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1.1 - Pós Aula - Química Orgânica 1/6 A IMPORTÂNCIA DA QUÍMICA ORGÂNICA NA FARMÁCIA A Química Orgânica é o ramo da química que estuda o comportamento dos compostos do carbono. Os compostos orgânicos integram diversos materiais, tais como combustíveis, polímeros, pesticidas, herbicidas, fertilizantes, detergentes, aditivos alimentares, cosméticos, perfumes e medicamentos. Esta listagem, não sendo exaustiva, evidencia a importância da Química Orgânica numa sociedade em evolução científica e tecnológica e no bem-estar das populações. A APLICAÇÃO DA PESQUISA QUÍMICA PARA O DESENVOLVIMENTO DE FÁRMACOS Em diversos laboratórios de química, muitos pesquisadores sintetizam substâncias com provável atividade biológica. Às vezes, partem de uma substância de atividade conhecida, e preparam derivados sintéticos para testar suas atividades. Inicialmente, os químicos limitavam-se a isolar determinadas substâncias naturais, a partir do extrato bruto de plantas com eficácia já conhecida. Mais recentemente, a química de síntese orgânica foi introduzida nesta área e os químicos passaram a não somente criar análogos sintéticos e derivados, mas também a "criar" substâncias totalmente inéditas, que vieram a se tornar fármacos. Hoje, a preparação de um fármaco leva anos de pesquisa; diversos conceitos vistos em sala de aula passam a ter importância fundamental, tais como estereoquímica, síntese orgânica, polaridade de moléculas, forças intermoleculares, entre outros. A estrutura química de uma substância é fator determinante na sua atividade no organismo. Geralmente substâncias diferentes com estruturas químicas semelhantes possuem atividade biológica também similar. Um exemplo é o caso da cocaína. Esta substância é um alcalóide extraído de uma planta nativa daqui da América do sul. Na medicina, foi um dos primeiros anestésicos locais, isto é, uma substância capaz de produzir analgesia no local onde é aplicada. Embora fosse muito eficaz, existiam sérios problemas: a cocaína produz euforia, bem- estar excessivo, sensações de poder, dependência física e psicológica. Químicos sintéticos partiram, então, para a busca de substâncias que tivessem o mesmo poder anestésico da cocaína, mas que não surtissem os efeitos colaterais indesejados. Em 1905, foi preparada o procaína. Esta substância é utilizada até hoje: como é 1.1 - Pós Aula - Química Orgânica 2/6 rapidamente absorvida pelo corpo, é, em geral, aplicada juntamente com um vaso constritor, para manter o anestésico no local da aplicação o maior tempo possível. Em 1948, outro anestésico foi patenteado nos EUA: a lidocaína, vendida como xilocaína. Além de ser muito mais forte do que a procaína, não necessita de vasoconstritor. Tanto a lidocaína, procaína e a cocaína possuem efeitos anestésicos semelhantes. Mas o que há, entretanto, de comum com a estrutura química destas substâncias? Um anel aromático em uma das extremidades da molécula; uma amina completamente substituída na outra extremidade; um éster ou uma amida conectando os dois extremos. Não somente nós achamos as estruturas semelhantes: alguns dos receptores onde estas moléculas se ligam, nas células, são os mesmos. Lidocaína Cocaína A grande parte das substâncias conhecidas como feniletilaminas possuem intensa atividade biológica e são capazes de alterar a nossa percepção da realidade. Entre estes, estão substâncias como morfina, LSD, mescalina, heroína e outros. Todas estas substâncias tem uma estrutura derivada da 2-fenil-etanoamina. No caso da morfina e do LSD, o segmento alquílico que liga o anel ao N é cíclico. A morfina deve seu nome ao deus romano dos sonhos. Um farmacêutico alemão (Friedreich Sertuner, 1803) escolheu este nome por causa do forte poder narcótico desta ubstância (uma substância narcótica provoca distúrbios na consciência, causa entorpecimento, sono, e perda dos sentidos). OBS: LSD é o acrônimo de Lysergsäurediethylamid, palavra alemã para a dietilamida do ácido lisérgico, que é uma das mais potentes substâncias alucinógenas conhecidas. Uma dose de apenas cem microgramas causa um brutal aumento nos sentidos, afetando também os sentimentos e a memória por um período que pode variar de seis a quatorze horas. 1.1 - Pós Aula - Química Orgânica 3/6 Morfina Dietilamida do Ácido Lisérgico Heroína Os sumerianos, uma das civilizações mais antigas, já utilizavam a base da flor da papoula para preparar o ópio, há cerca de 6.000 anos. A morfina corresponde a cerca de 10% do peso do ópio seco. Foi o primeiro alcalóide a ser isolado e identificado (Sertuner, F., 1803). A morfina foi logo adotada na medicina, devido ao seu forte efeito analgésico e supressor de tosse. Além disso, produz outras respostas fisiológicas, como apatia e euforia. E, também, provoca dependência física e psíquica. O ópio contém outros alcalóides, tais como a codeína. Embora seja um analgésico menos potente, a codeína é um dos mais fortes supressores de tosse conhecidos. Devido à dependência e aos efeitos tóxicos da morfina, logo procurou-se por um derivado sintético. Uma das idéias foi o produto obtido a partir da acetilação dos grupos fenólicos da morfina, levando ao diacetilmorfina. Esta droga era tão poderosa que as doses a serem utilizadas seriam tão pequenas, a ponto de não serem tóxicas. Mas, infelizmente, a diacetilmorfina mostrou uma capacidade de provocar dependência como antes nunca vista. Recebeu o nome comercial de heroína e foi vendida em vários fármacos, principalmente em xaropes para tosse; hoje, tem a venda proibida e é ilícita na maioria dos países. Um fato curioso sobre a heroína: um dos produtos da acetilação com o anidrido acético é o ácido acético. Este ácido é o que está presente no vinagre, e lhe dá o cheiro característico. A polícia francesa treinou cães para farejar este odor e, então, auxiliar na descoberta de fábricas clandestinas de heroína. Tanto o LSD como a mescalina são extremamente alucinógenos. A mescalina é uma alcalóide natural e extraído dos cactos peyote, comum na América central. É a droga que, por vários séculos, foi utilizada nos rituais das civilizações americanas pré- colombianas. O LSD, entretanto, foi primeiramente preparado em laboratório; mais tarde descobriu-se que certos microorganismos eram capazes de, também, produzi- los. A substância foi preparada por Albert Hoffmann, em 1943, no Sandoz Laboratory. Por cinco anos, Hoffmann e colegas estudavam a química do ácido lisérgico, um dos alcalóides encontrados no fungo Ergot, que cresce em cereais. Hoffmann preparou a amida deste ácido (a N, N-dietilamida). Acidentalmente, ele ingeriu uma pequena quantidade do produto. Ele experimentou estados de delírio e alucinações, e o que ele chamou de "caleidoscópio de cores". O LSD, de fato, provoca fortes alterações sensoriais e perceptivas, despersonalização, sinestesia e outros. Esta foi a droga 1.1 - Pós Aula - Química Orgânica 4/6 eleita pelos jovens das décadas de 60 e 70. Os Beattles gravaram um álbum inteiro em homenagem a esta droga; uma das faixas chama-se Lucy in the Sky with Diamonds. Embora esta droga não produza dependência, ela é considerada ilícita na maioria dos países. Muitos fármacos livremente vendidos em farmácias são também derivados da feniletilaminas. O maior grupo é o das anfetaminas, substâncias estimulantes, capazes de aumentar a pressão sanguínea, reduzir a fadiga e inibir o sono. São utilizadas em descongestionantes nasais, anti-hemorrágicos, inibidoresde apetite, estimulantes. Também causam dependência e danos físicos e mentais a longo prazo. A maioria destas drogas, entretanto, pode ser adquirida sem nenhum problema em farmácias brasileiras. Estas drogas são todas sintéticas, e foram frutos de anos de pesquisa em laboratório. Uma das mais antigas é a própria anfetamina (benzidrina), que é o 2-fenil- 1-metil-etanoamina. Outros derivados surgiram, numa tentativa de diminuir a dependência e toxicidade, tais como a metanfetamina (metedrina) e a fenilpropanolamina, uma das preferidas em descongestionantes nasais. Além de diminuir a dor física, as drogas também têm sido usadas para tratar outros tipos de males, tais como os distúrbios psíquicos. Muitas pessoas são acometidas de neuropatologias, tais como esquizofrenia, depressão, ansiedade, entre outros. Os antigos hindus já utilizavam o extrato de uma planta, a rauwolfia, para combater desde insônias a distúrbios mentais. Esta planta produz o alcalóide reserpina, que passou a ser vendido na forma pura em 1954. Em 1981, entretanto, o EPA dos EUA classificou a droga como carcinogênica. Desde a segunda metade deste século, novos tipos de drogas foram produzidas para combater estas psicoses. Os tipos são classificados de acordo com a sua finalidade. As mais comuns são as dos grupos dos tranquilizantes e dos antidepressivos. Os tranquilizantes estão entre os remédios mais receitados por médicos. O meprobamato (Equanil e Miltown) é a droga mais popular. Este tranquilizante pertence à classe dos carbamatos, que são ésteres do ácido carbâmico (ácido aminofórmico). O carisoprodol (Soma) é outro carbamato popular, e é um forte relaxante muscular. O diazepam (Valium), o flurazepam e o oxazepam são tranquilizantes de uma classe diferente: os benzodiazepínicos. Todos possuem 2 anéis aromáticos e um heterocíclico. O diazepam foi primeiramente preparado em 1933. Todos são fortes tranquilizantes e relaxantes muscular. Estas drogas induzem ao sono e a perda de consciência. São utilizados para combater a insônia, nervosismo, stress, entre outros. Os primeiros antidepressivos eram os antidepressivos tricíclicos (TCAs) e os inibidores da enzima monoaminaoxidase (IMAOs); foram descobertos através de observações e 1.1 - Pós Aula - Química Orgânica 5/6 experimentações clínicas. Esta geração de drogas era eficiente em potencializar os mecanismos serotonérgicos e noradrenérgicos. Infelizmente, entretanto, estas drogas também bloqueavam os receptores histamínicos, colinérgicos e adrenérgicos, provocando efeitos colaterais como ganho de peso, bocaseca, constipação, fadiga e tontura. Os IMAOs interagem com a tiramina e podem causar hipertensão, além de interagirem fortemente com outros medicamentos. Entre os antidepressivos mais recentes, destaca-se a fluoxetina. Lançada em 1988, é uma das drogas mais vendidas no mundo. É o princípio ativo do Prozac, fármaco apelidado de "a droga da felicidade". Desde seu surgimento, são escritas cerca de 1.000.000 de receitas médicas por mês para este fármaco; já foi usado por mais de 35 milhões de pessoas no mundo! Com toxicidade relativamente pequena e efeitos colaterais minimizados, a fluoxetina tem sido escolhida por milhões de pessoas que querem melhorar seu humor e combater a depressão. Como é uma droga recente, ainda não se sabe sobre os efeitos de longo prazo. De qualquer forma, muitas pessoas estão consumindo esta droga diariamente. Hoje um grande número de compostos de carbono pode ser produzido em laboratório para utilização na indústria. Certos medicamentos, plásticos e pesticidas, por exemplo, são substâncias orgânicas sintéticas. Diante disso, entende-se que a Química Orgânica, e de fundamental importância, ser conhecida e dominada pelo Farmacêutico, pois o principio do conhecimento de qualquer coisa, vem pelo nome, e a Química Orgânica começa a ensinar o profissional Farmacêutico, a conhecer os fármacos, e seus princípios ativos. A Química Orgânica é uma química muito extensa. É conhecida como a Química do CARBONO, que é o elemento orgânico, mais importante na área da saúde. A sua importância reside no fato de se ligar, não só a outros átomos de carbono, formando cadeias enormes, mas também a quase todos os outros elementos, metálicos e não metálicos. É chamada de orgânica porque inicialmente os cientistas pensavam que eles só podiam ser encontrados nos seres vivos ou fósseis. Hoje um grande número de compostos de carbono pode ser produzido em laboratório para utilização na indústria. Certos medicamentos, plásticos e pesticidas, por exemplo, são substâncias orgânicas sintéticas. 1.1 - Pós Aula - Química Orgânica 6/6 A Química Orgânica na Farmácia, Felipe Silva e Silva, Universidade Salgado de Oliveira, Curso de Farmácia, São Gonçalo, 2009. OBS: Os alcaloides são um conjunto de compostos pertencentes ao grupo das aminas cíclicas, que apresentam anéis heterocíclicos contendo nitrogênio. O nome “alcaloides” significa“semelhantes aos álcalis” e esse nome foi dado para esses compostos porque álcali significa“base” e as aminas têm esse caráter básico ou alcalino. Os alcaloides podem ser sintetizados em laboratório, mas sua origem é vegetal. Hoje, sabe-se que o gosto amargo das folhas e flores de algumas plantas é decorrente da presença dessas aminas. Elas eram, inclusive, chamadas antigamente de álcalis vegetais. Nas plantas, os alcaloides têm função de defesa contra insetos e animais predadores. SÃO PAULO, QUINTA-FEIRA, 09 DE NOVEMBRO DE 2000 SÃO PAULO (Reuters) - A Agência Nacional de Vigilância Sanitária (Anvisa) proibiu a venda de descongestionantes nasais, antigripais e expectorantes que contenham em sua fórmula a substância fenilpropanolamina, informou a mídia na quinta-feira. De acordo com a Anvisa, essa substância -- presente em remédios de grande consumo no Brasil como Descon, Dimetapp e Naldecon -- provocou derrames em algumas pessoas nos Estados Unidos. A medida foi adotada depois que a agência reguladora de medicamentos e alimentos dos Estados Unidos (FDA, pela sigla em inglês) relatou a ocorrência de "graves efeitos colaterais" derivados do uso de remédios com a substância. Segundo as reportagens, a venda está proibida a partir de quinta-feira, mas os laboratórios terão 30 dias para retirar os medicamentos das farmácias. Além dos medicamentos citados acima, a lista inclui Benadryl, Contac, Alcode, Rinarin, Deutap, Defamil, Naldex, Nasaliv, Descongex, Senagrip, Rhinex e Cheracon, entre outros.