Квантово-химическое исследование спектра поглощения нейтральной и заряженной форм натриевой соли бензилпенициллина
Государственное задание Минобрнауки России, FSWM-2020-0033
Базыль О.К.
1, Бочарникова Е.Н.
1, Чайковская О.Н.
1,2, Майер Г.В.
11Национальный исследовательский Томский государственный университет, Томск, Россия
2Институт электрофизики Уральского отделения РАН, Екатеринбург, Россия
Email: olga.k.bazyl@gmail.com, bocharnikova.2010@mail.ru, tchon@phys.tsu.ru, mayer_gv@mail.tsu.ru
Поступила в редакцию: 15 февраля 2024 г.
В окончательной редакции: 11 июня 2024 г.
Принята к печати: 16 июня 2024 г.
Выставление онлайн: 30 сентября 2024 г.
Методами спектроскопии и квантовой химии исследована природа спектров поглощения и распределения заряда бензилпенициллинов. Оптимизирована предполагаемая пространственная структура комплекса аниона натриевой соли бензилпенициллина с водой состава 1:3. Установлено, что поглощение в длинноволновой и средней областях спектра связано с пенам-фрагментом исследуемой молекулы. Интенсивность коротковолновой части спектра преимущественно сформирована электронными переходами бензольной части молекулы. Рассчитано и проанализировано распределение эффективных зарядов на фрагментах бензилпенициллина, его аниона и их комплексов с водой с целью определения протоноакцепторных свойств фрагментов молекулы и изменения их при переходе от нейтральной молекулы бензилпенициллина к его аниону, а также при комплексообразовании. В нейтральной молекуле бензилпенициллина донорные свойства пенам-фрагмента значительно превосходят свойства бензильного фрагмента, а боковая цепь обладает более высокой акцепторной способностью, чем карбоксильная группа. Образование водородных связей в молекуле бензилпенициллина заметно снижает как донорные свойства пенам-фрагмента, так и акцепторные свойства боковой цепи. Изменения на бензильном и карбоксильном фрагментах менее существенны. Исследование донорно-акцепторных свойств фрагментов анионной формы бензилпенициллина показало, что главное отличие заряженной формы состоит в существенном изменении протонодонорных свойств фрагментов молекулы. Пенам-группа становится практически нейтральной, а главным протоноакцепторным центром анионной формы становится группа СОО. Ключевые слова: натриевая соль бензилпенициллина (benzylpenicillin sulfoxide), спектр поглощения, эффективные заряды, протоноакцепторные свойства, комплексы с Н-связью.
- В.Г. Алексеев. Биоэнергетическая химия пенициллинов и цефалоспоринов (Тверской государственный университет, Тверь, 2009)
- Э. Гейл, Э. Кандлифф, П. Рейндольс, М. Ричмонд, М. Уоринг. Молекулярные основы действия антибиотиков (Мир, М., 1975)
- Л.С. Страчунский, С.Н. Козлов. Современная антимикробная химиотерапия (Боргес, М., 2002)
- В.Г. Алексеев. Химико-фармацевтический журнал, 44 (1), 16 (2010)
- V. Gil-Ocana, I.M. Jimenez, C. Mayorga, I. Dona, J.A. Cespedes, M.I. Montanez, Y. Vida, M.J. Torres, E. Perez-Inestrosa. Frontiers in Immunology, 12, 750109-1 (2021). DOI: 10.3389/fimmu.2021.750109
- S. You, Y. Xie, Q. Yu, H. Chen, Y. Qin, J. Cao, T. Lan. Biochemical Engineering J., 180, 108335 (2022). DOI: 10.1016/j.bej.2022.108335
- О.А. Петров, А.А. Максимова, А.Е. Рассолова, Г.А. Гамов, В.У. Майзлиш. Журнал физической химии, 93 (9), 1290 (2023). DOI: 10.31857/S0044453723090157
- N.C. Cohen. J. Medic. Chemistry, 26 (2), 259 (1989). DOI: 10.1021/jm 00356a 027
- J.-M. Frere, J.A. Kelly, D. Klein, J.M. Ghuysen, P. Claes, H. Vanderhaeghe. Biochem. J., 203 (1), 223 (1982). DOI: 10.1042/bj2030223
- J. Frau, M. Coll, J. Donoso, F. Munoz, F. Garcia Blanco. J. Molec. Struct. (Theochem), 231, 109 (1991). DOI: 10.1016/0166-1280(91)85144-V
- C.M. Dobson, L.O. Ford, S.E. Sumners, J.P. Williams. J. Chem. Soc., 2, 1145 (1975)
- S. Wolfe, M. Khalil, D.F. Weaver. Can. J. Chem., 66, 2715 (1988)
- S. Wolfe, K. Yang, M. Khalil. Ca. J. Chem., 66, 2733 (1988)
- В.Я. Артюхов, А.И. Галеева. Изв. вузов. Физика., 29 (11), 96 (1986)
- V.Ya. Artuykhov. J. Struct. Chem., 19, 364 (1978). DOI: 10.1007/BF 0075 3260
- E. Scroco, J. Tomasi. Adv. Quantum. Chem., 11, 115 (1978)
- В.А. Блатов. Полуэмпирические расчетные методы квантовой химии [учебное пособие] (Универс-групп, Самара, 2005)
- M.J. Dewar, R.C. Dougherty. The PMO Theory of Organic Chemistry (Springer, US, 2012)
- D.D. Dexter, J.M. Veen. J. Chem. Soc. Perkin I., 3, 185 (1978). DOI: 10.1039/P19780000185
- V.S.R. Rao, T.K. Vasudevan. Critical Reviews in Biochemistry, 14 (3), 173 (1983). DOI: 10.3109/10409238309102793
- Б.П. Никольский, В.А. Рабинович. Справочник химика. Том 1. Общие сведения; Строение вещества; Свойства важнейших веществ; Лабораторная техника (Химия, М.-Л., 1966)
- А.К. Жерносек. Фармацевтическая химия: практическое руководство: [учебно-методическое пособие]. Ч. 1 (УО "Витебский государственный медицинский университет", Витебск, Министерство здравоохранения Республики Беларусь, 2010)
- Э. Штерн, К. Тиммонс. Электронная абсорбционная спектроскопия в органической химии (Мир, М., 1974)
Подсчитывается количество просмотров абстрактов ("html" на диаграммах) и полных версий статей ("pdf"). Просмотры с одинаковых IP-адресов засчитываются, если происходят с интервалом не менее 2-х часов.
Дата начала обработки статистических данных - 27 января 2016 г.