Naslov
Kloriranje barbiturata. Kvantno - kemijska studija reakcijskog mehanizma
(The Chlorination of Barbiturates. Quantum - Chemical Study of the Reaction Mechanism)

Autori
Hok, Lucija ; Pem, Barbara ; Tandarić, Tana ; Šakić, Davor ; Vrček, Valerije

Vrsta, podvrsta i kategorija rada
Sažeci sa skupova, sažetak, znanstveni

Izvornik
6. simpozij studenata farmacije i medicinske biokemije : knjiga sažetaka / Bojić, Mirza ; Sertić, Miranda - Zagreb : Farmaceutsko-biokemijski fakultet Sveučilišta u Zagrebu, 2017, 56-56

ISBN
978-953-6256-88-4

Skup
FARMEBS 2017, 6. simpozij studenata farmacije i medicinske biokemije

Mjesto i datum
Zagreb, Hrvatska, 27.05.2017

Vrsta sudjelovanja
Poster

Vrsta recenzije
Domaća recenzija

Ključne riječi
barbiturati ; hipoklorasta kiselina ; iminolna forma ; računalna kemija ; rekalcitranti
(barbiturates ; hypochlorous acid ; iminol form ; computational chemistry ; recalcitrants)

Sažetak
Barbiturati su lijekovi s djelovanjem na središnji živčani sustav, a koriste se kao neinhalacijski anestetici, sedativi, hipnotici i antiepileptici. Poznavanje mehanizma kloriranja barbiturata kao jednog od najčešće korištenih postupaka obrade otpadnih voda, od iznimne je važnosti u ekotoksikologiji. Jednom ispušteni u okoliš barbiturati pokazuju stabilnost tijekom dužeg vremenskog perioda posjedujući izraženo svojstvo rekalcifikacije, tj. otpornosti prema biorazgradnji, ali i razgradnji utjecajem klorirajućih agenasa. Posljedica toga je njihov dugotrajan farmakološki učinak na ekosustav. Cilj ovoga rada je detaljnije objasniti razloge kemijske inertnosti barbiturata prema klorirajućim agensima. U svrhu izrade rada primijenjene su kvantno - kemijske metode. Korišten je programski paket Gaussian09, a sve su geometrije optimizirane koristeći DFT funkcional B2K - PLYP. Za opis molekulskih orbitala korišten je bazni skup 6 - 31 + G(d). Kompleksi reaktanata, produkata, međuprodukata i prijelaznih stanja optimizirani su s dvije eksplicitno dodane molekule vode kako bi se točnije opisala prva solvatacijska ljuska. Za implicitnu solvataciju korišten je SMD solvatacijski model (otapalo voda, alpha = 1, 2). Utvrđeno je da je barbiturna kiselina lako podložna kloriranju hipoklorastom kiselinom (HOCl), pri čemu nastaje C5 - klorirani produkt (Slika 1). Kloriranje 5, 5 - disupstituiranih barbiturata nije moguće u C5 - položaju, nego se odvija u N - položaju, međutim, izračunate barijere za takve procese su vrlo visoke (ΔG# 298 > 200 kJ/mol). Stoga je pretpostavljen mehanizam kloriranja barbiturata preko iminolnog međuprodukta [1]. Izračunate energetske barijere takvih procesa su niže od barijera izravnog kloriranja amidnog oblika, ali iznose više od 150 kJ/mol. Visoke barijere za reakcije kloriranja barbiturata objašnjavaju njihovu kemijsku otpornost u postrojenjima za obradu otpadnih voda i njihovu perzistentnost u okolišnim vodama. S obzirom na nepovoljan ekološki profil barbiturata, potrebno je razmotriti primjenu efikasnijih metoda obrade otpadnih voda ili dizajn ekološki prihvatljivijih farmaceutika. Kvantno - kemijske metode su iznimno korisne za razumijevanje reakcijskih mehanizama kloriranja barbiturata, a ispitivanjem utjecaja različitih supstituenata u C5 - položaju na otpornost kloriranju, može se predvidjeti kemijsko ponašanje tih lijekova u vodenom okolišu.

Izvorni jezik
Hrvatski

Znanstvena područja
Kemija

POVEZANOST RADA