Facultad de Ciencias Exactas y Naturales Programa Analítico

Facultad de Ciencias
Exactas y Naturales
Programa Analítico
ASIGNATURA:
PLAN DE ESTUDIOS:
ANO ACADEMICO:
CARRERA/S:
PROFESOR A CARGO:
Otros docentes:
CUATRIMESTRE:
Química Farmacéutica
2012 y Planes de Transición 2008
2014
Farmacia
Jorge Luis Martiarena
Primer Cuatrimestre
1. OBJETIVOS:
 Introducir al alumno en las principales nociones de la Química Medicinal y su
evolución desde el uso irracional de las drogas en Egipto, China y Roma hasta el
presente.
 Analizar las primeras escuelas de Química Orgánica y Farmacología del siglo XIX en
Europa sin dejar de mencionar la edición de las primeras farmacopeas de la Edad
Media. La escuela de Hansch y Hammett en la mitad del siglo XX como aproximación
racional al diseño de fármacos.
 Utilizar los conocimientos de Química Orgánica para identificar los diferentes grupos
farmacológicos desde la nomenclatura IUPAC.

Desarrollar el concepto de estructura-actividad de los diferentes grupos
farmacológicos como antibióticos, antineoplásicos, drogas colinérgicas, adrenérgicos,
etc.

Introducir al alumno en el concepto de QSAR y Modelado Molecular como
herramientas modernas del diseño de drogas.
* Introducir al alumno en Bioinformática básica, análisis de bases de datos del National
Center
of
Biotechnology
Information
(NCBI)
y
conceptos
de
biomarcadores.relacionados al metabolismo de drogas considerando isoenzimas de
CYT P450 con actividad parcial o total.
2. Contenidos:
a. Contenidos Mínimos:
Diseño de fármacos. Investigación y desarrollo de productos farmacéuticos. Propiedades
fisicoquímicas, electrónicas y termodinámicas en el estudio de las drogas y medicamentos.
Esquemas de síntesis. Síntesis combinatorial. Librerías combinatoriales químicas. Prodrogas.
Requerimientos estructurales de los diferentes grupos farmacológicos. Nombre químico, nombres
genéricos y marcas comerciales. Nociones de modelado molecular. Bioinformática. Introducción al
NCBI, Swiss Model y Protein Data Bank.
b. Contenidos Básicos:
Unidad 1:
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Definición de Química Medicinal. Antecedentes históricos. Primeras farmacopeas. Edad Moderna:
Claude Bernard. Concepto llave - cerradura. La Química Medicinal como ciencia multidisciplinaria.
Primeros químicos medicinales: escuela de Jonhatan Pereira.
Unidad 2:
Drogas mejores y seguras. Definición de prototipo o líder. Obtención de prototipos a partir de
diversas fuentes: principios bioquímicos, estudios de plantas medicinales, compuestos químicos no
patentados, etc.
Unidad 3:
Definición de análogo. Concepto de analogía estructural. Métodos clásicos de obtención de
análogos: Bioisosterismo y anillos bioequivalentes, gráficos de Craig, Árbol de decisión de Topliss,
análisis de grupos (clusters) de Hansch, simplificación molecular ej: morfina y análogos de estructura
abierta como narcoanalgésicos y antidiarreicos. Etorfinas.
Unidad 4:
Concepto de descriptores termodinámicos o también llamados parámetros estructurales. Π de
Hansch, σ de Hammett, factor estérico de Taft, paracoro, etc. Propiedades aditivas y constitutivas de
los descriptores termodinámicos. Log P: cálculo teórico y experimental. Fenómeno parabólico de
Hansch. Cálculo de la solubilidad acuosa molar de una droga relacionando log P y punto de fusión.
Unidad 5:
Drogas antiH1 o compuestos antihistamínicas. Agonistas y antagonistas al receptor H1 de histamina.
Clasificación: drogas derivadas del grupo de la etanolamina, etilendiamina, propilamina. Derivados de
piperazina con baja penetración en el SNC. Modificaciones estructurales y su relación con drogas
antipsicóticas y antidepresivas. Ejemplos de nomenclatura química de acuerdo a las reglas de la
IUPAC.
Unidad 6:
Agonistas y antagonistas al receptor H2 de histamina. Estructura química de drogas antiH2 o
fármacos antiulcerosos. Antiulcerosos de primera y segunda generación. Anillos heterocíclicos
bioequivalentes. Nomenclatura química de fármacos de acuerdo a las reglas de la IUPAC.
Unidad 7:
Σ de Hammett. Su relación con el pKa. Ionización de ácidos y bases débiles: aplicación a la
ionización de drogas y su relación con la lipofilicidad. Equivalencia de pK entre substituyentes
análogos. Influencia de los substituyentes en la ionización de compuestos ácidos y básicos y su
absorción. Ecuaciones de energía libre lineal. Cálculo teórico y experimental del pK de un
compuesto.
Unidad 8:
Antiinflamatorios no esteroides (AINES). Su relación con el dolor. Estructura del receptor de la
enzima ciclooxigenasa. Clasificación de AINES: derivados del para - aminofenol y de las 2,5 pirazolidinodionas, salicilatos, derivados del ácido antranílico, oxicanes, etc. Relación estructura
química - actividad farmacológica de cada grupo. Nomenclatura química de algunos compuestos.
Unidad 9:
Acetilcolina (Ach): estructura. Receptores muscarínicos y nicotínicos. Drogas colinérgicas,
anticolinérgicas y anticolinesterásicas. Inhibidores reversibles e irreversibles de la acetilcolinesterasa.
Anticolinérgicos periféricos y de acción central (antiparkinsonianos). Envejecimiento de compuestos
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organofosforados (insecticidas y gases de guerra). Anticolinesterásicos de acción tópica como
antiglaucomatosos. Antagonistas nicotínicos: Curare y derivados de uso quirúrgico, ej: succinilcolina.
Relación estructura química - acción farmacológica de los diferentes grupos de drogas mencionados
con actividad sobre el receptor muscarínico y nicotínico. Nomenclatura química de algunos
compuestos.
Unidad 10:
Prodrogas. Definición. Clasificación. Pros y contras de las prodrogas. Definición de drogas blandas y
duras. Concepto de análogo blando con respecto a su análogo duro: diseño y ventajas metabólicas
del compuesto blando. Sistemas químicos de liberación de drogas. Drogas retrometabólicas.
Modificación y características de los componentes F y T para dirigir selectivamente drogas a tejidos,
células o moléculas blanco.
Unidad 11:
Drogas adrenérgicas. Definición. Noradrenalina y adrenalina (catecolaminas). Relación estructura actividad de fármacos agonistas y antagonistas a los receptores α1, α2, β1, β2. Antihipertensivos de
acción central: clonidina y análogos. Imidazolinas periféricas descongestivas, de uso nasal y ocular.
Estructura de los inhibidores enzimáticos irreversibles usados en el feocromocitoma.
Unidad 12:
Antidepresivos. Clasificación. Inhibidores de la MAO de primera, segunda y tercera generación.
Relación estructura - actividad con las catecolaminas. Antidepresivos tricíclicos: ej, imipramina.
Drogas antipsicóticas. Estructuras derivadas de fenotiazinas, tioxanteno y butirofenonas. Drogas
ansiolíticas. Benzodiazepinas. Relación estructura - actividad de los tres grupos de drogas
mencionadas y nomenclatura química de los principales componentes.
Unidad 13:
Estereoisomería. Isómeros ópticos, geométricos y conformacionales. Ejemplo de la acetilcolina (Ach)
como estructura cisoide y transoide con respecto a los receptores muscarínicos o nicotínicos. Regla
de Pfeifer. Concepto de compuestos racémicos. Eutómero, distómero, relación eudísmica y lastre
isomérico.
Unidad 14:
Bacteriostáticos. Sulfanilamidas. Solubilidad acuosa. Inhibidores de la Dihidrofolato reductasa(DHFR)
de bacterias. Trimetoprima. Relación estructura - actividad. Antibióticos β – lactámicos. Penicilinas y
cefalosporinas. Penicilinas de amplio espectro. Penicilinas ácido resistentes. Ureidopenicilinas.
Inhibidores de β – lactamasa: ácido clavulánico. Cefalosporinas de primera, segunda y tercera
generación. SAR de antibióticos β – lactámicos. Relación estructura - actividad de penicilinas y
cefalosporinas.
Unidad 15:
Antineoplásicos. Características de la célula normal y la célula neoplásica. Drogas que actúan en las
fases del ciclo celular. Mostazas nitrogenadas. Inhibidores enzimáticos. Intercaladores en el ADN.
Tumores
hormono
sensibles.
Diseño
de
antiestrógenos,
ej.
Tamoxifeno.
Unidad 16:
Relación estructura - actividad cuantitativa (QSAR). Aplicación al diseño de análogos. Relación con
los métodos prueba - error. Aplicación en el diseño de fármacos modernos. Ecuaciones lineales y
matrices. Importancia del r² y Q². Concepto de 3D QSAR. Software: ej: BuildQSAR.
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Unidad 17:
Características de la unión ligando - receptor. Uniones químicas: enlace de hidrógeno, fuerzas de
Van der Waals, uniones hidrofóbicas, dipolo, dipolo inducido, etc. Modelado molecular. Definiciones.
Mecánica del diseño de drogas moderno. Diseño de drogas asistido por computación. Predicción de
la estructura más estable.
Unidad 18:
Software y Hardware: Hyperchem, Dragon, Chemlab - II. PC, Macintosh, SGI. Mecánica Molecular.
Algoritmos matemáticos: serie de Taylor truncada. Mecánica Cuántica: métodos ab initio y
semiempíricos. Ej: AM1, PM3, etc. Cálculo de propiedades teóricas: descriptores moleculares.
Breves nociones de Dinámica Molecular y Docking.
Unidad 19
Bioinformática. Introducción al NCBI y sus bases de datos. Búsqueda bibliográfica en el PubMed y
empleo de operadores booleanos y palabras claves para acotar búsquedas. Ej: Atención
farmacéutica y diferentes especificaciones; Estructuras cristalografiadas de proteínas como molde
para modelado por homología; etc.
Unidad 20
Metabolismo de drogas. Grupos toxofóricos. Estructura química – actividad toxicológica. Nociones de
software de predicción de toxicidad. Empleo de la bioinformática en la búsqueda de aspectos
estructurales y toxicidad.
Programa de Trabajos Prácticos
TP 1: Búsqueda bibliográfica (Chemical Abstracts - Current Content - Consulta a Bases de datos).
Ejercitación en nomenclatura de fármacos
TP 2: Métodos de Optimización de prototipos activos. Ejercitación
TP 3: Base de Datos en Bioinformática
TP 4: Análisis y discusión de los resultados de la búsqueda bibliográfica. Planificación de la síntesis
en el laboratorio experimental.
TP 5: Prodrogas, drogas blandas y Sistemas químicos de liberación de drogas. Búsqueda de
información en bases de datos.
TP 6: Prodrogas, drogas blandas y Sistemas químicos de liberación de drogas. Ejercitación
TP 7: Análisis de propiedades químicas y farmacológicas de fármacos en PubMed Compound y
PubMed Substance.
TP 8: Relación estructura – actividad cuantitativa. Practico de simulación
TP 9: Practico de simulación Molecular. Protein Data Bank, alineamiento de secuencias proteicas y
modelado por homología..
TP 10: Practico de simulación Hyperchem V. 8.0 y Molinspiration. Obtención de estructuras de bases
de datos o dibujo con mouse y tabla periódica de los elementos.
TP 11: Practico de simulación Predicción de toxicidad.
3. BIBLIOGRAFIA
3.1 BASICA
Physical Chemistry Properties of Drugs. Samuel H. Yalkowsky Anthony A. Sinkula Shri C. Valvani
Marcel Dekker, Inc. 1980
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Burger's Medicinal Chemistry. 1980 Alfred Burger. 3 tomos. Wiley Sons (biblioteca UB Ciencias
Exactas)(USA)
Burger's Medicinal Chemistry and Drug Discovery, 6 Volume Set, 6th Edition. Donald J. Abraham
(Editor) ISBN: 978-0-471-37032-1Hardcover 5568 pagesh 2003
Principles of Medicinal Chemistry. 4th Edition. 1995. Editors William O. Foye Thomas L. Lemke David
A. Williams. William and Wilkins (USA)
Foye's Principles of Medicinal Chemistry. David A. Williams, William O. Foye, Thomas L. Lemke. 6ta
Ed. Lippincott Williams & Wilkins, 2007.
3.2 Adicional
Journal of Medicinal Chemistry
Journal of Computational Chemistry
Journal of Molecular Graphics
4. METODOLOGIA DE LA ENSEÑANZA
Se implementará del tipo teórico-práctica incluyendo, en cuanto a las bases de la Química
Medicinal: discusión en clase de temas específicos y análisis de publicaciones originales,
realización de trabajos prácticos de computación en el empleo de los programas
correspondientes a los distintos temas del programa.

En cuanto a los temas de Química Medicinal, especialmente en su aplicación a la relación
estructura-actividad se ensayarán diferentes criterios de análisis de la estructura química y
sus propiedades aditivas y constitutivas.
Utilización de cañón para visualizar mejor las estructuras 2D y sus propiedades.
5. CRITERIOS DE EVALUACION
En primera instancia se realizará la evaluación diagnóstica que permitirá al docente conocer
las características del grupo y a los alumnos conocer los saberes previos que le serán necesarios
para el cursado de la asignatura.
La evaluación del curso se realiza a través de:




Un parcial teórico/práctico obligatorio e individual,
Aprobación de trabajos prácticos
Examen final
Parcial Teórico-Práctico
El parcial teórico/práctico debe rendirse en la fecha estipulada por la Facultad (ver Planificación de
actividades).
En caso que el alumno desapruebe el parcial cuenta con una instancia de recuperación. Si el alumno
estuviese ausente (con causas justificadas o injustificadas) dispondrá de la fecha de recuperación
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El desaprobar o no asistir a la recuperación (teniendo el parcial desaprobado) tiene como
consecuencia desaprobar el curso de la materia.

Aprobación de Trabajos Prácticos
Para aprobar los trabajos prácticos de laboratorio se requieren las siguientes condiciones.
 Asistencia a los Trabajos Prácticos (75%)
 Presentación de los informes de Trabajo Práctico y aprobación
 Aprobación de los trabajos individuales o colectivos encomendados por la cátedra,
cuestionarios, y/o resolución de problemas.

Examen final
Para estar en condiciones de rendir el examen final de la materia, los alumnos deberán cumplir con
los siguientes requerimientos:
a) Aprobar el parcial Teórico –Práctico
b) Aprobar los trabajos prácticos, de acuerdo a las condiciones fijadas por la Cátedra
c) Cumplir con las condiciones de asistencia de la asignatura.
ANEXO I
A1 - Carga Horaria - Modalidad de Enseñanza
Modalidad
Teóricas
Act. Prácticas
Evaluaciones
Total del curso
Horas cátedra
50
40
6
96
A2 – Carga Horaria de Actividades Prácticas
Tipo Actividad
1.- Resolución Problemas y Ejercitación
2.- Prácticas de Laboratorio
3.- Prácticas de Simulación
4.- Prácticas de Programación
5.- Prácticas de Diseño y Proyecto
6.- Presentaciones Alumnos
7.- Trabajos de Campo y Visitas a Plantas
Horas cátedra
18
18
4
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Total Actividades Prácticas
40
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