Modelación molecular de cuatro penicilinas: bencilpenicilina, fenoximetilpenicilina, ampicilina y amoxicilina / Molecular modelling of four penicillins: bencylpenicillin, phenoxymethylpenicillin, ampicillin and amoxicillin

RESUMEN

Fundamento Las penicilinas se diferencian estructuralmente entre sí por las cadenas laterales. Al mismo tiempo, poseen diferencias en su acciónfarmacológica, que pueden estar asociadas a modificaciones inducidas en el anillo betalactámico y/o efectos localizados en las propias cadenas. Esclarecerlo, sería un aporte en la búsqueda de las características estructurales y electrónicas más adecuadas para el diseño de mejores penicilinas. Objetivo: Comparar laspropiedades estructurales, densidades de cargas atómicas y los orbitales de frontera de cuatro penicilinas(bencilpenicilina, fenoximetilpenicilina, ampicilina y amoxicilina) mediante la modelación de la Teoría del Funcional de la Densidad. Método: Se optimizaron las estructuras moleculares con cálculos semiempíricos PM3. Las propiedades moleculares se calcularon según laTeoría del Funcional de la Densidad, a un nivel B3LYP/6-31G (d). Se analizaron las densidades de cargasatómicas y los orbitales de frontera. Se evaluó el efecto de los sustituyentes sobre las propiedades del anillobetalactámico. Resultados: Los parámetros estructurales del anillo betalactámico no variaron comoconsecuencia de las modificaciones en la cadena lateral unida al carbono 6. El anillo presentó una marcada tendencia a la planaridad. Tampoco se observaronvariaciones en la densidad de carga positiva del carbono carbonílico. Conclusiones: La estructura y propiedades electrónicas del anillo betalactámico, base estructural deestos antibióticos, no tienen modificaciones significativas entre las penicilinas modeladas(AU)

ABSTRACT

Background: Penicillins differ structurally among themselves by the lateral chains. At the same time, theyhave differences in their pharmacological action that canbe associated to modifications included in the betalactamic ring and/or effects localized in the same chains. Making it clear would be a contribution to thesearch of the most adequate structural and electronic characteristics to design better penicillins. Objective:To compare structural properties, density of the atomic charges and the frontier orbitals of four penicillins bencylpenicillin, phenoxymethylpenicillin, ampicillin andamoxicillin. Method: The molecular structures were optimized with PM3 semiempirical calculi. The molecularproperties were calculated according to the Density Functional Theory, at a B3LYP/6-31G(d) level. The density of the atomic charges and the frontier orbitals were analyzed. The effect of the substituents on the properties of the betalactamic ring was evaluated. Results: The structural parameters of the betalactamic ring do not change as consequence of the modifications in the lateral chain linked to carbon 6. The ring has a marked tendency to planarity. There are no variations in the density of the positive charge of the carbonylic carbon. Conclusions: The structures and electronic properties of the betalactamic ring, structural basis of these antibiotics, do not have significant modifications among modelled penicillins(AU)