Antiacidi - Dipartimento di Scienze Chimiche

Farmaci antiacidi
Queste slides riportano materiale gentilmente concesso
dal Dr. Valerio Di Marco- Dip. Scienze Chimiche – Univ. Padova
Composti più comuni utilizzati nei farmaci antiacidi:
bicarbonato di sodio, anfolita. Si usava come tale (sapore orribile...) e oggi
si usa in miscela con altri componenti acido/base ed eccipienti (per es. nel
digestivo Brioschi).
carbonato di calcio, base debole. Nel digestivo Antonetto è usato assieme
alla glicina (anfolita).
citrato di sodio (citrosodina), base debole.
idrossido di alluminio (maalox), anfolita
Al(OH)3 può formare Al(OH)4– oppure Al(OH)2+
idrossido di magnesio (maalox), anfolita
Mg(OH)2 può formare Mg(OH)3– oppure Mg(OH)+
(nel maalox, “ma” sta per magnesio, “al” per alluminio, e “ox” per idrossido. I
due idrossidi potrebbero essere usati da soli, ma in miscela ci sono meno
problemi intestinali)
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Farmaci antiacidi
La base debole, oppure l’anfolita, reagisce quantitativamente con l’acido
cloridrico presente nello stomaco (reazione tutta spostata a destra, essendo
reazione tra acido e base):
citrato:
Cit3− + HCl →
HCit2– + Cl−
e poi le altre due protonazioni, con formazione di H2Cit– e H3Cit
carbonato:
CO32− + HCl →
HCO3– + Cl−
e poi l’altra protonazione, con formazione di CO2
bicarbonato:
HCO3− + HCl →
idrossido di magnesio:
CO2(aq) + H2O + Cl−
Mg(OH)2 + HCl →
Mg(OH)+ + H2O + Cl−
e poi l’altra protonazione, con formazione di Mg2+
idrossido di alluminio:
Al(OH)3 + HCl →
Al(OH)2+ + H2O + Cl−
e poi le altre due protonazioni, con formazione di Al(OH)2+ e Al3+
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Farmaci antiacidi
Il dosaggio del farmaco è calcolato in maniera tale da generare nello
stomaco un tampone avente pH debolmente acido (< 6)
Il pH tamponato fa sì che eventuale altra acidità prodotta dallo stomaco non
vada immediatamente a riabbassare il pH, ma lo faccia solo dopo un po’ di
tempo (e nel frattempo il processo di digestione viene completato)
Apriamo una parentesi sui tamponi di acidi/basi poliprotici (avevamo visto
solo i monoprotici). In generale:
Le soluzioni tampone per un acido/base poliprotico HnA si ottengono
mescolando assieme delle coppie Hm+1A + HmA
Per esempio, per un acido/base diprotico, si ottengono dei buoni tamponi
mescolando assieme H2A + HA, oppure HA + A
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Farmaci antiacidi
Per un acido/base triprotico, si ottengono dei buoni tamponi mescolando
assieme H3A + H2A, oppure H2A + HA, oppure HA + A
Il pH di queste soluzioni tampone può essere stimato con l’equazione di
Henderson. In tale equazione, la Ka da utilizzare va scelta in relazione a
quale coppia acido-base forma il tampone.
Ad esempio, se l’acido/base è diprotico e la miscela è tra H2A ed HA, va
scelta la Ka che collega tali forme, dunque Ka1. L’equazione da usare è
quindi:
[
]
C 0 H2A
H 3O ≈ K a1 0
C HA
+
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Farmaci antiacidi
Se, con un acido/base diprotico, la miscela è tra HA ed A, va invece scelta
la Ka2, che è quella che relaziona HA ed A. L’equazione da usare è quindi:
[H O ] ≈ K
+
3
a2
C 0 HA
C 0A
Ancora un esempio; se l’acido/base è triprotico (H3A) e la miscela è tra
H2A ed HA, va scelta la Ka2 che relaziona tali forme. L’equazione da usare
è quindi:
[H O ] ≈ K
C 0 H 2A
+
3
a2
C 0 HA
eccetera...
N.B. si usa il simbolo “≈” perché Henderson vale con le usuali
approssimazioni viste per il monoprotico, ed in più ci sono altre
approssimazioni specifiche per i poliprotici (che non vedremo)
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Farmaci antiacidi
Alcuni calcoli
Calcoliamo il pH dello stomaco dopo trattamento con farmaco antiacido, e
verifichiamo che sia effetivamente attorno al valore 6.
Vediamo cioè se le case farmaceutiche hanno dato dei dosaggi ragionevoli
di assunzione del farmaco antiacido.
Primo calcolo. Supponiamo che nello stomaco ci siano 1.5 L di HCl 0.01
M, e che siano ingerite 2 compresse di digestivo Antonetto. Calcolare il
pH dopo assunzione del farmaco.
Per risolvere il problema è necessario anche sapere che una compressa di
digestivo Antonetto contiene 0.42 g di carbonato di calcio (sono raccomandate da
1 a 3 compresse per volta), e che la MM del carbonato di calcio è 100 g mol-1. Si
devono anche sapere le Ka della CO2(aq) .
Calcoliamo le moli.
Nello stomaco ci sono 0.015 moli di HCl.
In 2 compresse di Antonetto ci sono 0.84 g di carbonato di calcio (PM =
100), quindi = 0.0084 moli di CO32−
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Farmaci antiacidi
La base debole, quando arriva nello stomaco, reagisce completamente con
l’acido forte:
CO32− + HCl →
HCO3– + Cl−
Mettendo a reagire 0.0084 moli di CO32− e 0.015 moli di HCl, si producono
0.0084 moli di HCO3– e restano 0.0066 moli di HCl
HCO3− + HCl →
CO2(aq) + H2O + Cl−
Le 0.0084 moli di HCO3− e le 0.0066 moli di HCl ottenute reagiscono
completamente tra loro. Si producono 0.0066 moli di CO2(aq) e restano
0.0018 moli di HCO3–
Quindi c’è da calcolare il pH di una miscela di CO2(aq) e HCO3– (caso H2A +
HA). Ricordando che per CO2(aq) Ka1 = 4.47∙10–7 ed usando l’equazione di
Henderson su Ka1:
[
]
0
C
[CO 2 ]
H A
−6
H 3O + ≈ K a1 0 2 ≈ K a1
≈
1.634
×
10
M
−
C HA
[HCO 3 ]
si ricava pH ≈ 5.79
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Farmaci antiacidi
Altro calcolo. Supponiamo che nello stomaco ci siano 1.5 L di HCl 0.01
M, e che siano ingerite 2 bustine di Citrosodina. Calcolare il pH dopo
assunzione del farmaco
per risolvere il problema è necessario anche sapere che una bustina di
Citrosodina contiene 1.7 g di citrato di sodio (sono raccomandate da 3 a 4
bustine al giorno), e che la MM del citrato di sodio è 258 g mol−1. Si devono
anche sapere le Ka dell’acido citrico (Ka1 = 7.44∙10–4, Ka2 = 1.73∙10–5, Ka3 =
4.02∙10–7).
Calcoliamo le moli.
Nello stomaco ci sono 0.015 moli di HCl.
In 2 bustine di Citrosodina ci sono 3.4 g di citrato di sodio (PM = 258),
quindi = 0.013 moli di Cit3−
La base debole, quando arriva nello stomaco, reagisce completamente con
l’acido forte:
Cit3− + HCl →
HCit2– + Cl−
Mettendo a reagire 0.013 moli di Cit3− e 0.015 moli di HCl, si producono
0.013 moli di HCit2– e restano 0.002 moli di HCl
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Farmaci antiacidi
HCit2− + HCl →
H2Cit– + Cl−
Le 0.013 moli di HCit2− e le 0.002 moli di HCl ottenute reagiscono
completamente tra loro. Si producono 0.002 moli di H2Cit− e restano 0.011
moli di HCit2−
Quindi c’è da calcolare il pH di una miscela di H2Cit− e HCit2− (caso H2A + HA
in un triprotico). Si deve usare l’equazione di Henderson su Ka2
Sapendo che per H3Cit Ka2 = 1.73∙10–5 ed usando l’equazione di
Henderson su Ka2:
[
]
C0 H2A
C 0 H 2Cit −
H 3O ≈ K a2 0 ≈ K a2 0
= 3.145 × 10 −6 M
C HA
C HCit 2−
+
si ricava pH ≈ 5.50
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