Estudio espectroscópico y teórico del ácido valproico y algunos compuestos derivados con actividad antiepiléptica

Abstract

Con base en nuestro supuesto acerca de que variaciones en la actividad anticonvulsiva de Suvpd, Chvpd, Etvpd, Dmvpd, Vpd, Ipvpd, Vpa, Prvpa podrían ser explicadas a partir del estudio de los efectos del sustituyente acilo (R<SUB>2</SUB>) y del solvente sobre las propiedades electrónicas del grupo O=C-O/N, en este trabajo de tesis doctoral se propone estudiar, usando herramientas experimentales y computacionales, la hipersuperficie de energía potencial del Acido Valproico (Vpa) y derivados funcionales con actividad biológica sintetizadas en el laboratorio de Química Medicinal, Departamento de Ciencias Biológicas, Universidad Nacional de la Plata (UNLP). Las tareas de investigación desarrolladas en el Instituto de Investigaciones Fisicoquímica Teórica y Aplicada (INIFTA), en el Laboratorio Nacional de Investigación y Servicios en Espectroscopía Optica (LANAIS EFO) y en el Centro de Química Inorgánica (CEQUINOR) de la UNLP, se planificaron para el cumplimiento de los siguientes objetivos de investigación: - Obtener los espectros infrarrojo (IR) a 300 K y 77 K y Raman (R) a 300K de los esteres propilvalproato (Prvpa), isopentilvalproato (Ispvpa), bencilvalproato (Benvpa), 1-secbutanol valproato (Secbvpa) y de las amidas Valpromida (Vpd), Netilvalpromida (Etvpd), N-isopropilvalpromida (Ipvdp), N-etilaminovalpromida (Etavpd), N-Alfafenetilvalpromida (Aphvpd), N-benzidrilvalpromida (Bzvpd), Dimetilvalpromida (Dmvpd). - Identificar las conformaciones de mínima energía en la hipersuperficie de energía potencial (PES) del Vpa y los derivados funcionales antes mencionados usando herramientas computacionales apropiadas. - Describir las características conformacionales de los mínimos globales y locales de cada estructura y calcular sus espectros vibracionales los cuales serán empleados en la resolución de los registros experimentales IR y R. - Describir los cambios en las propiedades estructurales y electrónicas de la conformación de cada mínimo global al modelar cada estructura en presencia del potencial electrostático del agua (efecto del solvente). - Describir los cambios en las propiedades estructurales y electrónicas de la región polar al ajustar la conformación de cada mínimo global en solución según propiedades conformacionales predichas en el farmacóforo antiMES (conformación activa). Asimismo y basados en los siguientes conceptos: i) cualquier acción farmacológica tiene su inicio con la formación de un complejo entre la molécula del fármaco y su sitio receptor en una macromolécula biológica; ii) para que una droga manifieste su efecto farmacológico es necesario que exista una complementariedad estéreo-electrónica entre el ligando y su receptor biológico, y iii) dos o más moléculas exhiben actividad biológica similar si ellas comparten ciertas propiedades químicas/fisicoquímicas; también nos propusimos: - Explorar las características estructurales y electrónicas de la región polar del mínimo global sobre la PES de la N-ciclohexilvalpromida (Chvpd) y 4- Valproilamidobenzenosulfonamida (Suvpd) y de la conformación activa en vacio y solución Incluidos los potentes derivados antiMES Chvpd y Suvpd al conjunto de estructuras previamente seleccionadas, continuamos trabajando persiguiendo los siguientes objetivos - Racionalizar los cambios estéreo-electrónicos en la región polar con la variación estructural usando procedimiento basado en los Orbitales Naturales de Enlace, el análisis Topológico de la Función de localización Electrónica (ELF), y la Teoría de Átomos y Moléculas (AIM). - Caracterizar las interacciones intra-moleculares presente en estas estructuras y sus cambios en conformaciones ajustadas a los requisitos farmacofóricos de la actividad antiMES en solución - Describir los efectos del sustituyente en las propiedades estéreo-electrónicas de la región polar en los confórmeros más estables y adoptando la configuración descripta en el modelo farmacofórico anti-MES. - Describir la reactividad de las estructuras seleccionadas y sus cambios con el medio y los sustituyentes usando potenciales electrostáticos moleculares (MEP) y mediante el calculo de descriptores globales y locales definidos a partir de la Teoría del Funcional de la Densidad (DFT). - Definir los aspectos estéreo-electrónicos que según las tendencias optimicen la actividad biológica del Vpa y especificar características estéreo-electrónicas complementarias de la región polar en el Vpa y derivados como un posible sitio activo en un receptor hipotético por medio del cual estas moléculas medien su acción farmacológica.