Bupivacaine hydrochloride complexation with some α- and β-cyclodextrins studied by potentiometry with membrane electrodes

Kopecký, F; Vojteková, Mária; Kaclík, Pavol; Demko, Marek; Bieliková, Zuzana

doi:10.1211/0022357023295

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“…21 The corresponding values for a-CD and b-CD are 102 ± 10 and 63 ± 5 dm 3 mol -1 , respectively. 22 With b-CD, the binding constant decreases for the diprotonated form of procaine (1.4 dm 3 mol -1 ), while it increases for the neutral forms of procaine (from 3.0 ¥ 10 2 to 1.5 ¥ 10 3 dm 3 mol -1 ) 9h and tetracaine (from 1.36 ¥ 10 3 to 6.60 ¥ 10 3 dm 3 mol -1 ). 9j With a-CD, only the neutral form of procaine binds, with a stability constant of 120 dm 3 mol -1 at pH 10.4.…”

Section: Host-guest Stability Constantsmentioning

confidence: 92%

Host–guest complexations of local anaesthetics by cucurbit[7]uril in aqueous solution

Wyman

Macartney

2010

Org. Biomol. Chem.

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The cucurbit[7]uril (CB[7]) host molecule forms very stable host-guest complexes with the local anaesthetics procaine (K(CB[7]) = (3.5 +/- 0.7) x 10(4) dm(3) mol(-1)), tetracaine (K(CB[7]) = (1.5 +/- 0.4) x 10(4) dm(3) mol(-1)), procainamide (K(CB[7]) = (7.8 +/- 1.6) x 10(4) dm(3) mol(-1)), dibucaine (K(CB[7]) = (1.8 +/- 0.4) x 10(5) dm(3) mol(-1)) and prilocaine (K(CB[7]) = (2.6 +/- 0.6) x 10(4) dm(3) mol(-1)) in aqueous solution (pD = 4.75). The stability constants are 2-3 orders of magnitude greater than the values reported for binding by the comparably sized beta-cyclodextrin host molecule. The inclusion by CB[7] raises the first pK(a) values of the anaesthetics by 0.5-1.9 pK units, as the protonated forms are bound more strongly in acidic solution. The complexation-induced chemical shift changes in the guest proton resonances provide an indication of the site(s) of binding and the effects of protonation on the location of the binding sites.

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Section: Host-guest Stability Constantsmentioning

confidence: 92%

Host–guest complexations of local anaesthetics by cucurbit[7]uril in aqueous solution

Wyman

Macartney

2010

Org. Biomol. Chem.

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“…Furthermore, we assumed that two water molecules are situated inside the cavity of each R-CD, and two water tetramers surrounding it below or above the cavity, somehow similar to the R-CD down (larger cavity) or up (smaller cavity) preferred structures for the hexahydrate species found in our previous work. 26 We can also rewrite the right side of eq 2 as a complex of R-CD dimer, a H 2 O dimer inside the cavity of each CD and two water tetramers outside, i.e., 4 . So, nine distinct spatial arrangements were obtained.…”

Section: Computational Methodologymentioning

confidence: 99%

Theoretical Study of the α-Cyclodextrin Dimer

et al. 2005

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The molecular structure, stabilization energy, and thermodynamic properties of the plausible modes of the interaction for the three possible alpha-cyclodextrin (alpha-CD) dimers (head-to-head, tail-to-tail, and head-to-tail) with a water cluster were obtained using quantum chemical methods for the first time. Nine distinct spatial arrangements were investigated. The head-to-head mode of interaction with water is preferred by more than 10 kcal.mol(-1) (BLYP/6-31G(d,p)//PM3 Gibbs free energy difference value at room temperature) in relation to the next stable structure, with a water dimer structure placed inside each cavity and cyclic water tetramers surrounding each tail end. The inter alpha-CD hydrogen bonds play a major role to stabilize the dimeric structures, with no water tetramer being found between the two alpha-CD subunits for the preferred global minimum structure. Therefore, a theoretical model aimed to describe the behavior of alpha-CD dimer, or their inclusion complexes, in the aqueous media should take into account this preference for binding of the water molecules.

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“…Alguns trabalhos na literatura relatam a caracterização físico-química da interação entre anestésicos locais com ciclodextrinas: para amino-amidas (lidocaína e bupivacaína) utilizando experimentos de calorimetria e modelagem molecular 18 ; para a benzocaína foram realizados estudos de microscopia, calorimetria, fluorescência, dados de RMN e modelagem molecular 19 ; para a bupivacaína foram realizados estudos de caracterização espectrofotométrica e ensaios in vivo da eficácia da complexação 13 , além da caracterização da complexação por potenciometria 20 . No entanto, até o presente momento não se encontram na literatura estudos envolvendo a caracterização do complexo RVC:β-CD, principalmente dados referentes à estrutura do complexo.…”

Section: Introductionunclassified

Caracterização do complexo de inclusão ropivacaína: beta-ciclodextrina

Fraceto¹,

Gonçalves²,

Moraes³

et al. 2007

Quím. Nova

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Recebido em 17/7/06; aceito em 1/12/06; publicado na web em 24/7/07 CHARACTERIZATION OF THE INCLUSION COMPLEX ROPIVACAINE: β-CYCLODEXTRIN. Ropivacaine (RVC) is a widely used local anesthetic. The complexation of RVC with β-cyclodextrin (β-CD) is of great interest for the development of more efficient local anesthetic formulations. The present work focuses on the characterization of the RVC:β-CD complex by nuclear magnetic resonance (NMR). The stoichiometry of the complex is 1:2 RVC:β-CD. DOSY-NMR shows that the association constant is 55.5 M -1. Longitudinal relaxation time results show that RVC changes its mobility in the presence of β-CD. This study is focused on the physicochemical characterization of inclusion complexes that are potentials options for pain treatment.Keywords: ropivacaine; cyclodextrin; NMR. INTRODUÇÃOOs anestésicos locais (AL) são compostos químicos cuja atividade farmacológica primária envolve o bloqueio reversível da condução nervosa. O primeiro composto a ser utilizado como anestésico local foi a cocaína, um alcalóide isolado das folhas de Erithroxylon coca, que teve sua ação demonstrada por Köller (1884) ao utilizá-la como anestésico oftálmico. Após ter sido empregada na clínica durante longo tempo, a cocaína foi substituída por outras substâncias, devido aos seus efeitos tóxicos, como dependência química e psíquica 1 . A ropivacaína (RVC) é um AL pertencente à classe das aminoamidas 1-3 . A ropivacaína, juntamente com a lidocaína (LDC) e a bupivacaína (BVC), tem sido um dos compostos de escolha na terapia da dor aguda e crônica 4 . A RVC é um AL semelhante à BVC, possuindo início de ação moderada, longa duração, bloqueio da condução e separação significante entre o bloqueio sensorial e motor 5 . Porém a RVC induz menor toxicidade aos sistemas nervoso central e cardiovascular e promove maior grau de dissociação entre o bloqueio motor e sensorial, sendo útil na administração epidural, infiltração e alívio da dor pós-operatória 6-11 . Como as características desejáveis para uma molécula anestésica incluem, além de longa duração de ação e da seletividade para o bloqueio sensorial em relação ao bloqueio motor, a diminuição da toxicidade local e/ou sistêmica 13 , uma alternativa que, atualmente, tem se mostrado capaz de promover estes efeitos desejá-veis é a liberação modificada desses fármacos, através de formação de complexos de inclusão com ciclodextrinas 12,13 . As ciclodextrinas (Figura 1) são produtos cíclicos da hidrólise enzimática do amido por alguns microorganismos 14 . As três ciclodextrinas naturais são alfa (α-CD), beta (β-CD) e gama (γ-CD), compostas de seis, sete e oito unidades de D-(+)-glicopiranose, respectivamente, unidas por ligações α-1,4. Estes compostos possuem em sua estrutura grupos hidroxila primários e secundários orientados para o exterior. Assim, possuem exterior hidrofílico e uma cavidade interna hidrofóbica. Tal cavidade permite às ciclodextrinas complexarem moléculas que apresentem dimensões compatíveis e alterarem suas propriedades físico-químicas, como solubi...

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Bupivacaine hydrochloride complexation with some α- and β-cyclodextrins studied by potentiometry with membrane electrodes

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Host–guest complexations of local anaesthetics by cucurbit[7]uril in aqueous solution

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Theoretical Study of the α-Cyclodextrin Dimer

Caracterização do complexo de inclusão ropivacaína: beta-ciclodextrina

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