Evaluación de biguanidas como catalizadores en la ruptura de un sustrato modelo de ARN (2-hidroxipropil p-nitrofenil fosfato) en mezclas de DMSO-agua

Abstract

En el presente trabajo se realizó un estudio cinético de la reacción de transesterificación de un sustrato modelo de ARN, 2-hidroxipropil p-nitrofenilfosfato (HpNPP). Los experimentos realizados se llevaron a cabo en mezclas de dimetilsulfóxido (DMSO) con agua en diferentes proporciones volumen/volumen (desde un 50% hasta un 80% de DMSO) a una temperatura de 37°C en presencia de los amortiguadores de biguanidas [Metformina, Moroxidina, 1-(o-tolil) biguanida (TBGu)]. En cada una de las mezclas analizadas se pudo observar que el valor de pKw crece conforme aumenta el porcentaje de DMSO. El efecto del disolvente tuvo una correlación con su fracción molar, con la ecuación: pKw = 11.42 (0.17) XDMSO + 13.05 (0.06). En el caso de los valores de pKa de las biguanidas estudiadas no muestran mucha variación en los porcentajes estudiados, los valores encontrados fueron: 13.8, 13.2 y 10.4 para metformina, moroxidina y TBGu, respectivamente. En los estudios se encontró que la catálisis básica específica (por iones hidróxido) varió desde 0.09 a 0.6 M-1 s-1 de 10 a 80% de DMSO. Además, se encontró correlación con el valor de pKw con la siguiente ecuación: logkOH = 0.18(0.01) pKw – 3.54(0.10). Para conocer la actividad catalítica se hicieron perfiles de concentración, en donde se encontró que todas las bases usadas catalizan la reacción. Sin embargo, el resultado encontrado en los perfiles de neutralización fue que en todos los casos se tiene una contribución de más de una ruta: la catálisis básica general (por las biguanidas) y la catálisis básica específica (por iones hidróxido). La ley de rapidez obtenida fue: kobs = kB[B] + kOH[OH-] + k0; en 80% de DMSO los valores de kB fueron 4.75×10-4, 4.02×10-4 y 3.70×10-3 M-1s-1. La ley de rapidez, indica un mecanismo con la participación de la forma básica en la ruptura. Además, se encontró una correlación con fuerza de los catalizadores con la siguiente ecuación: log kB = 0.41(0.04) pKa–8.82(0.43). Del presente trabajo se resalta que por primera vez se informa la catálisis con este tipo de sistemas en ésteres de fosfato. Esto puede tener múltiples aplicaciones en el entendimiento de mecanismos de acción de los fármacos derivados de biguanidas con lo que podría ampliarse su aplicación.