Tetrametilamonio
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Tetrametilamonio
Me4N + .png
Bolas-3D-de-tetrametilamonio.png
Tetrametilamonio-3D-vdW.png
Nombres
Nombre IUPAC preferido
N , N , N- trimetilmetanaminio [1]
Otros nombres
Tetrametilamonio [1]
Tetrametilazanio
Tetramina
Identificadores
Modelo 3D ( JSmol )
CHEBI
ChemSpider
UNII
  • EnChI = 1S / C4H12N / c1-5 (2,3) 4 / h1-4H3 / q + 1
    Clave: QEMXHQIAXOOASZ-UHFFFAOYSA-N
  • C [N +] (C) (C) C
Propiedades
C 4 H 12 N +
Masa molar74,14 g / mol
Compuestos relacionados
Isoelectrónico relacionado
neo-pentano
Salvo que se indique lo contrario, los datos se proporcionan para materiales en su estado estándar (a 25 ° C [77 ° F], 100 kPa).
Referencias de Infobox

El tetrametilamonio ( TMA ) o ( Me 4 N + ) es el catión de amonio cuaternario más simple , que consta de cuatro grupos metilo unidos a un átomo de nitrógeno central y es isoelectrónico con el neopentano . Tiene carga positiva y solo se puede aislar en asociación con un contraión . Las sales comunes incluyen cloruro de tetrametilamonio e hidróxido de tetrametilamonio . Las sales de tetrametilamonio se utilizan en síntesis química y se emplean ampliamente en la investigación farmacológica.

Nomenclatura común

En la literatura toxicológica, el tetrametilamonio (anión no especificado) de origen natural se denomina a menudo con el nombre de "tetramina". Desafortunadamente, este nombre no sistemático o "trivial" también se usa para otras entidades químicas, incluido un raticida tóxico ( tetrametilendisulfotetramina ). De manera similar, el acrónimo "TMA", que se usa con frecuencia para tetrametilamonio en la literatura farmacológica, también puede referirse al fármaco en investigación 3,4,5-trimetoxianfetamina , que, al ser un análogo estructural cercano de la mescalina , ha sido objeto de numerosos Publicaciones.

Ocurrencia

Se ha detectado o aislado TMA en varios organismos marinos, principalmente entre Cnidaria y Mollusca , en particular en algunas especies de Neptunea (comúnmente llamadas buccinos ) que son consumidas por humanos. [2] [3] También se ha encontrado en una planta, la Courbonia virgata africana (Cappariaceae). [4]

Preparación, reacciones, propiedades de la solución.

Me 4 N + forma cristales incoloros

Uno de los métodos más sencillos de preparar una sal simple que contiene el ion tetrametilamonio es mediante la reacción entre trimetilamina y un haluro de metilo :

Yo 3 N + Yo − I → Yo 4 N + I -

El TMA marcado con [ ^ { 14} C] se ha elaborado mediante este método. [5]

Aunque esta reacción es adecuada para los haluros comunes, las sales de tetrametilamonio con aniones más complejos pueden prepararse mediante reacciones de metátesis de sal , por ejemplo, el borohidruro de tetrametilamonio se ha obtenido a partir de hidróxido de tetrametilamonio como se muestra: [6]

Yo 4 N + [OH] - + Na + [BH 4 ] - → Yo 4 N + [BH 4 ] - + Na + + HO -

Aunque las sales de TMA poseen algunas de las propiedades catalíticas de transferencia de fase que son características de los compuestos de amonio cuaternario , tienden a comportarse de manera atípica debido a la hidrofilicidad relativamente alta del catión TMA. [7]

El catión TMA es hidrófilo . [8] El coeficiente de reparto octanol-agua del yoduro de TMA, P o-w , es1,2 × 10 −4 (o log P ≈ −3,92 ). [5]

En el catión TMA, los grupos metilo están dispuestos tetraédricamente alrededor del átomo de N central, como se desprende de los estudios cristalográficos de rayos X de varias de sus sales. [9] [10] A partir de medidas tomadas en modelos moleculares, se ha estimado que el diámetro del ión TMA es de ~ 0,6 nm; [11] A partir de mediciones físico-químicas más precisas, el radio iónico para TMA se da como 0,322 nm; También se registran varios parámetros termodinámicos para el ión TMA. [12] [13] El artículo de Aue et al. da una buena discusión de los métodos por los cuales se determinó el radio iónico. [12]

Farmacología

La literatura farmacológica sobre tetrametilamonio es extensa. [14] En general, TMA es un colinomimético cuyos efectos imitan la mayoría de los producidos por la acetilcolina exógena . [15]

Se han realizado experimentos farmacológicos con TMA usando una de sus sales, típicamente el cloruro, bromuro o yoduro, ya que no se esperaba que estos aniones interfirieran con las acciones del catión TMA. En la literatura farmacológica temprana, sin embargo, hay referencias al uso de " hidróxido de tetrametilamonio " o "hidrato de tetrametilamonio", que estaban destinadas a facilitar la comparación entre las dosis basadas en el peso de diferentes sales de TMA, [16] pero no involucraban la uso de hidróxido de tetrametilamonio, cuya fuerte basicidad habría sido incompatible con las condiciones fisiológicas. [2]

Anthoni y sus colaboradores han realizado una revisión exhaustiva de la farmacología de la MAT desde una perspectiva toxicológica, actualizada hasta 1989. [2] Por lo tanto, los efectos de TMA sobre los receptores ACh nicotínicos y muscarínicos primero estimulan y luego bloquean la neurotransmisión en los ganglios simpáticos y parasimpáticos, con despolarización . La TMA también actúa como agonista de los receptores muscarínicos en las terminaciones nerviosas posganglionares de los músculos lisos , el músculo cardíaco y las glándulas exocrinas . En el músculo esquelético , la MAT inicialmente causa fasciculaciones., luego parálisis, como resultado de la despolarización por estimulación de los receptores ACh nicotínicos.

Absorción; distribución; metabolismo; excreción (ADME)

Absorción: TMA se absorbe fácilmente en el tracto gastrointestinal. [2] Los estudios en el yeyuno de ratas indicaron que la absorción de TMA implicaba una combinación de difusión simple y transporte mediado por portadores, con casi el 100% de absorción que se producía en 60 a 90 minutos. En comparación, los iones de tetraetilamonio y tetrapropilamonio solo se absorbieron hasta un ~ 30%. [17]

Distribución: La administración intraperitoneal de yoduro de tetrametilamonio radiomarcado a ratones mostró que la TMA se distribuyó rápidamente a todas las partes del cuerpo, con concentraciones más altas en el riñón y el hígado. [5] Neef y sus colaboradores informaron resultados similares utilizando ratas. [18]

Metabolismo y excreción: la administración parenteral de yoduro de tetrametilamonio radiomarcado a ratas resultó en que casi toda la dosis se excretara en la orina, sin ninguna evidencia de transformación metabólica. [18]

Toxicología

La toxicología humana de TMA (bajo el nombre de "tetramina") se ha estudiado principalmente en el contexto de envenenamiento accidental después de la ingestión de especies de Neptunea . [2] Los síntomas incluyen los siguientes: náuseas, vómitos, dolor de cabeza, vértigo / mareos, alteración de la visión / ceguera temporal, diplopía , fotofobia , falta de equilibrio, sensación de intoxicación y urticaria . Estos síntomas aparecen dentro de los 30 minutos, pero la recuperación generalmente se completa después de unas pocas horas. Solo se ha registrado un relato de muerte humana después de la ingestión de TMA (de la planta Courbonia virgata ). [4]Aunque muchos de estos síntomas pueden explicarse sobre la base del deterioro de la neurotransmisión en el sistema nervioso autónomo , también parece haber distintas indicaciones de afectos centrales. [2]

En estudios con animales, la administración parenteral de extractos de Neptunea que contienen TMA a ratones, gatos y peces muestra principalmente efectos que afectan a los músculos esqueléticos: hay fasciculaciones musculares , convulsiones, pérdida del equilibrio, parálisis motora y, en última instancia, cese de la respiración. [2]

La dosis oral letal de MAT para humanos se ha estimado en 3 a 4 mg / kg. [2] [4] La dosis letal para ratas se estimó en ~ 45-50 mg / kg, por vía oral, y ~ 15 mg / kg, ip [19]

Toxicidad aguda

LD 50 para el cloruro de TMA: 25 mg / kg (ratón, ip); 40 mg / kg (ratón, sc). CL 50 para cloruro de TMA: 462 mg / L durante 96 horas. (Pececillo de cabeza gorda , Pimephales promelas ).[20] [21]

Ver también

  • Tetraetilamonio

Referencias

  1. ^ a b Nomenclatura de la química orgánica: Recomendaciones de la IUPAC y nombres preferidos 2013 (Libro azul) . Cambridge: La Real Sociedad de Química . 2014. p. 1086. doi : 10.1039 / 9781849733069-FP001 . ISBN 978-0-85404-182-4.
  2. ^ a b c d e f g h Anthoni, U .; Bohlin, L .; Larsen, C .; Nielsen, P .; Nielsen, NH; Christophersen, C. (1989). "Tetramina: presencia en organismos marinos y farmacología". Toxicon . 27 : 707–716. doi : 10.1016 / 0041-0101 (89) 90037-8 .
  3. ^ Dolan, LC; Matulka, RA; Burdock, GA (2010). "Toxinas alimentarias naturales" . Toxinas (Basilea) . 2 : 2289–2332. doi : 10,3390 / toxins2092289 . PMC 3153292 . PMID 22069686 .  
  4. ↑ a b c Henry, AJ (1948). "El principio tóxico de Courbonia virgata : su aislamiento e identificación como sal de tetrametilamonio" . Br. J. Pharmacol. Chemother . 3 : 187-188. doi : 10.1111 / j.1476-5381.1948.tb00373.x . PMC 1509833 . PMID 18883998 .  
  5. ↑ a b c Tsubaki, H .; Nakajima, E .; Komai, T .; Shindo, H. (1986). "La relación entre estructura y distribución de iones de amonio cuaternario en ratones y ratas. Tetraalquilamonio simple y una serie de iones de trimetilfenilamonio sustituidos en m" . J. Pharmacobio-Dyn . 9 : 737–746. doi : 10.1248 / bpb1978.9.737 .
  6. ^ Banús, MD; Bragdon, RW; Gibb, TRP (1952). "Preparación de borohidruros de amonio cuaternario a partir de borohidruros de sodio y litio". Mermelada. Chem. Soc . 74 : 2346–2348. doi : 10.1021 / ja01129a048 .
  7. ↑ Fedorynski, M .; Ziolkowska, W .; Jonczyk, A. (1993). "Sales de tetrametilamonio: catalizadores altamente selectivos para la preparación de gem-diclorociclopropanos a partir de alquenos electrofílicos y cloroformo en condiciones de catálisis de transferencia de fase". J. Org. Chem . 58 : 6120–6121. doi : 10.1021 / jo00074a047 .
  8. ^ Koga, Y .; Westh, P .; Nishikawa, K .; Subramanian, S. (2011). "¿Es un grupo metilo siempre hidrofóbico? Hidrofilicidad del N-óxido de trimetilamina, tetrametilurea e ion tetrametilamonio". J. Phys. Chem. B . 115 : 2995–3002. doi : 10.1021 / jp108347b .
  9. ^ McLean, WJ; Jeffrey, GA (1967). "Estructura cristalina del fluoruro de tetrametilamonio tetrahidratado". J. Chem. Phys . 47 : 414–417. doi : 10.1063 / 1.1711910 .
  10. ^ McCullough, JD (1964). "La estructura cristalina del perclorato de tetrametilamonio" . Acta Crystallogr . 17 : 1067–1070. doi : 10.1107 / s0365110x64002687 .
  11. ^ McCleskey, EW; Almers, W. (1985). "El canal de Ca en el músculo esquelético es un poro grande" . Proc. Natl. Acad. Sci. USA . 82 : 7149–7153. doi : 10.1073 / pnas.82.20.7149 . PMC 391328 . PMID 2413461 .  
  12. ^ a b Aue, DH; Webb, HM; Bowers, MT (1976). "Un análisis termodinámico de los efectos de solvatación sobre las basicidades de las alquilaminas. Un análisis electrostático de los efectos de los sustituyentes". Mermelada. Chem. Soc . 98 : 318–329. doi : 10.1021 / ja00418a002 .
  13. ↑ Palomo, J .; Pintauro, PN (2003). "Absorción competitiva de amonio cuaternario y cationes de metales alcalinos en una membrana de intercambio catiónico Nafion". J. Membrane Sci . 215 : 103-114. doi : 10.1016 / s0376-7388 (02) 00606-3 .
  14. ^ Más de 1300 citas en PubMed, a partir de octubre de 2012.
  15. ^ Farmacología del taladro en medicina, 4ª Ed. (1971), JR DiPalma, Ed., Pág. McGraw-Hill, Nueva Jersey.
  16. ^ Burn, JH; Dale, HH (1915). "La acción de ciertas bases de amonio cuaternario". J. Pharmacol. Exp. Ther . 6 : 417–438.
  17. ^ Tsubaki, H .; Komai, T. (1986). "Absorción intestinal de tetrametilamonio y sus derivados en ratas" . J. Pharmacobio-Dyn . 9 : 747–754. doi : 10.1248 / bpb1978.9.747 .
  18. ↑ a b Neef, C .; Oosting, R .; Meijer, DK F (1984). "Relación estructura-farmacocinética de compuestos de amonio cuaternario". Arco de Naunyn-Schmiedebergs. Pharmakol . 328 : 103-110. doi : 10.1007 / bf00512058 .
  19. ^ Anthoni, U .; Bohlin, L .; Larsen, C .; Nielsen, P .; Nielsen, NH; Christophersen, C. (1989). "La toxina tetramina del buccino" comestible " Neptunea antiqua ". Toxicon . 27 : 717–723. doi : 10.1016 / 0041-0101 (89) 90038-x .
  20. ^ RJ Lewis (Ed.) (2004), Propiedades peligrosas de los materiales industriales de Sax, 11ª Ed. pag. 3409, Wiley-Interscience, Wiley & Sons, Inc., Hoboken, Nueva Jersey.
  21. ^ http://toxnet.nlm.nih.gov/cgi-bin/sis/search/a?dbs+hsdb:@term+@DOCNO+7987
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