Submitted by Luciana Ferreira (lucgeral@gmail.com) on 2017-12-21T12:24:14Z No. of bitstreams: 2 Dissertação - Rênica Alves de Morais Rocha - 2017.pdf: 2260972 bytes, checksum: a83ed3f29bbd36d22772760b5f5354b2 (MD5) license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) / Approved for entry into archive by Luciana Ferreira (lucgeral@gmail.com) on 2017-12-21T12:24:55Z (GMT) No. of bitstreams: 2 Dissertação - Rênica Alves de Morais Rocha - 2017.pdf: 2260972 bytes, checksum: a83ed3f29bbd36d22772760b5f5354b2 (MD5) license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) / Made available in DSpace on 2017-12-21T12:24:55Z (GMT). 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Despite the current advances in spectroscopic techniques, instances of revision of structures erroneously established for natural products are still common in the literature. Therefore, it is still necessary the development of quantum-chemical protocols that may assist in the correct structural determination of these compounds. This work aimed to generate a universal scaling factor, based on a linear regression, for the calculation of 13 C NMR chemical shifts for rigid molecules, which has low computational cost and great accuracy to aid in the structural determination of natural products. So, 22 small molecules, whose chemical shifts were obtained experimentally, were selected and submitted to randomized conformational searches using Monte Carlo method and MMFF force field. The most significant conformations for each compound were selected to energy minimization calculations carried out at the PM7 level of theory, followed by vibrational frequency calculations at the same level. The 13 C chemical shifts were calculated using the GIAO-mPW1PW91/3-21G level of theory. Scaled chemical shifts (δesc) were obtained according to the relation δ esc = 1,14 δ cal – 4,71. The robustness of the new protocol and its applicability to practical problems was evaluated by the calculation of the chemical shifts for two natural compounds with biological and therapeutic interest: tryptanthrin and (-)-loliolide. In order to test the application of the created scaling factor to problems related to stereochemistry, we investigated its ability to differentiate pentacyclic triterpenes regioisomers. Thus the 13 C NMR chemical shifts of the α-amirin, β-amirin, glutinol, α-amirin acetate, β-amirin acetate and glutinyl acetate molecules were calculated and scaloned. Our results show that the GIAO-mPW1PW91/3-21G//PM7 level of theory applied to the calculations, together with the use of the scaling factor, is an efficient and low-cost tool as an alternative to computational requirement approaches, usually applied to the calculation of 13 C NMR chemical shifts. / A espectroscopia de Ressonância Magnética Nuclear (RMN) é uma técnica experimental poderosa para a obtenção de estruturas tridimensionais de moléculas complexas, principalmente para a análise das configurações relativas e absolutas de compostos orgânicos. Por esta razão, esta se tornou uma das ferramentas mais promissoras no campo da química. Do ponto de vista teórico, protocolos computacionais avançados foram desenvolvidos para o cálculo de RMN, principalmente de 1 H e 13 C, parâmetros de moléculas isoladas, em que os efeitos do meio ambiente são negligenciados. Estes efeitos são predominantemente relacionados com o tamanho inerentemente elevado de tais sistemas, tornando teorias convencionais ab initio computacionalmente muito exigentes ou mesmo inviáveis. Apesar dos recentes avanços em técnicas espectroscópicas, casos de revisão de estruturas de produtos naturais erroneamente estabelecidas ainda são encontrados na literatura. Portanto, é necessário o desenvolvimento de protocolos de cálculos quânticos que possam auxiliar na determinação estrutural correta destes compostos. Neste trabalho buscou-se gerar um fator de escalonamento universal, baseado emuma regressão linear, para o cálculo de deslocamentos químicos de RMN de 13 C, para moléculas rígidas, com baixo custo computacional e grande acurácia para auxiliar na determinação estrutural de produtos naturais. Para tal, 22 pequenas moléculas, cujos deslocamentos químicos foram obtidos experimentalmente, foram selecionadas e submetidas a buscas conformacionais estocásticas utilizando o método de Monte Carlo e o campo de forças MMFF. As conformações de menor energia de cada molécula foram selecionadas para a etapa de otimização de geometria, realizada no nível PM7, seguido por cálculos de frequência vibracional em mesmo nível. Os deslocamentos químicos de 13 C foram calculados utilizando o nível de teoria GIAO- mPW1PW91/3-21G. Já os deslocamentos químicos escalonados (δ esc ) foram obtidos de acordo com a relação δ esc = 1,14 δ cal – 4,71. A robustez do novo protocolo e sua aplicabilidade a problemas práticos foi avaliada através do cálculo de deslocamentos químicos para dois compostos naturais com interesse biológico e terapêutico: triptantrina e loliolida. De maneira a testar a aplicação do fator de escalonamento criado a problemas relacionados à estereoquímica investigou-se a sua capacidade em diferenciar triterpenos pentacíclicos regioisômeros. Assim os deslocamentos químicos de RMN de 13 C das moléculas de α-amirina, β-amirina, glutinol, acetato de α-amirina, acetato de β-amirin e acetato de glutinila, foram calculados e escalonados. Os resultados mostram que o nível de teoria GIAO-mPW1PW91/3-21G//PM7 aplicado para os cálculos, juntamente com a utilização do fator de escalonamento se mostra uma ferramenta eficaz e de baixo custo como uma alternativa para abordagens de exigência computacional, que são usualmente aplicados para a obtenção de cálculo de deslocamentos químicos de RMN de 13 C.