Ertapenem Sódico (33-13-7) Propiedades físicas y químicas
Ertapenem Sódico
Sal monosódico de ertapenem, un antibiótico carbapenémico de amplio espectro; normalmente se suministra en forma de polvo cristalino para suministro de principio activo (API), formulación y uso analítico en el desarrollo de productos parenterales.
| Número CAS | 33-13-7 |
| Familia | Carbapenemes (sal sódica) |
| Forma típica | Polvo o sólido cristalino |
| Grados comunes | BP, EP |
Ertapenem sódico es la sal monosódica del antibiótico carbapenémico ertapenem y pertenece a la clase estructural de carbapenemes 1-beta-metil. La composición empírica de la sal es \(\ce{C22H24N3NaO7S}\); su estructura química contiene un núcleo biciclo beta-lactámico/azabicíclico fusionado a una pirrolidina sustituida y una cadena lateral para-carboxamido-benzoyl unida mediante un tioéter. Las funcionalidades polares clave incluyen un carboxilato (presente como carboxilato sódico en la sal), múltiples carbonilos (amida y cetona), un alcohol secundario y varios dadores y aceptores de enlaces de hidrógeno asociados con los grupos amida y heterocíclicos. La molécula presenta múltiples estereocentros definidos (seis) que son críticos para su actividad biológica.
Como sal sódica de un antibiótico beta-lactámico, el ertapenem sódico es fuertemente polar y se ioniza fácilmente en medios acuosos para generar la especie aniónica de ertapenem y un contraión sodio; esta ionización incrementa marcadamente la solubilidad acuosa en comparación con el ácido libre. La alta área superficial polar topológica (TPSA) y el conteo de dadores y aceptores de enlaces de hidrógeno indican baja permeabilidad pasiva a membranas y baja lipofilicidad intrínseca en comparación con moléculas neutras de pequeño tamaño y peso molecular similar. Químicamente, el anillo beta-lactámico es el motivo reactivo primario: es susceptible a ataque nucleofílico (hidrólisis) y escisión enzimática por beta-lactamasas, aunque el ertapenem muestra resistencia a la hidrólisis por un amplio subconjunto de beta-lactamasas, incluyendo muchas enzimas de espectro extendido. En general, los beta-lactámicos son lábiles hidrolíticamente bajo condiciones fuertemente ácidas o básicas y pueden experimentar apertura del anillo y posterior descomposición.
Ertapenem sódico es un agente antibacteriano parenteral establecido utilizado clínicamente como la sal sódica para administración intravenosa e intramuscular; la forma salina se selecciona para optimizar la estabilidad en solución y la manipulación en formulaciones farmacéuticas. Los grados comerciales comunes reportados para esta sustancia incluyen: BP, EP.
Propiedades físicas básicas
La forma salina sódica presenta comportamiento zwitteriónico/par de iones en solución: la molécula suministrada contiene un contraión sodio asociado al anión carboxilato. Los parámetros fisicoquímicos que informan la formulación y el trabajo analítico incluyen los siguientes descriptores y conteos calculados (valores reportados exactamente como se determinaron):
- Peso molecular: \(497.5\ \mathrm{g}\,\mathrm{mol}^{-1}\).
- Masa exacta / Masa monoisotópica: \(497.12326557\ \mathrm{Da}\).
- Área superficial polar topológica (TPSA): \(184\ \text{\AA}^2\).
- Conteo de átomos pesados: 34.
- Carga formal (neta): 0 (sal globalmente neutra).
- Conteo de estereocentros definidos: 6.
- Complejidad: 900.
- Conteo de dadores de enlace de hidrógeno: 4.
- Conteo de aceptores de enlace de hidrógeno: 9.
- Conteo de enlaces rotatorios: 7.
Estos valores indican una molécula antibiótica grande y altamente polar con múltiples grupos funcionales polares y baja lipofilicidad intrínseca; tales parámetros son consistentes con administración parenteral y distribución confinada mayormente a líquidos extracelulares.
Solubilidad e hidratación
Ertapenem sódico es la forma salina soluble en agua de ertapenem y se disocia en medio acuoso en el fármaco aniónico y un ion sodio. El carboxilato sódico incrementa dramáticamente la solubilidad acuosa frente al ácido protonado. En la práctica, esta forma salina se usa para preparar inyecciones acuosas y soluciones reconstituidas para dosificación parenteral; la solubilidad dependerá del pH, fuerza iónica y contenido de contraiones en la formulación. No hay valores experimentales numéricos específicos de solubilidad o estado de hidratación disponibles en el contexto actual de datos.
Estabilidad térmica y descomposición
No se dispone de un valor experimental establecido para el inicio de la descomposición térmica ni de temperaturas explícitas de fusión/ebullición en el contexto actual. Como con otros antibióticos beta-lactámicos relacionados, las vías de degradación de interés práctico incluyen la apertura hidrolítica del anillo beta-lactámico, descarboxilación bajo condiciones extremas, y la ruptura oxidativa o térmica de cadenas laterales; la formulación y almacenamiento se diseñan típicamente para minimizar la exposición a calor y humedad para preservar la potencia.
Propiedades químicas
Formación de complejos y coordinación
La sal contiene múltiples oxígenos básicos de Lewis (carbonilos, carboxilato) y un azufre tioétero; el carboxilato aniónico y los carbonilos proximales pueden participar en coordinación con cationes metálicos en solución. En sistemas acuosos formulados, el contraión sodio es el catión principal de coordinación, pero puede ocurrir quelación o asociación no covalente con metales de transición divalentes que puede acelerar la degradación (p. ej., hidrólisis o oxidación catalizada por metales). Desde la perspectiva de la formulación, el control de contaminantes metálicos y la selección de excipientes compatibles reducen la reactividad mediada por metales potencial.
Reactividad y estabilidad
Ertapenem sódico conserva la funcionalidad reactiva beta-lactámica que confiere actividad antibacteriana y también rige gran parte de su reactividad química. La descripción farmacológica reporta que ertapenem es resistente a la hidrólisis por varias beta-lactamasas, incluyendo penicilinasas, cefalosporinasas y algunas beta-lactamasas de espectro extendido; esta resistencia es una propiedad estructural del núcleo carbapenémico y la sustitución en la cadena lateral. Químicamente, la molécula es susceptible al ataque nucleofílico en el carbonilo beta-lactámico (hidrólisis en condiciones fuertemente ácidas o básicas) y a vías de degradación comunes en beta-lactámicos complejos (apertura de anillo, epimerización en estereocentros bajo condiciones extremas y oxidación de cadenas laterales sensibles). Control del pH, evitación de impurezas nucleofílicas y almacenamiento a baja temperatura son medidas estándar para mejorar la vida útil.
Parámetros moleculares
Peso molecular y composición
- Fórmula molecular: \(\ce{C22H24N3NaO7S}\).
- Peso molecular: \(497.5\ \mathrm{g}\,\mathrm{mol}^{-1}\).
- Masa exacta (monoisotópica): \(497.12326557\ \mathrm{Da}\).
- Conteo de átomos pesados: 34.
- Estereocentros definidos: 6.
Estos parámetros reflejan una molécula antibiótica relativamente grande y altamente funcionalizada cuyas consideraciones formulativas están dominadas por la polaridad y la integridad estereoquímica.
LogP y Estado de Ionización
No hay un valor experimentalmente establecido para el coeficiente de partición (logP o logD) disponible en el contexto de datos actual. Cualitativamente, la sal sódica es altamente polar y tendrá un logP bajo; en solución acuosa la forma predominante es el carboxilato ionizado emparejado con \(\ce{Na+}\), lo que produce alta solubilidad en agua y baja permeabilidad pasiva a través de membranas en comparación con moléculas pequeñas neutras.
Identificadores y Sinónimos
Números de Registro y Códigos
- Número CAS: 33-13-7
- Número Comunidad Europea (EC): 836-232-1
- ID KEGG: D04049
- Código NCI Thesaurus: C61753
- RXCUI: 353107
- InChI:
InChI=1S/C22H25N3O7S.Na/c1-9-16-15(10(2)26)20(28)25(16)17(22(31)32)18(9)33-13-7-14(23-8-13)19(27)24-12-5-3-4-11(6-12)21(29)30;/h3-6,9-10,13-16,23,26H,7-8H2,1-2H3,(H,24,27)(H,29,30)(H,31,32);/q;+1/p-1/t9-,10-,13+,14+,15-,16-;/m1./s1 - InChIKey:
ZXNAQFZBWUNWJM-HRXMHBOMSA-M - SMILES:
C[C@@H]1[C@@H]2[C@H](C(=O)N2C(=C1S[C@H]3C[C@H](NC3)C(=O)NC4=CC=CC(=C4)C(=O)[O-])C(=O)O)[C@@H](C)O.[Na+]
(Identificadores presentados exactamente como se registraron; los identificadores estructurales se proporcionan como códigos en línea.)
Sinónimos y Nombres Estructurales
Sinónimos comunes y nombres proporcionados por el depositante incluyen: Ertapenem sódico; MK-0826; sal sódica de ertapenem; L-749345; Invanz; Ertapenem sódico (USAN). El nombre IUPAC calculado se registra como: sodio 3-[[(2S,4S)-4-[[(4R,5S,6S)-2-carboxi-6-[(1R)-1-hidroxi-etil]-4-metil-7-oxo-1-azabiciclo[3.2.0]hept-2-en-3-il]sulfanyl]pirrolidina-2-carbonilo]amino]benzoato.
Relaciones parentales y de componentes: la especie activa es ertapenem (parental), con sodio como contraión en la forma salina.
Aplicaciones Industriales y Comerciales
Uso como Forma Salina o Excipiente
La sal sódica es la forma farmacéutica utilizada para permitir formulaciones parenterales: el contraión aumenta la solubilidad acuosa y facilita la fabricación de soluciones inyectables estériles o productos liofilizados para reconstitución. La forma salina también influye en el pH de las soluciones reconstituidas y puede afectar la compatibilidad con excipientes y diluyentes parenterales comunes. En el desarrollo de formulaciones, la sal sódica se selecciona para equilibrar solubilidad, estabilidad y tolerabilidad inyectable.
Casos Representativos de Uso
El ertapenem sódico se utiliza terapéuticamente como un agente antibacteriano sistémico para el tratamiento parenteral de infecciones intraabdominales, neumonía adquirida en la comunidad, infecciones ginecológicas agudas, infecciones del pie diabético en piel y tejidos blandos, y para profilaxis de infección de sitio quirúrgico tras cirugía electiva colorrectal cuando está indicado. Su actividad bactericida de amplio espectro y resistencia relativa a muchas beta-lactamasas lo hacen útil en entornos hospitalarios y clínicos donde se requiere terapia intravenosa.
Si se requiere un resumen conciso de aplicaciones más allá de estos usos clínicos para selección industrial no clínica, no hay aplicaciones comerciales específicas adicionales disponibles en el contexto de datos actual; en la práctica, la selección para formulación y adquisición se basa en los requisitos de solubilidad, estabilidad y farmacocinética descritos arriba.
Resumen de Seguridad y Manipulación
Consideraciones Toxicológicas
El ertapenem sódico es un agente antibacteriano con farmacología documentada y toxicología clínica. La sensibilización y alergia respiratoria son riesgos destacados por la exposición ocupacional: la sustancia se ha asociado con riesgo de sensibilización respiratoria (código GHS H334: puede provocar síntomas de alergia o asma o dificultades respiratorias en caso de inhalación). Los códigos de toxicidad ambiental indican alta toxicidad aguda para la vida acuática (H400) y peligros a largo plazo para ambientes acuáticos (H411). Otras consideraciones clínicas incluyen potencial para alteración de la flora normal y reacciones de hipersensibilidad raras típicas de beta-lactámicos; datos limitados indican bajo paso a la leche materna en concentraciones no esperadas para causar efectos adversos en la mayoría de lactantes.
La guía precautoria incluida con las anotaciones de peligro recomienda minimizar la inhalación y liberación ambiental, usar protección respiratoria adecuada para polvos/aerosoles, y prevenir la contaminación de ambientes acuáticos. Para puntos finales toxicológicos detallados, efectos relacionados con la dosis y contraindicaciones clínicas, consultar la documentación toxicológica específica del producto o etiquetado regulatorio.
Instrucciones de Almacenamiento y Manipulación
Se aplican precauciones generales para manipulación de polvos y sales antibióticas potentes: minimizar la generación de polvo, evitar inhalación y contacto cutáneo, utilizar controles de ingeniería adecuados (extracción localizada, contención para polvos) y emplear equipo de protección personal (guantes, protección ocular, protección respiratoria cuando sea posible polvo en suspensión). Dado el riesgo de sensibilización respiratoria, el personal con alergia conocida a beta-lactámicos debe evitar su manipulación.
Almacenar el material en un ambiente controlado para limitar la exposición a humedad y extremos de temperatura y pH que aceleran la degradación de beta-lactámicos; el embalaje debe impedir la entrada de agua y contaminación por iones metálicos o nucleófilos. Para información detallada sobre peligros, transporte y regulación, los usuarios deben consultar la Hoja de Datos de Seguridad (SDS) específica del producto y la legislación local.
