Estudio de efectos conformacionales y estructurales en moléculas : desarrollo de métodos basados en interacciones orbitales para analizar sus mecanismos electrónicos

• Autores: Sproviero, Eduardo Marcelo
• Año de publicación: 2003
• Idioma: español castellano
• Tipo de recurso: tesis doctoral
• Colaborador/a o director/a de tesis: Burton, Gerardo; Contreras, Rubén Horacio
• Materia: NBO; RMN; CONSTANTE DE ACOPLAMIENTO; APANTALLAMIENTO MAGNETICO; INTERACCION ESTEREOELECTRONICA; INTERACCION ESTERICA; ESTEROIDE; RPA; RELACION ESTRUCTURA-ACTIVIDAD; EFECTO DE MODIFICACIONES CONFORMACIONALES Y ESTRUCTURALES; NBO; NMR; COUPLING CONSTANT; MAGNETIC SHIELDING; STEREOELECTRONIC INTERACTION; STERIC INTERACTION; STEROID; RPA; STRUCTURE-ACTIVITY RELATIONSHIP; EFFECTS OF STRUCTURAL AND CONFORMATIONAL CHANGES
• Institución: Universidad Nacional de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales

Se desarrolló un esquema derivado del formalismo de orbitales localizados NBO, en el que lasinteracciones intramoleculares se interpretan como interacciones entre orbitales moleculareslocalizados. A través de un análisis de tipo perturbativo, se evalúa la contribución de lasinteracciones entre orbitales a cualquier propiedad molecular. Esta descomposición permiteinterpretar la forma en que un cambio en una parte de la molécula se transmite a otras partes ydetermina la variación de cualquier propiedad. Se muestran varias aplicaciones entre las que seincluye, cómo las variaciones de geometría molecular o la adición de sustituyentes modifican,por medio de interacciones entre orbitales, varios parámetros de resonancia magnética nuclear. Como una alternativa al análisis anterior, se propone un descriptor basado en unageneralización de la densidad de carga electrónica que incluye a los orbitales canónicosvacantes. Este descriptor permite analizar interacciones estereoelectrónicas en forma directa o através de parámetros asociados con la densidad de carga. La aplicación combinada del efecto de las interacciones orbitales sobre propiedadesmoleculares y el de éstas sobre propiedades macroscópicas, se puede utilizar para individualizarcuáles son las interacciones intramoleculares que determinan una respuesta macroscópicaparticular. Orientado al estudio de la actividad biológica, se combinó el método del propagadorde polarización (que permite evaluar contribuciones orbitales a propiedades moleculares), con elesquema GAPT de partición de propiedades moleculares en contribuciones atómicas (usualmente importantes para estudiar efectos biológicos), a nivel RPA-INDO. Se identificaron,además, parámetros de geometria y flexibilidad intramolecular que se utilizaron para interpretarla actividad biológica de compuestos esteroidales.
A scheme derived from the NBO formalism of localized orbitals was developed, in which theintramolecular interactions are interpreted as interactions between orbitals. The contribution oforbital interactions to any molecular property is evaluated through a perturbative type analysis. This decomposition allows interpreting the way in which a change in a region of the molecule istransmitted to other parts and determines the variation of any property. Several applications areshown that include the study of how changes in molecular geometry or the addition ofsubstituents modify, by means of molecular orbital interactions, several nuclear magneticresonance parameters. As an alternative to the previous analysis, a descriptor based on a generalization of theelectronic charge density that includes canonical vacant orbitals is presented. This descriptorallows analyzing stereoelectronic interactions in direct form or through parameters associatedwith the charge density. The combined application of the effect of orbital interactions on molecular properties and ofthe latter on macroscopic properties can be used to individualize which are the intramolecularinteractions that determine a particular macroscopic response. Oriented to the study of thebiological activity, the method of the polarization propagator (that allows evaluating of orbitalcontributions to molecular properties) was combined with the GAPT scheme of partitioning ofmolecular properties into atomic contributions (usually important to study biological effects), at RPA-INDO level. In addition, parameters of intramolecular geometry and flexibility wereidentified, and were used to interpret the biological activity of steroidal compounds.
Fil: Sproviero, Eduardo Marcelo. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales; Argentina.