بررسی پایداری نسبی ایزومرهای تاتومری2-هیدروکسی و 2-مرکاپتو نیکوتینونیتریل‌ها با استفاده از محاسبات نظریة تابع چگال

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

گروه شیمی، دانشگاه پیام نور، ص.پ. 4697-19395، تهران، ایران

چکیده

مشتقات نیکوتینونیتریل ها دارای فعالیت های ضد توموری و ضد سرطان قابل توجهی هستند. در این تحقیق پایداری نسبی مولکولهای 2-هیدروکسی نیکوتینونیتریل و 2-مرکاپتو نیکوتینونیتریل با تعویض استخلاف کربونیتریل، با ایزومرهای آنها که در اثر تاتومری شدن به هم تبدیل می شوند، بررسی شد. استخلاف های اعمال شده در موقعیت 3 حلقه شامل گروههای الکترون دهنده و الکترون کشنده از قبیل نیتریل، کلرو، فلوئورو، هیدروژن، متیل و هیدروکسی بودند. محاسبات نظریه تابع چگال نشان داد که تبدیل 2-هیدروکسی نیکوتینونیتریل (فرم انولی) به 2-اکسو-1و2-دی هیدروپیریدین-3-کربونیتریل (فرم کتونی) گرمازا است ولی تبدیل 2-مرکاپتو نیکوتینونیتریل (فرم انولی) به 2-تیوکسو-1و2-دی هیدروپیریدین-3-کربونیتریل (فرم کتونی) گرماگیرمی باشد. در مورد اکثر ترکیبات و ایزومرهای اشاره شده، فرم کتونی نسبت به فرم انولی پایدارتر می باشد. فرم انولی فقط در ترکیبات پیریدین-2-تیون با استخلافهای الکترون کشنده نسبت به فرم کتونی پایدارتر می باشد. بهینه سازی این مولکول ها با روش B3LYP و تابع پایه ی aug-cc-pVDZ با استفاده از نرم‌افزار Gaussian 09 انجام شد..

کلیدواژه‌ها


[1] Liu X. H SZH, Yang M.Y,  Tan C.X,Weng  J.Q,  Zhang Y.G, Ma Y. Microwave Assistant One Pot Synthesis, Crystal Structure, Antifungal Activities and 3D‐QSAR of Novel 1, 2, 4‐Triazolo [4, 3‐a] pyridines. Chemical biology & drug design. 2014;84(3):342-7.
 
[2] Adib M.; Tahermansouri H KSA, Mohammadi B, Bijanzadeh H.R. Kröhnke pyridines: an efficient solvent-free synthesis of 2, 4, 6-triarylpyridines. Tetrahedron letters. 2006;47(33):5957-60.
 
[3] M RH. A review of nicotinamide: treatment of skin diseases and potential side effects. Journal of cosmetic dermatology. 2014;13(4):324-8.
 
[4] Percudani R PA. A genomic overview of pyridoxal‐phosphate‐dependent enzymes. EMBO reports. 2003;4(9):850-4.
 
[5] Alaa  A.M Subbagh H.I. El KT. Lewis acid-promoted transformation of 2-alkoxypyridines into 2-aminopyridines and their antibacterial activity. Part 2: Remarkably facile C–N bond formation. Bioorganic & medicinal chemistry. 2005;13(16):4929-35.
 
[6] Dorigo P GR, Belluco P, Fraccarollo D Maragno I Bombieri G Benetollo F Mosti L.Orsini F. A pharmacological, crystallographic, and quantum chemical study of new inotropic agents. Journal of medicinal chemistry. 1993;36(17):2475-84.
 
[7] Jose J, Burgess  K. Benzophenoxazine-based fluorescent dyes for labeling biomolecules. Tetrahedron letters. 2006;62(48):11021-37.
 
[8] Saad H MM, El-Gendy A, Haikal A. Synthesis of some glycosides of pyridinone derivatives. Synthetic communications. 2002;32(8):1189-95.
 
[9] Shiao M.-J SL-M, Chen C.-F. Synthesis of milrinone, a cardiotonic agent. Heterocycles. 1990;31(3):523-7.
 
[10] B M. Microwave assisted one-pot pseudo four-component synthesis of 2, 4, 6-trisubstituted pyridines using γ-MnO2 nanoparticles. Monatshefte für Chemie-Chemical Monthly. 2016;147(11):1939-43.
 
[11] Raghukumar V TD, Ramakrishnan V, Karunakara V, Ramamurthy P. Synthesis of nicotinonitrile derivatives as a new class of NLO materials. Tetrahedron. 2003;59(21):3761-8.
 
[12] Popat K KV, Nimavat K.S,  Joshi H. Synthesis of some new cyanopyrans and cyanopyridines and their biological activities. Journal of the Indian Chemical Society. 2004;81(2):157-9.
 
[13] Sakurai A MH. The cyclization of malononitrile and ketones by ammonium acetate. Bulletin of the Chemical Society of Japan. 1968;41(2):430-2.
 
[14] Khidre R.E A-HAA, El-Shazly A.A. Synthesis and anti-microbial activity of some 1-substituted amino-4, 6-dimethyl-2-oxo-pyridine-3-carbonitrile derivatives. European journal of medicinal chemistry. 2011;46(10):5057-55064.
 
[15] Gorobets N.Y SYV, Shishkina S.V,  Shishkin O.V, Yermolayev S.A, Desenko S.M. Structure of the intermediate in the synthesis of 6-methyl-2-oxo-1, 2-dihydropyridine-3-carbonitrile. Arkivoc. 2009;13:23-30.
 
[16] Namazian M AHA, Noorbala M.R,  Zare H.R. DFT calculation of electrode potentials for substituted quinones in aqueous solution. Chemical physics letters. 2004;396(4):424-8.
 
[17] Vueba M PM, Batista de Carvalho L. Conformational stability of ibuprofen: assessed by DFT calculations and optical vibrational spectroscopy. Journal of pharmaceutical sciences. 2008;97(2):845-59.
 
[18] Zhang G MCB. Comparison of DFT methods for molecular orbital eigenvalue calculations. The Journal of Physical Chemistry A. 2007;111(8):1554-61.
 
[19] Matwijczuk A KD, Walkowiak R, Furso J, Gładyszewska B. e, Wybraniec S, Niewiadomy A, Karwasz  G. P,  Gagoś  M. Effect of solvent polarizability on the keto/enol equilibrium of selected bioactive molecules from the 1, 3, 4-thiadiazole group with a 2, 4-hydroxyphenyl function. The Journal of Physical Chemistry A. 2017;121(7):1402-11.
 
[20] Rodrıguez A.M GFA, Baldoni H. A, Suvire F. D, Zacchino S, Enriz R. D, Csaszar P,   Csizmadia I. G. Exploratory molecular orbital calculations on the keto and enol forms of selected antifungals and those of side-chain substituted acetophenone model compounds. Journal of Molecular Structure: THEOCHEM. 1999;463(3):283-303.
 
[21] Giannini F, Devia C, Rodríguez A, Enriz R, Suvire F, Baldoni H, Furlan R, Zacchino S. The importance of keto-enol forms of arylpropanoids acting as antifungal compounds. Molecules. 2000;5(3):580-2.
 
[22] Greer E. M AV, Greer A,Bentley R. Computational Studies of the Tropone Natural Products, Thiotropocin, Tropodithietic Acid, and Troposulfenin. Significance of Thiocarbonyl− Enol Tautomerism. The Journal of organic chemistry. 2008;73(1):280-3.
 
[23] Jeong Y-C, Moloney  M.G. Tetramic acids as scaffolds: synthesis, tautomeric and antibacterial behaviour. Synlett2009. 2009;15:2487-91.
 
[24] Milagre C. D MHM, Moran P. J, Rodrigues J. A. R. Chemoenzymatic Synthesis of α-Hydroxy-β-methyl-γ-hydroxy Esters: Role of the Keto− Enol Equilibrium To Control the Stereoselective Hydrogenation in a Key Step. The Journal of organic chemistry. 2010;75(5):1410-8.
 
[25] Frisch M. J TGW, Schlegel H. B, Scuseria G. E, Robb M. A, Cheeseman J. R, Scalmani G, Barone V, Mennucci B,  Petersson G. A, Nakatsuji H, Caricato M, Li X, Hratchian H. P, Izmaylov A. F, Bloino J, Zheng G, Sonnenberg J. L, Hada M, Ehara M, Toyota K, Fukuda R, Hasegawa J, Ishida M, Nakajima T, Honda Y, .Kitao O, Nakai H, Vreven T, Montgomery J. A, Peralta J. E, Ogliaro F, Bearpark M, Heyd J. J, Brothers E, Kudin K. N, Staroverov V. N, Kobayashi R, Normand J, Raghavachari K, Rendell A, Burant J. C,  Iyengar S. S, Tomasi J, Cossi M, Rega N, Millam M, Klene M, Knox J. E, Cross J. B, Bakken V, Adamo C, Jaramillo C, Gomperts R,  Stratmann R. E, Yazyev O,  Austin A. J, Cammi R, Pomelli C, Ochterski J. W, Martin R. L, Morokuma K, Zakrzewski V. G, Voth G. A,  Salvador P, Dannenberg J. J, Dapprich S, Daniels A. D, Farkas O, Foresman J. B, Ortiz J. V, Cioslowski J, Fox D. J. Gaussian 09, revision A 02, Gaussian, Inc, Wallingford, CT, 2009 Search PubMed; (b) C Lee, W Yang and RG Parr Phys Rev B: Condens Matter Mater Phys. 2009;37:578.