Modelación molecular de cuatro penicilinas: bencilpenicilina, fenoximetilpenicilina, ampicilina y amoxicilina

Resumen

Fundamento: Las penicilinas se diferencian estructuralmente entre sí por las cadenas laterales. Al mismo tiempo, poseen diferencias en su acción farmacológica, que pueden estar asociadas a modificaciones inducidas en el anillo betalactámico y/o efectos localizados en las propias cadenas. Esclarecerlo, sería un aporte en la búsqueda de las características estructurales y electrónicas más adecuadas para el diseño de mejores penicilinas.
Objetivo: Comparar las propiedades estructurales, densidades de cargas atómicas y los orbitales de frontera de cuatro penicilinas (bencilpenicilina, fenoximetilpenicilina, ampicilina y amoxicilina) mediante la modelación de la Teoría del Funcional de la Densidad.
Método: Se optimizaron las estructuras moleculares con cálculos semiempíricos PM3. Las propiedades moleculares se calcularon según la Teoría del Funcional de la Densidad, a un nivel B3LYP/6-31G (d). Se analizaron las densidades de cargas atómicas y los orbitales de frontera. Se evaluó el efecto de los sustituyentes sobre las propiedades del anillo betalactámico.
Resultados: Los parámetros estructurales del anillo betalactámico no variaron como consecuencia de las modificaciones en la cadena lateral unida al carbono 6. El anillo presentó una marcada tendencia a la planaridad. Tampoco se observaron variaciones en la densidad de carga positiva del carbono carbonílico.
Conclusiones: La estructura y propiedades electrónicas del anillo betalactámico, base estructural de estos antibióticos, no tienen modificaciones significativas entre las penicilinas modeladas.