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Título: Estudo dinâmico, eletrônico e cinético dos complexos curcumina-metanol e teobromina-água
Autor(es): Santin, Lauriane Gomes
Orientador(es): Gargano, Ricardo
Assunto: Dinâmica molecular
Teobromina
Curcumina
Data de publicação: 28-Set-2018
Referência: SANTIN, Lauriane Gomes. Estudo dinâmico, eletrônico e cinético dos complexos curcumina-metanol e teobromina-água. 2018. xix , 115 f., il. Tese (Doutorado em Física)—Universidade de Brasília, Brasília, 2018.
Resumo: O estudo de moléculas biologicamente ativas é de particular importância em química, medicina, farmacologia e biologia molecular. Nesse trabalho são abordadas duas moléculas orgânicas que apresentam várias propriedades medicinais e são encontradas em alimentos muito consumidos pela população mundial. A primeira delas é a teobromina e a mesma é encontrada principalmente no chocolate, no chá verde e no café. A segunda é a curcumina que é o principal constituinte ativo do açafrão. Na primeira etapa desse trabalho realizamos um estudo de estrutura eletrônica da teobromina isolada e em solução aquosa para observarmos a influência da adição de moléculas de água nas propriedades eletrônicas e geométricas desse composto. Fizemos um estudo de Dinâmica Molecular de Car-Parrinello da teobromina isolada e outro da hidratação dessa molécula. Nosso foco foi determinar as principais interações da teobromina com o solvente. Isso foi feito utilizando a função de distribuição radial de pares para investigar o efeito do número de moléculas de água na primeira camada de solvatação da teobromina e assim descrever melhor as propriedades dessa solução. O tempo médio de residência e análise das ligações de hidrogênio também foram abordadas. A análise do efeito solvente sobre o tautomerismo enol-enol da curcumina pode orientar a racionalização de sistemas de interesse químico e biológico. Embora o fenômeno seja amplamente estudado, a natureza do rearranjo de prótons envolvendo a solvatação explícita continua sendo uma questão importante. Neste estudo, descrevemos o fenômeno por meio de uma abordagem ab initio da curcumina isolada e em solução de metanol. O mecanismo envolvido no rearranjo de prótons foi investigado por dinâmica molecular de Car-Parrinello e pelo método estático M062X / DFT. O perfil de energia livre e a superfície de energia potencial no ambiente de metanol foram exploradas e comparados com a fase gasosa – curcumina isolada. O perfil de energia potencial em metanol mostra a distribuição assimétrica de prótons nas formas enol de curcumina e um comportamento simétrico foi observado na fase gasosa. A constante de velocidade da transferência intramolecular de prótons, determinada via Teoria do Estado de Transição, indicou que o efeito de tunelamento desempenha um papel importante quando a molécula de curcumina está sob a influência do metanol. Estes resultados sugerem um critério para caracterizar a simetria do perfil de energia potencial para a transferência intramolecular de prótons.
Abstract: The study of biologically active compounds is particularly importante in chemistry, medicine, pharmacology and molecular biology. In this study, we discuss two organic molecules that have several medicinal properties and are found in foods that are widely consumed by the world population. The first of them is theobromine and the same is found mainly in chocolate, green tea and coffee. The second is curcumin which is the main active constituent of saffron. In the first stage of this work we performed a study of the electronic structure of the theobromine isolated and in aqueous solution with intent to observe the influence of the addition of water molecules on the electronic and geometric properties of this compound. The residence time and the analysis of hydrogen bounds were also addressed. The analysis of the solvente effect on curcumin enol-enol tautomerism can guide the rationalization of systems of chemical and biological interest. Although the phenomenon is widely studied, the nature of proton rearrangement involving explicit solvation remains an important issue. In this study, we describe the phenomenon by means of an ab initio approach of curcumin isolated and in methanol solution. The mechanism involved in the rearrangement of protons was investigated by Car-Parrinello molecular dynamics and by the static method M062X / DFT. The free energy profile and the potential energy surface in the methanol environment were explored and compared with the gas phase – curcumin isolated. The potential energy profile in methanol shows the proton asymmetric distribution in the curcumin enol form and a symmetric behavior is observed in gas phase. Thermal rate constants of the intramolecular proton transfer, determined through the TST method, indicated that the tunneling effect plays an important role when the curcumin molecule is under the influence of methanol. These results suggest a criterion to characterize the symmetry of potential energy profile for the intramolecular proton transfer.
Informações adicionais: Tese (doutorado)—Universidade de Brasília, Instituto de Física, Programa de Pós-Graduação em Física, 2018.
Licença: A concessão da licença deste item refere-se ao termo de autorização impresso assinado pelo autor com as seguintes condições: Na qualidade de titular dos direitos de autor da publicação, autorizo a Universidade de Brasília e o IBICT a disponibilizar por meio dos sites www.bce.unb.br, www.ibict.br, http://hercules.vtls.com/cgi-bin/ndltd/chameleon?lng=pt&skin=ndltd sem ressarcimento dos direitos autorais, de acordo com a Lei nº 9610/98, o texto integral da obra disponibilizada, conforme permissões assinaladas, para fins de leitura, impressão e/ou download, a título de divulgação da produção científica brasileira, a partir desta data.
Agência financiadora: Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES).
Aparece nas coleções:IF- Doutorado em Física (Teses)

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