Aminofosfonato

Losaminofosfonatosoácidos aminofosfónicosson análogos estructuralesbioisósterosde losaminoácidos. Derivan de la sustitución alostérica del grupocarboxilato(que es plano) por elfosfonato(que es tetraédrico y mucho más voluminoso). Esta diferencia es la que los hace tan peculiares desde el punto de vista químico/bioquímico.​  Actuando como antagonistas de aminoácidos, inhiben las enzimas involucradas en elmetabolismode los aminoácidos y, por lo tanto, afectan la actividad fisiológica de la célula. Estos efectos pueden ejercerse como antibacterianos, reguladores del crecimiento de las plantas o neuromoduladores. Pueden actuar como ligandos, y los complejos de metales pesados con aminofosfonatos han tenido aplicaciones médicas investigadas.​ Los fosfonatos son más difíciles dehidrolizarque los fosfatos.​ Otros derivados también interesantes son losaminosulfonatos, que también serían análogos estructurales a los aminoácidos, pero por sustitución del grupo carboxilato por un gruposulfonato. Un compuesto muy conocido de los aminosulfonatos es lataurina, un ácido β-aminosulfónico.
Es posible aislar, a partir de productos naturales, diferentes ácidos aminofosfónicos, aminofosfínicos y aminofosfonosos, bien sea en su forma libre como perteneciendo a moléculas más complejas.​​
Es bien sabido que los α-aminoácidos son componentes básicos de la vida y han encontrado una aplicación más amplia en laquímica orgánica, bioorgánica y medicinal, así como en otras áreas relacionadas.​ Sin embargo, el uso de péptidos en eldescubrimiento de fármacostiene algunos problemas, principalmente relacionados con su inestabilidad metabólica y problemas debiodisponibilidad.​ Por lo tanto, no es sorprendente que estén disponibles numerosos análogos de aminoácidos y péptidos (los llamadospeptidomiméticos).​ Los principios de su diseño incluyen homologación (por ejemplo, β-aminoácidos),​ restricción conformacional,​ que introduce uno o más átomos de flúor​ o reemplazos isostéricos.​
Los aminofosfonatos a menudo se preparan porhidrofosfonilación, generalmente la condensación deiminasyácido fosforoso. La síntesis más clásica es la de lareacción de Kabachnik–Fields. Se trata de una reacción tricomponente en la que se hace reaccionar un compuesto carbonílico (aldehídoocetona) conamoniacoo unaaminapara dar la correspondiente sal de imonio. Esta sal se hace reaccionar con un compuesto hidrofosforilado (unfosfitopor ejemplo), de manera que se produce un ataque del átomo de fósforo al decarbonotipoiminay, tras acidificación, se forma el correspondiente aminofosfonato. Existen diversas variaciones de esta síntesis, pero la base es la misma.​​
Los aminofosfonatos a menudo se preparan mediante la condensación de iminas y ácido fosforoso (reacción de Pudovik). Más comúnmente, se emplean los ésteres deácido fosforoso, por ejemplo,difenilfosfitoodietilfosfito. Tomando una imina genérica (RCH=NR') que reaccione con dietilfosfito, obtenemos la reacción de Pudovik clásica:​
En lareacción de Pudoviko lareacción de Kabachnik–Fields, se emplean los ésteres del ácido fosforoso, por ejemplo, eldifenilfosfito. Debido a que estos compuestos son de interés farmacéutico, se han desarrollado métodos para inducir estas adiciones de forma asimétrica.​​
Tanto los ácidos aminofosfónicos naturales como los que se obtienen por síntesis, así como sus correspondientesésteresy pequeñospéptidos, muestran una amplia gama de actividad biológica, como inhibidores de enzimas (al ser tan similares a los aminoácidos, las enzimas llegan a confundirlos, y al no poseer el carboxilato, bloquean elsitio activode laenzima),​ potentes antibióticos,​ antitumorales,​ herbicidas.​ Pueden actuar como ligandos, y los complejos de metales pesados con aminofosfonatos han sido investigados en aplicaciones médicas.​ Además, los fosfonatos son más difíciles de hidrolizar que los fosfatos..​