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.
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]
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]
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]
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]
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]
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 :
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:
Estos polímeros que contienen iones se denominan ionómeros .
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]
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]
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.
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]