Propiedades Físicas y Químicas del Picrotoxino (124-87-8)
Picrotoxino
Mezcla de dilactonas sesquiterpénicas derivadas de plantas, usada principalmente como reactivo de investigación y estándar de referencia para neurofarmacología y estudios de receptores GABA-A.
| Número CAS | 124-87-8 |
| Familia | Dilactonas sesquiterpénicas |
| Forma Típica | Polvo microcristalino o cristales prismáticos |
| Grados Comunes | BP, EP, USP |
El picrotoxino es un complejo molecular derivado naturalmente de sesquiterpenos que comprende dos componentes dilactónicos (picrotoxinin y picrotin) en una asociación aproximadamente 1:1. Estructuralmente se describe mejor como un compuesto molecular neutro no nitrogenado formado por dos marcos bicicíclicos/dilactónicos altamente oxigenados; la fórmula molecular combinada se reporta como C15H18O7·C15H16O6 (frecuentemente escrito como C30H34O13 para el complejo 1:1). El compuesto presenta múltiples centros estereogénicos y varios anillos fusionados de éter y lactona que crean una arquitectura policíclica compacta y rígida con flexibilidad conformacional limitada (número de unidades enlazadas covalentemente = 2; número de enlaces rotables = 2).
Electrónicamente, el picrotoxino es altamente polar para un terpenoide: posee múltiples átomos de oxígeno carbonilo y éter que le confieren gran capacidad de aceptación de enlaces de hidrógeno y un número moderado de donadores. El área superficial polar topológica (TPSA) calculada es de 191 \(\text{Å}^2\) y el recuento de aceptores de enlace de hidrógeno es 13 con 3 donadores, consistente con baja partición en membranas y afinidad acuosa relativamente alta para un producto natural terpénico. El coeficiente de partición octanol-agua (logP) reportado es \(-2.229\), lo que indica hidrofilicidad neta bajo condiciones neutras. El picrotoxino es una molécula neutra, no básica, no ácida en medios acuosos estándar (una solución acuosa saturada se reporta como neutra al tornasol) y no es un pequeño ionizable en el rango fisiológico de pH.
Funcionalmente, el picrotoxino es un potente convulsivante activo en el sistema nervioso central (SNC) que actúa como antagonista no competitivo de los canales de cloruro regulados por el receptor GABA\(_A\). Históricamente se ha utilizado como herramienta de investigación y ha tenido un uso medicinal limitado y mayormente descontinuado como estimulante respiratorio y antídoto para intoxicación por barbitúricos debido a su estrecho índice terapéutico. Los grados comerciales comunes reportados para esta sustancia incluyen: BP, EP, USP.
Propiedades Fisicoquímicas Básicas
Densidad y Forma en Estado Sólido
El material puro se describe como cristales prismáticos incoloros, brillantes o polvo microcristalino blanco a casi blanco y ocasionalmente como hojuelas romboides brillantes. El estado sólido consiste en el complejo molecular 1:1 de picrotoxinin y picrotin; los registros indican un recuento de unidades enlazadas covalentemente de 2, consistente con un complejo molecular más que un monómero de pequeña molécula. No se proporciona un valor absoluto de densidad en estado sólido en los datos disponibles.
Punto de Fusión
Los puntos de fusión experimentales reportados son: 397 \(^\circ\)F (EPA, 1998); 203.5; y 203 \(^\circ\)C. No se suministra una incertidumbre consensuada única más allá de estos valores.
Solubilidad y Comportamiento de Disolución
Observaciones experimentales de solubilidad reportadas incluyen: - "1 g en 350 ml de agua" - "1 g en 5 ml de agua hirviendo (aprox.)" - "1 g en 13.5 ml de etanol 95%" - "1 g en 3 ml de alcohol hirviendo (aprox.)" Está presente una entrada numérica adicional "4100" en los datos originales sin unidades explícitas. La interpretación práctica de estos valores indica solubilidad moderada en agua fría, aumento considerable en agua caliente y alcohol caliente, y solubilidad apreciable en etanol de alta concentración. Una solución acuosa saturada se reporta como neutra al tornasol, consistente con un compuesto neutro no ionizable.
Propiedades Químicas
Comportamiento Ácido-Base y pKa Cualitativo
El picrotoxino es un compuesto neutro no nitrogenado; una solución acuosa saturada es neutra al tornasol. No hay valores experimentales establecidos de \(\mathrm{p}K_a\) disponibles en los datos actuales.
Reactividad y Estabilidad
El picrotoxino se describe como estable al aire pero afectado por la luz; se recomienda protección lumínica para almacenamiento. Puede reaccionar con agentes oxidantes o reductores fuertes. La descomposición térmica produce humo y vapores acre. Químicamente, el picrotoxino puede considerarse como un par de estructuras dilactónicas (picrotoxinin y picrotin); los dos componentes tienen diferente actividad (el picrotoxinin es el principal convulsivante activo mientras que el picrotin es mayormente inactivo). La presencia de múltiples funcionalidades lactónicas y éter implica susceptibilidad a hidrólisis bajo condiciones de ácido o base fuertes y posible sensibilidad a degradaciones nucleofílicas o reductivas en centros carbonílicos lábiles; sin embargo, no se proporcionan datos cinéticos ni velocidades cuantitativas de hidrólisis en la presente información.
Parámetros Moleculares
Peso Molecular y Fórmula
- Fórmula molecular combinada (reportada): C15H18O7·C15H16O6
- También reportada como: C30H34O13
- Peso molecular calculado: 602.6 (valor reportado)
La masa exacta/monoisotópica combinada se da como 602.19994113.
LogP y Características Estructurales
- LogP reportado: \(-2.229\)
El logP negativo corresponde a baja partición en octanol y respalda la alta área superficial polar y elevada capacidad de formación de enlaces de hidrógeno (aceptores de enlace H = 13; donadores de enlace H = 3; TPSA = 191 \(\text{Å}^2\)). Estructuralmente, la molécula contiene múltiples anillos lactónicos fusionados y puentes éter que generan un andamiaje rígido tridimensional con escasos enlaces rotables (recuento de enlaces rotables = 2) y varios centros estereogénicos definidos (recuento definido de centros estereogénicos = 11). Estas características reducen la flexibilidad conformacional e influyen en las interacciones de unión en el canal de cloruro del receptor GABA.
Identificadores Estructurales (SMILES, InChI)
- SMILES: CC(=C)[C@@H]1C2[C@@H]3[C@@]4(C@(CC5[C@]4(O5)C(=O)O3)O)C.C[C@@]12[C@H]3C4C@HC(C)(C)O
- InChI: InChI=1S/C15H18O7.C15H16O6/c1-12(2,18)6-7-10(16)20-8(6)9-13(3)14(7,19)4-5-15(13,22-5)11(17)21-9;1-5(2)7-8-11(16)19-9(7)10-13(3)14(8,18)4-6-15(13,21-6)12(17)20-10/h5-9,18-19H,4H2,1-3H3;6-10,18H,1,4H2,2-3H3/t5-,6+,7?,8?,9-,13-,14-,15+;6?,7-,8?,9?,10+,13+,14+,15-/m10/s1
- InChIKey: VJKUPQSHOVKBCO-ZTYBEOBUSA-N
Todos los identificadores estructurales anteriores se presentan tal cual fueron suministrados y reflejan el ensamblaje covalente de dos componentes típico de las muestras de picrotoxino.
Identificadores y Sinónimos
Números de Registro y Códigos
- Número CAS: 124-87-8
- Número Comunidad Europea (CE): 204-716-6
- Número ONU (listado en algunos resúmenes de transporte): 3462 (COCCULUS)
- ID DrugBank (reportado): DB00466
- InChIKey: VJKUPQSHOVKBCO-ZTYBEOBUSA-N
Estos identificadores se reportan para referencia cruzada y seguimiento de muestras.
Sinónimos y Nombres Independientes de Marca
Sinónimos y nombres comunes reportados incluyen: - Picrotoxino - Cocculina - Cocculus - Picrotoxinin–picrotin (1:1) - Picrotoxinin - Picrotin - Picrotoxina - Picrotox
(La lista anterior refleja nombres comúnmente utilizados que aparecen en anotaciones de proveedores y reguladores.)
Aplicaciones Industriales y Farmacéuticas
Función como Principio Activo o Intermedio
La picrotoxina es principalmente un convulsivante bioactivo que actúa como antagonista no competitivo en los canales de cloruro del receptor GABA\(_A\). Sus funciones principales en la práctica son como herramienta farmacológica para la investigación en neurociencia (para sondear la conductancia inhibitoria de cloruro y la señalización gabaérgica) y, históricamente, como agente medicinal empleado como estimulante del sistema nervioso central y como antídoto en intoxicaciones por barbitúricos. Su uso clínico ha disminuido debido a su alta toxicidad y estrecho margen terapéutico; no se considera un agente terapéutico de uso generalizado.
Contextos de Formulación y Desarrollo
En contextos de formulación, la picrotoxina se ha manejado como un material cristalino puro o como mezclas de productos naturales extraídos (extractos de semillas/bayas). Dada su potencia y toxicidad, las formulaciones para uso en investigación o veterinario enfatizan una dosificación precisa y contención; no se proporcionan datos específicos sobre compatibilidad con excipientes, formas de administración ni parámetros de formulación validados en el contexto actual. No se suministran especificaciones concisas de fabricación industrial más allá de que el compuesto se deriva por extracción de semillas de Anamirta paniculata (Cocculus indicus/fishberries) o fuentes naturales relacionadas.
Especificaciones y Grados
Tipos Típicos de Grado (Farmacéutico, Analítico, Técnico)
Los grados comerciales comunes informados para la picrotoxina incluyen: BP, EP, USP. Estas etiquetas de grado indican que se referencian especificaciones de calidad analítica y farmacopeica en algunas cadenas de suministro. Las categorías típicas de grado encontradas en la práctica para esta clase de sustancias son farmacéuticas (farmacopeicas), analíticas/reactivos y técnicas/material de investigación.
Atributos Generales de Calidad (Descripción Cualitativa)
Los atributos clave de calidad relevantes para la adquisición y control de calidad incluyen: - Identidad y pureza (confirmación de la relación picrotoxinin:picrotina y ausencia de otros alcaloides derivados de semillas). - Forma física (láminas cristalinas o polvo microcristalino) y densidad aparente/tamaño de partícula asociado para manejo. - Estabilidad frente a la luz y al calor (el producto es fotosensible y se descompone con calentamiento fuerte). - Contenido residual de solventes cuando se proporciona a partir de procesos de extracción. No se proporcionan en el contexto actual límites específicos de ensayo, umbrales de impurezas ni valores del certificado de análisis; estos deben obtenerse de la documentación del proveedor para cualquier adquisición o uso regulatorio.
Resumen de Seguridad y Manipulación
Perfil Toxicológico y Consideraciones de Exposición
La picrotoxina es altamente tóxica. Los efectos agudos reportados incluyen estimulación del sistema nervioso central con potencial para convulsiones severas; una dosis de \(20\,\mathrm{mg}\) puede producir síntomas de intoxicación grave, y se ha reportado una dosis letal humana aproximadamente de \(1.5\,\mathrm{mg}\,\mathrm{kg}^{-1}\) en un contexto específico. Los signos clínicos de la exposición aguda pueden incluir cefalea, salivación, sudoración, midriasis, alteración visual, rigidez muscular, hiperactividad, delirium, alucinaciones, náuseas, vómitos, dificultad respiratoria, edema pulmonar, convulsiones y coma. Debido a su acción convulsivante, el uso de picrotoxina está contraindicado cuando existen medidas de soporte alternativas; no debe administrarse donde la terapia con estimulantes pueda ser peligrosa. El material también es altamente tóxico para la vida acuática (notablemente peces).
Los controles ocupacionales y las medidas de protección personal deben asumir alta toxicidad aguda: evitar ingestión, inhalación y contacto dérmico; usar controles de ingeniería adecuados (extractores locales, contención) y equipo de protección personal (EPP) adecuado incluyendo guantes, protección ocular/facial y, para respuesta de emergencia, protección respiratoria (aire suministrado o equipo de presión positiva) y trajes totalmente encapsulantes según lo requiera el escenario de exposición.
Guías de Almacenamiento y Manipulación
- Almacenar protegido de la luz y en envases bien cerrados para minimizar la degradación.
- Controlar el acceso y mantener procedimientos rigurosos para el pesaje, transferencia y manejo de residuos para evitar exposiciones accidentales o liberaciones ambientales.
- Las derrames deben aislarse, evacuar al personal según corresponda y descontaminarse usando materiales absorbentes y el EPP adecuado; los materiales contaminados deben recogerse para su eliminación conforme a la normativa aplicable de residuos peligrosos.
- Al calentarse o descomponerse, el material emite vapores acre; evitar la exposición a productos de descomposición. Para información detallada sobre peligros, transporte y normativa, los usuarios deben consultar la Hoja de Datos de Seguridad (SDS) específica del producto y la legislación local.
