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Sulfonato de poliestireno

Los sulfonatos de poliestireno son un grupo de medicamentos que se usan para tratar el nivel alto de potasio en sangre . [1] Los efectos generalmente tardan de horas a días. [1] También se utilizan para eliminar potasio , calcio y sodio de soluciones en aplicaciones técnicas.

Los efectos secundarios comunes incluyen pérdida de apetito, malestar gastrointestinal, estreñimiento y niveles bajos de calcio en sangre . [1] Estos polímeros se derivan del poliestireno mediante la adición de grupos funcionales sulfonato .

El poliestireno sulfonato de sodio fue aprobado para uso médico en los Estados Unidos en 1958. [1]

En la década de 2000 se desarrolló un sulfonato de poliestireno para tratar la diarrea asociada a Clostridium difficile con el nombre de Tolevamer , [2] pero nunca se comercializó.

Usos médicos

Micrografía que muestra cristales de poliestireno sulfonato de sodio (púrpura, en la parte superior de la imagen) en la biopsia de una masa colónica . Tinción H&E .

El sulfonato de poliestireno generalmente se suministra en forma de sodio o calcio. Se utiliza como quelante de potasio en la enfermedad renal aguda y crónica en personas con hiperpotasemia (niveles anormalmente altos de potasio en suero sanguíneo). [3] Sin embargo, no está claro si es beneficioso y existe preocupación sobre los posibles efectos secundarios cuando se combina con sorbitol . [4]

Los sulfonatos de poliestireno se administran por vía oral con una comida o por vía rectal mediante un enema de retención . [5]

Efectos secundarios

Los trastornos intestinales son comunes, incluyendo pérdida de apetito, náuseas , vómitos y estreñimiento . En casos raros, se ha asociado con necrosis colónica. [6] Pueden producirse cambios en los niveles de electrolitos en sangre, como hipomagnesemia , hipocalcemia e hipopotasemia . [7] Los sulfonatos de poliestireno no deben usarse en personas con enfermedad intestinal obstructiva ni en recién nacidos con motilidad intestinal reducida . [8]

Lesión intestinal

Hasta 2013 se han notificado un total de 58 casos de lesión intestinal, incluida necrosis del colon, con sulfonato de poliestireno . [9] Se han notificado muchos más casos cuando se utiliza en combinación con sorbitol y otros casos se han producido cuando se utiliza solo. [9]

Interacciones

Los sulfonatos de poliestireno pueden unirse a varios fármacos dentro del tracto digestivo y así reducir su absorción y eficacia. Los ejemplos comunes incluyen litio , tiroxina y digital . En septiembre de 2017, la FDA recomendó separar la dosis de sulfonato de poliestireno de cualquier otro medicamento oral al menos tres horas para evitar posibles interacciones. [10]

Mecanismo de acción

hiperpotasemia

Los sulfonatos de poliestireno liberan iones de sodio o calcio en el estómago a cambio de iones de hidrógeno. Cuando la resina llega al intestino grueso, los iones de hidrógeno se intercambian por iones de potasio libres y luego la resina se elimina por las heces. El efecto neto es reducir la cantidad de potasio disponible para su absorción en la sangre y aumentar la cantidad que se excreta a través de las heces. El efecto es una reducción de los niveles de potasio en el organismo, a una capacidad de 1 mEq de potasio intercambiado por 1 g de resina. [8] [11]

Producción y estructura química.

El ácido poliestireno sulfónico, el ácido cuyas sales son los poliestireno sulfonatos, tiene la fórmula idealizada (CH 2 CHC 6 H 4 SO 3 H) n . El material se prepara mediante sulfonación de poliestireno :

(CH 2 CHC 6 H 5 ) n + n  SO 3 → (CH 2 CHC 6 H 4 SO 3 H) n

Existen varios métodos para esta conversión, que pueden conducir a distintos grados de sulfonación. Por lo general, el poliestireno está reticulado , lo que evita que el polímero se disuelva. Dado que el grupo ácido sulfónico (SO 3 H) es fuertemente ácido, este polímero neutraliza las bases. De esta forma se pueden preparar diversas sales del polímero, dando lugar a sodio, calcio y otras sales:

(CH 2 CHC 6 H 4 SO 3 H) n + n  NaOH → (CH 2 CHC 6 H 4 SO 3 Na) n + n  H 2 O

Estos polímeros que contienen iones se denominan ionómeros .

Métodos alternativos de sulfonación.

Se sabe que ocurren dobles sustituciones de los anillos de fenilo, incluso con conversiones muy por debajo del 100%. También se encuentran reacciones de reticulación, donde la condensación de dos grupos de ácido sulfónico produce una reticulación de sulfonilo. Por otro lado, el uso de condiciones más suaves como el acetilsulfato conduce a una sulfonación incompleta. Recientemente, se ha informado sobre la polimerización por radicales por transferencia de átomos (ATRP) de estirenosulfonatos protegidos, [12] [13] que conduce a polímeros lineales bien definidos, así como a arquitecturas moleculares más complicadas. [14]

Usos químicos

Los poliestirenosulfonatos son útiles debido a sus propiedades de intercambio iónico . [15] Los polímeros iónicos lineales son generalmente solubles en agua , mientras que los materiales reticulados (llamados resinas ) no se disuelven en agua. Estos polímeros se clasifican en polisales e ionómeros . [15]

Ablandamiento de agua

El ablandamiento del agua se logra filtrando agua dura a través de un lecho de la forma sódica de poliestireno sulfonato reticulado. Los iones duros como el calcio (Ca 2+ ) y el magnesio (Mg 2+ ) se adhieren a los grupos sulfonato, desplazando a los iones de sodio. La solución resultante de iones de sodio se ablanda.

Imagen idealizada del proceso de ablandamiento del agua que implica la sustitución de iones de calcio en agua con iones de sodio donados por una resina de intercambio catiónico .

Otros usos

El poliestireno sulfonato de sodio se utiliza como superplastificante en cemento, como agente mejorador de tintes para algodón y como membranas de intercambio de protones en aplicaciones de pilas de combustible. En su forma ácida, la resina se utiliza como catalizador ácido sólido en síntesis orgánica . [dieciséis]

Referencias

  1. ^ abcd "Monografía de sulfonato de poliestireno sódico para profesionales". Drogas.com . Consultado el 25 de octubre de 2019 .
  2. ^ Hinkson PL, Dinardo C, DeCiero D, Klinger JD, Barker RH (junio de 2008). "El tolevamer, un polímero aniónico, neutraliza las toxinas producidas por las cepas BI/027 de Clostridium difficile". Agentes antimicrobianos y quimioterapia . 52 (6): 2190–2195. doi :10.1128/AAC.00041-08. PMC 2415796 . PMID  18391047. 
  3. ^ Enciclopedia MedlinePlus : nivel alto de potasio
  4. ^ Sterns RH, Rojas M, Bernstein P, Chennupati S (mayo de 2010). "Resinas de intercambio iónico para el tratamiento de la hiperpotasemia: ¿son seguras y eficaces?". Revista de la Sociedad Estadounidense de Nefrología . 21 (5): 733–735. doi : 10.1681/ASN.2010010079 . PMID  20167700.
  5. ^ "Sulfonato de poliestireno". Martindale: la referencia completa sobre medicamentos . Medicamentos completos . Consultado el 27 de noviembre de 2009 .
  6. ^ Rogers FB, Li SC (agosto de 2001). "Necrosis colónica aguda asociada con enemas de poliestireno sulfonato de sodio (Kayexalato) en un paciente críticamente enfermo: reporte de caso y revisión de la literatura". La revista del trauma . 51 (2): 395–397. doi :10.1097/00005373-200108000-00031. PMID  11493807.
  7. ^ KAYEXALATE (poliestirenosulfonato de sodio). INFORMACIÓN COMPLETA DE PRESCRIPCIÓN Revisado el 07/2017 Consultado el 21 de octubre de 2018.
  8. ^ ab Información profesional sobre medicamentos de la FDA para Kayexalate.
  9. ^ ab Harel Z, Harel S, Shah PS, Wald R, Perl J, Bell CM (marzo de 2013). "Eventos adversos gastrointestinales con el uso de poliestireno sulfonato de sodio (Kayexalate): una revisión sistemática". La Revista Estadounidense de Medicina . 126 (3): 264.e9–264.24. doi :10.1016/j.amjmed.2012.08.016. PMID  23321430.
  10. ^ Oficina del Comisionado. "Alertas de seguridad para productos médicos humanos - Kayexalato (poliestireno sulfonato de sodio): Comunicación sobre la seguridad de los medicamentos - La FDA recomienda separar las dosis". www.fda.gov . Consultado el 19 de septiembre de 2017 .
  11. ^ Chaitman M, Dixit D, Bridgeman MB (enero de 2016). "Agentes fijadores de potasio para el tratamiento clínico de la hiperpotasemia". P y T. 41 (1): 43–50. PMC 4699486 . PMID  26765867. 
  12. ^ Sikkema FD, Comellas-Aragonès M, Fokkink RG, Verduin BJ, Cornelissen JJ, Nolte RJ (enero de 2007). "Nanopartículas híbridas monodispersas de polímero-virus". Química Orgánica y Biomolecular . 5 (1): 54–57. doi :10.1039/b613890j. PMID  17164905.
  13. ^ Lienkamp K, Schnell I, Groehn F, Wegner G (2006). "Polimerización de éster etílico de sulfonato de estireno por ATRP: síntesis y caracterización de macromonómeros para policondensación de Suzuki". Química y Física Macromolecular . 207 (22): 2066-2073. doi :10.1002/macp.200600322.
  14. ^ Lienkamp K, Ruthard C, Lieser G, Berger R, Groehn F, Wegner G (2006). "Polimerización de éster etílico de sulfonato de estireno y éster dodecílico de sulfonato de estireno por ATRP: síntesis y caracterización de cepillos poliméricos". Química y Física Macromolecular . 207 (22): 2050-2065. doi :10.1002/macp.200600321. S2CID  98278283.
  15. ^ ab De Dardel F, Arden TV (2008). "Intercambiadores de iones". Enciclopedia de química industrial de Ullmann . Weinheim: Wiley-VCH. doi :10.1002/14356007.a14_393.pub2. ISBN 978-3527306732.
  16. ^ Gálvez E, Romea P, Urpí F (2009). "Síntesis estereoselectiva de compuestos anti-α-metil-β-metoxicarboxílicos". Síntesis orgánicas . 86 : 81.