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metadata.dc.type: Trabalho de Conclusão de Curso
Title: PREDIÇÃO TEÓRICA DOS VALORES DE PKA PARA DERIVADOS DE ANILINAS E AMINAS APLICANDO MODELOS CONTÍNUOS DE SOLVATAÇÃO
metadata.dc.creator: Silva, Juliana Moreira
metadata.dc.contributor.advisor1: Marcial, Bruna Luana
metadata.dc.description.resumo: Diversas metodologias vêm sendo extensivamente estudadas e empregadas para o cálculo teórico do pKa em sistemas simples e complexos visando as mais diversas aplicações na ciência, especialmente na farmacologia, tendo em vista que esta é uma das propriedades físico-químicas mais fundamentais no desenvolvimento de novos fármacos. Dentro dos métodos computacionais de predição mais recentes destaca-se a aplicação de cálculos de primeiros princípios para as espécies envolvidas na reação de transferência de prótons diretamente em solução, evitando a necessidade do uso do ciclo termodinâmico (CT), essa aproximação é chamada de método direto. Neste trabalho o método direto, empregando DFT e modelos contínuos de solvatação, foi aplicado na predição dos valores de pKa para uma série de moléculas derivadas de aminas primárias, secundárias e terciárias, bem como um conjunto de anilinas orto/para substituídas e ainda dois fármacos comerciais que possuem funções nitrogenadas, o paracetamol e a sulfadiazina. As estruturas selecionadas foram otimizadas nas formas neutra e protonada, utilizando DFT com o funcional híbrido B3LYP e o conjunto de funções de base 6-31+G(d,p), em solução aquosa aplicando modelo de solvatação SMD. Foi analisado o efeito estrutural e dos substituintes nos valores do pKa. Os dados experimentais foram comparados com os resultados obtidos, para verificar a precisão do método. Os resultados obtidos para os derivados das aminas apresentam desvios menores que duas unidades de pKa, os erros para os derivados das anilinas e para as moléculas dos fármacos foram da ordem de 3-5 unidades de pKa em relação ao valor experimental. Esses resultados sugerem que a combinação do método direto com o nível B3LYP/6-31+G(d,p):SMD não foi capaz de predizer com acurácia aceitável o pKa de moléculas complexas. No entanto, os métodos foram eficientes na predição do pKa das aminas e em ambos os sistemas estudados foi possível fazer uma relação direta dos valores de pKa e o efeito dos substituintes na propriedade.
Abstract: Several methodologies have been extensively studied and used for the theoretical calculation of pKa in simple and complex systems aiming the most diverse applications in science, specially in pharmacology, considering that this is one of the most fundamental physicochemical properties in the development of new drugs. Among the most recent computational methods of pKa prediction, emerge the application of first principles calculations for the species involved in the protons transfer reaction directly in solution, avoiding the necessity of the thermodynamic cycle (TC), the approach is named direct method. In this work the direct method, using DFT and continuum solvation methods, were applied to predict the pKa values for a series of primary, secondary and tertiary amine derivatives, as well as a set of ortho/para substituted anilines and two commercial drugs which have nitrogen functions, paracetamol and sulfadiazine. The selected structures were optimized in the neutral and protonated forms, using DFT with the hybrid functional B3LYP and the set of basic functions 6-31+G(d, p), in aqueous solution applying the SMD solvation model. The substituent and the structure effect on the pKa values were analyzed. The experimental data were compared with the results obtained, to verify the method accuracy. The results obtained for the amine derivatives showed deviations less than two pKa units, the errors for the anilines derivatives and the drug molecules were around 3-5 pKa units in compare to the experimental values. These results suggest that the combination of direct method with the theory level B3LYP/6-31+G(d,p):SMD was not able to predict pKa with acceptable accuracy for complexes molecules. However, the method was efficient to predict the pKa for amines molecules and in both systems, it was possible to make a direct relation of the pKa values and the substituents effect on the property.
Keywords: Cálculos Teóricos
DFT
Modelos de Solvatação
Predição teórica do pKa
metadata.dc.subject.cnpq: CIENCIAS EXATAS E DA TERRA::QUIMICA
metadata.dc.language: por
metadata.dc.publisher.country: Brasil
Publisher: Instituto Federal Goiano
metadata.dc.publisher.initials: IF Goiano
metadata.dc.publisher.department: Campus Morrinhos
metadata.dc.rights: Acesso Aberto
URI: https://repositorio.ifgoiano.edu.br/handle/prefix/1112
Issue Date: 19-Feb-2018
Appears in Collections:Licenciatura em Química

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