Estudio DFT de las constantes de formación de los complejos de flavonas hidroxiladas con Ni(II)

YAMINA A. DÁVILA; MATIAS I. SANCHO; SONIA E. BLANCO

Mar del Plata

Congreso; XXIX Congreso Argentino de Química; 2012

Asociación Química Argentina

Debido a las propiedades antioxidantes y a la capacidad de interaccionar con iones metálicos que poseen los flavonoides, éstos son considerados de gran interés como agentes terapéuticos en el campo farmacéutico y en la nutrición del hombre. Estudios realizados sobre las propiedades anticancerígenas de isoflavonas mostraron una mayor actividad y selectividad cuando estos compuestos se encontraban formando complejos, en particular con Ni2+ y Mn2+. Debido a esto, el conocimiento detallado de la estructura molecular, propiedades e índices de reactividad de ligandos y complejos son importantes y pueden contribuir a una mejor interpretación del modo de acción y sus principales aplicaciones. En este trabajo se realizó un estudio teórico sobre las estructuras de 3-hidroxiflavona (3HF), 5-hidroxiflavona (5HF), 5,7-dihidroxiflavona (5,7diHF) y 3,5,7-trihidroxiflavona (3,5,7triHF) y sus complejos con Ni2+. Se determinaron mediante métodos de cálculo, utilizando la teoría del funcional de la densidad (DFT), las constantes de estabilidad de los complejos, empleando un ciclo termodinámico a 298K en fase gas y en metanol (MeOH). Resultados y discusión. Los resultados obtenidos en fase gas mostraron que los complejos que poseían los ligandos unidos en forma trans, uno respecto del otro, eran los más estables con diferencias de 0,03 kcal/mol a 1 kcal/mol para 3HF:Ni2+ y 3,5,7triHF:Ni2+ respectivamente. Para el flavonol trihidroxilado, el complejo con Ni2+interaccionando por el sitio a (OH de C3 y carbonilo adyacente) presentó menor energía que el formado por el sitio b (OHde C5 y carbonilo) (Fig. 2).  Esto permitiría inferir que este ligando se uniría a Ni2+ por la región molecular C3-OH y C=O. Esta hipótesis se corroboró a partir de cálculos TD-DFT en donde el espectro experimental UV-Visible fue reproducido con mayor exactitud por esta estructura (lmáxexp=428nm y lmax TD-DFT= 413nm). Los valores de constantes de estabilidad (expresadas como log K) de los complejos, se muestran en la Fig. 2. Para las flavonas monohidroxiladas puede observarse que el valor teórico calculado para 3HF:Ni2+ (log K=9,76) es mayor que para 5HF:Ni2+ (log K=9,03). Esto también muestra que en compuestos monohidroxilados el sitio de reacción C3-OH-C=O es preferido frente a C5-OH-C=O, en MeOH a 25ºC. Si se comparan los valores de log K de los complejos 5HF:Ni2+ (log K=9,03) y 5,7diHF:Ni2+ (log K=9,31), se observa que la presencia de un grupo hidroxilo adicional en C7 favorece la reacción de complejación. Estos resultados se corresponden con los encontrados experimentalmente. Es importante remarcar, que los valores de log K calculados difieren en menos de 1,2 unidades respecto de los experimentales, excepto para el compuesto trihidroxilado donde esta diferencia es mayor. Si se analizan los valores de las constantes de estabilidad de los complejos formados al interaccionar Ni2+ con los ligandos (3HF y 3,57triHF) por el sitio a, se observa que tanto los datos teóricos como experimentales muestran una mayor estabilidad del complejo con 3HF que con 3,5,7triHF. El estudio de los mapas de potencial electrostático para los ligandos de estos complejos (Fig. 3) muestra que 3HF posee un mayor potencial negativo en el sitio de quelación frente a 3,5,7triHF. Esto podría indicar que la presencia de OH adicionales (C5 y C7) desfavorecería el ataque electrofílico del Ni2+, lo cual se ve reflejado en el menor valor de K obtenido para el complejo con 3,5,7triHF.