Uso de parâmetros teóricos de solutos em relações lineares de energia de solvatação

• Main Author: Dourado, Augusto Gouvêa
• Other Authors: Farah, Joao Pedro Simon
• Format: Others
• Language: pt
• Published: Biblioteca Digitais de Teses e Dissertações da USP 2002
• Subjects: Estrutura molecular (Química teórica); Molecular structure (Theoretical chemistry); Quantum chemistry; Química quântica
• Online Access: http://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/46/46132/tde-29112018-114651/

Parâmetros teóricos obtidos pela otimização de geometria da estrutura molecular em fase gasosa com o método quântico semi-empírico PM3, foram usados para correlacionar constantes de partição (log Poct; log Pc16 e log Pcic) para uma série de 700 solutos, considerando como referência as LSER obtidas com os parâmetros experimentais dos solutos: acidez (Σα2), basicidade (Σβ2), e dipolaridade/polarizabilidade (π2) de ligação de hidrogênio; refração molar de excesso (R2) e volume característico (Vx). Os parâmetros avaliados foram: as energias HOMO e LUMO; o momento de dipolo elétrico e as cargas atômicas parciais do hidrogênio mais positivo e do átomo mais negativo (classe IV - modelo CM1 ); e o índice de polarizabilidade como proposto por Famini e col.. Estes parâmetros teóricos, juntamente com Vx, são adequadas para serem utilizados em LSER na correlação dos valores de log P. Para a maioria dos solutos considerados, as quantidades eletrostáticas q+ , Ιq-Ι e µ descrevem adequadamente os termos de acidez, basicidade e dipolaridade de ligação de hidrogênio, o que não ocorre para solutos com mais de um polo positivo ou negativo relevante, como hidroquinona, nem para solutos como 2-nitrofenol com capacidade de formar ligação de hidrogênio intramolecular. As LSER para log Poct; log Pc16 e log Pcic com estes parâmetros teóricos são quimicamente consistentes. Cargas atômicas parciais, largamente usadas qualitativamente para descrever a reatividade de compostos e de grupos funcionais, podem ser usadas como descritor quantitativo de interações moleculares em estudos de solubilização, o primeiro estágio, que governa muitas reações químicas. === Semiempirical quantum theoretical parameters, obtained from PM3 geometry optimization method in gas-phase for a wide range of 700 solutes, were used to correlate experimental partition coeficients (log Poct; log Pc16 and log Pcyc), bearing as reference the LSER with experimentally derived parameters: Hydrogen bond acidity (Σα2), basicity (Σβ2) , and dipolarity/polarizability (π2); excess molar refraction and characteristic volume (Vx). Theoretical quantities tested includes: HOMO and LUMO energies; class IV, CM1 model atomic partial charges (q+ and Ιq-Ι) and dipole moment (µ); Famini\'s polarizability index (πF); and Vx. Those quantum derived quantities can successfully be used, jointly with Vx, to correlate log P values in the LSER approach. For most of the considered solutes, electrostatic quantities q+, Ιq-Ι and µ describes fairly well Hydrogen bond acidity, basicity and dipolarity terms, but do not describe hydrogen bond terms for solutes with more than one relevant positive or negative centers, like hydroquinone, nor solutes like 2-nitrophenol wich forms intramolecular hydrogen bond when in condensed phases. LSER with those theoretical parameters for log Poct, log Pc16 and log Pcic are chemically consistent. Atomic partial charges, widelly used to describe compounds and functional group reactivity in a qualitative way, can be used as a quantitative descriptor of molecular interactions in solubility, the first step wich drive a lot of chemical reactions.