la responsable de que las im�genes de espejo
no sean id�nticas ni puedan sobreponerse una
en la otra.
Los enanti�meros ocurren en aquellas mol�culas
que son quirales.
Un distintivo estructural que podr�an poseer
las mol�culas quirales es el siguiente: un carbono
tetrahedal que enlaza cuatro �tomos o grupos
diferentes entre s�. Este carbono recibe el
nombre de carbono asim�trico o carbono quiral
o carbono estereog�nico. Una mol�cula
que posea un s�lo carbono quiral existe como
un par de enanti�meros; si posee m�s
de un carbono quiral, entonces podr�a existir
en varios pares de enanti�meros, que ser�an
dister�meros entre s�.
La configuraci�n es el arreglo u orientaci�n
espacial de los �tomos enlazados al carbono
quiral. Esta configuraci�n se determina aplicando
las reglas de secuencia de Cahn, Ingold y Prelog y
se denomina con las letras R o S. De esa forma se puede
distinguir entre los dos enanti�meros.Por ejemplo:
La mezcla en partes iguales de dos enanti�meros
se conoce como mezcla rac�mica o racemato.
Los enanti�meros tienen las mismas propiedades
f�sicas, excepto por la direcci�n de
rotaci�n de luz polarizada en un plano (rotaci�n
espec�fica): uno gira ese plano hacia la derecha,
se denomina dextrorotatorio, y se designa (+), el
otro, levorotatorio, gira el plano hacia la izquierda
y se designa (-). La rotaci�n espec�fica
y la configuraci�n son propiedades independientes
entre s�.
En cuanto a propiedades qu�micas, los enanti�meros
s�lo difieren en la rapidez con que reaccionan
con un compuesto quiral.
Muchos de los medicamentos son quirales y se expenden
como mezclas rac�micas o como un s�lo
enanti�mero. En la actualidad, hay una gran
tendencia en la industria de los medicamentos de producir
lo que se conoce como "canjes rac�micos"
(racemic switches): drogas quirales ya aprobadas como
racematos, pero que se est�n re-desarrollando
como un s�lo enanti�mero. La idea detr�s
de estos "canjes rac�micos" se basa
en lo siguiente: los enanti�meros exhiben comportamientos
distintos cuando se someten a un ambiente quiral.
Por ejemplo, el cuerpo humano es un ambiente quiral, por lo que
debe producirse una diferenciaci�n entre los enanti�meros.
Esta discriminaci�n entre enanti�meros
- o reconocimiento quiral- depende del grado de interacci�n
que exhibe cada enanti�mero con el lugar de
enlace quiral del cuerpo. Por ejemplo, en la siguiente
figura el reconocimiento quiral descansa en la ausencia
de la conecci�n D-D conjuntamente con las otras
dos interacciones.
Tambi�n, el reconocimiento quiral puede incluir
interacciones con ciertas estructuras aquirales que
poseen lados o ligandos estereoquimicamente no equivalentes
(heterot�picos). Por ejemplo, etanol es aquiral,
pero los hidr�genos denominados HR
y HS son heterot�picos.
Estos se denominan enantiot�picos si el remplazo
de uno u otro con un ligando diferente da el uno o
el otro de un par de enanti�meros (el R o el
S). El carbono se denomina proquiral porque el remplazo
de uno de esos dos hidr�genos lo convierte en
un carbono quiral o estereog�nico. El hidr�geno
HR es, entonces, pro-R , y
el HS es pro-S:
En la cat�lisis enzim�tica oxidativa de
etanol para formar acetaldeh�do, s�lo
se elimina el HR. En este caso,
el reconocimiento quiral depende de la enzima que discrimina
entre los dos hidr�genos:
Por otro lado, las mol�culas planas pueden poseer
lados o caras estereoquimicamente no equivalentes (caras
heterot�picas). Por ejemplo, el ataque de HCN
al acetaldeh�do puede ocurrir por cualquiera
de sus dos caras heterot�picas. Esto produce
la mezcla rac�mica de la cianohidrina de acetaldeh�do.
Si se usa un catal�tico quiral especial que favorezca
el ataque a una cara sobre la otra, la discriminaci�n
conducir�a a la formaci�n de uno de los
dos enanti�meros.
Se conoce que los medicamentos se unen en lugares espec�ficos
por medio de unos enlaces tridimensionales carater�sticos,
de la misma manera que una llave se ajusta en lugares
espec�ficos en una cerradura para abrirla. El
medicamento adecuado es la "llave" que puede
ajustarse a "cerradura" receptora para generar
la respuesta biol�gica deseada. En algunas instancias,
dos "llaves" con pocas diferencias entre
ellas pueden encajar en la misma cerradura, pero s�lo
una de ellas puede "abrir la puerta".
Frecuentemente los medicamentos rac�micos contienen
la actividad terap�utica en uno de los dos enanti�meros.
Este es el que se pega al receptor y desencadena la
respuesta adecuada; este es el agonista. El antagonista,
se ajusta al mismo receptor pero no provoca la respuesta
deseada, aunque podr�a tener otra actividad
terap�utica, o efectos indeseables o simplemente
ser farmacologicamente inerte.As�, por ejemplo:
Propanolol es un agente antir�tmico: reduce el ritmo cardiaco
as� como las fuerzas contractiles del coraz�n. Se ha demostrado
que s�lo el S-(-)-propanolol es efectivo para el tratamiento de angina.
De hecho, es 100 veces m�s potente que el is�mero R-(+):
Ibuprofen: es una droga antiinflamatoria no-esteroidal (NSAID, por sus siglas en ingl�s) que presenta actividad terap�utica s�lo en el is�mero S-(+). Los estudios sugieren que este is�mero alcanza los niveles terap�uticos en la sangre en unos 12 minutos, comparado con los 30 minutos que tarda el racemato. El
is�mero R-(-) se convierte ezimaticamente en el S-(+).
Metadona: el is�mero R(+), conocido como levadona, usualmente se prescribe para tratar casos de da�o severo en el h�gado.
La mezcla rac�mica se usa para el tratamiento de pacientes en el programa de
desintoxicaci�n de drogas adictivas.
Anfetamina: tanto la mezcla rac�mica como el is�mero S(+), conocido como dexedrina, se prescriben como supresores del apetito. La dexedrina es de 3 a 4 veces m�s potente que el is�mero R-(-).
L-Dopa: se prescribe para tratar le mal de Parkinson. Originalmente se administraba la mezcla rac�mica, la cual adolec�a de serios efectos secundarios, como la granulocitopenia (reducci�n de gl�bulos blancos).Actualmente se mercadea como el is�mero S-(-), que no presenta los problemas del racemato. De aqu� que los efectos negativos se pueden atribuir al is�mero R-(+).
L-Metildopa: s�lo el is�mero S-(-) es efectivo para tratar la hipertensi�n. El is�mero R-(+) contribuye a serios efectos secundarios.
Naproxen: s�lo el is�mero S-(-) es seguro para el consumo humano como antiinflamatorio (NSAID) ya que el R es una toxina del h�gado. Como dato interesante, el medicamento es la sal de sodio (Naproxen sodio) que es levorotatoria. El �cido libre, su precursor, es dextrorotatorio. Sin embargo, tanto la sal como el �cido tiene la misma cofiguraci�n: S.
Algunos medicamentos quirales poseen actividad terap�utica diferentes en cada enanti�mero, es decir, se prescriben para tratar diferentes condiciones. Por ejemplo:
Tiroxina: S-(-) tiroxina es una hormona natural de la tiroide que se usa para el tratamiento de esa gl�ndula. La R-(+) tiroxina se prescribe para reducir los niveles de colesterol seroso.
Propoxifeno: los enanti�meros se venden con diferente prop�sito: dextropropoxifeno como analg�sico y levopropoxifeno como antitusivo.
Medicamentos Quirales:
Unicidad de los enanti�meros:
