Características Cristalinas de 4-(Trihalometil)Pirimidinonas: Resiliência de Ligações de Hidrogênio Independentemente dos substituintes
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Data de Publicação: | 2023 |
Idioma: | por |
Título da fonte: | Manancial - Repositório Digital da UFSM |
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Texto Completo: | http://repositorio.ufsm.br/handle/1/30932 |
Resumo: | The pyrimidinone scaffold is present in a wide range of molecules with synthetic applications and pharmacological properties. The inherent properties may be related to intermolecular interactions, which are analogous to the interactions that molecules tend to create with active sites. Pyrimidinones and their fused derivatives receive great attention due to their intrinsic structural features, which resemble nitrogenous bases, building blocks of DNA and RNA. Furthermore, willingly like nucleobases, pyrimidinones also tend to form hydrogen bonds. In this context, the objective of this work seeks to explore the crystalline features present in a series of substituted 4- (trihalomethyl)-2(1H)-pyrimidinones. For this, 18 compounds were used which were previously crystallized through crystallization assays using the slow solvent evaporation methodology, and after all diffracted. The supramolecular cluster demarcation was employed to assess intermolecular interactions. It was found that all crystal structures herein show strong hydrogen bonds, around ~21.5 kcal mol-1 (~19%, on average, of the stabilization energy of the supramolecular cluster), regardless of the substituents at the positions 4, 5 or 6 of the pyrimidinone core. Seeking to understand the nature of these hydrogen bonds, an analysis using the Quantum Theory of Atoms in Molecules (QTAIM) was used and it was verified that the main intermolecular interactions that occur in this group are predominantly NH⋯O (average of ~15.8 kcal mol-1) and CH⋯O (average of ~5.6 kcal mol-1). Through proposals of crystallization mechanisms, based on molecular energy stabilization data and contact areas between molecules, using the supramolecular cluster and retrocrystallization as fundamentals, it was established that the change of halogen (F/Cl) in position 4 of the pyrimidinone core, modifies the proposed pathways of crystallization mechanisms. Categorically, the hydrogen bonds present in the first proposed crystallization steps were confirmed by Concentration-Dependent 1H Nuclear Magnetic Resonance (CD-NMR) techniques. |
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Características Cristalinas de 4-(Trihalometil)Pirimidinonas: Resiliência de Ligações de Hidrogênio Independentemente dos substituintesPirimidinonas. Ligações de Hidrogênio. Cluster Supramolecular. Mecanismos de Cristalização. Interações Intermoleculares.CNPQ::CIENCIAS EXATAS E DA TERRA::QUIMICA::QUIMICA ORGANICAThe pyrimidinone scaffold is present in a wide range of molecules with synthetic applications and pharmacological properties. The inherent properties may be related to intermolecular interactions, which are analogous to the interactions that molecules tend to create with active sites. Pyrimidinones and their fused derivatives receive great attention due to their intrinsic structural features, which resemble nitrogenous bases, building blocks of DNA and RNA. Furthermore, willingly like nucleobases, pyrimidinones also tend to form hydrogen bonds. In this context, the objective of this work seeks to explore the crystalline features present in a series of substituted 4- (trihalomethyl)-2(1H)-pyrimidinones. For this, 18 compounds were used which were previously crystallized through crystallization assays using the slow solvent evaporation methodology, and after all diffracted. The supramolecular cluster demarcation was employed to assess intermolecular interactions. It was found that all crystal structures herein show strong hydrogen bonds, around ~21.5 kcal mol-1 (~19%, on average, of the stabilization energy of the supramolecular cluster), regardless of the substituents at the positions 4, 5 or 6 of the pyrimidinone core. Seeking to understand the nature of these hydrogen bonds, an analysis using the Quantum Theory of Atoms in Molecules (QTAIM) was used and it was verified that the main intermolecular interactions that occur in this group are predominantly NH⋯O (average of ~15.8 kcal mol-1) and CH⋯O (average of ~5.6 kcal mol-1). Through proposals of crystallization mechanisms, based on molecular energy stabilization data and contact areas between molecules, using the supramolecular cluster and retrocrystallization as fundamentals, it was established that the change of halogen (F/Cl) in position 4 of the pyrimidinone core, modifies the proposed pathways of crystallization mechanisms. Categorically, the hydrogen bonds present in the first proposed crystallization steps were confirmed by Concentration-Dependent 1H Nuclear Magnetic Resonance (CD-NMR) techniques.O núcleo pirimidinona está presente em uma ampla gama de moléculas com aplicações sintéticas e propriedades farmacológicas. As propriedades inerentes destes compostos podem estar relacionadas às interações intermoleculares, que são análogas às interações que as moléculas tendem a criar com sítios ativos. As pirimidinonas e seus derivados fundidos recebem grande atenção devido às suas características estruturais, que se assemelham às bases nitrogenadas, blocos de construção do DNA e RNA. Além disso, assim como as bases nitrogenadas, as pirimidinonas também tendem a formar ligações de hidrogênio. Neste contexto, o objetivo deste trabalho busca explorar as características cristalinas presentes em uma série de 4-(trihalometil)-2(1H)- pirimidinonas substituídas. Para isso, foram utilizados 18 compostos que foram previamente cristalizados através de ensaios de cristalização utilizando a metodologia de evaporação lenta de solvente, e posteriormente difratados. Por seguinte, a demarcação do cluster supramolecular foi empregada para avaliar interações intermoleculares. Verificou-se que todas as estruturas cristalinas aqui apresentam fortes ligações de hidrogênio, em torno de ~21,5 kcal mol-1 (~19%, em média, da energia de estabilização total do cluster supramolecular), independentemente dos substituintes nas posições 4, 5 ou 6 do núcleo de pirimidinona. Buscando entender a natureza dessas ligações de hidrogênio, foi utilizada uma análise baseada na Teoria Quântica de Átomos em Moléculas (QTAIM) e verificou-se que as principais interações intermoleculares que ocorrem neste grupo são predominantemente NH⋯O (média de ~15,8 kcal mol-1) e CH⋯O (média de ~5,6 kcal mol-1). Através de propostas de mecanismos de cristalização, baseadas em dados de energia de estabilização molecular e áreas de contato entre moléculas, utilizando o cluster supramolecular e a retrocristalização como fundamentos, foi estabelecido que a mudança do halogênio (F/Cl) na posição 4 do núcleo de pirimidinona, modifica as propostas de mecanismos de cristalização. Categoricamente, as ligações de hidrogênio presentes nas primeiras etapas de cristalização sugeridas foram confirmadas por experimentos de Ressonância Magnética Nuclear de 1H com técnicas de Variação de Concentração.Universidade Federal de Santa MariaBrasilUFSMCentro de Ciências Naturais e ExatasMartins, Marcos Antonio PintoFarias, Fellipe Freire Santos de2023-12-22T14:01:18Z2023-12-22T14:01:18Z23-12-1523-12-22Trabalho de Conclusão de Curso de Graduaçãoinfo:eu-repo/semantics/publishedVersionapplication/pdfhttp://repositorio.ufsm.br/handle/1/30932ark:/26339/00130000165jsporinfo:eu-repo/semantics/embargoedAccessreponame:Manancial - Repositório Digital da UFSMinstname:Universidade Federal de Santa Maria (UFSM)instacron:UFSM2023-12-22T14:01:18Zoai:repositorio.ufsm.br:1/30932Biblioteca Digital de Teses e Dissertaçõeshttps://repositorio.ufsm.br/ONGhttps://repositorio.ufsm.br/oai/requestatendimento.sib@ufsm.br||tedebc@gmail.comopendoar:2023-12-22T14:01:18Manancial - Repositório Digital da UFSM - Universidade Federal de Santa Maria (UFSM)false |
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