Efeito dos substituintes no equilíbrio conformacional do cis-3-aminocicloexanol e de seus derivados utilizando análise topológica, termodinâmica estatística e NBO

• Autor(a) principal: Batista, Patrick Rodrigues
• Data de Publicação: 2015
• Tipo de documento: Trabalho de conclusão de curso
• Idioma: por
• Título da fonte: Repositório Institucional da UTFPR (da Universidade Tecnológica Federal do Paraná (RIUT))
• Texto Completo: http://repositorio.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/9076
• topic: CNPQ::CIENCIAS EXATAS E DA TERRA::QUIMICA::QUIMICA ORGANICA; CNPQ::CIENCIAS EXATAS E DA TERRA::QUIMICA::FISICO-QUIMICA::QUIMICA TEORICA; Equações químicas; Ligação de hidrogênio; Análise conformacional; Química; Chemical equations; Hydrogen bonding; Conformational analysis; Chemistry

A química computacional há muito tempo já atingiu uma posição de competitividade com os métodos experimentais, gerando diversos dados como arranjo geométrico e energias relativas, permitindo estudos de análise conformacional e da ligação de hidrogênio (LH). Para estes estudos, os anéis de seis membros mono, 1,2-, 1,3- e 1,4-dissubstituídos são modelos muito utilizados. O conhecimento da estabilidade das ligações de hidrogênio se torna importante por determinarem estruturas tridimensionais como proteínas, DNA e RNA. Neste trabalho o cis-3- aminocicloexanol e de seus derivados foram estudados teoricamente através de cálculos utilizando a teoria do funcional de densidade com o nível M06-2X/6-311++G(3df, 3pd). Os resultados teóricos foram de comum acordo com os experimentais para o MACOL, EACOL e DEACOL, mostrando que o confôrmero diaxial para estes confôrmeros foram de 92% (ΔG = 1,73 kcal.mol-1), 96% (ΔG = 1,80 kcal.mol-1) e 41% (ΔG = -0,21 kcal.mol-1), respectivamente. Para o ACOL e para o DMACOL a conformação diaxial também foi predominante 83% (ΔG = 0,93 kcal.mol-1) e 91% (ΔG = 1,34 kcal.mol-1), respectivamente, porém um pouco divergente dos resultados experimentais. A análise topológica utilizando os programas AIMALL e NCIPLOT confirmaram e caracterizaram a presença da ligação de hidrogênio intramolecular O-H∙∙∙N em todos os confôrmeros diaxiais. Os resultados obtidos pelo NBO 6.0 mostraram o aumento da densidade eletrônica no nitrogênio para ACOL, MACOL, EACOL e DEACOL, respectivamente. A interação LP(1)N → σ*O – H aumenta com o aumento do grupo substituinte no nitrogênio, evidenciando o aumento do efeito indutivo doador de densidade eletrônica com o aumento do volume destes grupos. Os resultados do NLMO mostraram que o DMACOL (43,82 kcal.mol-1) e DEACOL (43,32 kcal.mol-1) apresentaram maiores energias estéricas do que o MACOL (41,07 kcal.mol-1) e EACOL (40,94 kcal.mol-1), respectivamente. O ACOL foi o que apresentou o menor valor de energia (39,49 kcal.mol-1). A análise dos resultados obtidos pelo NBO e NLMO mostrou que o efeito indutivo doador de densidade eletrônica e o efeito estérico aumentam na mesma ordem, porém com a predominância dos efeitos estéricos.