Single walled MgF2 nanotubes

Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq)

Exploring the binding mechanism of Guaijaverin to human serum albumin: Fluorescence spectroscopy and computational approach

Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq)

Quantum mechanical study of YTiO3 to the investigation of piezoelectricity

In previous articles we reported through theoretical studies the piezoelectric effect in BaTiO3, SmTiO3, and YFeO3. In this paper, we used the Douglas-Kroll-Hess (DKH) second-order scalar relativistic method to investigate the piezoelectricity in YTiO3. In the calculations we used the [6s4p] and [10s5p4d] Gaussian basis sets for the O (3P) and Ti (5S) atoms, respectively, from the literature in combination with the (30s21p16d)/[15s9p6d] basis set for the Y ( 3D) atom, obtained by generator coordinate Hartree-Fock (GCHF) method, and they had their quality evaluated using calculations of total energy and orbital energies (HOMO and HOMO-1) of the 2TiO+1 and 1YO+1 fragments. The dipole moment, the total energy, and the total atomic charges in YTiO3 in C s space group were calculated. When we analyze those properties we verify that it is reasonable to believe that YTiO3 does not present piezoelectric properties. Copyright © 2011 Raimundo Dirceu de Paula Ferreira et al.

Estudo da interação entre flavonóides e a albumina do soro humano

Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq)

As influências do realismo político e do complexo industrial-militar no expansionismo norte americano (1990-2004)

Pós-graduação em História - FCLAS

Planejamento de novos derivados da Edaravona

Um estudo teórico detalhado da edaravona foi realizado usando o método TFD (Teoria do Funcional da Densidade) com o conjunto de base B3LYP/6-31G*, com o objetivo de esclarecer o mecanismo sequestraste de radical e a influência do tautomerismo da edaravona em condições ácidas, importantes para auxiliar na elucidação do mecanismo de sequestro de radical pela edaravona no processo isquêmico. Em estudos teóricos anteriores, a tautomerização, o efeito do solvente e a abstração do elétron não foram considerados. Em nosso estudo, a estabilidade e reatividade foram determinadas através de parâmetros geométricos e energéticos. Os cálculos foram realizados em fase gasosa e o método PCM em fase aquosa e metanólica. As condições ácidas ou básicas foram consideradas pelas energias de dissociação e protonação, com consequente formação das formas aniônicas e catiônicas, respectivamente. As propriedades antioxidantes foram calculadas com base nos valores de HOMO, potencial de ionização (PI) e energia de dissociação da ligação (EDL). Os valores de HOMO e PI mostraram que o tautomero N-H é melhor antioxidante pela saída do elétron e os valores de EDL mostraram que o tautomero O-H é melhor antioxidante pela saída de hidrogênio. A protonação é mais favorecida termodinamicamente que a desprotonação. Além disso, a energia de protonação explica, teoricamente, a baixa diferença entre a protonação do N e O. O efeito do solvente diminuiu as barreiras de energias para a isomerização nos tautomeros O-H ou N-H. Adicionalmente, foram avaliados três derivados de pirazolonas com suas capacidades antioxidantes comparadas com a edaravona, em um esforço para identificar o farmacóforo antioxidante. A capacidade antioxidante da antipirina, dipirona, fenilbutazona e edaravona foram determinadas pela inibição de dois radicais estáveis DPPH e ABTS. A edaravona e fenilbutazona foram as mais potente para a inibição de radical DPPH e ABTS que a dipirona, enquanto que a antipirina não mostrou atividade em todas as concentrações analisadas. Simultaneamente, o método TFD previu o valor do potencial antioxidante in silico para explicar a relação de estrutura-atividade (REA). Além disso, foram calculados seus valores de HOMO, EDL X-H, e energia de estabilização (DEiso). Todos os cálculos foram executados usando o programa Gaussian 03, Hyperchem 7.5, e ChemOffice 2005. Os resultados mostraram que o derivado com C-H na posição C-4 aumentou a abstração do elétron ou de hidrogênio. Finalmente, a estratégia geral empregada para planejar os novos derivados se baseou nos estudos de dezoito derivados da edaravona descritos na literatura. Os estudos de REA classificaram os compostos em três grupos, como mais ativo, ativo e menos ativo. Nove derivados foram planejados a partir do composto mais ativo selecionado pelo estudo teórico.

Estudo do mecanismo do nitrofeniletano na prostaglandina-endoperóxido sintase e relação estrutura-propriedade de nitroderivados

Estudos anteriores sugerem que o óleo essencial da Aniba canelilla contendo altos níveis de 1-nitro-2-feniletano apresenta atividade antinociceptiva, antiinflamatória e hipotensora. Um estudo teórico de correlação entre estrutura química versus atividade biológica do 1-nitro-2-feniletano e a prostaglandinaendoperóxido sintase foi realizado. Além disso, foi feita uma análise conformacional do nitrofeniletano, bem como modificações em sua estrutura química, obtendo-se derivados nitroestirenos e cinamatos, para a posterior avaliação da relação estrutura-propriedade. A análise conformacional do nitrofeniletano foi realizada usando o método DFT/B3LYP com o conjunto de base 6-31G(d) através da variação da torção do angulo dihedro entre as ligações dos carbonos C₁-C₂ ligadas aos grupos fenila e nitro, com variação de intervalos de 5°, na faixa de 0° a 180°, visando a busca dos confôrmeros de menor energia. O confôrmero de 180º do dihedro O₂N-C₁-C₂-C₆H₅ foi significativamente mais estável e isto pode ser explicado em termos do equilíbrio pela presença de sete geometrias de mais baixas energias. A análise de HOMO e LUMO mostra que os grupamentos fenila e metileno contribuem para a formação deste orbital. O cálculo de energia e determinação de propriedades eletrônicas relacionadas com o mecanismo de interação com a ciclooxigenase demonstrou boa correlação entre os grupos nitro e carboxílico, os quais podem ser classificados como bioisósteros. Os resultados das propriedades físico-químicas calculadas indicam uma maior correlação do nitrofeniletano com o ácido acetilsalicílico, podendo ter seu mecanismo de ação relacionado através de interações com a Arg-120 e Ser-530.Cálculos realizados com a guanidina protonada pelo DFT/B3LYP/6-31G(d,p) parao complexo contendo o grupo carboxilato exibem uma energia de interação mais favorável, com valor de -136,34 kcal/mol, quando comparado com a molécula contendo o grupo nitro, com valor de -12,84 kcal/mol, o que pode explicar a maior efetividade da indometacina, semelhante aos resultados biológicos. Os derivados do nitrofeniletano apresentaram uma relação estrutural com derivados de cinamatos, diferindo nas propriedades redox, o que pode favorecer o desenvolvimento de estruturas protótipo como moléculas bioativas a partir destes esqueletos moleculares.

Ab Initio correlated all electron Dirac-Fock calculations for eka-francium fluoride (E119F)

Resultados obtidos por cálculos Dirac-Fock correlacionados de 4 componentes para o fluoreto do elemento E119 (Eka-Frâncio) com base estável e precisa, livre de prolapso variacional, são reportados neste trabalho. No nível CCSD(T), a distância de equilíbrio R_e, frequência harmônica ω_e e energia de dissociação D_e são 2,432 Å, 354,97 cm_-1 e 116,92 kcal mol_-1, respectivamente. Também são reportados base livre de prolapso variacional de 4 componentes para o elemento 119, uma curva analítica de energia potencial precisa e o espectro vibracional a partir dos dados obtidos no nível CCSD(T). Nossos resultados sugerem que a molécula E119F deva ser menos iônica que seus fluoretos alcalinos homólogos mais leves, em contraste com o senso químico comum baseado nas propriedades periódicas - era de se esperar nesta molécula a ligação química mais iônica possível. Também encontramos que a correção do tipo modelo de carga para negligenciar as integrais do tipo SS resulta em erros insignificantes e acelera os cálculos cerca de 3 vezes no nível CCSD(T) e cerca de 4 vezes no nível DFT/B3LYP.

Theoretical study of molecular and electronic structures of 5(1) knot systems: two-layered ONIOM calculations

Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP)

Variational and perturbative schemes for a spiked harmonic oscillator

A variational analysis of the spiked harmonic oscillator Hamiltonian operator - d2/dx2 + x2 + l(l + 1)/x2 + λ|x| -α, where α is a real positive parameter, is reported in this work. The formalism makes use of the functional space spanned by the solutions of the Schrödinger equation for the linear harmonic oscillator Hamiltonian supplemented by a Dirichlet boundary condition, and a standard procedure for diagonalizing symmetric matrices. The eigenvalues obtained by increasing the dimension of the basis set provide accurate approximations for the ground state energy of the model system, valid for positive and relatively large values of the coupling parameter λ. Additionally, a large coupling perturbative expansion is carried out and the contributions up to fourth-order to the ground state energy are explicitly evaluated. Numerical results are compared for the special case α = 5/2. © 1989 American Institute of Physics.

Effect of hydrogen bond formation on the elastic molecular scattering: a case study with methanol

Rayleigh optical activities of small hydrogen-bonded methanol clusters containing two to five molecules are reported. For the methanol trimer, tetramer, and pentamer both cyclic and linear structures are considered. After the geometry optimizations, the dipole moments and the dipole polarizabilities (mean, interaction, and anisotropic components) are calculated using HF, MP2 and DFT (B3LYP, B3P86 and BH&HLYP) with aug-cc-pVDZ extended basis set. The polarizabilities are used to analyse the depolarization ratios and the Rayleigh scattering activities. The variations in the activity and in the depolarization for Rayleigh scattered radiation with the increase in the cluster size for both cyclic and linear structures are analysed.

Hydrogen bond and the resonance effect on the formamide-water complexes

The interaction of formamide and the two transition states of its amide group rotation with one, two, or three water molecules was studied in vacuum. Great differences between the electronic structure of formamide in its most stable form and the electronic structure of the transition states were noticed. Intermolecular interactions were intense, especially in the cases where the solvent interacted with the amide and the carbonyl groups simultaneously. In the transition states, the interaction between the lone pair of nitrogen and the water molecule becomes important. With the aid of the natural bond orbitals, natural resonance theory, and electron localization function (ELF) analyses an increase in the resonance of planar formamide with the addition of successive water molecules was observed. Such observation suggests that the hydrogen bonds in the formamidewater complexes may have some covalent character. These results are also supported by the quantitative ELF analyses. (C) 2011 Wiley Periodicals, Inc. Int J Quantum Chem, 2012

The generator coordinate method in the unrestricted Hartree-Fock formalism

The generator coordinate method was implemented in the unrestricted Hartree-Fock formalism. Weight functions were built from Gaussian generator functions for 1s, 2s, and 2p orbitals of carbon and oxygen atoms. These weight functions show a similar behavior to those found in the generator coordinate restricted Hartree-Fock method, i.e., they are smooth, continuous, and tend to zero in the limits of integration. Moreover, the weight functions obtained are different for spin-up and spin-down electrons what is a result from spin polarization. (C) 2011 Wiley Periodicals, Inc. Int J Quantum Chem, 2012

Electronic Properties of Water in Liquid Environment. A Sequential QM/MM Study Using the Free Energy Gradient Method

There is a continuous search for theoretical methods that are able to describe the effects of the liquid environment on molecular systems. Different methods emphasize different aspects, and the treatment of both the local and bulk properties is still a great challenge. In this work, the electronic properties of a water molecule in liquid environment is studied by performing a relaxation of the geometry and electronic distribution using the free energy gradient method. This is made using a series of steps in each of which we run a purely molecular mechanical (MM) Monte Carlo Metropolis simulation of liquid water and subsequently perform a quantum mechanical/molecular mechanical (QM/MM) calculation of the ensemble averages of the charge distribution, atomic forces, and second derivatives. The MP2/aug-cc-pV5Z level is used to describe the electronic properties of the QM water. B3LYP with specially designed basis functions are used for the magnetic properties. Very good agreement is found for the local properties of water, such as geometry, vibrational frequencies, dipole moment, dipole polarizability, chemical shift, and spin-spin coupling constants. The very good performance of the free energy method combined with a QM/MM approach along with the possible limitations are briefly discussed.

A Combined Study Using Ligand-Based Design, Synthesis, and Pharmacological Evaluation of Analogues of the Acetaminophen Ortho-Regioisomer with Potent Analgesic Activity

A ligand-based drug design study was performed to acetaminophen regioisomers as analgesic candidates employing quantum chemical calculations at the DFT/B3LYP level of theory and the 6-31G* basis set. To do so, many molecular descriptors were used such as highest occupied molecular orbital, ionization potential, HO bond dissociation energies, and spin densities, which might be related to quench reactivity of the tyrosyl radical to give N-acetyl-p-benzosemiquinone-imine through an initial electron withdrawing or hydrogen atom abstraction. Based on this in silico work, the most promising molecule, orthobenzamol, was synthesized and tested. The results expected from the theoretical prediction were confirmed in vivo using mouse models of nociception such as writhing, paw licking, and hot plate tests. All biological results suggested an antinociceptive activity mediated by opioid receptors. Furthermore, at 90 and 120 min, this new compound had an effect that was comparable to morphine, the standard drug for this test. Finally, the pharmacophore model is discussed according to the electronic properties derived from quantum chemistry calculations.