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INVESTIGAÇÃO CONFORMACIONAL DA ESTRUTURA COM ATIVIDADE ANTI-HCV DA RIBAVIRINA E VIRAMIDINA E DOS NUCLEOSÍDEOS NATURAIS ADENOSINA E GUANOSINAScorsin, Leandro 26 February 2013 (has links)
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Previous issue date: 2013-02-26 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / Ribavirin is a similar compound to Guanosine, and it has wide application in antiviral activity against several DNA and RNA viruses. In human cells, the Ribavirin is phosphorylated forming a metabolite which inhibits an enzyme involved in synthesis of guanosine triphosphate. This enzyme is required for viral RNA replication, directly affecting their growth. In the solid state the Ribavirin crystallizes in two different ways. There NMR studies in the literature that deal with the Ribavirin in solution. Recently, tests were performed to treat hepatitis virus with a new drug, Viramidine. Its structure is similar to that of Ribavirin, but there is a change in group carboxyamide, since the carbonyl group is replaced by a C=NH. The Viramidine showed a less harmful and less widespread in the body when compared to Ribavirin. Based on this information, the general objective of the work was the conformational analysis of drug Ribavirin, as theoretical as experimental, and Viramidine just in theoretical calculation. Subsequent calculations were performed to natural nucleosides Adenosine and Guanosine, because they are structurally similar to both drugs. Using the package of programs GAUSSIAN 03 the analysis was performed of a series of scans in two dihedral angles of each structure. Then it was built four potential energy surfaces with HF/6-311G level of theory. The conformations present at the point of minimum energy were optimized in isolated phase. In calculations with solvation routines was performed the execution of single-point, according to the polarizable continuum model (PCM), with level of theory with B3LYP/cc-pVDZ. To explain the conformational preferences of global minimum of each nucleoside or drug analyzed have been used as tools maps of electrostatic potential and natural bonding orbital calculations. It was observed that for drugs there were a variation of stable conformation between the isolated phase and solvation. Only one conformation was the most stable in isolated phase for both drugs and having the same characteristic between them, the hydroxyl's hydrogen connected to carbon 5 of ribose is close to a nitrogen atom of the triazole ring, justifying an intramolecular interaction of the type hydrogen bond that stabilizes these conformations. In medium of polar solvating conformations with greater dipole moment were the most stable since the medium of polar solvating preferred these conformations. For nucleosides were found different results that don´t following the same relations of drugs. It was isolated from the drug capsules, employing simple filtration followed by liquid-liquid extraction with ethyl ether. The organic phase was evaporated with a rotary evaporator thus obtaining the pure Ribavirin. The product was characterized by Infrared Spectroscopy on KBr pellets and Nuclear Magnetic Resonance 1H and 13C NMR in D2O and DMSO-d6. The results obtained were compared with the theoretical results, including theoretical frequencies related to experimental wave numbers and coupling constants for two and three bonds found in the resonance spectra and the results of calculation of the theoretical couling constants. / A Ribavirina é um composto análogo a Guanosina e possui larga aplicação em atividades antivirais contra vários DNA ou RNA vírus. Na célula humana, a Ribavirina é fosforilada formando um metabólito que inibe uma enzima envolvida na síntese da Guanosina trifosfato. Essa enzima é necessária para a replicação do RNA viral, afetando diretamente seu crescimento. No estado sólido a Ribavirina cristaliza-se em duas diferentes formas. Existem estudos de RMN na literatura que tratam da Ribavirina em solução. Recentemente, foram efetuados testes para o tratamento do vírus da hepatite com uma nova droga, a Viramidina. Sua estrutura é semelhante a da Ribavirina, porém existe uma mudança no grupo carboxiamida, pois a carbonila é substituída por um grupo C=NH. A Viramidina mostrou um menor efeito colateral no organismo quando comparada a Ribavirina. Com base nestas informações, o objetivo geral do trabalho foi a análise conformacional dos fármacos Ribavirina, de forma teórica e experimental, e Viramidina, apenas de forma teórica. Posteriormente foram efetuados os cálculos dos nucleosídeos naturais Adenosina e Guanosina, visto que estes são semelhantes estruturalmente a ambos os fármacos. Utilizando o conjunto de programas GAUSSIAN 03, realizou-se uma sequência de scans analisando dois ângulos diedros de cada estrutura. Sendo assim foram construídas quatro superfícies de energia potencial com nível de teoria HF/6-311G. As conformações presentes nos pontos de mínimo de energia foram otimizadas em fase isolada. Em cálculos com rotinas de solvatação realizou-se a execução de single-point, segundo o modelo do contínuo polarizável (PCM), com nível de teoria B3LYP/cc-pVDZ. Para explicar as preferências conformacionais dos mínimos globais de cada fármaco ou de cada nucleosídeo analisado, foram utilizados como ferramentas os mapas de potencial eletrostático e os cálculos de orbitais naturais de ligação. Foi observado que para os fármacos existe uma variação entre a conformação estável em fase isolada e em solvatação. Uma conformação apenas foi a mais estável em fase isolada para ambos os fármacos e como mesma característica entre eles, o hidrogênio da hidroxila ligada ao carbono 5 da ribose está próximo de um átomo de nitrogênio do anel triazólico, justificando uma interação intramolecular do tipo ligação de hidrogênio que estabiliza essas conformações. Em solvatação as conformações com maior momento de dipolo foram as mais estáveis, visto que o meio de solvatação polar favorece essas conformações. Para os nucleosídeos foram encontrados resultados diferentes não seguindo as mesmas relações dos fármacos. Experimentalmente, para a Ribavirina foi elaborado uma rota de extração do fármaco. Ela foi isolada das cápsulas do medicamento, empregando filtração simples seguida de extração líquido-líquido com éter etílico. A fase orgânica foi rotaevaporada obtendo assim a Ribavirina pura. O produto foi caracterizado por espectroscopia na região do infravermelho, em pastilha de KBr e Ressonância Magnética Nuclear de 1H e 13C, em D2O e DMSO-d6. Os resultados obtidos foram comparados com os resultados teóricos, incluindo as frequências teóricas relacionadas aos números de onda experimentais e as constantes de acoplamento, a duas e três ligações encontradas nos espectros de ressonância e no resultado do cálculo das constantes de acoplamento teóricas.
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