Estudo teórico da estabilidade estrutural e solvatação hidrofílica da 'alfa'-ciclodextrina (2002)
- Authors:
- Autor USP: GEORG, HERBERT DE CASTRO - IF
- Unidade: IF
- Sigla do Departamento: FMT
- Subjects: MECÂNICA QUÂNTICA; FÍSICA DO ESTADO LÍQUIDO (SIMULAÇÃO COMPUTACIONAL)
- Language: Português
- Abstract: Fizemos um estudo teórico sistemático e criterioso para entender o papael das moléculas de água na estabilização da geometria de 'alfa'-ciclodextrina ('alfa'-CD) em solução aquosa. Adicionalmente, analisamos a confiabilidade dos campos de força clássicos amplamente utilizados e a aplicabilidade de geometrias otimizadas com cálculos quânticos, através de comparação com resultados experimentais. Inicialmente realizamos otimizações de geometria da 'alfa'-CD isolada utilizando os métodos clássicos AMBER, OPLS e MM2 e os métodos quânticos Hartree-Fock (HF), AM1 e PM3. Dentre as 42 geometrias encontradas, identificamos a mais estável obtida com métodos clássicos (AMBER) e com método quântico (HF). Através de comparação de propriedades estruturais dessas duas geometrias com os dados experimentais, observamos que elas são muito próximas e que diferem basicamente pelo tamanho da cavidade, abertura do cone e conformação das hidroxilas primárias. Na geometria AMBER essas hidroxilas são todas (-)gauche enquanto que na HF há duas hidroxilas na conformação trans provocadas pela formação de ligações de hidrogênio intramoleculares e com isso dando uma estabilidade maior para essa geometria de cerca de 2 kcal/mol. Utilizando simulações computacionais com método de Monte Carlo, analisamos a solvatação dessas duas geometrias em água. Verificamos que a geometria AMBER, embora tendo um dipolo menor, interage mais fortemente com a água por cerca de 21 kcal/mol. (CONTINUA)(CONTINUAÇÃO) Isso é decorrência de 6 ligações de hidrogênio a mais que essa geometria faz com a água em comparação com a geometria HF. Analisamos também o caráter hidrofóbico da cavidade e calculamos a densidade interna na geometria HF e 0.33 g/'cm POT.3' enquanto que na cavidade da geometria AMBER essa densidade é 0.46 g/'cm POT.3'. O efeito hidrofóbico provocado pela cavidade em ambas as geometrias é bastante forte, sendo na geometria HF um pouco maior. Para finalizar nossa análise, ) realizamos simulações com Teoria de Perturbação Termodinâmica (PT) e calculamos a variação de energia livre entre essas duas geometrias em solução aquosa. Encontramos que a geometria AMBER é mais estável em água por cerca de 20 kcal/mol. Como a entropia é dada por ( 'alfa'F-'alfa'E)/T, temos que a variação da entropia entre os dois estados é desprezível. Assim verificamos que dentre os métodos teóricos utilizados para otimização de geometria, o campo de força clássico AMBER foi o que melhor descreveu a geometria da 'alfa'-CD
- Imprenta:
- Data da defesa: 12.07.2002
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ABNT
GEORG, Herbert de Castro. Estudo teórico da estabilidade estrutural e solvatação hidrofílica da 'alfa'-ciclodextrina. 2002. Dissertação (Mestrado) – Universidade de São Paulo, São Paulo, 2002. Disponível em: http://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/43/43134/tde-15122016-105928/pt-br.php. Acesso em: 30 mar. 2023. -
APA
Georg, H. de C. (2002). Estudo teórico da estabilidade estrutural e solvatação hidrofílica da 'alfa'-ciclodextrina (Dissertação (Mestrado). Universidade de São Paulo, São Paulo. Recuperado de http://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/43/43134/tde-15122016-105928/pt-br.php -
NLM
Georg H de C. Estudo teórico da estabilidade estrutural e solvatação hidrofílica da 'alfa'-ciclodextrina [Internet]. 2002 ;[citado 2023 mar. 30 ] Available from: http://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/43/43134/tde-15122016-105928/pt-br.php -
Vancouver
Georg H de C. Estudo teórico da estabilidade estrutural e solvatação hidrofílica da 'alfa'-ciclodextrina [Internet]. 2002 ;[citado 2023 mar. 30 ] Available from: http://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/43/43134/tde-15122016-105928/pt-br.php
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