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Lista de exercícios – Química farmacêutica (Desenvolvimento de Fármacos) Gabarito 1. Sabe-se que a atividade biológica de todos os fármacos é uma função da sua estrutura química. Considerando o gráfico abaixo que mostra o perfil de atividade biológica de derivados da Amodiaquina em função do logP, proponha um novo fármaco mais potente que a Amodiaquina. Desenhe a estrutura deste novo fármaco e indique seu valor calculado de logP usando os valores de fragmentos apresentados na tabela ao lado. C B A Amodiaquina Gabarito: O pico da atividade biológica ocorre quando o Log P = 2,0. Para que a nova molécula seja mais potente que a Amodiaquina, devemos obter uma molécula com valor de Log P entre 1 a 2,9 pois estará mais próximo ao pico da atividade (máxima potência). N NH OH N N NH Cl OH N N N NH Cl OH N OH Log P(A) = 3,0 - 0,9 (Cl) LogP = 2,1 Log P(B) = 3,0 + (- 1,0) (CN) LogP = 2,0 Log P(C) = 3,0 + (- 1,4) (OH) LogP = 1,6 2. Qual dos fármacos ao lado apresenta o perfil logP X pH representado pelo gráfico abaixo? Desenhe este fármaco em sua forma ionizada. logP pH A B C D Gabarito: De acordo com o gráfico, à medida que se aumenta o pH do meio ocorre diminuição da lipofilicidade da molécula do fármaco, isto justifica um aumento na concentração de moléculas na forma ionizada (+ polar / + hidrossolúvel), característico de moléculas de caráter ácido. Cl Cl NH O OH Cl Cl NH O O - Forma Neutra (FN) Forma Ionizada (FI) Ácido Carboxílico 3. Quais dos fármacos da lista abaixo devem ser descartados pois não seguem a Regra dos 5 de Lipinski? Fármaco Massa Molecular logP Doador de H Aceptor de H A 423 4,2 4 4 B 552 5,3 3 3 C 396 6,3 2 6 D 468 3,7 5 7 E 269 0,5 6 12 F 822 3,1 4 2 G 416 5,9 3 11 H 617 2,9 1 13 I 585 1,9 3 8 J 444 0,5 4 11 K 358 2,8 8 1 Gabarito: Devem ser descartados os fármacos B, E, G e H, pois violaram dois dos parâmetros estipulados pela regra dos cinco. 4. Proponha uma modificação estrutural que aumente a lipofilicidade e uma que aumente a solubilidade em água de cada um dos fármacos abaixo (é preciso redesenhar as estruturas com as correspondentes modificações estruturais): log P sol H2O Gabarito: Para Aumentar o Log P podemos aumentar o nº de carbonos (fragmentos hidrofóbicos) ou remover as cargas elétricas de uma molécula. Para aumentar solubilidade em água podemos diminuir o nº de fragmentos hidrofóbicos ou introduzir grupos polares (interagem com água). 5. Coloque as estruturas abaixo em ordem crescente de lipofilicidade: NH O H O NH O O OH NH O OH NH O NH O NH O OH A B C D E F Ordem Crescente de Lipofilicidade: B – A – C – D – E – F Justificativa: Quanto maior o nº de Grupos DLH e ALH (mais polar – menos lipofílico) e quanto maior o nº de carbonos (mais apolar – mais lipofílico). 6. A tabela a seguir apresenta o cálculo de algumas propriedades de fármacos. De acordo com a “regra dos 5” de Lipinski qual dos cinco fármacos a seguir (a-e) deve ser pior absorvido via oral? Marque somente uma resposta. Fármaco Massa Molecular logP Doadores de ligação de H Aceptores de ligação de H a) 355 1,3 4 3 b) 256 0,2 2 6 c) 285 2,1 1 4 d) 556 3,6 3 8 e) 454 7,2 0 11 Molécula E, pois o nº ALH > 10 e Log P > 5,0. Segundo a regra não terá biodisponibilidade oral. 7. Quais dos fármacos a seguir apresentam um perfil de lipofilicidade em função do pH como a figura abaixo? Circule as alternativas corretas. Gabarito: De acordo com o gráfico, à medida que se aumenta o pH do meio ocorre diminuição da lipofilicidade da molécula do fármaco, isto justifica um aumento na concentração de moléculas na forma ionizada (+ polar / + hidrossolúvel), característico de moléculas de caráter ácido. Portanto somente a primeira molécula, devido a presença da carboxila (grupo ácido). 8. Calcule o logP dos derivados (A, B e C) do fármaco e com base no gráfico ao lado indique qual dos três derivados vai ser melhor absorvido. Log PA= 0,4 – (=O) + (CH3) = 0,4 – (-0,9) + 0,5 = 1,8 Log PB= 0,4 – (=O) + (NH2) = 0,4 – (-0,9) + (-2,0) = -0,7 Log PC= 0,4 + (fenil) = 0,4 + 2,0 = 2,4 Gabarito: De acordo com o gráfico, a molécula C será mais bem absorvida, pois está mais próxima do pico de absorção. Fragmento logP -CH3 0,5 -OH -1,4 -NH2 -2 -ciclopentil 2,5 =O -0,9 -COO- -3 -Fenil 2 -C≡N -1 Absorção logP - 1 0 1 2 3 4 5 6 COOH N + O O O O N + H H H H O O OH NH N + N + N O OH O OH Ácido Molécula C 9. Qual dos dois fármacos é mais lipofílico? Porque? Betanecol Clofibrato Gabarito: O Clofibrato é mais lipofílico, por ter menor nº DLH e ALH, por possuir maior nº de carbono e por não ter grupo carregado (carga aumenta bastante a polaridade – quanto mais polar, menos lipofílica). 10. Desenhe os 3 fármacos em suas formas ionizadas em pH fisiológico (quando aplicável) e indique se estes fármacos são ácidos, bases ou não ionizáveis. Metanfetamina Metiltestosterona Naproxeno NH2 + H O H H OH H O O O - Molécula Neutra - não ioniza 11. Considerando o gráfico abaixo que mostra o perfil de absorção via oral de benzodiazepínicos em função do logP, proponha um novo benzodiazepínico que seja melhor absorvido via oral que o Lorazepam. Desenhe a estrutura deste novo benzodiazepínico e indique seu valor calculado de LogP usando os valores apresentados na tabela ao lado. 12. Qual destas três moléculas candidatas à fármaco você descartaria de um teste de atividade sabendo que o fármaco que se deseja tem que ser disponível via oral. Porque você fez esta escolha? ALH = 10 ALH = 8,0 ALH = 9,0 DLH = 7,0 DLH = 5,0 DLH = 3,0 Gabarito: Descartaria a primeira molécula, pois viola o PM > 500 e DLH > 5,0, não teria biodisponibilidade oral. N H N OH O Cl Cl N + (0,5) + (-1,0) Log P = 3,5 + 0,5 + (-1,0) = 3,0 Com Log P = 3,0 fica no máximo da atividade biológica.
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