Complexos entre 3-aminoftalimida e HF: Um estudo teórico e computacional

ISBN 978-85-85905-10-1

Área

Iniciação Científica

Autores

Silva, A.G. (UNINASSAU) ; Machado, C.M.B. (UFPE) ; Silva, R.P.G. (UFPE) ; Lima, N.B. (UFPE)

Resumo

Cálculos teóricos MP2/6-31++G (d, p) e B3LYP/6-31++G (d, p) foram realizados no sentido de obter energias de estabilidade e propriedades moleculares de complexos entre 3-aminoftalimida e HF. Os cálculos ab initio de orbitais moleculares e DFT revelaram que cinco diferentes complexos podem ser formados e que as geometrias otimizadas correspondem a pontos de mínimo de energia na curva de energia potencial. O processo de formação das ligações de hidrogênio ocasionaram mudanças nas propriedades da imida cíclica e do ácido linear monoprótico, sendo para este último os efeitos mais fortes.

Palavras chaves

imidas cíclicas; ligação de hidrogênio; ácido fluorídrico

Introdução

Cálculos ab initio de orbitais moleculares são frequentemente usados em simulações das propriedades moleculares e espectroscópicas de complexos de ligação de hidrogênio entre moléculas aceitadores de próton e moléculas doadoras de próton (LIMA et al, 2012). As imidas cíclicas podem são moléculas que tanto podem agir como aceitadoras de próton, uma vez que possuem grupos C=O quanto podem agir como doadoras de próton a partir do grupo N-H (LIMA et al, 2011). As imidas cíclicas são excelentes agentes biológicos e terapêuticos por exemplo, a ftalimida quando administrada em doses de 10 à 20 mg/Kg/dia em ratos, reduzem em poucos dias as taxas de colesterol e triglicerídeos destes. As atividades biológicas das imidas cíclicas estão diretamente relacionadas com o grupo imida cíclica, onde ao substituir alguns elementos deste grupo é possível potencializar os efeitos das atividades biológicas. Neste trabalho, nós realizamos cálculos ab initio de orbitais moleculares e DFT para a interpretação das propriedades estruturais, energéticas e vibracionais de complexos entre 3-amiftalimida, figura 1, e HF na proporção estequiométrica, imida cíclica: ácido 1:1.

Material e métodos

Realizamos, cálculos de orbitais moleculares usando a teoria do funcional de densidade (DFT) (BECKE, 1993) com o funcional B3LYP (GEERLINGS et al, 2003) com o conjunto de funções base 6-31++G(d,p) para otimização completa de geometria e cálculo dos modos vibracionais dos complexos. Todos os cálculos foram realizados utilizando o programa de química quântica computacional GAUSSIAN 2009 (FRISCH et al, 2009).

Resultado e discussão

A tabela 1 apresenta as principais mudanças nas propriedades estruturais observadas a partir dos cálculos computacionais. Em todos os casos que os comprimentos da ligação H-F e da ligação N-H foram aumentados após a formação dos complexos. Entretanto, o efeito foi mais intenso para a ligação do ácido linear monoprótico. Provavelmente isto ocorreu porque a ligação de hidrogênio ocorre entre o ácido HF e um dos grupos C=O da imida cíclica. A tabela 2 apresenta os valores das energias das ligações de hidrogênio sem correções (ΔE), com correção BSSE (∆EBSSE), energias com correção BSSE e ZPE (∆EBSSE,ZPE). Os resultados mostram que preferencialmente a ligação de hidrogênio é formada nas regiões 1 e 2 nas posições cis e trans em relação ao grupo NH da imida cíclica. Isto ocorre porque a complexação na região 3 o ácido HF é a molécula aceitadora de próton, e a imida cíclica age como a molécula doadora de próton onde a interação ocorre no grupamento NH2, sendo este grupo pouco eficiente na complexação.

Estrutura do composto 3-aminoftalimida.

Conclusões

Os cálculos ab initio de orbitais moleculares e DFT revelaram que cinco diferentes complexos podem ser formados e que as geometrias otimizadas correspondem a pontos de mínimo de energia na curva de energia potencial. Preferencialmente, a complexação ocorre nos grupos C=O da imida cíclica. O processo de formação das ligações de hidrogênio ocasionaram mudanças nas propriedades da imida cíclica e do ácido linear monoprótico, sendo para este último os efeitos mais fortes.

Agradecimentos

Os autores agradecem ao CNPq, à FACEPE, ao PET/CAPES, à PROAES/UFPE e ao PRONEX/FACEPE.

Referências

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