Forskolin (66575-29-9) Propiedades Físicas y Químicas
Forskolin
Un diterpeno labdanoide natural usado comúnmente como reactivo de laboratorio y herramienta bioquímica para estudios de señalización del AMP cíclico y desarrollo de ensayos.
| Número CAS | 66575-29-9 |
| Familia | Diterpeno labdanoide |
| Forma típica | Polvo o sólido cristalino |
| Grados comerciales comunes | EP, USP |
Forskolin es un diterpeno tipo labdanoide (un isoprenoide C20) que presenta un armazón carbonado tricíclico fusionado densamente funcionalizado con sustituyentes oxigenados. Su fórmula molecular es \(\ce{C22H34O7}\), comprendiendo un núcleo hidrocarburo policíclico hidrofóbico que porta múltiples grupos funcionales polares: tres grupos hidroxilo libres, un éster acetato y una cetona cíclica terciaria (una cetona α-hidroxi terciaria en el sistema de anillos). El andamiaje estereoquímicamente complejo (múltiples centros estereogénicos definidos) produce una forma rígida tridimensional que influye en el empaquetamiento, la solvatación y la interacción con macromoléculas biológicas.
Electrónicamente, la molécula presenta motivos polares (hidroxilos y carbonilos) capaces de formar enlaces de hidrógeno y transformaciones nucleofílicas/electrofílicas, mientras que la amplia superficie alifática aporta un carácter lipofílico sustancial; esta polaridad mixta confiere solubilidad acuosa intermedia y buena afinidad por bicapas lipídicas. El comportamiento ácido-base es esencialmente neutro en condiciones típicas (sin grupos básicos ionizables ni ácidos fuertes), pero el éster acetato es susceptible a hidrólisis y los alcoholes secundarios/terciarios pueden ser sitios para metabolismo oxidativo y conjugación (fase II). En contextos biológicos y de formulación, forskolin se describe mejor como moderadamente lipofílico con superficie polar significativa, características que determinan su partición entre medios acuosos, membranas y disolventes orgánicos.
Farmacológicamente, forskolin se utiliza ampliamente como herramienta bioquímica y agente experimental debido a su capacidad para activar la adenilato ciclasa y elevar el AMP cíclico intracelular (cAMP), con efectos posteriores sobre la señalización de la proteína quinasa A (PKA). Las actividades biológicas reportadas incluyen vasodilatación, efectos inotrópicos positivos, inhibición de la agregación plaquetaria, relajación del músculo liso, reducción de la presión intraocular y modulación de la liberación hormonal. Los grados comerciales comúnmente reportados para esta sustancia incluyen: EP, USP.
Atributos Moleculares
Peso Molecular y Composición
- Fórmula molecular: \(\ce{C22H34O7}\).
- Peso molecular: 410.5 \(\mathrm{g}\,\mathrm{mol}^{-1}\).
- Masa exacta: 410.23045342 \(\mathrm{u}\).
- Masa monoisotópica: 410.23045342 \(\mathrm{u}\).
- Número de átomos pesados: 29; carga formal: 0.
- Número de centros estereogénicos definidos: 8; índice de complejidad molecular (calculado): 747.
Estos valores reflejan un diterpeno relativamente grande, rico en estereoisómeros, con múltiples heteroátomos oxígeno que incrementan la polaridad en comparación con hidrocarburos simples de tamaño similar.
LogP y Anfifilicidad
- XLogP3 calculado (XLogP3‑AA): 1.
Un valor XLogP de 1 indica lipofilia modesta en comparación con muchos diterpenos; la combinación del núcleo hidrofóbico labdanoide y los múltiples grupos oxigenados (tres hidroxilos, un acetato, una cetona) produce un comportamiento anfifílico. El área superficial polar topológica (TPSA = 113 \(\mathrm{\AA}^2\)) y los conteos de enlaces de hidrógeno (donantes = 3, aceptores = 7) son consistentes con una capacidad significativa para enlaces de hidrógeno y polaridad moderada, que tienden a reducir la permeabilidad pasiva comparada con diterpenos no polares, pero apoyan interacciones con residuos polares en sitios de unión proteica. En la práctica, forskolin se disuelve fácilmente en disolventes orgánicos (por ejemplo, etanol, DMSO) y en membranas lipídicas, mientras que la solubilidad acuosa es limitada y la formulación típicamente requiere portadores o cosolventes.
Propiedades Bioquímicas
Biosíntesis y Contexto Metabólico
Forskolin es un metabolito secundario vegetal biosintetizado en especies de Coleus vía la vía del isoprenoide (terpenoide) característica de los diterpenos C20. El esqueleto labdanoide se construye mediante ciclasas de terpenos a partir de precursores geranilgeranil difosfato y posteriormente se modifica por oxidaciones, epoxidaciones y acilaciones regio- y estereoselectivas para instalar las funcionalidades hidroxilo y acetato observadas. En sistemas biológicos, forskolin actúa como activador de la adenilato ciclasa, elevando el AMP cíclico intracelular y modulando cascadas de señalización dependientes de PKA; estas propiedades sustentan su uso como sonda farmacológica para vías mediadas por cAMP.
Metabólicamente, las características diterpenoides predisponen a forskolin a biotransformaciones enzimáticas en animales y microorganismos incluyendo hidrólisis de ésteres, hidroxilación oxidativa y conjugación posterior en fase II (glucuronidación, sulfatación). Este metabolismo modifica la polaridad y las tasas de eliminación y es determinante principal del comportamiento farmacocinético.
Reactividad y Transformaciones
Principales pasivos de transformación química y biotransformaciones probables: - Hidrólisis de éster: el grupo 5-acetato es susceptible a hidrólisis química (básica o ácida) y enzimática (esterasa) para dar el alcohol desacetilado correspondiente. - Oxidación/reducción: los hidroxilos secundarios/terciarios y la cetona cíclica pueden sufrir oxidaciones de fase I (mediadas por CYP) o reducciones enzimáticas según condiciones, produciendo metabolitos más polares. - Conjugación: los hidroxilos libres están disponibles para conjugación con glucurónidos o sulfatos, aumentando la solubilidad en agua y facilitando la excreción. - Epóxido/aperturas y reordenamientos: la tensión en anillos o moieties oxidados en el armazón pueden ser puntos para biotransformaciones adicionales bajo condiciones químicas o metabólicas agresivas.
Químicamente, forskolin es relativamente estable en condiciones neutras y no oxidantes de laboratorio pero se hidroliza en condiciones básicas o ácidas fuertes y puede oxidarse por oxidantes potentes.
Estabilidad y Degradación
Vías de Degradación Química y Enzimática
Consideraciones de estabilidad química: - La hidrólisis del éster acetato ocurre bajo catálisis básica o ácida y en presencia de esterasa; el almacenamiento en condiciones neutrales y secas ralentiza esta reacción. - La degradación oxidativa puede ser promovida por oxidantes fuertes y exposición prolongada a aire o luz; antioxidantes y almacenamiento en atmósfera inerte reducen el riesgo oxidativo. - No se disponen datos actuales sobre temperatura de fusión ni temperatura de descomposición.
Degradación enzimática en matrices biológicas: - La desacetilación rápida mediada por esterasas seguida de oxidación en fase I (CYPs) y conjugación en fase II (glucuronidación, sulfatación) son las principales vías metabólicas de aclaramiento, produciendo metabolitos polares que se excretan más fácilmente.
No hay valores numéricos experimentales disponibles de estabilidad térmica o vida útil en el contexto actual de datos.
Identificadores y Sinónimos
Números de
CC(=O)O[C@H]1[C@H]([C@@H]2[C@]([C@H](CCC2(C)C)O)([C@@]3([C@@]1(O[C@@](CC3=O)(C)C=C)C)O)C)O
Los SMILES, InChI y InChIKey se proporcionan arriba como identificadores estándar legibles por máquina para quimioinformática y comparación espectral.
Sinónimos y Nomenclatura Lipídica
Los sinónimos representativos y variantes de nomenclatura encontrados en la literatura química y etiquetas de proveedores incluyen: Forskolina; Colforsina; Coleonol; Colforsine; Colforsinum; (-)-Forskolina; Colforsina (USAN/INN); COLFORSIN; y el nombre sistemático IUPAC [(3R,4aR,5S,6S,6aS,10S,10aR,10bS)-3-etinil-6,10,10b-trihidroxi-3,4a,7,7,10a-pentametil-1-oxo-5,6,6a,8,9,10-hexahidro-2H-benzo[f]cromen-5-il] acetato. Las listas de material analítico y de referencia pueden usar etiquetas tales como "Forskolin, estándar analítico" o indicar especificaciones (p. ej., "Forskolin, de Coleus forskohlii, >=98% (HPLC)").
Aplicaciones Industriales y Biológicas
Funciones en Formulaciones o Sistemas Biológicos
- Reactivo de investigación: ampliamente utilizado como herramienta farmacológica para activar la adenilato ciclasa y aumentar el AMP cíclico intracelular en estudios de biología celular, señalización y fisiología.
- Agente farmacológico: se reporta que ejerce efectos vasodilatadores, cardiotónicos (efecto inotrópico positivo), broncodilatadores e inhibidores de la agregación plaquetaria en sistemas experimentales; usado experimentalmente para estudiar la relajación del músculo liso y la modulación de la presión intraocular.
- Perfilado de bioactividad: incluido en bibliotecas de cribado y usado para investigar vías dependientes de AMP cíclico y dianas a valle de la PKA.
- Consideraciones de formulación: debido a su solubilidad acuosa limitada y lipofilicidad moderada, las formulaciones para ensayos biológicos típicamente emplean cosolventes orgánicos (por ejemplo, DMSO, etanol) o portadores basados en tensioactivos; para preparaciones orales o tópicas, las estrategias de solubilización y estabilización frente a hidrólisis son desafíos comunes en formulación.
No se proporciona un resumen conciso de aplicaciones más allá de estos usos generales en el contexto actual de datos; en la práctica, la selección para una aplicación está determinada por las propiedades activadoras de AMP cíclico de la forskolina y su perfil fisicoquímico descrito arriba.
Resumen de Seguridad y Manipulación
Manipulación y Almacenamiento de Materiales Lipídicos
- Clasificación de peligros (informe agregado): palabra de advertencia "Advertencia" con código de declaración de peligro GHS H312 (nocivo en contacto con la piel) reportado para la mayoría de notificaciones; las medidas precautorias identificadas incluyen acciones protectoras estándar (códigos P280, P302+P352, P317, P321, P362+P364, P501).
- Manipulación práctica: utilizar equipo de protección personal adecuado (guantes, protección ocular, bata de laboratorio) y controles de ingeniería para evitar el contacto cutáneo e inhalación de polvos o aerosoles. Manipular en área bien ventilada o campana extractora al pesar o preparar soluciones concentradas. Evitar la exposición prolongada al aire, luz y calor para reducir la degradación oxidativa y la hidrólisis del éster.
- Almacenamiento: conservar en ambiente seco y fresco en recipiente herméticamente cerrado bajo atmósfera inerte o con desecante si se requiere estabilidad a largo plazo; proteger de agentes oxidantes fuertes y pH extremos.
- Eliminación y regulación: seguir procedimientos institucionales y normativa local para la eliminación de compuestos bioactivos orgánicos y materiales contaminados.
Para información detallada sobre peligros, transporte y regulaciones, los usuarios deben consultar la Hoja de Datos de Seguridad (SDS) específica del producto y la legislación local.
