Cálculo de propiedades moleculares de 5 cefalosporinas: cefradina, cefalexina, cefadroxilo, cefprozilo y ceftobiprole

Resumen

Fundamento: las cadenas laterales unidas al ácido 7-aminocefalosporánico, base estructural de las cefalosporinas, condiciona sus propiedades moleculares y provoca diferencias en su acción farmacológica. La modelación molecular contribuye a profundizar en los conocimientos acerca de esta relación.
Objetivo: calcular propiedades estructurales y electrónicas de cinco cefalosporinas: cefradina, cefalexina, cefadroxilo, cefprozilo y ceftobiprole.
Métodos: se realizó un estudio teórico empleando métodos de la mecánica cuántica para modelar la estructura y propiedades electrónicas de las cefalosporinas nombradas anteriormente. Se optimizaron las geometrías moleculares con cálculos semiempíricos, según el modelo parametrizado 3. Las propiedades moleculares se calcularon siguiendo la teoría del funcional de la densidad. Se analizaron las densidades de cargas atómicas y los orbitales de frontera. Se establecieron comparaciones para medir el efecto de los sustituyentes sobre las propiedades del anillo betalactámico. Todos los cálculos se ejecutaron en computadoras personales pertenecientes a la Universidad de Ciencias Médicas de Las Tunas, desde noviembre de 2009 a marzo de 2010.
Resultados: los parámetros estructurales del anillo betalactámico no cambian como consecuencia de las modificaciones en las cadenas laterales. El anillo tiene una marcada tendencia a la planaridad. El ceftobiprole se diferencia del resto por la disposición espacial de la cadena lateral, que facilita el acceso hasta el carbono carbonílico. No existen variaciones importantes en las densidades de carga, sobre todo en la carga positiva del referido carbono.
Conclusiones: la estructura y propiedades electrónicas del anillo betalactámico no tienen modificaciones significativas entre las cefalosporinas modeladas. La estructura tridimensional del ceftobiprole potencia una mayor reactividad.