English
!

Доклады

Квантово-химический расчет структуры, частот колебаний, свойств триметоприма и его ионизированных форм

Генык Е.А., Бирюкова М.М., Золотарева Н.В.

ФГБОУ ВО «Астраханский государственный университет», Инновационный естественный институт, Россия, 414000, Астрахань, пл. Шаумяна, 1 тел: 8(8512)52-49-95, факс:8(8512)51-82-64, e-mail: zoloto.chem@mail.ru

Триметоприм (2,4-диамино-5-(3,4,5-триметоксибензил)-пиримидин) входит в состав лекарственного препарата «Бисептол» и усиливает антибактериальные свойства сульфаметоксазола. Известно, что биохимическая активность препарата в значительной степени определяется наличием радикала при сульфонамидной группе -SO2NH- в структуре сульфаметоксазола [1]. Однако, для понимания реакционной способности в процессах нуклеофильного замещения, а также участие в качестве конкурентных антагонистов в отношении ряда ферментных систем важно учитывать реакционную способность и биохимическую активность триметоприма.

Была проведена оптимизация геометрии триметоприма и ионизированных форм, вычислены заряды атомов, проанализированы конфигурации молекулярных орбиталей, с целью локализации реакционных центров. Квантово-химические расчеты выполнены в рамках теории функционала плотности B3LYP/6-311G** в программе Gamess [2].

В процессе вычислительного эксперимента были установлены локальные минимумы, соответствующие возможным конформациям триметоприма (Eобщ=-982,58 а.е., величина энергетического расщепления 11,864 эВ). Наиболее вероятными центрами нуклеофильной атаки являются 1N, 5N (-0,95 а.е. заряда), менее выражены свойства у атомов 16O, 18O (-0,77 а.е.), 3N (-0,67 а.е). Электрофильными центрами являются 2С, 4С (0,73 а.е.) и менее 22Н (0,39 а.е.), 19Н (0,21 а.е.). Некоторые вычисленные частоты колебаний: vs (NH2) в диапазоне 3487 см-1–3500 см-1; vаs(NH2) в диапазоне 3610 см-1–3630 см-1; v(NH) = 3043 см-1. Имитируя воздействие электрофильного реагента, исследовали протонированную форму триметоприма (Eобщ=-983,15 а.е., величина энергетического расщепления 7,736 эВ). В случае нуклеофильного реагента исследовали гидроксилированную форму (Eобщ=-982,37 а.е., величина энергетического расщепления 9,608 эВ). В результате, наиболее оптимальным и энергетически выигрышным является электрофильность протонированной формы триметоприма.

Литература.

1. Гиричева Н.И. и др. Изменение структуры молекул замещенных ароматических сульфонамидов при переходе «кристалл – газ» // Квантово-химические расчеты: структура и реакционная способность органических и неорганических молекул. – Иваново: ИГХТУ, 2009. – С. 31 – 36.

2. Электронный ресурс программы Gamess-US: http://www.msg.ameslab.gov/gamess/.

© 2004 Дизайн Лицея Информационных технологий №1533