Исследование некоторых квантово-химических параметров соединения салициловой кислоты с глицином

АННОТАЦИЯ

Для определения пространственной и электронной структуры N-(4-ацетоксибензоил)глицината калия были проведены квантово-химические расчеты.

ABSTRACT

To determine the spatial and electronic structure of N-(4-acetoxybenzoyl) potassium glycinate, quantum chemical calculations were performed.

Ключевые слова: салициловая кислота, глицин, соединение, структура, квантово-химические параметры.

Keywords: salicylic acid, glycine, compound, structure, quantum chemical parameters.

Гидроксибензойные кислоты и их производные известны уже известны более ста лет. Имея широко известные функциональные группы  фармакологических соединений, они по сей день остаются значимыми лекарственными средствами, применяющимися в практической медицине. Так как большинство производных гидроксибензойных кислот отличаются широким диапазоном терапевтического действия и низкой токсичностью, перспективным является синтез и исследование новых соединений. В последнее время вырос интерес к изучению существующих производных, а также синтезу новых производных гидроксибензойных кислот [1-3]. Несмотря на этого на сегодняшнее время мало систематизированных работ изучению физико-химических и фармакологических свойств.

Так, диапазон применения производных 2-гидроксибензойной кислоты (салицилаты), особенно ацетилсалициловой кислоты, огромен. Сами по себе либо в сочетании с другими средствами они широко используются в целях лечения и профилактики при разнообразных болезненных процессах.

Среди используемых салициламидов  известных в медицинской практике, как салициламид, который назначают внутрь в качестве болеутоляющего и жаропонижающего средства; оксафенамид – усиливает образование и выделение желчи, оказывает спазмолитическое действие и снимает или уменьшает спазмы желчевыводящих путей; тиаприд и султоприд, оказывающие антидофаминергическое действие, применяют наружно в качестве обезболивающих и противовоспалительных средств [4].

Проведенные в [1] экспериментальные исследования вскрыли до этого неизвестные стороны действия натриевых и литиевых гидроксибензамидов на основе аминокислот.

Под действием ферментов фрагменты молекул производных салициловой кислоты, соединенные с амидными и/или сложноэфирной связями, также содержащие катиона калия легко расщепляются и растворяются в организме. При этом введение в состав молекулы катионов приводит к увеличению растворимости в воде, позволяет создать более удобную форму с точки зрения фармакологии и возможности самостоятельного фармакологического действия самого катиона. Исходя из этого, можно предположить что, попадая в организм подобные молекулы, могут оказывать самостоятельное фармакологическое действие или усиливают одну из функциональных групп.

Вследствие перспективности и мало изученности солей амидов оксибензойных кислот с аминокислотами, были проведены квантово-химические расчеты  параметров при помощи программы GaussView на примере N-(4-ацетоксибензоил)глицината калия.

(а)

(б)

(в)

Рисунок 1. 3D структура (а), распределение зарядов (б) и электронной плотности (в) молекуле N-(4-ацетоксибензоил)глицината калия.

Из полученных данных видно, что распределение зарядов в молекуле N-(4-ацетоксибензоил)глицината калия имеет своеобразный характер. В бензольном кольце имеется четыре углерода связанные с водородами, из которых у троих (С₂,С₃ и С₅) практически идентичный отрицательный заряд (-0,260; -0,266; -0,262). Но у одного углерода (С₆)  заряд отличается (-0,176), что по-видимому является следствием влияния карбоксильной группы связанной с первым углеродом. Наивысший заряд углерода (0,924) у углерода связанной с С₁. Этот углерод связан с кислородом и азотом. Также из рисунка (в) можно увидеть что, несмотря на максимальное значение  отрицательного заряда азота (-0,90), отрицательные центры распределены у атомов кислорода. Это можно объяснить «изолированностью» атома азота соседними атомами водорода. Максимальные положительные заряды водородов можно наблюдать связанных с азотом (0,362) также углеродом (0,343) бензольного кольца С_2. Это дает молекуле преимущество образовать комплексные соединения. Эти полученные теоретические данные квантово-химических расчетов подтверждается информацией полученной на практике.

На основе исследований в [1] получены данные о связи между природой катионов щелочного металла и биологическим действием их солей с амидами  оксибензойных кислот с аминокислотами и аминами, что позволяет использовать эти данные для направленного конструирования структур новых потенциальных нейротропных и антимикробных средств обладающих низкой токсичностью, по сравнению с существующими аналогами.

Таким образом, проведенные квантово-химические расчеты N-(4-ацетоксибензоил)глицината калия показывают активность структуры молекулы и возможность получить перспективные вещества которые обладают антибактериальной и противогрибковой активностью. Кроме этого вещество является очень удобным для получения комплексных соединений.

Список литературы:
1. Брель А. К. и др. Натриевые и литиевые соли гидроксибензамидов и их биологическая активность //Известия Волгоградского государственного технического университета. – 2014. – №. 7. – С. 63-66.
2. Брель А. К., Лисина С. В., Будаева Ю. Н. Производные гидроксибензойных кислот и их соли: Синтез и фармакологическая активность //Журнал общей химии. – 2015. – Т. 85. – №. 2. – С. 213-218.
3. Брель А. К. и др. Синтез 4-гидроксибензамидов и их солей //Журнал общей химии. – 2015. – Т. 85. – №. 9. – С. 1561-1563.
4. Машковский, М. Д. Лекарственные средства: пособие для врачей в 2 т. Т. 1–2 / М. Д. Машковский. – М.: Новая волна, 2002.