Determinação da configuração relativa do produto de bioidroxilação da progesterona através de cálculos quânticos

Abstract

Resumo : As técnicas de modelagem computacional de RMN têm se mostrado muito úteis na elucidação de estruturas químicas, inclusive para diferenciar estruturas intimamente relacionadas, como os isômeros. Esteroides são moléculas orgânicas bioativas com várias funções dependendo dos substituintes R presentes na estrutura, entre eles a progesterona. O objetivo desse trabalho foi determinar a estereoquímica da molécula 15-OH-progesterona produzida por biotransformação mediada por Penicillium oxalicum CBMAI 1996. O esteroide 6ß-hidroxi-4-pregnen3,20-diona foi usado para a escolha do nível de teoria adequado. A molécula passou por busca conformacional e os confôrmeros obtidos foram usados para otimização da molécula e determinação dos confôrmeros predominantes. Esses confôrmeros foram então submetidos aos cálculos de RMN em 6 diferentes níveis de teoria e 2 tipos de solvatação. Tetrametilsilano (TMS) e dioxano foram usados como padrões internos. Os resultados dos cálculos de RMN foram avaliados através dos cálculos de MAD e RMSE. Com a base escolhida, as mesmas etapas foram realizadas com os dois possíveis diasteroisômeros da molécula de interesse. Além dos valores de MAD e RMSE, também foi utilizado o cálculo da probabilidade DP4+ para prever a estrutura. O nível de teoria escolhido foi DFT/B3LYP/6-311G+(2d,p) em clorofórmio para a otimização, apresentando bons resultados tanto para os espectros de carbono quanto hidrogênio e baixo tempo computacional. O uso do dioxano como padrão interno foi descartado por não demostrar ganhos significativos aos resultados. A busca conformacional dos diasteroisômeros resultou em 3 confôrmeros predominantes para a conformação a e 5 para a conformação ß. Os cálculos de RMN foram realizados no nível de teoria DFT/B3LYP/6-311G+(d,p), adequado à probabilidade DP4+, e o resultado final foi obtido através da compensação de acordo com as populações de Boltzmann para cada uma das conformações possíveis. Os parâmetros MAD e RMSE já indicavam que o diasteroisômero ß era o predominante. O que foi comprovado através da probabilidade DP4+, que indicou uma probabilidade de 100% de que se tratava da molécula 15ß-OH-progesterona. Dessa forma, o presente trabalho confirmou a estrutura descrita anteriormente na literatura.