Heroína (25-16-6) Propiedades Físicas y Químicas
Heroína
Opioide semi-sintético (diacetilmorfina) usado en investigación analítica, forense y farmacéutica como un profármaco lipofílico de la morfina, relevante para el desarrollo de formulaciones y trabajos con estándares de referencia.
| Número CAS | 25-16-6 |
| Familia | Opioide (derivado del opio) |
| Forma típica | Polvo cristalino blanco |
| Grados comunes | BP, EP, USP |
La heroína (diacetilmorfina, diamorfina) es un alcaloide morfinano semisintético derivado por acetilación de la morfina en las posiciones 3‑ y 6‑hidroxilo. Estructuralmente es un éster de morfina O,O‑diacetilado que conserva el núcleo tetracíclico morfinano y la amina terciaria N-metil; los dos ésteres acetilo incrementan la lipofilia respecto a la morfina y aceleran marcadamente la captación cerebral tras administración parenteral. La molécula no contiene donantes libres de enlace de hidrógeno (0 donantes de enlace H) y posee múltiple heteroátomos de oxígeno (6 aceptores de enlace H) distribuidos en funciones éster y éter, resultando en una superficie polar topológica moderada (TPSA = 65.1 Å^2) mientras conserva suficiente lipofilia (log P ~1.5–1.58) para penetración rápida en la barrera hematoencefálica.
Electrónicamente, la amina terciaria puede protonarse (pKa básico ≈ 7.95–7.96), por lo que el compuesto existe como mezcla de especies protonadas y neutras cerca del pH fisiológico; la protonación aumenta la solubilidad acuosa y altera la distribución entre plasma y tejidos. Los grupos éster son lábiles a hidrólisis (enzimática y alcalina), produciendo 6‑monoacetilmorfina (6‑MAM) y morfina; esta hidrólisis metabólica y química fundamenta tanto su farmacología (comportamiento como profármaco) como su perfil de estabilidad química. La heroína tiene importancia farmacológica y forense primaria como profármaco µ-opioide potente con inicio rápido tras uso parenteral; en algunas jurisdicciones reguladas también se usa clínicamente (como diamorfina) para analgesia severa y terapia de mantenimiento opioide.
Los grados comerciales comunes reportados para esta sustancia incluyen: BP, EP, USP.
Propiedades Fisicoquímicas Básicas
Densidad y Forma en Estado Sólido
Las descripciones en estado sólido indican cristales blancos o polvo cristalino y placas o prismas ortorrómbicos obtenidos a partir de disolventes orgánicos (acetato de etilo, metanol). Notas experimentales de apariencia incluyen material inodoro que "se torna rosado" y "emite olor a acético tras exposición prolongada al aire", indicando cambios superficiales lentos de oxidación o hidrólisis en aire. Un valor de densidad reportado es "1.56 g/cm³ a 25 °C"; las prácticas de almacenamiento y manejo deben asumir sólido cristalino con tendencia a la higroscopicidad (ver recomendaciones de almacenamiento abajo).
Las formas cristalinas reportadas y rotaciones ópticas varían según el estado de sal o derivado (base libre vs. hidrocloruro monohidrato), y el hábito cristalino depende del disolvente de recristalización (acetato de etilo, metanol).
Punto de Fusión
Un punto de fusión experimental se indica como "173" y en otras fuentes explícitamente como "173 °C" para la base libre según las propiedades experimentales compiladas. Otros datos térmicos en estado sólido aparecen en la literatura asociados con sales o derivados (ejemplos: "Agujas, mp 242 °C" y "Cristales finos; mp 243–244 °C" reportados para formas de hidrocloruro de diamorfina). No existe un punto de fusión universal aplicable a todas las formas aisladas; la forma salina y el estado de hidratación influyen sustancialmente en el comportamiento de fusión. Si se requiere un valor exacto de punto de fusión para un material específico, determinarlo en el lote/formulación particular.
Solubilidad y Comportamiento de Disolución
Los datos de solubilidad dependen de la forma y son parcialmente inconsistentes entre reportes; se registran entradas experimentales como: - "Solubilidad: 600" (unidad no especificada en esa línea), - "En agua, 60 mg/L a 25 °C" (\(60\,\mathrm{mg}\,\mathrm{L}^{-1}\) a \(25\,^\circ\mathrm{C}\)), - "1 g se disuelve en 1,700 mL de agua" (es decir, \(1\,\mathrm{g}\) por \(1700\,\mathrm{mL}\)), - Solubilidades en disolventes orgánicos: "1 g se disuelve en: 1.5 mL de cloroformo; 31 mL de alcohol; 100 mL de éter", - "Soluble en álcalis; ligeramente soluble en amoníaco o solución de carbonato de sodio", - "Muy soluble en benceno".
Interpretación: la base libre es poco soluble en agua neutra pero muestra solubilidad mucho mayor en disolventes orgánicos y en medios alcalinos (debido a la desprotonación de posibles grupos ácidos en trazas y mayor miscibilidad en disolventes orgánicos). La sal hidrocloruro y otras sales farmacéuticamente preparadas son sustancialmente más solubles en agua; por ello los formuladores seleccionan la sal y sistema disolvente adecuados según la vía de administración y concentración deseada. La hidrólisis de los ésteres acetilos en solución acuosa (dependiente del pH) reduce la concentración de diacetilmorfina intacta con el tiempo.
Propiedades Químicas
Comportamiento Ácido-Base y pKa Cualitativo
Constantes de disociación reportadas incluyen "pKa básico 7.96" y "pKa 7.95 (a 25 °C)". El único centro amina terciaria es el sitio básico principal; con un pKa cercano a 7.95 la amina se encuentra sustancialmente protonada a pH fisiológico (pH 7.4), lo que incrementa la ionización acuosa y afecta la distribución y unión plasmática. El estado de protonación condiciona la solubilidad, permeabilidad a membranas e interacciones con medios cromatográficos de intercambio iónico; también afecta la eficiencia de extracción durante tratamientos forenses y analíticos de muestras.
Reactividad y Estabilidad
- Hidrólisis: los ésteres acetilos en posiciones 3 y 6 son susceptibles a hidrólisis. Se ha estimado una constante cinética de hidrólisis catalizada por base con semividas dependientes del pH (ejemplos reportados: semividas de ~120 días a pH 7 y ~12 días a pH 8 bajo ciertos modelos), y la hidrólisis acuosa genera 6‑monoacetilmorfina y morfina. La hidrólisis es una vía importante de degradación tanto en sistemas biológicos como en contextos ambientales/analíticos.
- Comportamiento térmico: "Se descompone al hervir con agua" y "Al calentarse hasta la descomposición emite humos tóxicos de óxidos de nitrógeno." La descomposición térmica conlleva riesgos de productos tóxicos de combustión.
- Estabilidad en almacenamiento: el material se describe como "estable bajo condiciones recomendadas de almacenamiento" pero varios reportes mencionan cambio de color y olor a acético tras exposición prolongada al aire, consistente con hidrólisis/oxidación superficial lenta. Se recomienda uso de contenedores herméticos y desecantes para conservación a largo plazo de la pureza.
- Consideraciones de reactividad: la susceptibilidad a hidrólisis de ésteres hace que las soluciones (especialmente en pH alcalino o temperatura elevada) sean químicamente inestables; los métodos de procesamiento y análisis deben minimizar la exposición a humedad, temperatura elevada y condiciones básicas.
Parámetros Moleculares
Peso Molecular y Fórmula
- Fórmula molecular: C21H23NO5
- Peso molecular: 369.4
- Masa exacta/monoisotópica: 369.15762283
Estos valores corresponden a la composición neutral de base libre de la diacetilmorfina (heroína).
LogP y Características Estructurales
Métricas de partición computadas y experimentales registradas: - XLogP (calculado): 1.5 - Valor experimental/log Kow: 1.58
Descriptores estructurales/fisicoquímicos clave: - Conteo de donantes de enlace de hidrógeno (HBondDonorCount): 0 - Conteo de aceptores de enlace de hidrógeno (HBondAcceptorCount): 6 - Área superficial polar topológica (TPSA): 65.1 - Conteo de enlaces rotables (Rotatable Bond Count): 4 - Carga formal: 0 (base libre neutra) - Conteo definido de estereocentros atómicos: 5 (múltiples estereocentros definidos en el andamiaje morfinano)
Interpretación: lipofilicidad moderada combinada con limitada donación de enlaces de hidrógeno y TPSA moderada favorece una permeación rápida a través de membranas (especialmente en forma neutra) pero también permite una partición acuosa significativa cuando la amina terciaria está protonada.
Identificadores estructurales (SMILES, InChI)
- SMILES: CC(=O)O[C@H]1C=C[C@H]2[C@H]3CC4=C5[C@]2([C@H]1OC5=C(C=C4)OC(=O)C)CCN3C
- InChI: InChI=1S/C21H23NO5/c1-11(23)25-16-6-4-13-10-15-14-5-7-17(26-12(2)24)20-21(14,8-9-22(15)3)18(13)19(16)27-20/h4-7,14-15,17,20H,8-10H2,1-3H3/t14-,15+,17-,20-,21-/m0/s1
- InChIKey: GVGLGOZIDCSQPN-PVHGPHFFSA-N
(SMILES e InChI presentados aquí en texto plano para interoperabilidad con sistemas de quimioinformática.)
Identificadores y Sinónimos
Números de Registro y Códigos
- CAS: 25-16-6
- CAS relacionado para la sal hidrocloruro, indicado en documentación: 1502-95-0 (hidrocloruro)
- Número de Comunidad Europea (EC): 209-217-7
- UNII: 70D95007SX
- Código DEA: 9200 (indicando programación como sustancia controlada)
- ChEBI: CHEBI:27808
- ChEMBL: CHEMBL459324
- DrugBank: DB01452
Estos identificadores de registro se usan comúnmente para adquisiciones, trámites regulatorios y materiales de referencia analítica.
Sinónimos y Nombres Independientes de Marca
Sinónimos comunes y nombres sistemáticos incluyen: Heroína; Diacetilmorfina; Diamorfina; 3,6‑Diacetilmorfina; Acetomorfina; Morfina diacetato; O,O'‑Diacetilmorfina. Existen numerosos sinónimos callejeros y regionales, no listados aquí por brevedad; informes analíticos y materiales farmacopeicos referirán a los términos INN/BAN diamorfina o diacetilmorfina cuando corresponda.
Aplicaciones Industriales y Farmacéuticas
Rol como Principio Activo o Intermedio
La heroína es principalmente un principio activo opioide pro-fármaco de la morfina; actúa médicamente como un profármaco de inicio rápido (los grupos acetilo facilitan la penetración cerebral y son eliminados in vivo para generar metabolitos activos incluyendo 6-MAM y morfina). En muchas jurisdicciones, la heroína es una sustancia ilícita controlada; no obstante, en algunos sistemas sanitarios regulados (bajo el nombre de diamorfina) está aprobada para indicaciones hospitalarias como dolor agudo severo y paliativo, ciertos contextos de analgesia perioperatoria y programas de mantenimiento con opioides para dependencia resistente al tratamiento. La programación regulatoria y la legislación nacional controlan estrictamente cualquier uso médico legítimo.
Contextos de Formulación y Desarrollo
Presentaciones farmacéuticas reportadas históricamente incluyen polvo inyectable (sal hidrocloruro) para solución inyectable, jarabes y elixires (formulaciones históricas que combinan diamorfina con otros agentes) y estándares analíticos concentrados. Las consideraciones de formulación enfatizan la selección de la sal (por ejemplo, hidrocloruro de diamorfina) para lograr la solubilidad acuosa y estabilidad deseadas; la hidrólisis del éster en formulaciones acuosas es una vía degradativa importante y debe controlarse mediante pH de formulación, almacenamiento a baja temperatura y excipientes apropiados. Para métodos forenses y desarrollo analítico, se describen múltiples métodos LC-MS/MS y GC-MS para cuantificación y perfilado de heroína y sus impurezas y metabolitos característicos.
Si se requiere un resumen conciso de aplicación más allá de lo mencionado, tenga en cuenta que el acceso y uso están estrictamente restringidos por leyes nacionales y protocolos clínicos.
Especificaciones y Grados
Tipos Típicos de Grado (Farmacéutico, Analítico, Técnico)
Los grados comerciales reportados para diamorfina/heroína incluyen los grados BP, EP y USP. Las distinciones típicas de grado aplicables a principios activos de molécula pequeña generalmente incluyen: - Grado farmacéutico (farmacopeico): material adecuado para la fabricación de medicamentos sujeto a monografías farmacopéicas y límites estrictos de impurezas y microbiológicos. - Grado estándar analítico (referencia): materiales de referencia certificados de alta pureza para validación de métodos y análisis forense. - Grado técnico: material destinado a usos de investigación no farmacéuticos, forenses o industriales donde no se requiere cumplimiento farmacopéico.
Las cadenas explícitas de grado reportadas aquí son: BP, EP, USP.
Atributos Generales de Calidad (Descripción Cualitativa)
Los atributos de calidad relevantes incluyen: ensayo/potencia de la base libre o sal, control de residuos de solventes orgánicos de recristalización, control de impurezas familiares de morfina acetiladas y no acetiladas (p. ej., monoacetilmorfina, morfina, codeína, noscapina), control del contenido de agua/estado de hidratación (afectando la forma sólida y punto de fusión), y atributos de partículas/esterilidad para preparaciones parenterales. Debido a que la hidrólisis del éster es una vía principal de degradación, las especificaciones de vida útil típicamente abordan límites para niveles de impurezas 6-MAM y morfina con el tiempo. Los límites numéricos específicos de ensayo e impurezas son específicos del producto y proveedor y deben obtenerse del certificado de análisis correspondiente y la monografía farmacopeica.
Resumen de Seguridad y Manipulación
Perfil Toxicológico y Consideraciones de Exposición
La heroína es un profármaco mu-opioide potente con riesgo sustancial de toxicidad aguda, especialmente por exposición parenteral, inhalatoria o mucosal. Rangos reportados de concentración tóxica y letal en humanos incluyen "Concentración tóxica de heroína en sangre: 10–100 µg·dL^-1; Concentración letal de heroína en sangre: >400 µg·dL^-1" (unidades reportadas en material fuente). Las dosis letales observadas son variables; una entrada histórica indica "la dosis letal está entre 1/6 y 2 granos" y se han observado muertes individuales con dosis tan bajas como \(10\,\mathrm{mg}\) en algunos contextos. Valores de toxicidad en animales incluyen LD50: ratón intracerebral \(137\,\mu\mathrm{g}\,\mathrm{kg}^{-1}\), ratón subcutáneo \(261.6\,\mathrm{mg}\,\mathrm{kg}^{-1}\), y ratón intravenoso \(21.8\,\mathrm{mg}\,\mathrm{kg}^{-1}\).
Los peligros agudos incluyen depresión del sistema nervioso central y respiratorio (que puede ser fatal), miosis, náuseas, sedación y en sobredosis edema pulmonar no cardiogénico. La exposición crónica y uso repetido producen tolerancia, dependencia y un síndrome característico de abstinencia; la exposición perinatal está asociada con síndrome de abstinencia neonatal y otros efectos adversos fetales/neonatales. La combustión o descomposición puede emitir óxidos de carbono y óxidos de nitrógeno; evitar la inhalación de los productos de combustión.
Tratamiento de emergencia: la resucitación y soporte de vía aérea/ventilación son primarios; los antagonistas de receptores opioides como la naloxona son antídotos y deben administrarse según indicación clínica.
Directrices de Almacenamiento y Manipulación
- Almacenar en recipientes herméticamente cerrados, en un lugar seco y bien ventilado; el material se describe como higroscópico en algunos informes y se recomienda almacenamiento con desecante.
- Minimizar la exposición al aire y humedad; la exposición prolongada puede causar decoloración y olor a acético consistente con hidrólisis/oxidación superficial.
- Controles de ingeniería: aplicar ventilación local por extracción para controlar polvo y generación de aerosoles. Evitar la formación de polvo; evitar la inhalación.
- Equipo de protección personal: guantes resistentes a químicos, protección ocular/facial (gafas de seguridad o pantalla facial) y ropa protectora según corresponda. Donde exista riesgo de exposición aérea, usar protección respiratoria evaluada por autoridad competente (ejemplos en informes: filtros de partículas N100/P3 o respiradores con aire suministrado).
- Derrames y liberaciones: evitar formación de polvo, evacuar y ventilar el área, usar protección respiratoria para limpieza, recoger material sin crear aerosoles y transferir a contenedores de desechos apropiados para disposición por contratistas autorizados en manejo de residuos peligrosos. Para disposición, la incineración en un incinerador químico con postcombustor y depurador es frecuentemente especificada por contratistas de residuos.
- Nota regulatoria: la heroína/diamorfina está controlada en muchas jurisdicciones; la manipulación, almacenamiento, transferencia y disposición deben cumplir con la legislación de sustancias controladas aplicable y controles institucionales. 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.
Para operaciones de laboratorio, clínicas o manufactureras que involucren heroína (diamorfina), es obligatorio el cumplimiento riguroso de las regulaciones para sustancias controladas, almacenamiento seguro, control estricto de inventarios y provisiones adecuadas de salud ocupacional.
