1

Universitatea “Alexandru Ioan Cuza” IAŞI

Facultatea de Fizica

REZUMATUL TEZEI DE DOCTORAT

CONTRIBUŢII LA STUDIUL UNOR DERIVAŢI CU

ACŢIUNE FARMACO-TERAPEUTICĂ PRIN

METODE CUANTO-MECANICE ŞI SPECTRALE

CONDUCĂTOR ŞTIINŢIFIC,

Prof. Univ. Dr. DANA ORTANSA DOROHOI

DOCTORAND,

ANDREEA-CELIA BENCHEA (CĂS. HRISTEA)

IAŞI 2020

2

Mulțumiri

Doresc să adresez sincere mulțumiri conducătorului științific al tezei, doamna prof. univ.

em. dr. Dana Ortansa Dorohoi, pentru îndrumarea și indicațiile permanente oferite în

efectuarea experimentelor, în redactarea articolelor și a tezei, pentru sprijinul, încrederea și

înțelegerea acordată pe parcursul anilor de doctorat și nu numai.

Mulțumesc domnului conf. univ. dr. Dan-Gheorghe Dimitriu pentru colaborările și

ajutorul acordat pe parcursul perioadei de doctorat.

Mulțumesc membrilor Comisiei de îndrumare: doamna prof. univ. dr. Dorina Emilia

Creangă, domnul conf. univ. dr. Dan-Gheorghe Dimitriu și domnul conf. univ. dr. Silviu

Gurlui pentru recomandările și sugestiile acordate la elaborarea tezei de doctorat.

Mulțumesc membrilor Comisiei de examinare a tezei: domnul prof. univ. dr. Simon

Aștilean, domnul CSI dr. Anton Airinei și domnul conf. univ. dr. Dan-Gheorghe Dimitriu

pentru atenția și răbdarea de a-mi analiza teza de doctorat.

Mulțumesc domnului prof. univ. dr. Valeriu Șunel, doamnei conf. lect. dr. Corina

Cheptea și domnului prof. univ. dr. Crtomir Podlipnik pentru colaborările, schimbul de idei

pe perioada doctoratului și asigurarea unor materiale necesare în realizarea lucrărilor și a

tezei de doctorat.

Mulțumesc domnișoarei dr. Mihaela Liliana Ivan pentru recomandările și ajutorul oferit

pe parcursul perioadei din facultate și de la doctorat.

Mulțumesc Universității “Alexandru Ioan Cuza” Iași, doamnei prof. univ. dr. Diana

Mardare director al Școlii Doctorale, domnului conf. univ. dr. Sebastian Popescu decanul

Facultății de Fizică și proiectului POSDRU/159/1.5/S/137750, pentru sprijinul logistic și

financiar în efectuarea acestui doctorat.

Mulțumesc colegilor și tuturor celor care au contribuit la realizarea și finalizarea

doctoratului, pentru discuțiile constructive și încurajarea oferită.

Și nu în ultimul rand, mulțumesc soțului meu pentru înțelegerea, răbdarea, încurajarea,

încrederea, grija, sprijinul acordat necondiționat, care mi-a fost alături. Adresez sincere si

respectuoase multumiri familiei mele.

3

CUPRINS

Introducere………………………………………………………………….…………….pag. 4

PARTEA I. Aspecte teoretice generale

Capitolul I. Noțiuni introductive

I.2. Studiul influenţei de solvent asupra interacțiunilor intermoleculare….……………..pag. 7

I.3. Studiul spectral al substanțelor prin solvatocromism …..…………………………..pag.10

I.4. Studiul randamentului reacției de sinteză prin program factorial…………....……...pag.15

Capitolul II. Modelarea moleculară

II.3. Materiale și metode utilizate în studiul cuanto-mecanic…………..……………..…pag.16

II.4. Evaluarea activităţii biologice și toxicității unui compus chimic…………...…...…pag.17

PARTEA II. Contribuția personală

Capitolul III. Caracterizarea unor vitamine prin metode spectrale și computaţionale

III.1. Studiul cuanto-mecanic și spectral al vitaminelor B3 și B6.………………………pag.20

Capitolul IV. Optimizarea sintezei de obținere și studiul cuanto-mecanic a compușilor

chimici

IV.2. Optimizarea reacției de sinteză și studiul cuanto-mecanic a derivaților de L-glutamină

(compuși B și C) …………………………………………………………………...….pag.23

Capitolul V. Studiul cuanto-mecanic și spectral al unor azo-derivați

V.2. Studiul spectral și cuanto-mecanic al moleculei de roșu de metil (MR)………..….pag.28

Capitolul VI. Studiul cuanto-mecanic și spectral al unor compuși cu acțiune biologică

VI.5. Studiul cuanto-mecanic și spectral al moleculei de curcumină…...…………….…pag.34

VI.6. Studiul cuanto-mecanic și spectral al moleculei de 8-hidroxichinolină…..……pag.39

Capitolul VII. Studiul spectral și cuanto-mecanic al moleculelor de rodamină

VII.1. Studiul cuanto-mecanic și spectral al rodaminelor B și 6G .……………………..pag.44

VII.2. Studiul spectral al derivaților de rodamină în soluții ternare…………….....…....pag. 58

Concluzii generale...…………………………………………….……………………….pag.62

Bibliografie selectivă……………………………………..……………………………..pag.63

Listă de lucrări publicate…………….………………………………….…………….…pag.69

Anexe…………………………………………………………………………………….pag.78

Obs: Rezumatul tezei de doctorat păstrează numerotarea capitolelor, subcapitolelor,

figurilor, formulelor şi a tabelelor din teză.

4

Introducere

În caracterizarea, controlul şi cercetarea substanțelor cu acțiune farmaco-terapeutică sunt

folosite metodele spectrale. În determinarea stabilităţii medicamentelor este necesară cuplarea

acestor metode spectrale cu alte metode de analiză (ex. analiza cuanto-mecanică), în scopul

creşterii gradului lor de selectivitate. Stabilirea proprietăţilor spectrale este importantă pentru

utilizarea unor descriptori în vederea prevenirii intoxicării cu substanţa respectivă, deoarece

anumite benzi de vibraţie sunt caracteristice anumitor structuri chimice.

Metodele computaţionale (programele HyperChem 8.06 și Spartan’14 utilizate în

această teză) sunt folosite pe plan științific internațional datorită faptului că permit realizarea

și analiza diferitelor structuri moleculare, determinarea unor proprietăți fizico-chimice de

interes, evaluarea activității biologice și toxicității compușilor studiați.

Studiul lichidelor, se face prin metode experimentale, utilizând spectrele electronice de

absorbție. Se utilizează o substanță spectral activă cu o concentrație mică, care se întroduce în

solventul pur, astfel moleculele de solvent înconjoară molecula spectral activă și se crează un

câmp electric local. La trecerea din starea de gaz ideal în stare lichidă, interacțiunile dintre

moleculele solutului și moleculele solventului determină modificări ale spectrelor electronice.

Determinarea parametrilor microscopici în starea excitată se realizează prin diverse

metode matematice când se cunosc acești parametrii în starea fundamentală (rezultate din

calcule cuanto mecanice). Pentru a evidenția contribuția fiecărui tip de interacțiune ce se

manifestă în soluțiile compușilor studiați s-au corelat deplasările spectrale măsurate în

spectrele electronice ale moleculei cu unii parametrii macroscopici ai solventului utilizat.

Lucrarea este structurată în doua părți, având un total de șapte capitole, în care sunt

prezentate aspecte teoretice din literatura de specialitate și contribuția personala în care se

regăsesc aplicații experimentale, explicații și concluzii propii în urma cercetărilor efectuate.

Capitolul I cuprinde noțiunile teoretice introductive ce au stat la baza cercetărilor

efectuate. Am prezentat câteva noțiuni generale despre interacțiunile intermoleculare,

tranzițiile electronice, diferite modele de lichid utilizate la influenta solvenților asupra

spectrelor electronice de absorbție sau fluorescenta și principalele scări empirice utilizate în

studiul solvatocromic, precum și noțiuni legate de optimizarea reacţiilor şi stabilirea

randamentului maxim (folosind un experiment de tip 32 factorial) pentru reacţiile de obţinere

a unor tiosemicarbazide, derivaţi glutaminici și derivați de 5-nitroindazol - noi compuşi cu

acţiune farmacologică.

5

Capitolul II cuprinde noțiuni teoretice de modelare moleculară, în care am descris pe

larg metodele de modelare moleculară utilizate în studiul cuanto-mecanic al compușilor cu

acțiune farmaco-terapeutică. Metodele ultilizate în această teză au fost PM3 (Parametric

Method 3), AM1 (Austin Model 1) și metoda DFT (Density Function Theory), care permit

estimarea parametrilor microscopici precum și a principalelor proprietăți electro-optice și

structurale ale unui sistem molecular. Am relatat importanța utilizării metodelor

cuanto-mecanice în caracterizarea substanțelor organice cu acțiune biologică (parametrii

QSAR) și a determinării toxicității acestora.

În Capitolul III este realizată caracterizarea cuanto-mecanică și spectrală a vitaminelor

din complexul B (B3, B6) și un studiu cuanto-mecanic al vitaminelor liposolubile (A, D, E, K)

cu ajutorul programului de modelare HyperChem 8.06, prin metoda semi-empirică PM3. A

fost estimat (pentru vitamine din complexul B) modul în care se modifică proiecția

momentului de dipol în starea excitată pe directia momentului de dipol în starea

fundamentală.

În Capitolul IV sunt studiați unii compuși noi sintetizați prin metode cuanto-mecanice

utilizând programele de modelare HyperChem 8.06 și Spartan’14 prin metode semi-empirice

AM1 (compus A), PM3 (compușii B-I) și metoda DFT (compușii J-O). Derminarea

proprietăților electro-optice prin metode cuanto-mecanice permit caracterizarea moleculelor

studiate din punct de vedere a reactivității cu celulele vii. În acest capitol a fost realizată și

optimizarea reacțiilor și stabilirea randamentului maxim pentru sinteza de obținere a noilor

compuși studiați prin program factorial 32. Factorii care influențează major randamentul

reacției de sinteză sunt temperatura și timpul de reacție.

Capitolul V este dedicat studiului spectral și cuanto-mecanic a unor azo-derivați pentru a

stabili modul în care structura azo-derivatului influențează interacțiunile intermoleculare în

soluția binară a moleculelor de interes. Prin studiul solvatocromic a fost estimat momentul de

dipol și polarizabilitatea în starea excitată și contribuția fiecărui tip de interacțiune la

deplasarea spectrală totală. Pentru molecula roșu de metil (MR) a fost realizată și o

comparare a spectrelor experimentale cu cele teoretice utilizând diferiți solvenți și la diferite

pH-uri.

În capitolul VI sunt analizați unii compuși cu acțiune biologică. S-au studiat din punct

de vedere cuanto-mecanic cafeina, ketoprofenul, efedrina, acidul salicilic și diclofenacul cu

ajutorul programului de modelare moleculară HyperChem 8.06. prin metoda semi-empirică

PM3. S-au realizat studii spectrale pentru unii compuși cu bio-aplicații (cumarina 151,

8-hidroxichinolină) sau cu acțiune farmaco-terapeutică (curcumină, paracetamol, aspirină,

6

etc). Pentru optimizarea geometriei moleculelor și pentru determinarea unor parametri

electro-optici ai moleculelor studiate în starea fundamentală a fost utilizat și programul de

modelare moleculară Spartan’14 prin metoda DFT (ex. curcumina, 8-hidroxichinolina).

Analiza spectrală s-a realizat prin studiu solvatocromic cu ajutorul căruia a fost estimată

contribuția fiecărui tip de interacțiune la deplasarea spectrală totală și a fost determinat

momentul de dipol și polarizabilitatea în starea excitată a moleculelor studiate.

Capitolul VII este dedicat studiului soluțiilor binare și ternare a două rodamine (6G și B).

Studiile cuanto-mecanice au fost realizate cu ajutorul programelor de modelare moleculară

HyperChem 8.06 prin metoda semi-empirică și Spartan’14 prin metoda DFT cu funcția

B3LYP și setul de funcții 6-31G*. A fost stabilită o dependență liniară multiplă între

deplasările spectrale masurate în spectrele electronice de absorbție ale celor două substanțe si

o serie de parametri microscopici și macroscopici ai solvenților utilizați. A fost estimată

contribuția fiecărui tip de interacțiune la deplasarea spectrală totală, a fost studiat și spectrul

de fluorescență ale celor două rodamine, a fost evaluată variația momentului de dipol și

polarizabilității în starea excitată a moleculelor de rodamină în funcție de unghiul dintre

momentul de dipol în starea fundamentală și în starea excitată prin mai multe metode. S-au

studiat omogenitatea soluțiilor ternare, interacțiunilor intermoleculare și contribuția fiecărui

tip de interacțiune la deplasarea spectrală totală.

În finalul tezei sunt prezentate concluziile generale desprinse în urma studiilor

experimentale realizate și perspectivele de viitor.

7

Partea I. Aspecte teoretice generale

Capitolul I. Noțiuni introductive

I.2. Studiul influenţei de solvent asupra interacţiunilor intermoleculareStudiul influenţei solvenţilor asupra spectrelor electronice ale moleculelor biologic

active în soluţii a făcut obiectul a numeroase cercetări teoretice și experimentale. Aceste

studii sunt esenţiale în explicarea unor proprietăţi fizico-chimice ale moleculelor investigate,

în stabilirea naturii interacţiunilor intermoleculare solvit-solvent, în obţinerea de informaţii

despre natura tranziţiilor ce determină apariţia benzilor electronice sau pentru a înţelege

mecanismele de reacţie ale moleculelor de interes.

Deplasările spectrale oferă informaţii despre structura electronică a solvitului și

despre procesele ce au loc la nivel molecular și sunt în strânsă legătură cu natura și tăria

interacţiunilor dintre moleculele de solvit și cele ale solventului.

Din corelarea deplasărilor de frecvenţă induse de diferiţi solvenţi cu parametrii

fizico-chimici macroscopici ai acestora, se pot calcula parametrii microscopici ai moleculelor

solvite, cum ar fi polarizabilitățile moleculare sau momentele dipolare electrice, în starea

fundamentală și în starea excitată.

Influența solvenților asupra spectrelor electronice de absorbţie poate fi descrisă

utilizând unele dintre teoriile de lichid (McRae, Bakhshiev, Abe, Kawski, etc.). Pentru a

studia starea lichidă s-au utilizat unele modele pentru lichid (modelul cinetic pentru lichidul

simplu, modelul lui Abe și modelul statistic cu 3 componente) ce pot fi aplicate soluțiilor

binare obținute din solvent pur și molecula spectral activă de concentrație mică sau soluțiilor

ternare formate din molecula spectral activă și o soluție binară din doi solvenți puri.

Modificările pe care le suferă diferitele caracteristici spectrale ale moleculei în

procesul de solvire sunt determinate de acţiunea globală a diferitelor forme de interacţiuni

moleculare: interacţiuni nespecifice (de dispersie, de inducţie, de orientare) și interacţiuni

specifice (legături de hidrogen, forţe de dipol sau multipol, forţe de transfer de sarcină).

Deplasarea spectrală totală corespunzătoare spectrului electronic de absorbție este dată

de suma celor trei termeni ce descriu tipul interacțiunii, în cazul general când avem

interacțiuni universale (de orientare, inducţie și de dispersie) și când interacțiunile specifice

sunt neglijate, avem relațiile:

dispindor (I.10)

8

),()cos(2

3 nfhca

eggor

(I.11)

),(3)( 33

22

nfa

kTnfhca

egegind

(I.12)

)(23

3 nfIIII

a vu

vuegdisp

(I.13)

Funcțiile de polarizabilitate f(n) și polaritate f(ε) ale solventului sunt descrise de

indicele de refracție n și permitivitatea electrică ε:

21)( 2

2

nnnf

21)(

f (I.14)

)()(),( nffnf Notațiile din ecuațiile (I.10 - I.14) sunt: μg și μe sunt momentele de dipol ale

moleculei în starea fundamentală și în starea excitată; φ este unghiul dintre ele; αg și αe sunt

polarizabilitațile moleculei în starea fundamentală și în starea excitată; a este raza moleculei;

h este constanta lui Planck; k este constanta Boltzmann; T este temperatura absolută; Iu este

potențialul de ionizare a moleculei spectral active și Iv este potențialul de ionizarea a

solventului.

În teoria soluțiilor în care solventul este considerat ca fiind un lichid simplu

(interacțiunile specifice sunt neglijate) coeficientul C din teoria dezvoltată de Bakhshiev, este

exprimat ca funcție a momentelor de dipol electric ale moleculei de solut în stările electronice

implicate în banda de absorbție electronică:

3

)cos(2a

C egg (I.15)

unde φ este unghiul dintre momentele de dipol în stările electronice participante la tranziția

electronică, termenul cose reprezintă proiecția momentului de dipol în starea excitată pe

direcția momentului de dipol în starea fundamentală, a este raza moleculei de substanță

dizolvată. Raza moleculară a poate fi calculată prin utilizarea valorilor de volum și a ariei

suprafaței în stare fundamentală ale moleculei respective:AVa 3

.

Dacă pentru molecula spectral activă se cunoaşte momentul de dipol în starea

fundamentală din studiul cuanto-mecanic, utilizând ecuația )(0 nfm din valoarea

pantei se poate determina polarizabilitatea în starea excitată iar valoarea tăieturii la origine

permite estimarea momentului de dipol al moleculei în starea excitată.

9

Modelul statistic al soluțiilor cu trei componente

Pentru a obține o variație determinată a parametrilor au fost folosite amestecuri de

solvenți în proporții diferite, alegându-se solvenți transparenți, dintre care unul cu o valoare

mare a parametrului și altul cu valoare mică. În aceste amestecuri se introduce o cantitate de

substanță cu banda de absorbție sau fluorescență situată în domeniul de transparență al

solvenților. În unele cazuri moleculele de solvent activ nu se distribuie uniform în soluție, ci

se concentrează în aproprierea moleculei spectral active. Interacțiunile dintre molecula

spectral activă și solventul activ sunt cele care determină deplasările spectrale.

Ponderile statistice medii ale solvenților în primul strat de solvatare pot fi exprimate

prin relațiile (I.16 - I.19):

kTw

kTw

kTw

exex

exp21

1

21

11

(I.16)

121 pp (I.17)

NNp 1

1 (I.18)

21 NNN (I.19)Fracțiile molare ale solvenților 1 și 2 din soluțiile binare sunt date de formula (I.20):

2

22

1

11

1

11

1

MC

MC

MC

x

și 12 1 xx (I.20)

Din relațiile (I.15 -I.19) rezultă că ponderile statistice medii p1 și p2 ale moleculelor de

tipul v1 și de tipul v2 în primul strat de solvatare, diferă de funcțiile molare x1 și x2 ale

moleculelor în soluție și pot fi exprimate în funcție de numerele de undă din maximul benzii

electronice de absorbție înregistrate în soluțiile ternare t , respectiv în soluțiile binare 1

și 2 ale moleculelor spectral active [19].

21

21

tp (I.21)

21

112 1

tpp (I.22)

))(1()( 0210110 ppt (I.23)Funcțiile logaritmice ale rapoartelor dintre ponderilor statistice medii și fracțiile

molare satisfac ecuația (I.24) care, împreună cu alte ecuații enunțate, permit stabilirea unei

legături între deplasările de frecvență măsurate în spectrul electronic de absorbție al

moleculelor spectral active de tipul u și fracția molară x1 a solventului activ în soluție:

10

kTww

xx

pp 12

1

1

1

1

1ln

1ln

(I.24)

Interceptul liniei (I.24) este de tipul ecuației (I.25):

kTww

n 12 (I.25)

care estimează o diferență )( 12 ww pentru temperatura absolută T dată și k este constanta lui

Boltzmann. Pe baza relației (I.24) se poate determina diferența dintre energiile de interacțiune

între perechile de molecule de tipul u-v1 și u-v2, fară a cunoaște natura interacțiunilor care

determină valorile w1 și w2. Dacă indicii de refracție ai solvenților au valori apropiate iar

moleculele u și v1 au momente dipolare permanente și moleculele v2 nu au momente dipolare

permanente, diferența w2-w1 poate oferi informații asupra tăriei interacțiunilor dipolare între

moleculele de tip u și v1.

Neomogenitatea soluției ternare este dată de funcția de exces conform ecuației:

111 xp (I.26)pentru δ1<0 moleculele de solvent inactiv (2) predomină în prima sferă de solvatare, iar

pentru δ2>0 moleculele de solvent activ (1) sunt predominante în prima sferă de solvatare

[20]. Constanta de solvatare preferențială [21], este un alt indicator al neomogenității soluției

ternare și este definită prin ecuația:

1

2

2

112 x

xpp

k (I.27)

când k12>1, rezultă că p1>x1 și ponderea medie statistică a solventului activ (1) în prima sferă

de solvatare a moleculei spectral active este mai mare decât fracția molară în solvent binar.

I.3. Studiul spectral al soluțiilor prin solvatocromismSpectrul electronic de absorbție al moleculelor organice este modificat când moleculele

sunt dizolvate în diferiți solvenți, modificarea se poate referi la schimbarea în intensitatea,

frecvență sau forma spectrului de absorbție.

Schimbările care au loc în spectrul electronic de absorbție sunt rezultatul forțelor fizice

intermoleculare de interacțiune solut-solvent (ion-dipol, dipol-dipol, dipol-dipol indus,

legături de hidrogen etc.) care au tendința de a modifica diferența de energie dintre starea

fundamentală și starea excitată a moleculelor absorbite.

Scările de solvent utilizate în studiul solvatocromic

Parametrii empirici ai solventului sunt utilizați pentru a interpreta interacțiunea

solut-solvent utilizând date spectroscopice. Scările de solvent sunt folosite pentru a aranja

11

solvenții în funcție de modul în care acționează asupra spectrelor electronice de absorbtie ale

unor molecule alese drept standard pentru scara respectivă.

De-a lungul anilor au fost elaborate mai multe scări cu un singur parametru (scara Z

definită de Kosower [22, 23] sau scara ET(30) definită de Dimroth și Reichard [24]) sau cu

mai mulți parametri (scara π*, α, β propusă de Kamlet și Taft [25, 26, 27] sau scara SPP, SA,

SB definită de Catalan și alții [28]). Scările empirice cu un singur parametru descriu global

influența solventului asupra moleculelor studiate, scările empirice cu mai mulți parametri

permit estimarea contribuției fiecărui tip de interacțiune la deplasarea spectrală totală.

Scările de polaritate/polarizabilitate ale solventului conform Kamlet-Taft și Catalan, care

sunt utilizate în studiul spectral din această lucrare, permit evaluarea interacțiunilor

solut-solvent (atât interacțiunile universale cât și cele specifice) și estimarea contribuției

fiecărui tip de interacțiune existentă în soluții.

Interacțiunile specifice includ capacitatea solventului de a ceda un proton într-o legătură

de hidrogen (HBD - aciditate) și/sau capacitatea solventului de a primi un proton într-o

legătură de hidrogen (HBA - bazicitate), pe când interacțiunile nespecifice (universale) includ

interacțiunile de dispersie, orientare și inducție.

Parametrii solventului care reprezintă aceste interacțiuni în cele două scări de

polaritate/polarizabilitate ale solventului sunt: aciditatea - SA (Catalan) și α (Kamlet-Taft),

bazicitatea – SB (Catalan) și β (Kamlet-Taft), dipolaritate/polarizabilitate – SPP (Catalan) și π*

(Kamlet-Taft).

Abordarea Kamlet-Taft este dată în ecuația (I.28) de mai jos:

3210 CCC (I.28)unde α este măsura acidității solventului (HBD), β este măsura bazicității solventului (HBA),

π* este un index de dipolaritate/polarizabilitate al solventului, este numarul de undă în

maximul benzii de absorbție electronice și 0 este valoarea de regresie a proprietății

solutului în solventul de referință, ciclohexan. Coeficienții C1, C2 și C3 din ecuație măsoară

susceptibilitatea relativă a solventului dependentă de proprietatea solutului (frecvența de

absorbție) la parametrii solventului indicat.

Abordarea Catalan utilizează o ecuație similară cu (I.28) dar în loc de cei 3 parametrii π*,

β și α, sunt înlocuiți cu SPP, SB și SA.

ABPP SCSCSC 3210 (I.29)Coeficienții sunt determinați prin analiză de regresie liniară multiplă. Analiza de

regresie liniară multiplă a parametrilor utilizând ambele scări de polaritate/polarizabilitate ale

12

solventului include toți parametrii luați împreună, un parametru individual nu poate da un

rezultat satisfăcător. Pentru a separa contribuția forțelor de dispersie și forțelor de

orientare-inducție la deplasarea spectrală totală s-a utilizat ecuația (I.30):

4321 )()(0. CCnfCfCcalc (I.30)

unde 0 este numarul de undă în maximul benzii de absorbție în faza de gaz, f(ε) este

funcția de polaritate a solventului, f(n) este funcția de dispersie, β este bazicitatea solventului,

care descrie abilitatea solventului de a accepta protoni în legătura de hidrogen, α este

aciditatea solventului care descrie abilitatea solventului de a ceda un proton în legătura de

hidrogen și Ci (i=1, 2, 3, 4) este valoarea coeficienților de regresie [30].

Termenii C1f(ε) și C2f(n) descriu contribuția interacțiunilor de orientare-inducție și

interacțiunilor de dispersie la deplasarea spectrală totală și termenii C3β și C4α descriu

contribuția interacțiunilor HBA și interacțiunilor HBD la deplasarea spectrală totală. Soluțiile

binare utilizate în analiza spectrală conțin o cantitate foarte mică de molecule dizolvate

(concentrație de 10-3-10-5 mol/l). Astfel, numai perechile de molecule solvent-solvent și

solut-solvent interacționează în soluții diluate. Interacțiunile dintre moleculele substanței

dizolvate sunt neglijabile, datorită distanței mari dintre acestea în soluții.

Determinarea momentului de dipol în starea excitată

Unele teorii au fost dezvoltate pentru soluțiile binare cu concentrații mici ale

moleculelor spectrale active. În aceste teorii, sunt luate în considerare numai interacțiunile

universale, în timp ce interacțiunile specifice sunt neglijate.

Funcțiile care descriu influența solventului asupra sumei și diferenței numerelor de

undă în maximele benzilor corespunzătoare acelorași tranziții în absorbție și fluorescență sunt

de tipul [29, 30, 31]:2 2

1 1 12 2

1 1 2 12 2 2a f

n nm m F ( ,n )n n

(I.31)

2 2 4

2 2 22 2 2 2

2 1 1 1 3 12 2 2 2a f

n n ( n )m m F ( ,n )n n ( n )

(I.32)

În (I.31 și I.32) a și f sunt numerele de undă în maximum benzilor de absorbție

(a) și fluorescență (f); n și ε sunt indicele de refracție al solventului și permitivitatea electrică;

m1 și m2 sunt pantele dependențelor liniare.

În teoriile lui Bakshiev [15] și Kawski [13], parametrii m1 și m2 obținuți prin mijloace

statistice în studiul solvatocromic sunt exprimați ca:

13

3

2

1

)(2hca

m ge (I.33)

3

22

2

)(2hca

m ge (I.34)

Notațiile sunt: μe și μg pentru momentele de dipol ale moleculei spectrale active în stările

excitate și în starea fundamentală ale tranziției electronice, h este constanta lui Planck, c este

viteza luminii și a este raza cavității Onsager a moleculei studiate.

Momentul de dipol în starea fundamentală a moleculelor studiate a fost calculat cu

HyperChem 8.0.6. sau Spartan’14 [32, 33]. Momentul de dipol în starea excitată μe și unghiul

φ între cele două momente de dipol pot fi estimate folosind (I.35) și (I.36).

2

322

2mhca

ge (I.35)

ge

e mmhca

4)(4cos 21

32 (I.36)

Proprietățile spectroscopice ale compușilor studiați sunt corelate cu parametrii

solventului din scara de polaritate/polarizabilitate Kamlet-Taft.

Coeficienții de regresie C1 și C2 de la ecuația (I.30) depind de parametrii microscopici ai

moleculei de solut astfel:

331 3)cos(2

akT

hcaC egegg

(I.37)

vu

vuegegeggeg

IIII

aakT

hcahcaC

3333

22

2 233

)cos(2 (I.38)

Ecuațiile (I.37 și I.38) permit estimarea momentului de dipol și polarizabilității

moleculei spectral active în stările excitate, iar prin însumarea acestor ecuații, rezultă ecuația

(I.39):

vu

vuegeg

IIII

ahcaCC

33

22

21 32

(I.39)

Solventul ales pentru calcularea polarizabilității și momentului de dipol în starea

excitată a moleculei spectral active, a fost in general ciclohexanul.

Determinarea polarizabilității în starea excitată

Polarizabilitatea moleculară influențează forțele de dispersie, astfel cu cât este mai

mare diferența de polarizabilitate între stările electronice care participă la fenomenul de

absorbție, cu atât deplasarile spectrale sunt mai mari. Energiile de dispersie în cele două stari

electronice care participă la tranziție diferă prin valorile polarizabilității și ale potențialului de

14

ionizare. Între potențialul de ionizare al substanței dizolvate în starea excitată (Ie) și în starea

fundamentală (Ig) există relația: hcII ge

Energiile dispersive de solvatare ΔWe și ΔWg sunt de tip atractiv (deoarece sunt

negative). Se pot scrie relațiile:00

0 ge WWhc )()( ggeege WWWWWWhc (I.44)

)(0 ge WWhchc

)()()(

23)(

23 2

330 nfru

hcIIIhcI

ru

IIII

hchcu

e

vu

vu

u

g

vu

vu

(I.45)

)( 20 nfmhchc (I.46)

Panta dependenței liniare dintre numerele de undă în maximul benzii de absorbție

într-un solvent dat și funcția de dispersie f(n2)este dată de relația (I.47).

hcII

uhcIu

III

rI

mvu

eug

vu

u

u

v )()()(

23

3 (I.47)

Panta m este determinată în studiul solvatocromic realizat cu solvenți nepolari și

αg(u), iar Iv și Iu sunt potențialele de ionizare ale moleculei spectral active și respectiv a

solventului ce pot fi estimați folosind metode cuanto-mecanice. Indicii g și e din relație se

referă la starea fundamentală și starea de excitație ale moleculei de solut, iar r(u) este raza

moleculei de solut, u se referă la molecula spectral activă și v se referă la molecula de

solvent.

Relația de tipul (I.47) poate fi stabilită în clasa soluțiilor nepolare diluate, panta m

poate fi utilizată în estimarea polarizabilității în starea excitată αe(u) a moleculelor spectral

active. Forțele de dispersie scad, de obicei, numerele de undă în maximul benzii de absorbție

electronică, astfel încât panta obținută m este de obicei un număr negativ.

)(3)(2

)()()()(

)()()(

)(3

vIurm

uIvIuuI

hcuIhcuIvI

uggg

gg

g

gge

(I.48)

Relația (I.48) arată o creștere a polarizabilității moleculare prin excitație în procesul

de absorbție, iar polarizabilitatea în starea excitată a moleculei spectral activă nepolare poate

fi calculată când potențialele de ionizare, raza moleculară și polarizabilitatea în starea

fundamentală sunt cunoscute (calculate sau măsurate cu alte metode) și numărul de undă în

maximul benzii de absorbție este determinat experimental în solvenți nepolari.

Interacțiunile de dispersie modifică energia potențială a moleculelor de solut în

ambele stări fundamentală și excitată. Diferența energiilor de solvatare în stările electronice

implicate în procese de absorbție determină poziția benzii electronice în funcție de intensitate.

15

Deplasarea spectrală a benzilor electronice de absorbție depinde de structura moleculelor de

solut și de natura solventului utilizat.

I.4 Studiul randamentului reacției de sinteză prin programul factorial 32

Pentru a îmbunătăți calitatea și acțiunea unor substanțe deja utilizate în multe domenii,

se pot sintetiza alte substanțe de interes, care sunt supuse unor experimente și unor calcule

pentru stabilirea celor mai bune caracteristici. Modelele statistice [37, 38] bazate pe design

experimental factorial permit să se stabilească cele mai bune condiții în care viteza de reacție

poate fi maximizată.

Programul factorial 32 (în care 3 este nivelul variației variabilelor relevante și 2 este

numărul de variabile semnificative) a fost utilizat pentru a stabili condițiile cele mai

convenabile ale reacției chimice în care compușii studiați [39, 40, 41, 42] au fost obținuti.

Variabilele reale din programul factorial sunt: randamentul reacției (ɳ), temperatura (X1)

și intervalul de timp al reacției (X2) iar x1 și x2 (i=1,2) sunt variabile adimensionale pentru

timpul de reacţie (i = 1) şi pentru temperatura reacţiei (i = 2):

i

iii X

XXx

(I.50)

2maxmin ii

iXXX

(I.51)

în care iX este valoarea medie a domeniului de variație reală și xi variabila adimensională (i

= 1,2) și Xi variabile reale (i = 1,2). Jumătatea din domeniul de variație reală ΔXi este dată

de relaţia minmax2 iii XXX .

Variabilele adimensionale pot fi convertite în variabile reale folosind relaţia:

iiii XxXX (I.52)Estimările sunt realizate în variabile adimensionale care permit calcule rapide și apoi

valorile reale sunt obținute utilizând relația (I.52).

Modelul polinomial utilizat pentru relația de optimizare ia în considerare o influență

singulară a variabilelor relevante și o influență sinergetică:

ɳ = a0 + a1x1 + a2x2 + a12x1x2 + a11x12 + a22x22 (I.53)Programul factorial 32 permite evitarea unui numar mare de experimente pentru

determinarea coeficienților modelului polinomial. Testul de tipul t-Student trebuie să fie făcut

pentru a decide dacă acești coeficienți sunt cei mai buni. Cu ajutorul coeficienților t-Student

16

poate fi calculată precizia P prin relația: NSP , unde Sη este abaterea medie pătratică

și N este numărul de experimente.

Reacțiile chimice au fost realizate într-un domeniu de variație mic de variabile

relevante, în scopul de a estima valoarea maximă a randamentului de reacție [38]. Două

variabile relevante - temperatura (x1) și timpul de reacție (x2) - au fost considerate ca fiind

semnificative pentru randamentul reacției. Dependența randamentului reacției de variabilele

adimensionale x1 și x2 a fost considerat de tipul:2222

2111211222110 xaxaxxaxaxaa (I.54)

Condițiile pentru valorile extreme ale randamentului sunt: ,01

x 0

2

x și ele au

fost utilizate pentru a determina coordonatele (x1e, x2e) corespunzătoare maximului

randamentului reacției.

Capitolul II. Modelarea moleculară

II.3 Materiale și metode pentru studiul cuanto-mecanic

Compușii studiați au fost analizați din punct de vedere cuanto-mecanic prin programul

de modelare moleculară Spartan'14 și optimizarea lor în starea fundamentală s-a bazat pe

calculele funcționalei de densitate folosind metoda DFT (Density Funcțional Theory) cu

funcția B3LYP și setul de funcții 6-31G*. Abordarea B3LYP include trei parametri ai

potențialului de schimb hibrid Becke [22] și corelația funcțională Lee-Yang-Parr [23].

Rezultatele obținute prin această metodă sunt corelate cu cele care rezultă din analiza

solvatocromică. Teoria funcționalei de densitate-dependentă de timp (TD-DFT), folosind

același set de bază, este utilizată pentru a obține spectrul UV-Vis, tranzițiile electronice,

lungimile de undă de absorbție, tăria oscilatorilor. Unii compuși au fost studiați prin metoda

semi-empirică PM3 sau PM6 utilizând același program de modelare moleculară.

Folosind un alt program de modelare moleculară HyperChem 8.0.6, prin metoda

semi-empirică PM3, s-au determinat proprietățile teoretice ale compușilor studiați.

Moleculele au fost optimizate geometric folosind algoritmul Polak-Ribiere [24] cu gradient

maxim stabilit la 0.001 kcal / (mol*Ǻ) pentru a se obține o configurație caracterizată printr-o

energie liberă minimă, apoi se obțin o serie de proprietăți.

S-au determinat o serie de parametri electro-optici în stare fundamentală ai

compușilor studiați (momentul de dipol, polarizabilitatea, energii etc.), utili în caracterizarea

17

comportamentului moleculelor și pentru calcularea unor mărimi microscopice (moment de

dipol, polarizabilitate) specifice compușilor aflați în stare excitată.

Cu ajutorul programelor de modelare se pot simula spectrelor electronice de absorbție

ale compușilor investigați pe baza metodelor semiempirice, cu ajutorul a diverși algoritmi,

atât după criteriul orbital cât și după cel energetic. Aceste spectre redau dependența tăriei

oscilatorului în funcție de maximele benzilor de absorbție sau fluorescență. Spectrele

electronice calculate depind de numărul de orbitali moleculari (OM) între care se consideră

tranziția electronică dar și de valoarea energiei de tranziție (ΔE).

De asemenea cu ajutorul programelor de modelare se pot determina și parametrii

termodinamici ai moleculelor studiate.

II.4. Evaluarea activității biologice și a toxicității unui compusParametrii cantitativi structură-activitate biologică (QSAR) se referă la dezvoltarea de

relaţii între structură şi toxicitatea unei serii de compuşi chimici. Activitatea terapeutică şi

toxicitatea unui compus chimic sunt de obicei determinate în literatura de specialitate

farmacologică prin utilizarea unui set de proprietăţi fizico-chimice şi rezultate ale

determinărilor biologice, astfel un compus chimic poate fi examinat prin trei metode: in vivo,

in vitro şi în final in silico.

Folosind metoda QSAR (Quantitative Structure – Activity Relationship) din

programele de modelare moleculară HyperChem 8.06 sau Spartan’14 se pot determina masa,

volumul şi suprafaţa ariei moleculare, caracterul hidrofob (LogP), refractivitatea molară,

polarizabilitatea (α) și momentul de dipol (μ), care se corelează cu structura chimică şi cu

activitatea biologică a substanţei analizate.

Orbitalii Moleculari de Frontieră (FMO): HOMO (cel mai înalt orbital molecular

ocupat) și LUMO (cel mai scăzut orbital molecular neocupat), determină stabilitatea chimică

moleculară, jucând un rol important în proprietățile optice și electrice. Ei sunt utilizați pentru

a determina interacțiunea moleculei studiate cu alte specii. Atacul electrofil este corelat cu

densitate mare de orbitali HOMO, în timp ce atacul nucleofil este corelat cu densitate mare de

orbitali LUMO [32]. Din valorile energiilor de frontieră se pot afla cu ajutorul teoremei lui

Koopmans [33], potențialul de ionizare și afinitatea pentru electroni.

Potenţialul de ionizare (I) este definit ca energia necesară extragerii unui electron

periferic din molecula aflată în starea de gaz ideal.

I~ −EHOMO (II. 11)

18

Valoarea acestei mărimi permite o apreciere a proprietăţilor donoare ale respectivei molecule.

Astfel, cu cât EHOMO are o valoare mai mică, cu atât molecula este mai stabilă.

Afinitatea pentru electroni (A) a unei molecule definită ca energia eliberată prin

captarea unui electron la o moleculă aflată în stare gazoasă.

A ~ −ELUMO (II. 12)Valoarea acestei mărimi permite aprecierea capacităţii de acceptare a electronului pe orbitalul

neocupat al moleculei investigate (ELUMO).

Spectrele electronice calculate depind de numărul de orbitali moleculari între care se

consideră tranziţia electronică dar şi de valoarea energiei tranziţiei ΔE, dată de diferența

dintre EHOMO și ELUMO [34].

Diferenţă, numită decalaj HOMO/LUMO, dintre (EHOMO) şi (ELUMO) joacă un rol

important în evaluarea activităţii biologice a compusului respectiv: ΔE = │EHOMO – ELUMO│.

Astfel, o diferenţă mică indică energii de excitaţie mici, moleculele vor fi mai

polarizabile decât moleculele care prezintă o diferenţă mare a energiilor. Un decalaj redus de

energie înseamnă că benzile electronice de absorbţie ale compusilor apar în domeniul vizibil.

În general, energiile de excitaţie spectroscopice sunt aproximativ egale cu 1/2 (I − A)

Potenţialul de ionizare (I), împreună cu afinitatea pentru electroni (A), sunt legate de

tăria chimică (η) şi electronegativitatea moleculei (χ) prin ecuaţiile următoare [35]:

2AI

(II. 13)

2AI

(II. 14)

Momentul de dipol (μ) al unei moleculei de interes este definit ca un vector orientat

de la centrul de greutate al sarcinilor pozitive spre centrul de greutate al sarcinilor negative.

Indicele de electrofilicitate (ω) este o mărime definită ca modificarea energetică

care apare atunci când un reactant este pus în contact cu un nucleofil:

2

2 (II. 15)

Polarizabilitatea (α) reprezintă proprietatea moleculelor organice de a-şi modifica

distribuţia sarcinilor electrice sub influenţa unui câmp electric exterior (E).

Aria suprafeței polare (PSA) este un parametru utilizat în medicină și chimie pentru

optimizarea capacității unui medicament de a pătrunde în celule. Este definită ca suma

suprafețelor moleculare a atomilor polari (atomii de azot şi oxigen impreună cu atomii de

hidrogen). Molecule cu o PSA mai mare de 140 Å2 tind să patrundă greu în membranele

19

celulare. Pentru molecule, pentru a penetra bariera hemato-encefalică (să acționeze asupra

receptorilor sistemului nervos central) trebuie un PSA mai mic de 90 Å2 [36].

Log P este considerat un descriptor pentru o structură chimică dată, care joacă un rol

important în interacțiunile biochimice. Prin semnul său, log P conferă caracterul hidrofil /

hidrofob al unei structuri chimice, atunci când log P < 0 structura chimică are caracter

hidrofil în timp ce atunci când log P > 0 structura produsului chimic are caracter hidrofob.

Lipofilicitatea reprezintă un factor determinant în absorbţia compusului şi repartizarea lui în

organism. Un compus mai lipofil va avea o solubilitate scăzută în apă compromiţând

activitatea lui biologică. Medicamente hidrofobe tind să fie mai toxice, deoarece, în general,

sunt păstrate mai mult timp, au o distribuție mai largă în organism, sunt oarecum mai puțin

selective în legarea lor la proteine și în final sunt adesea metabolizate. Prin urmare,

coeficientul de distribuție ideală pentru un medicament este de obicei intermediar (nu prea

hidrofob, nici prea hidrofil).[37]

Capitolul III.Caracterizarea unor vitamine

prin metode computaţionale şi spectrale

Vitaminele [1] sunt substanțe chimice care au un rol esențial în funcționarea normală,

creșterea și menținerea vitalității organismului uman și care nu pot fi sintetizate de către

acesta. Vitaminele [2] în funcție de mecanismul de acțiune, de modul în care se dizolvă în

diferite soluții, în funcție de structura chimică se pot clasifica în: liposolubile (vitaminele A,

D, E şi K); hidrosolubile (vitaminele din grupul B şi vitamina C).

În acest capitol au fost caracterizate 6 vitamine prin metode cuanto-mecanice cu ajutorul

programului de modelare moleculă HyperChem 8.06, metoda semi-empirică PM3.

Vitaminele B3 si B6 au fost studiate și prin metode spectrale, rezultatele fiind relatate în cele

ce urmează.

III.1 Studiul cuanto-mecanic şi spectral al vitaminelor B3 şi B6

În figura III.1 sunt repezentate structurile optimizate ale vitaminelor B3 și B6.

Inelul molecular al vitaminei B3 este o structura planară și face parte din clasa CS,

având două elemente de simetrie: E identitatea și S planul de simetrie. Inelul molecular al

vitaminei B6 este o structura planară cu excepția substituentului metil (-CH3) și aparține

clasei de simetrie CS având două elemente constituente [5-6].

20

Figura III.1. Structurile chimice optimizate ale vitaminelor B3 și B6

În tabelul III.1 sunt listate unele proprietăți electro-optice calculate prin programul de

modelare moleculară pentru cele 2 vitamine.

Tabelul III.1. Proprietățile QSAR pentru vitaminele B3 și B6

Proprietăți Vitamina B3 Vitamina B6

Aria suprafetei (A2) 271.90 289.50Volumul (A3) 394.08 430.85

Energia de hidratare (kcal/mol) -8.58 -19.14Log P 1.36 1

Polarizabilitatea (A3) 12.28 13.47Refractivitatea (A3) 30.60 45.66Momentul de dipol (D) 3.00 2.34

Energia de hidratare este definită ca energia absorbită atunci când substanța este

dizolvată în apă, și dupa cum se observă în tabelul III.1, vitaminele B3 și B6 au valoarea

energiei negativă, nu se dizolvă în apă, se dizolvă în prezența temperaturii. Log P reprezintă

coeficientul de partiție octanol / apă, în cazul compușilor studiați log P are valoare pozitivă

scăzută indicând că aceștia sunt lipofili, iar biodisponibilitatea este scăzută.

Cunoscând valorile orbitalilor de frontieră (HOMO, LUMO) se pot calcula și alte

proprietăți specifice, utilizând relațiile (II.11 - II. 16).

Tabelul III.2. Energiile caracteristice vitaminelor B3 si B6

Proprietati Vitamina B3 Vitamina B6

Energia totală (kcal/mol) - 38853.40 -4068.02Energia de formare (kcal/mol) -57.69 -119.69Energia de legătură (kcal/mol) -1575.66 -2351.61

EHOMO (eV) -10.54 -9.20ELUMO (eV) -0.88 -0.09

ΔE= │EHOMO – ELUMO│ (eV) 9.66 9.11χ (eV) 5.71 4.65η (eV) 4.83 4.56μ (eV) -5.71 -4.65ω (eV) 3.38 2.28A (eV) 0.88 0.09I (eV) 10.54 9.20

21

Spectrul electronic de absorbție al vitaminelor B3 și B6 în soluții binare a fost înregistrat

cu spectrofotometrul Specord UV-VIS Carl Zeiss Jena [8, 9], iar frecvențele din maximele

benzilor electronice de absorbție corespunzătoare unei tranzitii π→π* și valorile permitivității

alcoolilor utilizați ca solvenți ai vitaminelor B3 și B6 sunt listate în tabelul III.4.

Tabelul III.4. Frecvențele din maximele benzilor electronice de absorbție și

permitivitatea solvenților utilizați

Nr. Solvenți ε f (ε) (cm-1)B3 B6

1 Apă 81.0 0.963 38197 343882 Metanol 31.0 0.913 38139 344123 Etanol 26.6 0.866 38023 344354 1-Butanol 16.0 0.843 37994 343175 Pentanol 15.13 0.885 37979 34294

Frecvențele din maximul benzii electronice de absorbție cresc când permitivitatea

electrică crește în cazul vitaminei B3 și descresc în cazul vitaminei B6.

Dependența frecvenței în maximul benzii de absorbție a vitaminelor B6 și B3 în funcție

de permitivitatea electrică este ilustrată în figura III.6a și III.6b.

Dependența liniară din figurile III.6a și III.6b are o ecuație empirică de tipul:

)(0 fCa (III.1)unde funcția permitivității electrice f(ε) determină o parte din schimbările spectrale cauzate de

interacțiunile de orientare ale solutului cu moleculele de solvent [10-11].

Figura III.6. Dependența frecvenței vs. funcția permitivității electrice

Utilizând relațiile (I.37- I.39 și III.1) determinăm momentul de dipol în starea excitată a

moleculelor studiate. Valorile volumului și aria suprafeței au fost obținute în starea

fundamentală prin programul de modelare moleculară HyperChem 8.0.6.

Parametrii de regresie (panta și intersecția; coeficientul de regresie; abaterea standard) ai

dependenței liniare din Figura III.6 sunt prezentate în tabelul III.5.

22

Tabelul III.5. Parametrii de regresie ai dependenței liniare

Vitamina Intersecția cu axaprincipala

Panta Coeficientulde regresie

Abatereastandard

Numărulpunctelor

Punctedeviate

B3 36493.42±178.29 1779.45±198.67 0.96 18.302 4 5B6 34854.49±2.47 -484.50±2.70 0.99 0.185 3 4, 5

Din tabelul III.5 reiese că panta dependenței liniare este pozitivă pentru vitamina B3 și

negativă pentru vitamina B6. Acest fapt demonstrează diferențe în starea de excitare a celor

două molecule studiate. Rezultatele realizate pe baza calculele cu ajutorul formulei (III.1),

sunt prezentate în tabelul III.6.

Tabelul III.6. Rezultatele calculelor bazate pe formula (III.1)

Vitamina a (A2) cose (D) φ (°) Rezultate

B3 4.348 -1.84 90°<φ<180° μg>μecosφB6 4.423 3.24 0°<φ<90° μg>μe

Pentru vitamina B3, proiecția momentului de dipol în starea excitată este mai mică decât

momentul de dipol în starea fundamentală, semnul negativ al proiecției demonstrează că

momentul de dipol își modifică sensul prin excitare, 90°<φ<180°. În cazul vitaminei B6,

momentul de dipol în starea fundamentală este mai mare decât proiecția momentului de dipol

în starea excitată, semnul pozitiv obținut prin calcule demonstrează relația 0°<φ<90° pentru

unghiul φ. Rezultatele sunt în concordanță cu schimbările evidențiate în distribuția de transfer

HOMO și LUMO pentru cele două molecule.

Capitolul IV. Optimizarea sintezei de obținere, studiul cuanto-mecanic și

spectral al unor compuși organiciSulfonamidele sunt substanțe de sinteză, gruparea amino din poziția para față de

gruparea sulfonamidică este esențială pentru activitatea antimicrobiană [1]. Sinteza unor noi

derivați de L-glutamină prezintă interes, prin faptul că acest aminoacid este considerat un

omolog al acidului L-glutamic, putându-l înlocui în unele procese metabolice. Acidul

N-(p-aminobenzoil)-L-glutamic este un derivat al acidului L-glutamic ce se regăsește în

structura acidului folic [6], astfel acidul p-aminobenzoic și derivații săi, sunt cunoscuți pentru

efectele lor biologice benefice: antiaritmică, antispastică și antireumatic, antifibrolitică,

antimicrobiană, antihelmintică și antitumorală [7 - 8]. Se pot obține noi produși cu activitate

antimicrobiană semnificativă prin sinteza unor sulfonamide de 5-nitroindazol datorită

nucleului indazolic ce posedă multe tipuri de activitate biologică ca: antibacterian,

antiinflamator, antimalaric, antiprotozoic, anti-HIV, antifungic [9 - 11].

23

Compușii sintetizați au fost studiați din punct de vedere cuanto-mecanic cu ajutorul

programului de modelare moleculară HyperChem 8.0.6. prin metode semi-empirice

(compușii A-I). Moleculele au fost optimizate geometric folosind algoritmul Polak Ribiere

drept criteriu de convergență și gradientul maxim folosit pentru optimizarea structurilor

chimice studiate a fost de 0.001 kcal / (Ǻ·mol). [21] Pentru a îmbunătăți calculele teoretice și

pentru a putea face o comparație ulterioară a proprietăților teoretice calculate, unii compușii

sintetizați au fost studiați cuanto-mecanic utilizând programul de modelare moleculară

Spartan’14 prin metoda DFT (compușii J-O) cu funcția B3LYP/6-31G*. [22]

În acest capitol au fost studiați din punct de vedere cuanto-mecanic 15 compuși

organici noi sintetizați, concomitent au fost realizate și optimizările reactiilor de sinteză prin

program factorial 32. În cele ce urmează voi exemplifica rezultatele studiilor experimentale

realizate pentru doi compuși chimici.

IV.2. Optimizarea reacției de sinteză a derivaților de L-glutamină și studiul

cuanto-mecanicN-[p-metilsalicil-amidosulfonil)-benzoil]-L-glutamină (compus B) a fost obținut din N-

(p-aminobenzoil)-L-glutamină în prezența 5-clorsulfonil-metil salicilatului, dioxan anhidru și

piridină, într-un interval de temperatură între 116-118° C, compusul final având punct de

topire de 211-213° C, iar randamentul reacției a fost de 83% [38].

N-[p-metil-fenoxiacetat-amidosulfonil)-benzoil]-L-glutamină (compus C) a fost obținut

într-un interval de temperatură de 116-120° C, din N-(p-aminobenzoil)-L-glutamină, în

prezență de dioxan anhidru, fenoxiacetat 2-hidroxi-4-clorosulfonil-metil și piridină, compusul

pur având punct de topire de 216-218° C iar randamentul reacției fiind de 65% [39].

Structura optimizată a celor 2 molecule de sulfonamide

N-[p-(metilsalicilamidosulfonil)-benzoil]-L-glutamină (compus B) și

N-[p-(metilfenoxiacetat-amidosulfonil)-benzoil]-L-glutamină (compus C) este reprezentată în

figura IV.10.

24

a) b)Figura IV.10. Structura optimizată a a) compusului B și b) compusului C

(culoarea atomilor galben este sulf, albastru deschis este carbon, roșu este oxigen,

albastru închis este azot, alb este hidrogen)

În figura IV.13 sunt ilustrați orbitalii moleculari de frontieră calculați cu ajutorul

programului HyperChem 8.06 pentru compușii B și C.

HOMO LUMO

a) Compus B

HOMO LUMOb) Compus C

Figura IV.13. Orbitalii moleculari de frontieră ai compușilor B și C

Atacul electrofil are loc cel mai probabil în regiunea cu o densitate mare de orbitali

HOMO (o zonă a moleculei bogată în electroni), pentru compusul B acest atac cuprinde zona

din vecinătatea legăturii covalente dintre S=O, în timp ce atacul nucleofil este corelat cu zona

25

de densitate mare de orbitali LUMO (o zonă a moleculei lipsită de electroni), care este

aceeași zonă pentru ambii compuși [40].

Cu ajutorul programului de modelare moleculară HyperChem 8.0.6 s-au calculat

parametrii QSAR și proprietățile electro-optice ale celor 2 sulfonamide derivate de glutamină

[41]. În tabelul IV.5 sunt redate câteva dintre proprietățile electro-optice ale celor 2 compuși.

Tabelul IV.5. Proprietăți electro-optice ale moleculelor optimizate

Proprietațile Compus B Compus CEnergia totală (kcal/mol) -138588.44 -148793.3931

Energia de legatură (kcal/mol) -5768.4577 -6132.8584Căldura de formare (kcal/mol) -315.0847 -344.8324Energia electronică (kcal/mol) -1141234.87 -1220438.479Energia nucleară (kcal/mol) 1002646.421 1071645.086Momentul de dipol (D) 4.878 5.456

ELUMO (eV) -1.21276 -1.1913EHOMO (eV) -9.29476 -9.2786

∆E = |EHOMO - ELUMO| (eV) 8.082 8.0873

Stabilitatea structurii moleculare studiate este dată de valorile negative mari ale energiei

totale. Cu ajutorul unei opțiuni a programului de modelare moleculară se pot determina

parametrii QSAR [42], ce corelează structura moleculară sau proprietățile derivate din

structura moleculară cu un anumit tip de activitate chimică sau biochimică (tabelul IV. 6).

Energia de hidratare și valoarea log P sunt negative ceea ce indică faptul că acești

compuși au caracter hidrofil, cu o absorbție și o repartizare bună în organism [43].

Tabelul IV.6. Parametrii QSAR ai moleculelor studiate

Proprietățile Compus B Compus CLog P -3.55 -4.38

Energia de hidratare (kcal/mol) -25.69 -28.54Refractivitatea (ų) 120.73 127.25Polarizabilitatea (ų) 42.22 44.69

Masa (u.a.m) 479.46 509.48Aria suprafeței (Ų) 667.60 742.62Volumul (ų) 1242.18 1333.83

Coeficienții a0 - a22 ai modelului (I.54) sunt calculați prin mijloace statistice [31, 44].

Rezultatele pentru compușii studiați sunt prezentate în tabelul IV.7.

Tabelul IV.7. Coeficienții polinomului din relația (I.54)

Compușii a0 a1 a2 a12 a11 a22B 82.888 0.667 0.667 0.25 -2.333 -3.333C 64.666 0.667 0.667 0 -1 -3

26

Pentru început au fost organizate 32 = 9 experimente [45] și rezultatele sunt prezentate

în tabelul IV.8 pentru substanțele B și C.

Tabelul IV.8. Variabilele adimensionale (reale) xi(Xi ), i=1,2 și randamentul

reacției ɳ pentru compușii studiați

Nr. x1 (X1°C) x2 (X2min) x1x2 x1² - ⅔ x2² - ⅔ ɳB (%) ɳC (%)1 -1 (116) -1 (58) 1 1/3 1/3 76 602 -1 (116) 0 (60) 0 1/3 -2/3 80 633 -1 (116) 1 (62) -1 1/3 1/3 77 604 0 (118) -1 (58) 0 -2/3 1/3 79 605 0 (118) 0 (60) 0 -2/3 -2/3 83 656 0 (118) 1 (62) 0 -2/3 1/3 80 637 1 (120) -1 (58) -1 1/3 1/3 77 618 1 (120) 0 (60) 0 1/3 -2/3 81 649 1 (120) 1 (62) 1 1/3 1/3 79 62Au fost organizate alte 3 experimente în centrul domeniului de variație și datele

obținute în aceste experimente sunt prezentate în tabelul IV.9 [46-47].

Tabelul IV.9. Valorile randamentului în centrul domeniului de variație ηic (i = 1,2,3),

randamentul mediu în centrul intervalului de variație ηዘc, deviația medie pătrată Sη, precizia P

Compușii η1c η2c η3c ηዘc Δηic Sη PB 82 83 82 82.333 0.333 0.333 0.192C 65 64 63 64 1 1 0.333

Valorile coeficienților testului t-Student sunt prezentate în tabelul IV.10.

Tabel IV.10. Coeficienții testului t-Student ai reacției de obținere

Compușii t0 t1 t2 t12 t11 t22B 431.718 3.489 3.489 1.302 12.151 17.359C 194.19 2.003 2.003 0 3.003 9.009

Valoarea coeficientului testului t-Student mai mică decât unitatea, indică o mică

influență a variabilei corespunzătoare asupra randamentului reacției și termenul cu acest

coeficient trebuie eliminat. Relațiile în care randamentul de reacție este exprimat în funcție de

variabilele relevante și de produsele lor sunt:

ɳB = 82.89 + 0.67x1 + 0.67x2 + 0.25x1x2 - 2.333x12 - 3.333x22 (IV.17)ɳC = 64,67 + 0.67x1 + 0.67x2 + 0.25x1x2 - x12 - 3x22 (IV.18)

Un experiment 32 poate fi reprezentat în dimensiuni 3D, în care Oy este axa

randamentului și variabilele adimensionale sunt x1 și x2, care variază între -1 și +1.

Dependențele randamentul reacției pentru compușii B și C asupra variabilelor

relevante sunt ilustrate în figurile IV.14 (a) și (b).

27

a) Compus B b) Compus C

Figure IV.14. Reprezentarea 3D a randamentului reacției ɳ în funcție de variabilele

adimensionale timp (x1) și temperatura reacției chimice (x2)

Valorile reale pentru randamentul maxim al reacției sunt prezentate în tabelul IV.11.

Tabelul IV.11. Valorile reale pentru maximul randamentului reacției

Compus x1e (X1 °C) x2e(X2 min) ye (%)B 0.15 (117.15) 0.10 (60.20) 82.38C 0.35 (118.7 ) 0.13 (60.25) 64.82

Structurile chimice ale compușilor sintetizați (B) și (C) au fost confirmate prin analiză

elementală și spectrală (FT-IR, 1H-RMN).[38, 48]

Capitolul V. Studiul spectral și cuanto-mecanic

al unor azo-derivați

Azo-derivații sunt compuși de culori vii precum roșu, portocaliu sau galben, o

consecință a electronilor π-delocalizați. Prin urmare, ei sunt folosiți drept coloranți și utilizați

pe scară largă în industria chimică ca pigmenți, datorită coloritului lor. Structura

azobenzenului prezintă legătură dublă N = N între cele două nuclee de fenil. Azobenzenii și

derivații săi sunt materiale fotonice organice. [1] Azo-derivații sunt compuși azoici,

izomerizarea fotoindusă trans-cis este utilizată în stocarea holografică a datelor, nanorobotică,

fabricarea suprafețelor funcționale cu chiralitate reglabilă [2, 3].

Roșu de metil este un material fotocromic organic azobenzenic, structura sa este

compusă din două cicluri fenilice, care sunt legate de o punte azo [11], are numeroase

aplicații în domenii precum industria hârtiei, industria textilă, în tipărirea cu jet de cerneală,

ca indicator acido-bazic [12], în fotocromism [13], complexe de incluziune cu ciclodextrine,

în determinarea pK-ului, în determinarea de structură, în metodă spectrofotometrică și în

echilibrul fototropic ai solvenților organici [14-16].

28

Pentru o determinare cuanto-mecanică mai elaborată, o parte din azo-derivați au fost

studiați cu programul de modelare moleculară Spartan’14 prin metoda DFT (Density

Functional Theory) cu funcția B3LYP/6-31G*. [30, 31]

În acest capitol au fost studiați din punct de vedere cuanto-mecanic și spectral patru

azo-derivați cu aplicații biologice, rezultatele și explicațiile moleculei de Roșu de metil vor fi

prezentate mai jos.

V.2. Studiul spectral și cuanto-mecanic al moleculei Roșu de Metil (MR)Roșu de metil este un compus azo-benzenic și fotocromic [40]. În figura V.7 este

reprezentată structura optimizată a moleculei roșu de metil (MR); acesta aparține clasei de

simetrie C1, moleculele din acest grup au un singur element de simetrie, identitatea (E).

Figura V.7. Structura optimizată a MR cu programul Spartan’14

Sarcinile atomilor pentru molecula de MR în unități de sarcină elementară a electronului

( 19106021662.1 e C) și distribuția potențialului electrostatic sunt realizate cu Spartan’14

și listate în Figura V.8.

Figura V.8. Sarcinile atomilor și orientarea momentului de dipol și geometria 3D

a distribuției potențialului electrostatic pentru MR

Sarcinile atomice negative sunt localizate lângă atomii de N și O iar sarcinile pozitive

sunt localizate lângă atomii de H și C. Geometria tridimensională a distribuției potențialului

electrostatic molecular evidențiază existența a două regiuni cu electronegativitate crescută în

29

care sunt implicați atomii de oxigen și azot și care joacă un rol în cuplarea lor cu structuri

diferite în care ionii sunt pozitiv încărcați.

Orbitalii moleculari de frontieră (FMO) ai moleculei de MR sunt ilustrați în figura

V.9: cel mai de sus orbital molecular ocupat (HOMO) și cel mai de jos orbital molecular

neocupat (LUMO) [41].

Figura V.9. Orbitalii Moleculari de Frontieră (culoarea albastră corespunde valorilor pozitive

iar culoarea roșie corespunde valorilor negative) ai MR

Orbitalul HOMO este un orbital donator de electroni iar orbitalul LUMO este un

orbital acceptor de electroni astfel se poate observa din figura V.9 că densitatea orbitalilor

este concentrată pe ciclurile benzenice, în cazul orbitalului LUMO densitatea de atomi este

concentrată și pe legăturile covalente ce implică atomii de O.

In tabelul V.6. sunt listate principalele proprietăți electro-optici ai moleculei de MR.

Tabelul V.6. Parametrii electro-optici ai moleculei MR

Parametrii ValoriEnergia HOMO (eV) -5.21Energia LUMO (eV) -1.69

Diferenta de energie ΔE = |EHOMO – ELUMO| (eV) 3.52Energia totală (kJ/mol) -2350099.1

Energia de hidratare (kJ/mol) -35.48Momentul de dipol (D) 7.08

Masa (a.u.m) 269.304Aria (Å2) 296.99

Volumul (Å3) 278.32Aria suprafeței polare (PSA) (Å2) 52.225

Coeficientul de partitie octanol/apă (LogP) 4.31Polarizabilitatea (Å2) 63.12

Deoarece LogP are valoarea pozitivă (log P> 0), rezultă că Metil Red este un compus

hidrofob. Aria suprafaței polare (PSA) este mai mică de 90 Å2 demonstrează că MR

penetrează bariera hemato-encefalică. [42] Stabilitatea structurii moleculare studiate este dată

de valorile ridicate ale energiei moleculare. Energia de solvatare are valoarea negativă,

procesul de dizolvare este unul exotermic.

HOMO LUMO

30

Cu ajutorul relației regresiei liniare multiple (I.30) se poate demonstra care parametrii

microscopici ai solventului influențează interacțiunile solut/solvent [43]. Funcția de

polarizabilitate )(nf și funcția de polaritate )(f ale solventului, (descrise prin indicele de

refracție n și permitivitatea electrică ε) și numerele de undă în maximul benzii electronice de

absorbție ale moleculei de MR în 14 solvenți organici sunt prezentate în tabelul V.7.

Parametrii Kamlet-Taft ai solvenților (α și β) sunt luați din literatura de specialitate [44, 45,

46].

Tabelul V.7. Parametrii Kamlet și Taft ai solvenților (α și β), funcția polarizabilității

f(n), funcția polarității f(ε) solvenților utilizați, numerele de undă înregistrate experimental și

calculate teoretic folosind relația (I.30) pentru molecula de MR

Nr. Solvent f(n) f(ε) β αexp (cm-1) calc (cm-1)

1 1-Butanol 0.237 0.833 0.84 0.84 20345.88 20359.052 1-Hexanol 0.252 0.839 0.84 0.80 20314.06 20271.323 1-Pentanol 0.248 0.825 0.84 0.80 20251.11 20310.974 1-Propanol 0.234 0.866 0.90 0.84 20345.88 20350.185 2-Butanol 0.240 0.852 0.80 0.69 20441.54 20336.56 2-Propanol 0.230 0.849 0.84 0.76 20409.41 20394.647 Acetonitril 0.212 0.924 0.40 0.19 20345.88 20418.868 Anisol 0.303 0.526 0.32 0.00 20314.06 20368.39 DCE 0.264 0.752 0.10 0.00 20345.88 20287.5710 DCM 0.256 0.727 0.10 0.13 20377.8 20341.5411 1,4-Dioxan 0.255 0.289 0.37 0.00 20934.08 20934.7112 Etanol 0.221 0.895 0.75 0.86 20345.88 20358.4513 Etilen glicol 0.259 0.930 0.52 0.90 20002.8 20042.8614 Metanol 0.203 0.909 0.66 0.98 20409.41 20408.71

Corelațiile datelor spectrale au fost efectuate prin intermediul regresiei liniare multiple

(I.30). Rezultatele sunt prezentate în tabelul V.8.

Tabelul V.8. Caracteristicile ecuației (I.30) pentru soluțiile binare ale MR

0 (cm-1) C1 (cm-1) C2 (cm-1) C3 (cm-1) C4 (cm-1) R SD

22683.68 -5830.16 -1166.45 -167.97 202.21 0.91 59.25

Există o bună corelare liniară (R = 0,93, SD = 51,32 și panta = 1) între valorile calculate

și cele experimentale ale numărului de undă în maximul benzii electronice de absorbție din

vizibil (Tabelul V.8. și Figura V.10).

31

Figura V.10. calc (cm-1) vs. exp (cm-1)

Spectrul experimental în domeniul UV-Vis pentru MR în 3 solvenți (dioxan, 2-butanol,

dicloretan) utilizați la studiul solvatocromic este redat în figura V.11.

Figura V.11. Spectrul experimental de absorbtie al soluției roșu de metil de concentrație

10-5 mol/l în a) dioxan, b) 2-butanol și c) dicloretan

Spectrul experimental poate fi comparat cu spectrul realizat de programele de modelare

moleculară și poate da informații despre influența solvenților asupra spectrului electronic.

Contribuția fiecărui tip de interacțiune la deplasarea spectrală totală în diferiți solvenți în

procente (%) este prezentată în tabelul V.9. [46]

Tabelul V.9. Contribuția fiecărui tip de interacțiune la deplasarea spectrală totală

Nr. Solvent C1 f(n) (%) C2 f(ε) (%) C3 α (%) C4 β (%)1 1-Butanol 51.86 36.47 5.30 6.382 1-Hexanol 53.39 35.56 4.88 6.173 1-Pentanol 53.31 35.48 4.95 6.264 1-Propanol 50.58 37.45 5.23 6.755 2-Butanol 52.39 37.21 4.34 6.066 2-Propanol 51.01 37.67 4.86 6.467 Acetonitril 50.94 44.42 1.32 3.338 Anisol 72.26 25.10 0 2.659 DCE 63.17 36.00 0 0.8310 DCM 62.64 35.59 0.92 0.8511 1,4-Dioxan 78.30 17.76 0 3.9412 Etanol 49.02 39.72 5.50 5.77

32

13 Etilenglicol 52.96 38.05 5.30 3.6914 Metanol 46.56 41.71 6.48 5.25Din tabelul V.9 rezultă că interacțiunile universale au o pondere mare la deplasarea

spectrală totală, interacțiunile de dispersie descrise de termenul C1f(n) au un procent ridicat

(între 46% - 78%) în timp ce interacțiunile de inducție - orientare descrise de termenul C2f(ε)

au o contribuție mai mică (între 18% - 44%).

Datele din tabelul V.8. (pentru C1 și C2) și tabelul V.6 (pentru αg și Ig) au fost utilizate

pentru a estima momentul de dipol în starea excitată [47]. Polarizabilitatea și momentul de

dipol în starea excitată a moleculei spectrale active au fost calculate folosind ecuațiile (I.37 -

I.39 și I.48). Polarizabilitatea în starea excitată poate fi calculată prin ecuația (V.1):21220.03949.68 ee (V.1)

Prin substituirea ecuației (V.1) în ecuația (I.48) obținem :08452.3cos5077.00007.0 2 ee (V.2)

Pentru a obține soluții reale ale ecuației (V.2), discriminantul ei trebuie să fie pozitiv:

08452.30007.04)cos5077.0( 2 D (V.3)Rezultă că unghiul φ trebuie să satisfacă inegalitatea: φ < 80°.

Unghiul este 80 și valorile acceptabile ale momentului de dipol în starea excitatăsunt între: 588.24655.7 e D, iar unghiul variază între 800 grade.

MR există și sub forma unui ion zwitterionic în soluții apoase. În soluțiile acide, MR

există în formă acidă (HMR) de culoare roșie, în timp ce în soluțiile alcaline există în formă

alcalină (MR-) de culoare galbenă [48-49].

Pentru a găsi structura cea mai stabilă a moleculei MR, se propun trei conformeri

posibili, forma neutră (MR1), forma alcalină (MR2) și forma acidă (MR3).

Conformerii structurii moleculei Roșu de metil sunt dați în figura V.12 .

a) b) c)Figure V.12. Formele MR: a) MR1 (neutră), b) MR2 (alcalină), c) MR3 (acidă)

Acesti izomeri diferă prin modul de legare al atomilor în moleculă, grupările funcționale,

carboxil (-COOH) și gruparea dimetil-aminofenil, sunt implicate în interacțiunile cu alte

molecule.

33

Experimental au fost preparate 3 soluții ale MR: în apă, în etanol și în dimetilsulfoxid,

care au fost studiate spectral la pH acid și pH alcalin. pH-ul soluției a fost ajustat prin

adăugarea de soluții de KOH sau H2S04. Valoarea pH a fiecărei soluții preparate a fost

măsurată cu hârtie de indicator pentru pH. Studii mai amanunțite vor fi efectuate pe viitor.

Cu ajutorul programului de modelare moleculară am simulat un spectru electronic de

absorbție teoretic pentru cele 3 forme ale moleculei MR, redat în Figura V.13.

Figura V.13. Spectrul teoretic de absorbție pentru MR pentru cele 3 forme

Spectrele teoretice de absorbție în soluția apoasă au fost examinate la trei valori ale

pH-ului (MR + solvent + KOH - pH alcalin, MR + solvent - pH neutru, MR + solvent +

H2SO4 - pH acid) (Figura V.13).

Spectrele electronice de absorbție ale MR în forma acidă și forma alcalină sunt date în

figurile V.15 a și b.

Figura V.15 Spectrul de absorbție în vizibil la concentrația de 10-5 mol/l al MR

A) forma acidă în a) apa, b) etanol și c) dimetilsulfoxid

B) forma alcalină în a) apa, b) etanol și c) dimetilsulfoxid

Deplasarea benzii electronice de absorbție este mai mare pentru forma alcalină decât

pentru forma acidă a moleculei roșu de metil.

A B

34

Capitolul VI. Studiul spectral și cuanto-mecanic al unor compuși

cu acțiune biologicăÎn acest capitol au fost studiați mai mulți compuși organici (10 compuși) cu acțiune

farmaco-terapeutică, des utilizați în diferite afecțiuni inflamatorii datorită proprietăților lor.

Am ales sa exemplific calculele și rezultatele în cele ce urmează pentru moleculele de

curcumină și 8-hidroxichinolină.

VI.5. Studiul cuanto-mecanic și spectral al moleculei de curcumină

Curcumina a fost achiziționată de la Sigma-Aldrich Chemical Company și a fost

utilizată fără purificare suplimentară. Solvenții cu grad spectral au fost achiziționați de la

Merck și Sigma-Aldrich Chemical Company. Spectrul electronic de absorbție al curcuminei

s-a înregistrat în 17 solvenți, la temperatura camerei, cu Spectrometrul QE65000 UV-Vis

Ocean-Optics. Analiza statistică a datelor solvatocromice a fost realizată cu programul Origin

Pro8. Anumiți parametrii electro-optici au fost calculate teoretic folosind metoda DFT cu

funcția de bază B3LYP / 6-31G*, din programul de modelare moleculară Spartan'14.

Parametrii electro-optici ai compusului studiat, obținuți prin această metodă sunt corelați cu

datele obținute în urma analizei solvatocromice.[63]

Curcumina este un compus ce prezintă tautomerie ceto-enolică, deoarece acesta poate

trece ușor dintr-o substanță în alta, prin rearanjarea unor atomi de oxigen O din molecula lor.

Structurile optimizate ale formelor de curcumină (enol și keto) sunt ilustrate în figurile VI.28.

[64]

Figura VI.28. Structurile optimizate ale formelor de curcumină

Curcumina este o substanță organică izomeră, are forma enolică dacă se dizolvă în

solvenți organici sau forma cetonică dacă este dizolvată în apă [65].

Structurile optimizate ale derivaților de curcumină aparțin clasei de simetrie CS:

moleculele acestui grup au doar un element de simetrie: identitatea (E).

35

Proprietățile electro-optice și parametrii QSAR ai formelor tautomerice ale

curcuminei au fost calculate prin programul Spartan'14 [66] (Tabelul VI.16).

Tabelul VI.16. Proprietățile moleculei de curcumină pentru cele 2 forme tautomerice

Proprietățile Valorile pentru forma enol Valorile pentru forma ketoMomentul de dipol (D) 6.35 6.19Energia totală (a.u) -1263.10 -1263.10

Energia de solvatare (kJ/mol) -79.74 -84.77E HOMO (eV) -4.39 -4.74E LUMO (eV) -2.33 -2.26Masa (a.m.u) 368.39 368.39

Aria suprafeței (Å2) 403.31 403.22Volumul (Å3) 379.40 380.40

Aria suprafetei polare (Å2) 83.30 78.98Log P 3.43 4.23

Polarizabilitatea 71.67 71.65Entalpia H° (a.u) -1262.71 -1262.71

Căldura capacitivă Cv (J/mol) 304.41 302.74Entropia S° (J/mol) 623.32 622.51

Energia liberă Gibbs G° (a.u) -1262.78 -1262.78ΔE = |EHOMO - ELUMO| (eV) 2.06 2.48

Valoarea pozitivă a log P (coeficient de partiție octanol / apă) indică faptul că acești

compușii sunt lipofili, nu se dizolvă în apă, iar biodisponibilitatea este scăzută. Aria

suprafaței polare are valoarea mai mică de 90 Ų ce demonstrează că moleculele penetrează

bariera hemato-encefalică. Valorile negative ale energiei de solvatare arată că procesul de

dizolvare este exoterm.

Cel mai înalt orbital molecular ocupat (HOMO) și cel mai de jos orbital molecular

neocupat (LUMO) pentru aceste două structuri tautomerice ale curcuminei sunt ilustrate în

figurile VI.30a (forma enol) și VI.30b (forma ceto).

Se obervă din figura VI.30 că FMO ai curcuminei în cele 2 forme tautomerice prezintă o

densitate mare de electroni pe structura de legătură, grupele carbonilice nesaturate, și mai

puțin pe cele 2 nuclee aromatice de tip fenolic.

36

a) FMO pentru forma enol b) FMO pentru forma ceto

Figura VI.30. Orbitalii moleculari de frontieră ai curcuminei

În figura VI.31 se prezintă distribuția superficială a potențialului electrostatic molecular

pentru a evidenția regiunile reactive specifice ale moleculei.

a) b)Figura VI.31. Geometria distribuției potentialului electrostatic a) forma enol

și b) forma ceto pentru molecula de curcumină

Geometria 3D a distribuției potențialului electrostatic evidențiază existența a 4 regiuni

cu electronegativitate crescută în care atomii de oxigen sunt implicați și care joacă un rol în

cuplarea acestora la diferite structuri în care ionii sunt încărcați pozitiv.

Dependența multiliniară de tipul (I.30) a fost utilizată pentru a decide care interacțiune

are o contribuție mai mare la deplasările spectrale ale curcuminei măsurate în solvenți.

Parametrii Kamlet-Taft, solvenții utilizați în LSER [61, 62, 67, 68], diferența dintre

numerele de undă din spectrele de absorbție și de fluorescență, funcția polarizabilității și

funcția de polaritate sunt prezentate în tabelul VI.17.

37

Diferența dintre numerele de undă din spectrele de absorbție și de fluorescență este

dată de relația: fa

Tabelul VI.17. Parametrii Kamlet - Taft ai solvenților utilizați in LSER, diferența dintre

numerele de undă, funcția polarizabilității si funcția de polarității

Nr. Solvenți Δυ (cm-1) f(n) f(ε) α β1 1-Butanol 699.11 0.237 0.833 0.84 0.842 1-Hexanol 741.3 0.252 0.839 0.8 0.843 1-Pentanol 783.32 0.248 0.825 0.8 0.844 1-Propanol 656.78 0.234 0.866 0.84 0.95 2-Butanol 699.11 0.24 0.852 0.69 0.86 2-Propanol 656.78 0.23 0.849 0.76 0.847 Acetonitril 0.00 0.212 0.924 0.19 0.48 Apă 699.11 0.206 0.964 1.17 0.479 Benzil alcool 1155.95 0.313 0.804 0.6 0.5210 1,4-Dioxan 134.28 0.255 0.289 0.0 0.3711 DMF 741.3 0.258 0.925 0.0 0.6912 DMSO 950.48 0.283 0.939 0.0 0.7613 Etanol 441.68 0.221 0.895 0.86 0.7514 Etil acetat -44.9 0.227 0.628 0.0 0.4515 Etilen glicol 783.32 0.259 0.93 0.9 0.5216 Formamidă 867.47 0.271 0.973 0.71 0.4817 Metanol 310.82 0.203 0.909 0.98 0.66

Caracteristicile regresiei liniare multiple (I.30), pentru diferența numerelor de undă

dintre spectrul de absorbție și spectrul de fluorescență ale moleculei de curcumină sunt

prezentate în tabelul VI.18.

Se observă o bună corelare între caracteristicile regresei liniare multiple, coeficientul de

corelație fiind R=0,88.

Tabelul VI.18. Coeficienții de regresie ν0, C1, C2, C3, C4 și erorile standard, coeficientul

de corelație R, deviația standard SD, numărul de puncte valide N

Caracteristicile regresiei liniare multiple Valoriν0±Δν0 26808.27± 305.46C1±ΔC1 -9542.15± 1048.70C2±ΔC2 -610.36± 199.32C3±ΔC3 -329.41± 87.52C4±ΔC4 -382.68± 169.30R 0.88SD 113.15N 17

Există o corelație liniară bună între valorile calculate și experimentale ale numerelor

de undă în maximul benzii din vizibil ale moleculei de curcumină, reprezentată în Figura

VI.32 (R = 0,91, SD = 96.65 cu tăietura la origine = 2067.68 și panta = 0,91).

38

Figura VI.32. calc (cm-1) vs. exp (cm-1)Contribuțiile fiecărui tip de interacțiune la deplasarea spectrală totală (în procente %)

sunt prezentate în tabelul VI.19. Deplasările spectrale sunt datorate interacțiunilor universale

(interacțiuni de polarizare, de dispersie, orientare-inducție), cea mai mare pondere o au

forțele de tip dispersiv, reprezentate prin termenul C1f(n).

Tabelul VI.19. Contribuția fiecărui tip de interacțiune la deplasarea totală spectrală

Nr. Solvent C1 f(n) (%) C2 f(ε) (%) C3 α (%) C4 β (%)1 1-Butanol 67.14 15.10 8.22 9.542 1-Hexanol 68.67 14.62 7.53 9.183 1-Pentanol 68.49 14.57 7.63 9.304 1-Propanol 66.01 15.63 8.18 10.185 2-Butanol 68.49 15.55 6.80 9.166 2-Propanol 66.82 15.78 7.62 9.797 Acetonitril 72.18 20.12 2.23 5.468 Apă 63.02 18.86 12.36 5.779 Benzil alcool 77.09 12.67 5.10 5.1410 1,4-Dioxan 88.44 6.41 0.00 5.1511 DMF 74.82 17.16 0.00 8.0212 DMSO 75.76 16.08 0.00 8.1613 Etanol 65.38 16.94 8.78 8.9014 Etil acetat 79.59 14.08 0.00 6.3315 Etilen glicol 69.92 16.06 8.39 5.6316 Formamidă 71.88 16.51 6.50 5.1117 Metanol 63.15 18.09 10.52 8.23

Polarizabilitatea moleculei spectral active în stare excitată poate fi exprimată prin

ecuațiile (VI.15), așa cum rezultă din (I.30). Datele din tabelul VI.18 (pentru C1 și C2) și

tabelul VI.16 (pentru αg și Ig a solutului) au fost utilizate pentru a estima polarizabilitatea în

stare excitată. [69, 70]213698.039305.83 ee enol

212999.057466.82 ee keto (VI.15)Prin substituirea ecuațiilor (VI.15) obținem:

39

042036.5cos56511.0000739.0 2 ee enol (VI.16)

021813.5cos54622.0000695.0 2 ee cetoIn vederea obținerii de soluții reale ale ecuației (VI.16), descriminantul trebuie sa fie

pozitiv. Rezultă că φ unghiul trebuie să satisfacă inegalitatea: φ < 77°.

042036.5000739.04)cos56511.0( 2 enol (VI.17)021813.5000695.04)cos54622.0( 2 keto

Unghiul este φ < 75° și valorile acceptabile ale momentului de dipol în stare de

excitație sunt: 9≤μ≤49 D, atunci când unghiul φ variază între 0≤φ≤75 grade.

VI.6. Studiul cuanto-mecanic și spectral al moleculei

de 8-Hidroxichinolină (8-HC)Caracterizarea cuanto-mecanică a moleculei de 8-HC a fost realizată cu ajutorul

metodei DFT din programul Spartan'14 [71]. Structura optimizată a moleculei de

8-Hidroxichinolină și orientarea momentului de dipol sunt ilustrate în figura VI.33. Structura

moleculei 8-HC face parte din clasa de simetrie CS, este o structura planară, având două

elemente de simetrie, planul moleculei și identitatea.

Figura VI.33. Stuctura optimizată cu Spartan’14 a moleculei de 8-HC

În figura VI.34 sunt redate sarcinile atomilor și geometria 3D a distribuției potențialului

electrostatic care arată locurile ce pot intra în cuplarea cu alți atomi sau alte molecule a 8-HC.

Figura VI.34. Sarcinile atomilor din 8-HC și geometria 3D a distribuției

potențialului electrostatic

40

Cum se observă din figura VI.34b molecula de 8-HC are o singură zonă cu

electronegativitate crescută, aceasta fiind dată de atomul de oxigen. Se observă în figura VI.

34a că sarcina absolută în valoare negativă este a atomului de oxigen (-0.658), iar atomii de

hidrogen au valori pozitive ale sarcinilor.

Proprietățile fizico-chimice care au fost estimate teoretic sunt listate în tabelul VI.21.

Tabelul VI.21. Valorile energiei și parametrii QSAR ai moleculei 8-HC.

Energia totală (a.u) -477.156Căldura de formare (kJ/mol) 6.50Energia de solvatare (kJ/mol) -27.71

EHOMO (eV) -5.71ELUMO (eV) -1.44

ΔE= │EHOMO – ELUMO│ (eV) 4.27Electronegativitatea χ (eV) 3.57Potențialul chimic μ (eV) -3.57

Indicele de electrofilicitate ω (eV) 2.99Duritatea chimică η (eV) 2.13Potențial de ionizare I (eV) 5.71

Afinitatea pentru electroni A (eV) 1.44Aria (Ǻ2) 164.24

Volumul (Ǻ3) 151.04Masa (u.a.m) 145.161

Aria suprafeței polare PSA (Ǻ2) 24.283Log P 1.73

Momentul de dipol (D) 2.60Polarizabilitatea (Ǻ3) 52.61

Studiul cuanto-mecanic al moleculei de 8-HC demonstrează: procesul exoterm al

solvatării; caracterul hidrofob al moleculei; valoarea ariei suprafeței polare arată că molecula

poate penetra membranele celulare și bariera hemato-encefalică.

De asemenea, utilizând o opțiune a programului s-au determinat unii parametri

termodinamici (S °, G °, Cv, H °) în tabelul VI.22.

Tabelul VI.22. Parametrii termodinamici calculați la diferite temperaturi cu Spartan’14Temperatura 0 K

(-273.15ºC)273.15 K(0 ºC)

297.15 K(24 ºC)

310.15 K(37ºC)

373.15 K(100ºC)

Entalpia Hº (au) -476.846 -476.838 -476.837 -476.836 -476.833

Căldura capacitivăCv (J/molº)

24.94 106.64 115.58 120.35 141.75

Entropia Sº (J/molº) 29.10 347.46 357.82 363.49 390.98

Energia liberă Gibbs Gº (au) -476.846 -476.874 -476.878 -476.879 -476.888

41

În tabel sunt date cinci temperaturi diferite la care s-au efectuat calcule: 0 absolut,

temperatura de înghețare a apei, temperatura camerei, temperatura corpului omenesc și

temperatura de fierbere a apei.

În figurile 36 a și b este ilustrată dependența parametrilor termodinamici în funcție de

temperatură.

Figura VI.36. Dependența parametrilor termodinamici în funcție de temperatură

Valorile parametrilor termodinamici (căldura capacitivă, entropia și energia liberă)

cresc liniar dacă temperatura crește, excepție este entalpia care descrește odată cu creșterea

temperaturii.

Evaluarea cantitativă a efectelor solvenților asupra spectrului electronic de absorbție cu

diferite scări de solvent a fost realizată utilizând LSER.

În tabelul VI.23 sunt redați parametrii solvenților utilizați la studiul solvatocromic.

Tabelul VI.23. Parametrii solvenților utilizați în studiul solvatocromic

Solvent α β π* f(n) f(ε) SA SB SPPPropanol 0.84 0.90 0.52 0.234 0.866 0.367 0.782 0.847DMF 0.00 0.69 0.88 0.258 0.925 0.031 0.613 0.939DMSO 0.00 0.76 1.00 0.283 0.939 0.072 0.647 1.000Etanol 0.86 0.75 0.54 0.221 0.895 0.400 0.658 0.853

Etilenglicol 0.90 0.52 0.92 0.259 0.930 0.565 0.534 0.932Metanol 0.98 0.66 0.60 0.203 0.909 0.605 0.545 0.8578

1,4-Dioxan 0.00 0.37 0.49 0.255 0.289 0.000 0.444 0.701

In tabelul VI.24 sunt date numerele de undă experimentale din spectrul electronic de

absorbție și cele calculate cu ecuațiile (I.28- I.30) pentru molecula de 8-HC.

42

Tabelul VI.24. Numerele de undă experimentale și calculate din spectrul electronic de

absorbție utilizand ecuatiile din scara Kamlet - Taft (I.28), scara Catalan (I.29) si din

abordarea Kamlet-Taft si Reichardt (I.30)

Solventi .exp (cm-1) .calc (cm-1)(Catalan)

.calc (cm-1)(Kamlet-Taft)

.calc (cm-1)(f(ε) si f(n))

Propanol 32010.24 32027.9 31965.14 31952.42DMF 31210.99 31113.27 31148.06 31143.87DMSO 31017.37 31053.98 31066.98 31078.19Etanol 31746.03 31777.48 31857.8 31819.81

Etilenglicol 31328.32 31444.09 31333.02 31304.5Metanol 31847.13 31708.15 31783.39 31846.51

1,4-Dioxane 31347.96 31383.16 31353.66 31348.74

Coeficienții de regresie C1, C2, C3, C4 și erorile standard ale acestor, coeficientul de

corelație R și deviația standard SD pentru ecuațiile din regresia multiliniară sunt date în

tabelul VI.25.

Tabelul VI.25. Coeficienții de regresie și ecuațiile utilizate pentru soluțiile binare

ale moleculei de 8-HC.

4321 CCnfCfCo υ0 ± Δυ0 C1±ΔC1 C2±ΔC2 C3±ΔC3 C4±ΔC4 R SD32583.07±616.22

425.56±141.01

1247.97±322.40

-5604.54±2330.33

-923.60±264.89

0.94 93.62

*0 cba

υ0 ± Δυ0 C1±ΔC1 C2±ΔC2 C3±ΔC3 R SD31632.04± 193.51

370.049±86.85

626.18± 226.32

-1040.96± 184.93

0.94 91.40

cSPPbSBaSA 0υ0 ± Δυ0 C1±ΔC1 C2±ΔC2 C3±ΔC3 R SD32374.31±478.45

897.70±199.43

2124.88±510.12

-2759.76±577.77

0.89 124.03

Contribuțiile fiecărui tip de interacțiune la deplasarea spectrală totală (în procente %)

sunt prezentate în tabelul VI.26 si VI.27.

Tabelul VI.26. Contribuția fiecărui tip de interacțiune la deplasarea spectrală totală

Solvent Pα (%) Pβ (%) Pf(n) (%) Pf(ε) (%)Propanol 9.95 31.27 36.51 22.27DMF 0 27.24 45.74 27.02DMSO 0 27.88 46.62 25.49Etanol 10.87 27.80 36.78 24.55

Etilen glicol 11.46 19.42 43.43 25.70Metanol 12.96 25.60 35.36 26.09

1,4-Dioxan 0 21.40 66.23 12.37

43

Din calculul statistic privind deplasarea spectrală totală rezultă că contribuția forțelor

universale, de tipul celor de dispersie predomină, C2 f(n).

Tabelul VI.27. Contribuția fiecărui tip de interacțiune la deplasarea spectrală totală

calculată cu ecuațiile din scările de solvent Kamlet-Taft și Catalan pentru molecula de 8-HC

Solvent Parametrii Kamlet- Taft Parametrii Catalan si altii.Pα Pβ Pπ* PSA PSB PSPP

Propanol 21.96 39.81 38.24 7.61 38.39 54.00DMF 0 32.05 67.95 0.71 33.21 66.08DMSO 0 31.37 68.63 1.54 32.74 65.72Etanol 23.57 34.79 41.64 8.73 34.01 57.26

Etilen glicol 20.60 20.15 59.25 12.04 26.93 61.04Metanol 25.89 29.51 44.60 13.35 28.46 58.19

1,4-Dioxan 0 31.23 68.77 0 32.78 67.22

Din tabelul VI.27 rezultă că, interacțiunile universale, prin forțele de polaritate

/polarizabiliate de tipul Cπ* și CSPP calculate din ecuațiile scărilor empirice Kamlet-Taft și

Catalan sunt predominante în soluțiile moleculei 8-HC.

Capitolul VII. Studiul cuanto-mecanic și spectral al

moleculelor de rodamină

În acest capitol am studiat doi derivați de rodamină prin metode spectrale și prin

metode cuanto-mecanice, s-au realizat soluții binare și soluții ternare care au fost analizate

spectral prin spectre de absorbție și de fluorescență.

Rodaminele sunt coloranți cu aplicații bio-tehnologice, cum ar fi microscopie și

nanoscopie cu fluorescentă, citometrie de flux, spectroscopie de fluorescență și de absorbție,

în analiza de imunosorbție legată de enzimă (ELISA) [1, 2].

Structurile chimice ale moleculelor de Rodamină (6G și B) aparțin clasei de coloranți

sintetici xantenici [3, 4], ambele au fost utilizate ca și coloranți în industria textilă, cosmetică

și a produselor alimentare. Colorantul de rodamină este o moleculă utilizată pe scară largă ca

un reactiv fluorescent de marcare datorită proprietăților fotofizice ridicate și ca mediu activ

de laser acordabil pentru intervalul vizibil [5-7].

Derivații de rodamină au fost studiați din punct de vedere cuanto-mecanic cu ajutorul

programelor de modelare moleculară HyperChem 8.06 prin metoda semi-empirică PM3 [8, 9]

și pentru o evaluare completă s-a utilizat programul Spartan’14 prin metoda DFT, cu funcția

B3LYP, și setul de funcții 6-31G*. Abordarea B3LYP include 3 parametri ai potențialului de

schimb hibrid Becke și corelația funcțională Lee-Yang-Parr [10-12].

44

VII.1 Studiul cuanto-mecanic și spectral al moleculelor de

rodamină B și 6GAnumite proprietăți fizice ale Rodaminei B și 6G (tabelul VII.1) sunt calculate cu

metoda QSAR (relația structură - activitate) [13, 14] utilizând programele de modelare

moleculară.

Tabelul VII.1. Parametrii QSAR ai moleculelor de rodamină

Proprietati HyperChem 8.0.6 Spartan’14Rodamina B Rodamina 6G Rodamina B Rodamina 6G

Log P 1.33 0.92 6.11 4.82Aria suprafeței polare (Å2) - - 40.42 39.39Refractivitatea (Å3) 144.65 142.12 - -Polarizabilitatea (Å3) 51.42 50.98 79.62 79.32

Masa (u.a.m) 443.57 442.56 444.58 442.56Volumul (Å3) 1275.07 1254.44 482.29 476.16

Aria suprafeței (Å2) 717.85 697.60 492.96 494.70Momentul de dipol (D) 2.48 7.08 4.91 7.09

Valorile pozitive ale coeficientului log P arată că acești compușii sunt lipofili. Cu

ajutorul programului Spartan’14 s-a determinat aria suprafeței polare (PSA), o proprietate

importantă în vederea evaluării toxicității compușilor studiați, această valoare este sub 90 Å2

ceea ce semnifică faptul că moleculele pot penetra bariera hemato-encefalică și membranele

celulare. [15, 16] Momentele de dipol apar din diferențele de electronegativitate, cu cât este

mai mare electronegativitatea, cu atât valoarea momentul de dipol este mai mare.

În figura VII.1 sunt reprezentate moleculele de rodamină B optimizate cu Spartan’14

și rodamină 6G, optimizate prin programul HyperChem 8.0.6.

Figura VII.1. Structurile optimizate ale moleculelor de rodamină a) rB și b) r6G

Rodamina B și rodamina 6G aparțin clasei de simetrie C1, moleculele acestui grup nu

sunt plane și ele au doar un element de simetrie, identitatea E.[17]

ab

45

Principalele proprietăți electro-optice ale fiecărei molecule calculate prin programele

HyperChem 8.0.6 și Spartan’14 sunt prezentate în tabelul VII.2. Cunoscând valorile

orbitalilor de frontieră se pot calcula cu ajutorul teoremei lui Koopmans [18, 19] alte

proprietăți electro-optice.

Tabelul VII.2. Proprietățile electro-optice ale moleculelor de rodamină

Proprietăti HyperChem 8.0.6 Spartan’14Rodamina B Rodamina 6G Rodamina B Rodamina 6G

Energia totală(kcal/mol)

-115186.87 -114790.01 -3731386.47(kJ/mol)

-1420.24212(au)

Energia de legatură(kcal/mol)

-6731.97 -6636.59 - -

Cvldura de formare(kcal/mol)

72.78 116.07 - -

Energia electronică(kcal/mol)

-1133819.98 -1149684.48 - -

Energia nucleară(kcal/mol)

1018633.11 1034894.49 - -

ELUMO (eV) -0.47 -2.24 -1.35 -1.74EHOMO (eV) -4.45 -6.99 -5.07 -4.63

ΔE =|EHOMO - ELUMO|(eV)

3.98 4.76 3.72 2.89

Energia de hidratare(kcal/mol)

-1.90 -2.90 - -

Energia de solvatare(kJ/mol)

- - -40.11 -23.52

A (eV) 0.47 2.24 1.35 1.74I (eV) 4.45 6.99 5.07 4.63χ (eV) 2.46 4.62 3.21 3.18η (eV) 1.99 2.38 1.86 1.44ω (eV) 1.52 4.48 2.76 3.51μ (eV) -2.46 -4.62 -3.21 -3.18

Energiile orbitalilor moleculari de frontieră, cel mai înalt orbital molecular ocupat și cel

mai jos orbital molecular neocupat (Figura VII.2) prin HyperChem 8.06, oferă informații cu

privire la numerele de undă posibile în tranziția electronică [20].

În figura VII.2 se observă densitatea de orbitali LUMO pentru rB pe ciclul carboxi-fenil

pe când în molecula de r6G orbitalii LUMO sunt situați pe ciclul xantren. În cazul orbitalilor

HOMO atât pentru rB cât și pentru r6G, densitatea de orbitali este în întreaga moleculă.

46

Figura VII.2. Orbitalii moleculari de frontieră pentru cele 2 molecule

Geometria 3D a distribuției potențialului electrostatic (figura VII.5), este un indicator

al regiunilor reactive specifice ale moleculei.

a) Rodamina B

b) Rodamina 6G

Figura VII.5. Geometria 3D a distribuția potențialului electrostatic prin

HyperChem 8.06 și Spartan’14

rB r6G

47

Figura VII.5a evidențiază existența a 3 zone cu electronegativitate ridicată, în care

sunt implicați atomi de oxigen. Figura VII.5b evidențiază existența a 5 regiuni cu

electronegativitate crescută, în care sunt implicați 3 atomi de oxigen și 2 atomi de azot,

jucând un rol important în cuplarea acestora la diferite structuri în care ionii sunt încărcați

pozitiv. În figurile VII.6a si VII.6b sunt reprezentate spectrele experimentale de absorbție ale

derivaților de rodamină în unii solvenți utilizați.

Figura VII.6. Spectrele experimentale de absorbție ale rodaminei B si 6G

Permitivitatea electrică (ε), indicele de refracție (n), parametrii solventului conform

Kamlet-Taft (α și β), preluate din literatura de specialitate [21, 22, 23], si numărul de undă

din maximul benzii de absorbție din vizibil a Rh B și Rh 6G sunt listate în tabelul VII.3.

O dependență liniară multiplă de tipul (I.30) a fost folosită pentru a descrie deplasările

spectrale ale celor doi derivați de rodamină măsurate în solvenții dați.

Interacțiunile universale sunt descrise de primii doi termeni ai relației (I.30) [24] și

interacțiunile specifice de cedare sau acceptarea de protoni în legăturile de hidrogen sunt

descrise de ultimii doi termeni din relație.

Tabelul VII.3. Parametrii solventului și numerele de undă în maximul benzii de

absorbție a moleculelor de Rodamină B și Rodamină 6G (în cm-1)

Nr. Solventi ε n α β .exp (cm-1)rB r6G

1 1,4-Dioxan 2.22 1.424 0.00 0.37 17874.7 18662.292 Cloroform 4.70 1.446 0.20 0.10 18171.25 18850.143 1-Pentanol 15.13 1.410 0.70 0.92 18247.18 18850.144 1-Butanol 16.0 1.390 0.84 0.84 18426.39 18822.825 1-Propanol 20.4 1.385 0.84 0.90 18374.58 18822.826 2-Propanol 17.9 1.377 0.76 0.84 18196.38 18877.197 2-Butanol 18.3 1.395 0.68 0.84 18121.19 18850.148 1-Hexanol 16.6 1.418 0.80 0.84 18272.52 18795.939 Etilen-glicol 41.0 1.432 0.90 0.52 18121.19 18769.1210 Etanol 26.6 1.361 0.86 0.75 18323.41 18931.8611 Metanol 31.0 1.328 0.98 0.66 18374.58 19041.82

48

12 Apă 81.0 1.333 1.17 0.47 18146.19 19041.8213 Benzil alcool 13.3 1.539 0.00 0.50 17874.7 18662.2914 Formamidă 109 1.455 0.71 0.48 18071.42 18795.9315 Acetonă 21.01 1.358 0.08 0.48 18046.63 19014.316 DMF 38.25 1.430 0.00 0.69 17899.01 18769.1217 DMSO 47.27 1.477 0.00 0.76 17754.11 18582.8718 DCM 9.00 1.425 0.30 0.00 18021.91 19237.819 DCE 10.10 1.440 0.00 0.00 17997.26 19265.9720 Acetonitril 37.5 1.344 0.19 0.40 18071.42 19125.2121 Anisol 4.33 1.517 0.00 0.22 17997.26 18556.66

Contribuția fiecărui tip de interacțiune este dată de valoarea coeficienților de regresie

Cj, j = 1, 2, 3, 4. Valorile negative ale coeficienților de regresie indică o deplasare spectrală

spre roșu, prin trecerea derivaților de rodamină din faza gazoasă în soluții lichide.

Parametrii de regresie ai ecuației (VII.1), în cm-1, coeficientul de corelație R,

deviația standard SD și numărul de puncte N, sunt prezentate în tabelul VII.4.

Tabelul VII.4. Parametrii de regresie pentru soluțiile binare de rB si r6G

Molec.0~ ±Δυ0 (cm-1) C1±ΔC1 C2±ΔC2 C3±ΔC3 C4±ΔC4 R SD N

rB 19416±351

-1037±329

-2389±820

367±64 32±91 0.88 69.85 15

r6G 19867±156

300±89 -4525±506

-15±41 -255±68 0.89 53.42 18

Există o corelație liniară bună între valorile calculate și experimentale ale numerelor

de undă în maximul benzii de absorbție în vizibil pentru Rodamina B și 6G (figura VII.7).

Pentru rodamina 6G și rodamina B, rezultatele sunt îmbunătățite atunci când au fost

eliminați o serie de solvenți R = 0,91; SD = 48,15 și R = 0,90; SD = 61.26.

Figura VII.7. υexp. (cm-1) vs. υcal. (cm-1) pentru a) Rh B si b) Rh 6G

Contribuția fiecărui tip de interacțiune la deplasarea spectrală totală în solvenți diferiți,

exprimată în (cm-1) și în procente (%) pentru Rodamina B și Rodamina 6G, este prezentată

în tabelul VII.5. [25]

a b

49

Tabelul VII.5. Contribuția fiecărui tip de interacțiune (exprimată în cm-1 și în procente %)

la deplasarea spectrală totală înregistrate în solvenții dați pentru Rodamina B și 6G

Nr. Solvenți C1 f(ε)(cm-1)

P1(%)

C2 f(n)(cm-1)

P2(%)

C3α(cm-1)

P3(%)

C4 β(cm-1)

P4(%)

Rodamina B1 1-Pentanol 855.59 49.33 591.99 34.13 257.00 14.82 29.97 1.732 1-Butanol 864.36 48.93 566.27 32.06 308.40 17.46 27.37 1.553 1-Propanol 898.32 50.02 559.82 31.17 308.40 17.17 29.32 1.634 2-Propanol 880.87 50.72 549.44 31.64 279.03 16.06 27.37 1.585 2-Butanol 883.95 50.99 572.70 33.03 249.66 14.40 27.37 1.586 1-Hexanol 869.94 48.52 601.99 33.57 293.72 16.38 27.37 1.537 Etilenglicol 964.87 49.95 619.60 32.07 330.43 17.10 16.94 0.888 Etanol 928.44 51.66 528.53 29.41 315.74 17.57 24.44 1.369 Metanol 942.94 52.13 484.66 26.79 359.80 19.89 21.50 1.1910 Benzil alcool 833.86 52.17 748.35 46.82 0.00 0.00 16.29 1.0211 Formamidă 1009.20 52.19 648.13 33.52 260.67 13.48 15.4 0.8112 Acetonă 902.00 61.29 524.58 35.65 29.37 1.99 15.64 1.0613 DMF 959.93 60.01 617.10 38.58 0.00 0.00 22.48 1.4114 DMSO 974.08 58.19 674.99 40.33 0.00 0.00 24.76 1.4815 DCE 780.07 55.34 629.58 44.66 0.00 0.00 0.00 0.00

Rodamina 6G1 1,4-Dioxan 86.76 6.45 1154.89 86.44 0.00 0.00 94.41 7.072 Cloroform 165.73 11.83 1206.68 86.13 3.09 0.22 25.52 1.823 1-Butanol 250.08 16.13 1072.86 69.21 12.96 0.84 214.33 13.834 1-Propanol 259.91 16.63 1060.63 67.85 12.96 0.83 229.64 14.695 2-Propanol 254.86 16.75 1040.98 68.40 11.72 0.77 214.33 14.086 2-Butanol 255.75 16.34 1085.05 69.30 10.49 0.67 214.33 13.697 1-Hexanol 251.70 15.55 1140.55 70.45 12.34 0.76 214.33 13.248 Etilen-glicol 279.16 17.45 1173.9 73.39 13.88 0.87 132.68 8.299 Etanol 268.62 18.22 1001.35 67.91 13.27 0.90 191.37 12.9810 Metanol 272.82 19.85 918.25 66.80 15.12 1.10 168.40 12.2511 Apă 289.25 21.30 930.96 68.54 18.05 1.33 119.92 8.8312 Benzil alcool 241.26 13.50 1417.83 79.36 0.00 0.00 127.58 7.1413 Formamidă 291.99 17.66 1227.96 74.27 10.95 0.66 122.47 7.4114 Acetonă 260.97 18.93 993.87 72.10 1.23 0.09 122.47 8.8815 DMF 277.73 17.11 1169.16 72.04 0.00 0.00 176.06 10.8516 DMSO 281.83 16.06 1278.84 72.89 0.00 0.00 193.92 11.0517 Acetonitril 250.08 20.68 958.77 71.49 2.93 0.22 102.06 7.6118 Anisol 259.91 9.97 1369.25 86.48 0.00 0.00 56.13 3.55

Din tabelul VII.5, rezultă că interacțiunile universale de orientare-inducție exprimate de

produsul C1f(ε) și de dispersie-polarizare exprimate de termenul C2f(n) sunt predominante în

soluțiile derivaților de rodamină, în timp ce interacțiunile specifice prin cedarea protonilor

exprimate de termenul C3α și prin acceptarea de protoni exprimate de C4β au o contribuție

mai mică la deplasarea spectrală într-un solvent.

Estimarea momentului de dipol al moleculei spectral active în starea excitată a fost

realizată cu ecuația (I.39) cu ajutorul căreia se poate obține relația între momentul de dipol și

50

polarizabilitatea moleculei spectral active în starea excitată. Polarizabilitatea în starea excitată

a moleculei de Rh B poate fi exprimată prin ecuația (VII.2):21358.07527.66 ee (VII.2)

Înlocuind ecuația (VII.2) în (I.37) se obține urmatoarea relație:

028027.0cos031570.00000352.0 2 ee (VII.3)Ecuația (VII.3) are soluții reale pentru discriminant pozitiv, 83.54 grade, în care

φ unghiul, dintre momentele de dipol g și e în stările electronice participante la

procesul de tranziție; valorile acceptabile ale momentului de dipol în starea excitată a

moleculei de Rh B variază în limitele: DD e 05.1979.8

Calcule similare au fost efectuate pentru Rh 6G. Polarizabilitatea în starea excitată

poate fi calculată folosind ecuația (I.39) şi rezultă:21017398.0996.68 ee (VII.4)

Din ecuația (VII.4) şi ecuația (I.37), rezultă relația:

07167.3cos09328.0006215.0 2 ee (VII.5)Unghiul este 48.81 grade și valorile acceptabile ale momentului de dipol în

starea de excitare a moleculei de Rh 6G sunt: 24.1939.6 eD .

Spectrele de emisie (fluorescență) ale rodaminelor B și 6G au fost înregistrate cu

ajutorul spectrofotometrului QE65000 UV-Vis Ocean Optics cu sistem de achiziție a datelor.

O dependență liniară multiplă de tipul ecuației (I.38) a fost folosită pentru a descrie

deplasările spectrale ale rodaminelor 6G și B măsurate în solvenții din tabelul VII.6.

În tabelul VII.6 sunt listate numerele de undă înregistrate în spectrul de fluorescență

în diferiți solvenți pentru cele 2 molecule.

Tabelul VII.6. Numerele de undă (cm-1) şi parametrii solventului dupa Kamlet-Taft

pentru moleculele de Rodamina 6G și Rodamina B

Nr. Solventi r6G rB α β π*max (cm-1)

1 1-Butanol 17608.86 16926.78 0.84 0.84 0.472 1-Pentanol 17608.86 17093.93 0.8 0.84 0.43 1-Propanol 17789.83 16844.43 0.84 0.9 0.524 2-Butanol 17696.7 17009.93 0.69 0.8 0.45 2-Propanol 17696.7 16844.43 0.76 0.84 0.486 Acetonitril 17789.8 17178.74 0.19 0.4 0.757 Anisol 17608.86 16926.78 0 0.32 0.738 Benzil alcool 17431.53 16608.23 0.6 0.52 0.989 DCE 17789.8 17093.93 0 0.1 0.8110 DCM 17698.86 17093.93 0.13 0.1 0.8211 DMF 17519.76 16926.78 0 0.69 0.8812 1,4-Dioxan 17698.86 16926.78 0 0.37 0.55

51

13 DMSO 17344.22 16762.86 0 0.76 114 Etanol 17789.8 17093.93 0.86 0.75 0.5415 Etilen glicol 17438.31 16608.23 0.9 0.52 0.9216 Formamidă 17608.86 17257.77 0.71 0.48 0.9717 Hexanol 17698.86 17009.93 0.8 0.84 0.418 Metanol 17698.86 17051.84 0.98 0.66 0.6

Din calcule pentru rodamina 6G s-au eliminat 5 solvenți (notați cu roșu), iar pentru

rodamina B s-a eliminat din calcule 6 solvenți (notați cu albastru).

Rezultatele dependenței liniare multiple utilizând ecuația (I.28), sunt redate în tabelul

VII.7 pentru derivații de rodamină.

Tabelul VII.7. Caracteristicile ecuației (I.28) pentru soluțiile binare ale

rodaminelor 6G și B

Molec.0~ (cm-1) C1 (cm-1) C2 (cm-1) C3 (cm-1) R SD N

r6G 18128.063 76.044 -362.553 -517.685 0.73 62.85 13rB 17531.077 -68.537 -245.362 -676.858 0.49 121.50 12

Utilizănd datele din tabelul VII.5 şi VII.6 putem calcula .calc (cm-1) pentru

rodaminele 6G şi B, care sunt listate în tabelul VII.8 şi apoi sunt reprezentate grafic .exp

(cm-1) vs. .calc (cm-1) pentru cei 2 compuşi (figura VII.8).

Tabelul VII.8. Numerele de undă experimentale şi cele calculate cu ecuația (I.28)

Nr. Solventi Rodamina 6G Rodamina B.exp (cm-1) .calc (cm-1) .exp (cm-1) .calc (cm-1)

1 1-Butanol 17608.86 17644.08 16926.78 16949.282 1-Pentanol 17608.86 17677.28 17093.93 16999.403 2-Butanol 17696.7 17683.42 17009.93 17016.754 2-Propanol 17696.7 17632.82 16844.43 16947.995 Anisol 17608.86 17634.14 16926.78 16958.456 Benzil alcool 17431.53 17477.83 16608.23 16699.057 DCM 17698.86 17677.19 17093.93 16942.618 1,4-Dioxan 17698.86 17709.19 16926.78 17068.029 DMSO 17344.22 17334.84 16762.86 16667.7410 Etilene glicol 17438.31 17531.7 16608.23 16719.0911 Formamidă 17608.86 17505.87 - -12 Hexanol 17698.86 17677.28 17009.93 16999.4013 Metanol 17698.86 17652.69 17051.84 16895.86

Reprezentarea grafică a .exp (cm-1) în funcție de .calc (cm-1) pentru cele 2

rodamine 6G și B, este dată în figurile VII.8a și VII.8b.

52

Figura VII.8. .exp vs. .calc pentru soluțiile binare ale Rodaminelor 6G si B

Se observă din figura VII.8 şi din datele prezentate în tabelul VII.9 că exista o bună

corelare liniară R=0.88 prin eliminarea a 2 solventi (2-propanol şi formamidă), pentru

rodamina B coeficientul de regresie este imbunătățit R=0.71 după eliminarea a 2 solvenți

(DMSO şi metanol).

Tabelul VII.9. Parametrii de corelație după reprezentarea grafică ( .calc vs. .exp )

pentru moleculele de r6G si rB

Molecula Tăietura laorigine

Panta R SD N

r6G 3516.883 0.800 0.782 50.855 13O imbunătățire a rezultatelor rezultă prin eliminarea a 2 solvenți

r6G 2885.377 0.83686 0.88306 39.239 11Molecula Taietura la

originePanta R SD N

rB 6309.468 0.626 0.589 86.033 12O imbunătățire a rezultatelor rezultă prin eliminarea a 2 solvenți

rB 6714.599 0.604 0.706 66.523 10

Utilizând datele din tabele VII.6-VII.8 şi ecuația (I.28) s-a calculat contribuția fiecarui

tip de interacțiune pentru cele 2 rodamine, tabelul VII.10. Soluțiile binare utilizate în analiza

spectrală conțin o cantitate foarte mică de molecule dizolvate (10-3 - 10-5 mol / l). [26]

Tabelul VII.10. Contribuția fiecarui tip de interacțiune la deplasarea spectrală totală pentru

cele 2 rodamine exprimată în procente

Rodamina 6GNr. Solvenți C1

(cm-1)P1α(%)

C2(cm-1)

P2β(%)

C3(cm-1)

P3π*(%)

1 1-Butanol 63.877 10.442 304.544 49.784 243.312 39.7742 1-Pentanol 60.835 10.627 304.544 53.199 207.074 36.1733 2-Butanol 52.470 9.547 290.042 52.775 207.074 37.6784 2-Propanol 57.793 9.461 304.544 49.858 248.489 40.6815 Anisol 0.00 0.00 116.017 23.489 377.910 76.511

A) B)

53

6 Benzil alcool 45.626 6.153 188.528 25.426 507.332 68.4217 DCM 9.886 2.100 36.255 7.703 424.502 90.1968 1,4-Dioxan 0.00 0.00 134.145 32.025 284.727 67.9759 DMSO 0.00 0.00 275.540 34.737 517.685 65.26310 Etilen glicol 68.439 9.334 188.528 25.712 476.270 64.95411 Formamida 53.991 7.394 174.025 23.834 502.155 68.77212 Hexanol 60.835 10.627 304.544 53.199 207.074 36.17313 Metanol 74.523 11.935 239.285 38.321 310.611 49.744

Rodamina B1 1-Butanol 57.571 9.895 206.104 35.425 318.123 54.6792 1-Pentanol 54.830 10.313 206.104 38.765 270.743 50.9233 2-Butanol 47.291 9.195 196.289 38.165 270.743 52.6414 2-Propanol 52.088 8.933 206.104 35.347 324.892 55.7195 Anisol 0.00 0.00 78.516 13.712 494.107 86.2886 Benzil alcool 41.122 4.942 127.588 15.335 663.321 79.7237 DCM 8.910 1.514 24.536 4.169 555.024 94.3168 1,4-Dioxan 0.00 0.00 90.784 19.605 372.272 80.3959 DMSO 0.00 0.00 186.475 21.599 676.858 78.40010 Etilen glicol 61.683 7.597 127.588 15.713 622.709 76.69011 Hexanol 54.830 10.313 206.104 38.765 270.743 50.92312 Metanol 67.166 10.574 161.939 25.493 406.115 63.933

Se observă din tabelul VII.10 că ponderea cea mai mare o au deplasarile C2β si C3π*

reprezentate de forțele specifice de bazicitatea (HBA) sau dipolaritate/polarizabilitate

solventului, în cazul rodaminelor B şi 6G.

Momentul de dipol în starea fundamentală a moleculelor dizolvate a fost calculat cu

HyperChem 8.0.6. iar momentul de dipol în starea excitată μe și unghiul φ între cele două

momente de dipol pot fi estimate prin relațiile (I.33 - I.36).

Datele spectrale de absorbție și fluorescență ale coloranților de rodamina în diferiți

solvenți sunt prezentate în tabelul VII. 11.

Tabelul VII.11. Numerele de undă experimentale (cm-1) în maximul benzii de fluorescență

şi de absorbție a rodaminelor în mai mulți solvenți

Nr. Solvenți f (cm-1) a (cm-1)Rh B Rh 6G Rh B Rh 6G

1 1-Butanol 16926.77 17608.73 18400.62 18822.822 2-Butanol 17009.98 17696.61 18096.27 18822.823 1-Propanol 16844.37 17789.80 18348.96 18850.144 2-Propanol 16844.37 17696.61 18196.38 18850.145 1-Pentanol 17094.02 17608.73 18247.18 18795.936 1-Hexanol 17009.98 17698.80 18272.52 18795.937 Metanol 17051.75 17698.80 18348.96 18986.508 Etanol 17094.02 17789.80 18272.52 18877.199 Benzil-alcool 16608.26 17431.62 17850.45 18662.29

54

10 Etilen glicol 16608.26 17438.31 18121.19 18769.1211 Apă 17452.01 18181.82 18071.42 19014.3012 Acetonă 17391.30 18181.82 18021.91 19014.3013 Formamidă 17257.74 17608.73 18096.27 18822.8214 Anisol 16926.77 17608.73 17923.40 18582.8715 Acetonitril 17178.59 17789.80 18046.63 19097.4516 DCM 17094.02 17698.80 18046.63 19209.3417 DCE 17094.02 17789.80 17972.68 19153.0518 1,4-Dioxan 16926.77 17698.80 17874.70 18635.9019 DMF 16926.77 17519.89 17874.70 18742.3920 DMSO 16762.77 17344.25 17754.11 18582.87

Parametrii de solvent (ε, n) şi parametrii Kamlet-Taft ai solventului (α, β, π*) luați din

referințele [22, 23, 27], şi funcțiile solventului F1(ε, n), F2(ε, n) [28, 29] sunt listate în Tabelul

VII. 12.

Tabelul VII.12. Parametrii de solvent n, ε, α, β, π* şi funcțiile de solvent F1 si F2 calculate

Nr. Solvent n ε α β π* F1(ε, n)

F2(ε, n)

1 1-Butanol 1.399 17.51 0.84 0.84 0.47 0.751 1.2932 2-Butanol 1.397 16.56 0.69 0.80 0.40 0.741 1.2813 1-Propanol 1.386 20.45 0.84 0.90 0.52 0.780 1.3054 2-Propanol 1.378 19.92 0.76 0.84 0.48 0.778 1.2935 1-Pentanol 1.410 13.9 0.84 0.86 0.40 0.703 1.2606 1-Hexanol 1.418 12.5 0.80 0.84 0.40 0.678 1.2457 Metanol 1.328 32.66 0.98 0.66 0.60 0.855 1.3028 Etanol 1.361 25.55 0.86 0.75 0.54 0.818 1.3109 Benzil-alcool 1.540 12.7 0.60 0.52 0.98 0.633 1.35910 Etilen-glicol 1.432 37.70 0.90 0.52 0.92 0.838 1.42411 Apă 1.333 78.36 1.17 0.47 1.09 0.913 1.36612 Acetonă 1.359 20.56 0.08 0.43 0.71 0.789 1.27813 Formamidă 1.448 109.50 0.71 0.48 0.97 0.894 1.50114 Anisol 1.517 4.33 0.00 0.32 0.73 0.291 0.98815 Acetonitril 1.344 35.94 0.19 0.40 0.75 0.859 1.32816 DCM 1.424 8.93 0.13 0.10 0.82 0.590 1.16617 DCE 1.445 10.36 0.00 0.10 0.81 0.622 1.22518 1,4-Dioxan 1.422 2.21 0.00 0.37 0.55 0.042 0.61519 DMF 1.431 36.71 0.00 0.69 0.88 0.835 1.42020 DMSO 1.479 46.45 0.00 0.76 1.00 0.840 1.488

Figura VII.9 şi Figura VII.10, arată deplasarile spectrale ( a f ) si a f( ) ale

rodaminelor în diverşi solvenți (protici şi a-protici) şi sunt trasate în funcție de parametrii de

polaritate ai solvenților F1(ε, n) si F2(ε, n).

55

Figura VII.9. ( a f ) vs. F1 (ε, n) pentru Rodaminele B şi 6G

Dependențele ( a f ) vs. F1(ε, n) si a f( ) vs. F2(ε, n), sunt liniare cu pantele m1 şim2.

Figura VII.10. ( a f ) vs. F2 (ε, n) pentru Rodaminele B şi 6GParametrii de regresie ale liniilor (1) şi (2) din figurile VII.9 şi VII.10 sunt redați în

tabelul 13. Pe baza valorilor m1 şi m2 şi a relațiilor (I.31-I.36) şi (VII.2-VII.5 şi I.28), [30, 31]

momentele de dipol în starea excitată a moleculelor de rodamine au fost estimate.

Tabelul VII.13. Parametrii de regresie ai dreptelor (1) si (2)

Molecula Panta (m1,2) Taietura la origine R SD N( a f ) vs. F1 (ε, n)

m1

rB 732.15±110.24 848.19±72.14 0.86 82.30 8rB -2089.96±413.68 2656.85±343.24 0.80 78.27 7r6G -1708.51±232.52 2428.88±171.81 0.86 68.84 10r6G 427.83±72.63 883.04±52.55 0.83 61.11 8

)( fa vs. F2 (ε, n)m2 rB -3359.11±505.07 39544.78±673.37 0.83 124.19 10

rB 748.02±177.35 34272.41±213.36 0.70 126.69 8r6G 6388.56±1062.44 28353.77±1379.67 0.80 108.08 10r6G -2534.29±680.18 39920.02±936.34 0.72 214.21 6

56

Raza şi momentul de dipol în starea fundamentală au fost calculate cu programul de

modelare moleculară HyperChem 8.0.6, iar momentele de dipol în starea excitată pentru cele

2 rodamine şi unghiul φ între momentele de dipol sunt calculate şi listate în Tabelul 14.

Tabelul VII.14 Momentele de dipol, raza şi unghiul pentru cele 2 rodamine

Molecula Raza (Å) μg (D) μe (D) φ (°) SolventirB 5.329 2.479 7.548 137.223 Protici

4.179 112.644 A-proticir6G 5.395 7.077 12.264 81.141 Protici

9.480 60.066 A-protici

Valorile μe şi μg ale coloranților de rodamină în solvenți protici şi aprotici sunt diferite,

în alcooli sunt mai mari în comparație cu solvenții aprotici. Momentele de dipol ale

rodaminelor în starea excitată au valori mai mari decat momentele de dipol în starea

fundamentală.

Corelațiile datelor spectrale (fluorescență şi absorbție) s-au efectuat prin intermediul

mai multor analize de regresie liniară multiplă bazate pe relația (I.28), aceste rezultate fiind

prezentate în tabelul VII.15.

Tabelul VII.15. Parametrii de regresie a ecuației (I.28) şi coeficienții de corelare

Molec. 0 0 C1±ΔC1 C2±ΔC2 C3±ΔC3 R SD NFluorescență

rB 17069.99 ±193.31

300.97 ±100.55

-497.69 ±182.17

184.07 ±184.88

0.41 141.63 18

r6G 18182.21 ±128.85

42.72 ±75.19

-343.60±119.62

-538.95 ±123.23

0.52 91.78 18

AbsorbțierB 18267.38±

118.48335.44±61.62

-121.03±111.65

-383.25±113.31

0.78 86.80 18

r6G 18641.96±124.99

219.93±56.65

60.38±123.04

-59.18±95.52

0.64 68.47 18

Semnul pozitiv al coeficientului C1 pentru interacțiunile universale ale rodaminelor

indică deplasări spectrale hipsocromice datorită capacității donoare a protonilor în legăturile

de hidrogen ale solventului (HBD). S-a constatat o bună corelație între valorile calculate si

cele experimentale a numerelor de undă în maximul benzii de fluorescență și absorbție pentru

moleculele studiate, parametrii de regresie fiind dați în tabelul VII.16.

Tabelul VII.16. Parametrii de regresie pentru datele din tabelul VII.15

Caracteristici Fluorescență AbsorbțierB r6G rB r6G

R 0.86 0.83 0.86 0.84SD 60.19 44.22 64.07 36.55

N solventi eliminați 5 5 4 5

57

Numerele de undă calculate în maximul benzilor de fluorescență şi absorbție ( calc. ) a

compuşilor studiați sunt listate în tabelul VII.17.

Tabelul VII.17. Numerele de undă calculate (cm-1) în maximul benzilor de

fluorescență şi absorbție pentru rodaminele B si 6G

Nr. Solvențicalc. (cm-1) fluorescență calc. (cm-1) absorbție

rB r6G rB r6G1 1-Butanol 16991.27 17683.17 18182.19 18849.612 2-Butanol 16953.14 17728.23 18163.54 18818.353 1-Propanol 16970.61 17635.60 18155.77 18850.274 2-Propanol 16969.03 17674.36 18151.52 18831.425 1-Pentanol 16968.43 17714.02 18206.6 18854.966 1-Hexanol 16966.34 17719.18 18195.6 18844.957 Metanol 17146.91 17680.93 18201.12 18861.838 Etanol 17054.96 17677.22 18172.97 18844.439 Benzil-alcool - 17508.00 - 18747.3210 Etilen-glicol - 17553.16 - 18816.8511 Apă 17388.85 - 18100.05 -12 Acetonă 17010.76 - 17884.9 -13 Formamidă 17223.34 17531.83 17990.53 18769.6914 Anisol 17045.11 17685.83 17863.71 18618.0815 Acetonitril 17066.16 17655.68 17910.1 18663.5216 DCM 17210.29 17718.47 17899.45 18628.0617 DCE 17169.32 17718.30 17859.68 18600.0618 1,4-Dioxan 16987.09 17765.66 17926.64 18631.7519 DMF 16888.57 17477.85 17761.44 18631.5520 DMSO 16875.82 17389.12 17706.98 18628.67

Contribuția fiecarui tip de interacțiune la deplasarea spectrală totală în diferiți solvenți

(în procente) pentru rB si r6G, este dată în tabelul VII.18.

Tabelul VII.18. Contribuția fiecarui tip de interacțiune la deplasarea spectrală totală a

rodaminelor în diferiți solvenți

Nr. Solvenți Rodamina B Rodamina 6GPα (%) Pβ (%) Pπ* (%) Pα (%) Pβ (%) Pπ* (%)

Fluorescență1 1-Butanol 33.38 55.19 11.43 6.22 49.95 43.842 2-Butanol - - - 5.68 52.86 41.463 1-Propanol 31.74 56.23 12.03 - - -4 2-Propanol 31.11 56.86 12.03 5.61 49.78 44.625 1-Pentanol - - - 6.58 54.02 39.416 1-Hexanol 32.87 57.07 10.06 6.35 53.61 40.047 Metanol 40.19 44.75 15.06 7.08 38.30 54.628 Etanol 35.38 51.02 13.59 - - -9 Benzil-alcool - - - 3.50 24.39 72.1110 Etilen-glicol - - - 5.39 25.06 69.5411 Apă 44.75 29.72 25.52 - - -12 Acetonă - - - - - -

58

13 Formamidă 33.85 37.84 28.31 - - -14 Anisol 0.00 54.21 45.79 0.00 21.84 78.1615 Acetonitril - - - - - -16 DCM 16.31 20.74 62.96 1.15 7.13 91.7217 DCE 0.00 25.01 74.99 0.00 7.29 92.7018 1,4-Dioxan 0.00 64.50 35.49 0.00 30.02 69.9819 DMF - - - - - -20 DMSO 0.00 67.24 32.76 0.00 32.68 67.36

Absorbție1 1-Butanol 49.98 18.03 31.95 70.17 19.27 10.572 2-Butanol - - - 67.83 21.59 10.583 1-Propanol 47.74 18.46 33.77 68.46 20.14 11.404 2-Propanol 47.15 18.80 34.02 67.87 20.60 11.535 1-Pentanol - - - 70.96 19.95 9.096 1-Hexanol 51.27 19.42 29.29 70.28 20.26 9.467 Metanol 51.46 12.51 35.99 - - -8 Etanol 49.20 15.48 35.29 71.00 17.00 11.999 Benzil-alcool - - - 59.61 14.19 26.2010 Etilen-glicol - - - 69.75 11.06 19.1911 Apă 45.24 6.56 48.16 - - -12 Acetonă - - - - - -13 Formamidă 35.63 8.69 55.62 64.38 11.95 23.6714 Anisol 0.00 12.15 87.77 0.00 30.90 69.1015 Acetonitril - - - - - -16 DCM 11.78 3.27 84.88 - - -17 DCE 0.00 3.75 96.16 - - -18 1,4-Dioxan 0.00 17.51 82.42 0.00 40.70 59.3019 DMF 0.00 19.83 80.09 - - -20 DMSO 0.00 19.34 80.58 0.00 43.68 56.32- Eliminați prin analiză statistică

În datele de fluorescență (Tabelul VII.18), contribuția interacțiunilor de tipul HBA

(legătura de hidrogen acceptor) la deplasările spectrale totale este predominantă în soluțiile

binare pentru rB în solvenții protici, în timp ce în soluțiile binare pentru r6G în solvenți

a-protici contribuțiile interacțiunilor de polaritate/polarizabilitate la deplasările spectrale

totale predomină. În datele de absorbție (Tabelul VII.18), contribuțiile interacțiunilor de tipul

polaritate/polarizabilitate la deplasările spectrale totale sunt predominante în soluțiile binare

pentru rB în solvenți a-protici, în timp ce în soluțiile binare pentru r6G în solvenți protici

contribuțiile interacțiunilor de tipul HBD (legatura de hidrogen donor) la deplasările spectrale

totale predomină.

VII.2 Studiul spectral al moleculelor de rodamina B si 6G în soluții ternareParametrii scării Kamlet-Taft sunt folosiți pentru a separa diferite tipuri de

interacțiuni în soluțiile ternare rodamină B + metanol + apă și pentru a stabili contribuția

59

fiecărui tip de interacțiune la deplasarea spectrală totală în funcție de fracția molară a

solventului activ. [32]

Solvenții binari au fost realizați în rapoarte volumetrice și s-au calculat fracțiile

molare. Soluțiile ternare au o concentrație a substanței spectral active de circa 10-4 mol / l.

Soluțiile ternare constau din molecule spectral active în concentrații mici și solvent binar:

solventul activ (din punct de vedere al interacțiunii) indexat cu (1) și solventul mai puțin activ

indexat cu (2).

Ponderile statistice medii ale celor doi solvenți în prima sferă de solvatare a

moleculei spectral active [35] sunt definite de relațiile (I.16 - I.25) și pot fi estimate din

spectrul de absorbție al soluțiilor ternare, așa cum rezultă din relațiile (I.25 - I.27), obținute în

modelul celular al soluților ternare [36].

Concentrațiile molare 1x și ponderile medii statistice 1p ale moleculelor de solvent

activ în prima sferă de solvatare a moleculei de rodamină B au fost calculate pe baza

modelului celular al soluțiilor ternare.

Numerele de undă în maximul benzii de absorbție ale soluțiilor ternare de rodamină B

+ metanol (1) + apă (2) cresc când fracția molară a metanolului crește (tabelul VII.19).

Tabelul VII.19. Concentrația de metanol în (%), fracția molara x1, υ (cm-1), ponderea

statistică medie de metanol p1 în prima sferă de solvatare, funcția de exces δ1, parametrii π*,

β și α pentru soluțiile ternare de Rodamină B + metanol (1) + apă (2)

Conc (%) x1 υ (cm-1) p1 δ1 π* β α0 0 18071.42 0 0 1.14 0.49 1.2310 0.047 18096.27 0.090 0.043 1.12 0.52 1.1920 0.100 18096.27 0.090 -0.010 1.11 0.54 1.1330 0.160 18121.19 0.179 0.020 1.09 0.56 1.0940 0.228 18196.38 0.450 0.222 1.05 0.60 1.0450 0.307 18196.38 0.450 0.143 1.01 0.63 1.0160 0.400 18221.91 0.542 0.143 0.95 0.66 1.0170 0.509 18272.52 0.725 0.216 0.88 0.70 1.0380 0.640 18323.41 0.908 0.268 0.85 0.71 1.0290 0.800 18348.58 1 0.200 0.70 0.74 1.09100 1 18348.96 1 0 0.58 0.74 1.14

Se obervă in tabelul VII.19 că funcția de exces 1 este un parametru pozitiv pentru

toate concentrațiile, arătând prevalența metanolului (solvent 1) în prima sferă de solvatare a

rodaminei B. In figura VII.11 sunt reprezentate valorile funcției de exces în funcție de fracția

molară pentru soluția ternară formată din rB+metanol+apă.

60

Figura VII.11 . δ1 vs. x1 pentru solutia de rodamina B + metanol (1)+ apa (2)

O bună corelație a fost obținută între2

1lnpp și

2

1lnxx pentru soluțiile ternare de

rodamina B în solvent binar metanol + apă (coeficient de corelație R = 0,92 și abaterea

standard SD = 0,46), dovedind aplicabilitatea modelului statistic al soluțiilor ternare.[40]

nxxm

pp

2

1

2

1 lnln (VII.7)

O dependență liniară de tipul (VII.7) este obținută în Figura VII.12.

Figura VII.12.2

1lnpp vs.

2

1lnxx pentru solutiile de rB + metanol (1) + apa (2)

Modelul celular al soluțiilor ternare poate fi aplicat pentru soluțiile studiate (panta=1).

Valoarea dependenței liniare și a tăieturii la origine n (tabelul VII.20), indică faptul că

energia de interacțiune în perechea moleculară rodamina B - metanol (1) este mai puternică

decât cea în perechea moleculară rodamina B - apă (2).

Tabelul VII.20. Caracteristicile statistice ale dreptei (VII.7) pentru rB +metanol (1) + apă (2)

Panta Taietura la origine R SD1.31±0.15 1.03±0.22 0.92 0.46

61

Dependența multiliniară (I.28) a fost stabilită folosind parametrii Kamlet-Taft pentru

solventul binar metanol+apă.

Tabelul VII.21. Caracteristicile regresiei multiliniare pentru ecuația (I.28)

.calc ± (cm-1) 1C ±ΔC1 (cm-1) C2±ΔC2 (cm-1) C3 ±ΔC3 (cm-1) R SD17175±797 33±218 1286±526 180±249 0.97 17.53

O bună corelație a fost obținută (coeficient de corelație R = 0.97 și devierea standard

SD = 17,53), dar eroarea standard pentru coeficientul de regresie 1C este mare pentru

valoarea ce corespunde interacțiunilor universale de tipul de polaritatea/ polarizabilitatea

solventului care este prea mică (tabelul VII.21). Când termenul *1C corespunzător

parametrului de polaritate/ polarizabilitate a solventului a fost eliminat corelația a fost

îmbunătățită, rezultand relația (VII.9) (tabelul VII.22).

320 CCcalc (VII.9)Tabelul VII.22. Caracteristicile regresiei multiliniare pentru ecuatia (VII.9)

.calc ± .calc (cm-1) C2 ±ΔC2 (cm-1) C3 ±ΔC3 (cm-1) R SD

17295±122 1206±70 145±84 0.98 16.42

Contribuția fiecărui tip de interacțiune pentru deplasarea spectrală totală exprimată în

(cm-1) și în procente (%) este listată în tabelul VII.23.

Tabelul VII.23. Contribuția interacțiunilor specifice la deplasarea spectrală totală

Fractia molarax1

C2 β C3 α(cm-1) (%) (cm-1) (%)

0 590.94 77 178.35 230.047 627.12 78 172.55 220.100 651.24 80 163.85 200.160 675.36 81 158.05 190.228 723.6 83 150.8 170.307 759.78 84 146.45 160.400 795.96 84 146.45 160.509 844.2 85 149.35 150.640 856.26 85 147.9 150.800 892.44 85 158.05 151 892.44 84 165.3 16

Contribuția interacțiunilor C2β (HBA) la deplasarea spectrală totală predomină în

soluția ternară studiată, între 70-85%, această contribuție crește odată cu fracția molară a

metanolului , în timp ce contribuția interacțiunilor C3α (HBD) la deplasarea spectrală totală

scade.

62

Concluzii generale

S-a organizat un experiment de tipul 32 în scopul de a optimiza randamentul de reacție

pentru obținerea compușilor derivați evitând numărul mare de experimente efectuate pentru a

stabili condițiile favorabile ale reacției chimice. Cele mai mari valori ale randamentului

reacției de obținere a compușilor sunt de aproximativ 85% și 63%.

Evaluarea toxicității substanțelor sintetizate a fost stabilită prin DL50, care le recomandă

pentru testarea activității antibacteriene și antifungice. Valorile DL50 pentru compușii

sintetizați au fost comparate cu toxicitatea acută a unor compuși aleși standard. Noii compuși

prezintă o toxicitate mai mică decât substanțele alese standard și valorile DL50 sunt în valorile

admisibile recomandându-le pentru screening-ul de laborator.

Au fost studiate soluțiile binare și ternare ale unor compuși cu scopul de a determina

influența structurii moleculare asupra contribuției fiecărui tip de interacțiune la deplasarea

spectrală totală. S-a constatat că interacțiunile universale sunt predominante în toate soluțiile

studiate, iar interacțiunile specifice au o pondere mai mică la deplasarea spectrală totală.

Numerele de undă din maximul benzilor de absorbție și fluorescență ale soluțiilor

ternare cresc/descresc în funcție de concentrația solventului.

Pentru unii compuși studiați, au fost estimate momentul de dipol și polarizabilitatea în

stare excitată pentru diferite unghiuri dintre momentul de dipol în starea fundamentală și cea

excitată, din studiul solvatocromic al spectrelor de absorbție. S-a observat o creștere a

momentului de dipol prin excitare pentru toate moleculele.

Spectrele de absorbție și de fluorescență ale curcuminei și rodaminelor au fost studiate

cu scopul de a determina forțele de interacțiune predominante în soluțiile binare, momentul

de dipol și polarizabilitatea în starea excitată. S-a observat o creștere a polarizabilității în

starea excitată.

S-a constatat o deplasare batocromă (spre roșu) a benzilor spectrale la trecerea din stare

gazoasă în stare lichidă pentru toți compușii studiați.

Cu ajutorul programului de modelare moleculară Spartan’14 pot fi calculați anumiți

parametri electro-optici ai moleculelor, care caracterizează reactivitatea chimică a acestora și

capacitatea lor de a penetra membranele celulare. Din studiul cuanto-mecanic rezultă că

moleculele studiate pot traversa membranele celulare (având aria suprafeței polare sub 90

Å2).

63

Programele de modelare moleculară HyperChem 8.06 și Spartan’14 calculează

distribuția sarcinii electrice a unei molecule pe atomii acesteia, distribuție care determină

proprietățile fizice și chimice ale moleculei. De asemenea se pot calcula prin metode

computaționale și distribuția 3D a potențialului electrostatic și distribuția orbitalilor

moleculari de frontieră, proprietăți de importanță în reactivitatea moleculelor studiate cu alți

compuși.

Perspective pe viitor

Având în vedere rezultatele obținute, în continuare ne propunem să studiem din punct de

vedere spectral, dar și din punct de vedere teoretic prin metode cuanto-mecanice alți compuși

cu aplicații biomedicale.

Vom continua studiul soluțiilor ternare formate din rodamine și solvenții binari (Etilen

glicol+DMSO; 1,4-Dioxan + Apă), ale cărui rezultate au fost amintite în teză.

Vom utiliza modelul statistic al soluțiilor ternare pentru estimarea energiei de

interacțiune dintre 2 molecule spectral active.

Vom estima unii parametrii energetici și structurali ai moleculelor în starea

fundamentală cât și în starea excitată prin metode computaționale și le vom corela cu cele

obținute prin metode solvatocromice.

Vom continua studiul solvatocromic și prin alte scări empirice în vederea determinării

momentului de dipol și polarizabilitații în starea excitată.

Dorim să aplicăm studiul spectral la procesul de eliberare controlată a compușilor cu

acțiune farmaco-terapeutică din folii polimere de PVA și HPC.

Se va urmări deplasarea spectrală în maximul benzilor electronice de absorbție și de

fluorescență pentru toate moleculele studiate

Bibliografie selectivă

1. E.G. McRae, Theory of Solvent Effects on Molecular Electronic Spectra. Frequency

Shifts, Bull. Chem. Soc. Jpn.,1965, 38(8): 1314-1318.

2. A. Kawski, On the estimation of excited-state dipole moments from solvatochromic shifts

of absorption and fluorescence spectra, Z. Naturforsch, 2002, 57, 255.

64

3. N.G. Bakhshiev, Universal intermolecular interactions and their effect on the position of

the electronic spectra of molecules in two component solutions. Opt. Spektrosk.,1964, 16,

821.

4. D. Dorohoi, V. Pop, The electronic spectra shifts on some cycloimonium ylids in ternary

solutions, An. Univ. Al. I. Cuza din Iași, 1987, S1b Fizica, 33, 80.

5. V. Sasirekha, P. Vanelle, T. Terme, V. Raamkrishnan, Solvatochromism and Preferential

Solvation of 1,4-Dihydroxy-2,3-Dimethyl-9,10-Anthraquinone by UV-vis Absorption and

Laser-Induced Fluorescence Measurements, Spectrochim Acta A, 2008, 71, 3, 410.

6. L.S. Frankel, C.H. Langford, T.R. Strengle, Nuclear Magnetic Resonance Techniques for

the Study of Preferential Solvation and the Thermodynamics of Preferential Solvation, J.

Phys. Chem.,1970, 74, 6, 1376.

7. A. Airinei, E. Rusu, D.O. Dorohoi, Solvent influence on the electronic absorbtion

spectra of some azoaromatic compounds, Spectroscopy Letters, 2001, 34(1), 65-74.

8. D.O. Dorohoi, Fizica stării lichide, modele şi experimente, Ed. Gama, Iași, 1998.

9. E.M. Kosower, An Introduction to Physical Organic Chemistry, John Wiley and Sons,

New York, London, Sidney, 1968.

10. E.M. Kosower, The Effect of Solvent on Spectra. I. A New Empirical Measure of Solvent

Polarity: ZValues, J. Am. Chem. Soc.,1958, 80, 3253.

11. C. Reichardt, Solvent and Solvent Effects in Organic Chemistry, third updated and

enlarged edition, Wiley-VCH, 2003.

12. M.J. Kamlet, J.L. Abboud, M. Abraham, R.W. Taft, Linear solvation energy

relationships. 23. A comprehensive collection of the solvatochromic parameters, π*, α,

and β, and some methods for simplifying the generalized solvatochromic equation, J. Org.

Chem., 1983, 48 (17), 2877.

13. M.J. Kamlet, J.L. Abboud, R.W. Taft, An examination of linear solvation energy

relationships, Progr. Phys. Org. Chem.,1981, 13, 485.

14. R.W. Taft, T. Gramsted, M.J. Kamlet, Linear solvation energy relationships. 14.

Additions to and correlations with the b scale of hydrogen bond acceptor basicities, J.

Org. Chem., 1982, 47(23):4557–63.

15. J. Catalan, Solvent effects based on pure solvent scales. In Handbook of solvents, Ed. G.

Wypych 583–616, Toronto, Canada, ChemTec Publishing, 2001.

16. M. Dimitriu, D.G. Dimitriu, D.O. Dorohoi, Supply to the spectral shifts of each type of

intermolecular interactions in binary solutions, J. Optoelectr. Adv. Mater., 2008, 2(12),

867-870.

65

17. M.S. Zakerhamidi, A. Ghanadzadeh, M. Moghadam, Intramolecular and intermolecular

hydrogen-bonding effects on the dipole moments and photophysical properties of some

anthraquinone dyes, Spectrochim. Acta A, 2011, 79, 74-81.

18. HyperChem, 2002, Molecular visualisation and simulation program package,

Hypercube, Gainsville, Fl, 32601,www.hyper.com

19. W.J. Hehre, 2003, A guide to molecular mechanics and quantum chemical calculations,

Wavefunction, Irvine, www.wavefun.com

20. A.D. Becke, A new mixing of Hartree–Fock and local density‐functional theories ,

J.Chem. Phys., 1933, 98, 1372-1377.

21. C.T. Lee, W.T. Yang, R.G.Parr, Development of the Colle-Salvetti correlation-energy

formula into a functional of the electron density, Phys. Rev. B , 1988, 37(2), 785-789.

22. E. Polak, G. Ribiere, Note sur la corvergence des methods de directions conjuguees,

Revue francaise d’informatique et de recherche operationelle, 1969, 16, 35-43.

23. I. Fleming, Frontier Orbitals and Organic Chemical Reactions, John Wiley & Sons,

New York, 1976.

24. T. Koopmans, Uber die Zuordnung von Wellenfunktionen und Eigenwerten zu den

Einzelnen Elektronen Eines Atoms. Physica (Elsevier), 1934, 1, 1–6, 104–113.

25. M.T.D. Cromin, T.W. Schultz, Pitfalls in QSAR, J. Mol. Struct. Theochem, 2003, 622 (1),

39-51(13).

26. A. Ponti, DFT-based regioselectivity criteria for cycloaddition reaction, J. Phys. Chem.

A, 2000, 104, 8843-8846.

27. S.A. Hitchcock, L.D. Pennington, Structure-brain exposure relationships, J. Med. Chem

2006, 49(26):7559-7583.

28. R. Parthasarathi, V. Subramanian, D. R. Roy, P. K. Chattaraj, Bioorganic & Medicinal

Chemistry. In Advanced Methods and Applications in Chemoinformatics: Research

Progress and New Applications, E. A. Castro, A. K. Haghi (Eds.), 2012.

29. D. Cojocaru, Biochimia vitaminelor, Ed. Gama, Iaşi, 1998.

30. A.C. Benchea, V. Cloşca, C.M. Rusu, C. Moroşanu, D.O. Dorohoi, Electro-optical

parameters in excited states of some spectrally active molecules, Proceedings SPIE 2014,

9286, art. 928649.

31. A.C. Benchea, D.V. Andrieş, L.M. Ivan, D.O. Dorohoi, Considerations on some

compounds of the complex B vitamins, Bul. Inst. Politehnic Iaşi, LVI(LX), 4, Sectia

Matematica, Mecanica teoretica, Fizica, 2010.

66

32. M. Rusu, C. Nadejde, Theoretical and Spectral Study of Vitamin B3 in Polar Solvents,

Romanian Journal Biophysics, 2013, 23, 1-2, 69-79.

33. V.P. Paun, C.M. Rusu, M. Agop, Intermolecular interactions in ternary solutions of B6

vitamin, Revista de Chimie, 2014, 12.

34. L. Stroia, R.E. Stănculescu, D.O. Dorohoi, Solvatochromism used in determining some

molecular electro-optical parameters, International conference on applications of optics

and photonics, Braga, Portugal, Proceedings of SPIE, 2011, 8001, 80012S.

35. A.M. Pieczonka, A. Strzelczyk, B. Sadowska, G. Mlosto, P. Staczek, Synthesis and

evaluation of antimicrobial activity of hydrazones derived from

3-oxido-1H-imidazole-4-carbohydrazides. Eur. J. Med. Chem.,2013, 64, 389.

36. J.P. Roiser, A. McLean, A.D. Ogilvie, I. Goodyer, A.D. Backwell, D.J. Bamber, P.B.

Jones, B.J. Sahakian, The subjectives and cognitive effects of acute phenyalalnine and

tyrosine depletion in patients recovered from depression, Neuropsychopharmacology,

2005, 30, 775.

37. O. Szczurko, H.S. Boon, A systematic review of natural health product treatment for

vitiligo, BMC Dermatology, 2008, 8, 1186.

38. F. GuillIer, D. Orain, M. Bradley, Linkers and cleavage strategies in solid-phase organic

synthesis and combinatorial chemistry, Chem. Rev.,2000, 100, 203.

39. D. Hantiu (Grebinișan), Rezumat teză de doctorat, Noi derivati de glutamină biologic

activi cuplati pe suporturi macromoleculare, Iași, 2013.

40. A.C. Benchea, D. Grebinișan, C. Cheptea, V. Cloșca, V. Șunel, D.O. Dorohoi, Synthesis

and molecular modelling characterization of N-[p-methylsalicyl-amidosulfonyl)

-benzoyl-L-glutamine, Bul. Inst. Politehn. din Iași, 2015, Sectia Matematică. Mecanică

teoretică. Fizică, Tomul LIX (LXIV), Fasc. 2.

41. C. Cheptea, A.C. Benchea, M. Găină, D.O. Dorohoi, V. Șunel, Two

sulfone-amidosulphonyl-amides derived from n-p-amidobenzoyl-L-glutamine, optimized

synthesis and toxicity study, International Conference Knowledge-based organization,

2016, vol. XXII, nr.3, DeGruyter, Sibiu, Romania.

42. T. Schilk, Molecular modeling and simulation. An Interdisciplinary Guide, Springer,

Velag, New York, 2002.

43. I. Fisher, Design for Environment, Creating Eco-Efficient Products and Processes, Ed.

Mc. Graw Hill, New York, 1996.

67

44. D. Grebinișan, N. Burlea, C. Cheptea, C. Lionte, D.O. Dorohoi, V. Șunel, M. Popa, I.

Hurjui, Optimization reaction for obtaining some N-[p-(R)-Benzyl]-L-Glutamine

derivatives with pharmaceutical action, Dig. J. Nanomater Bio., 2013, 8(2), 777-785.

45. C. Cheptea, M. Dulcescu, D.O. Dorohoi, V. Șunel, J. Debrieres, Design, synthesis and

molecular modelling of new thiazolidines 2,3-disubstituted with antitumoral activity, Dig.

J. Nanomater Bio.,2012, 7(1), 287-297.

46. C. Cheptea, L.M. Ivan, D.O. Dorohoi, V. Șunel, I. Hurjui, C. Saveanu, A. Galaction,

Optimized Synthesis and Spectral Characterization of Some Hydrazones Based on

5-Nitroindazole with Pharmacological Potential, Ukrainian Journal of Physics, 2018,

59(3).

47. A. Azzouz, M. Leontie, D.O. Dorohoi, C. Gheorghieș, Elemente de strategie în design

industrial, Ed. Plumb, Bacău, 1998.

48. E. Weglarz-Tomczak, L. Gorecki, Azo dyes - bilogical activity and synthetic strategy,

Chemika, 2012, 66 (12), 1298-1307.

49. S.C. Weng, A.Y.G. Fuh, F.C. Tang, C.T. Cheng, Effect of surface condition on liquid

crystal photoalignment by ligh induced azo dye adsorption phenomena, Liq. Cryst., 2016,

43(9): 1221-1229

50. J. Tobey, The acid dissociation constant of methyl red, Journal of Chemical Education,

1958, 35: 514.

51. R. Lovrien, P. Pesheck, W. Tiesel, Protein and hydrogen ion control of photochromism

in aminoazobenzene compounds, Journal of the American Chemical Society, 1974, 96:

244-248.

52. R.W. Ramette, E.A. Dartz, P.W. Kelly, Acid-base equilibria of methyl red, Journal of

Physical Chemistry A, 1962, 66: 527-532.

53. S. Park, C. Lee, K. Min, N. Lee, Structural and conformational studies of o-, m-,

p-methyl red upon proton gain and loss, Bulletin Korean Chemical Society, 2005, 26:

1170-1176.

54. G. Seu, Spectrophotometric study of the phototropic equilibrium of methyl red in organic

solvents, Dyes and Pigments, 1995, 29(3): 227-240.

55. B.L. Goodwin, Handbook of Intermediary Metabolism of Aromatic Compounds. New

York, USA: Wiley, 1976.

56. K. Fukui, T. Yonezawa, H. Shingu, A molecular orbital theory of reactivity in aromatic

hydrocarbons, The Journal of Chemical Physics,1952, 20(4)722.

68

57. L.M. Ivan, V. Cloșca, M. Burlea, E. Rusu, A. Airinei, D.O. Dorohoi, About

intermolecular interactions in binary and ternary solutions of some azo-benzene

derivatives, Spectrochim. Acta Part A, 2015, 126: 2008-2014.

58. A.C. Benchea, D. Babușca, C. Podlipnik, D.G. Dimitriu, Solvatochromic and quantum

mechanical characterization of Methyl Red, Analytical Letters,2017, 50(17), 2711.

59. A.C. Benchea, D. Babușca, A.C. Moroșanu, D.G. Dimitriu, D.O. Dorohoi, Excited state

molecular polarizability estimated by solvatochromic means, AIP Conference

Proceeding, 2017, 1796 (1) 030013.

60. H. Hatcher, R. Planalp, J. Cho, F.M. Torti, S.V. Torti, Curcumin: From ancient medicine

to current clinical trials, Cell. Mol. Life Sci.,2008, 65, 1631-1652.

61. Y. Manolova, V. Deneva, L. Antonov, E. Drakalska, D. Momekova, N. Lambov, The

effect of water on the curcumin tautomerism, a quantitative approach, Spectrochim. Acta

Part A, 2014, 132, 815-820.

62. M. Găină, A.C. Benchea, C. Podlipnik, D.G. Dimitriu, Quantum mechanical

characterization and spectral study of curcumin, UPB Sci. Bull. Series B, 2017, 79(2).

63. D. Babușcă, A.C. Benchea, A.C. Moroșanu, D.G. Dimitriu, D.O. Dorohoi, Solvent

empirical scales and their importance for the study of intermolecular interactions,

American Institute of Physics Conference Proceedings series (AIP-CP), 2017, 1796(1),

030011.

64. G. Wypych, Handbook of solvents, Chem. Tec. Publishing, Toronto, New York, 2001.

65.K. Kolmakov, V.N. Belov, J. Bierwagen, C. Ringemann, V. Müller, C. Eggeling, S.W.

Hell, Red-emitting Rhodamine dyes for fluorescence microscopy and nanoscopy, Chem.

Eur. J., 2010, 16: 158-166.

66.T.S. Hawley, R.G. Hawley (Eds.), Flow Cytometry Protocols 2nd Edition, Totowa, NJ,

USA: Humana Press, 2004.

67.M. Sauer, J. Hofkens, J. Enderlein (Eds.), Handbook of Fluorescence Spectroscopy and

Imaging,Weinheim, Germany: Wiley-VCH, 2011.

68.T. Fry, T. Atwood, M. Dunbar, Evaluation of Rhodamine B as a biomarker for raccoons,

Human–Wildlife Interactions, 2010, 4(2): 275–282.

69.F.J. Duarte, Tunable Laser Optics. New York, Elsevier-Academic, Appendix of Laser

Dyes, 2003.

70.F.P. Schäfer, Dye Lasers 3rd Edition. Berlin, Germany: Springer-Verlag, 1990.

71.J.J.P. Stewart - Optimization of Parameters for Semi-Empirical Methods I-Method.

Computational Chemistry, 1989, 10, 2, 209.

69

72.S.A. Gallegos, Molecular Quantum Similarities in QSAR: Applications in Computer –

Aided Molecular Design. PhD Thesis, Universitat de Girona, 2004.

73.M.S. Zakerhamidi, M. Moghadam, A. Ghanadzadeh, S. Hosseini, Anisotropic and

isotropic solvent effects on the dipol moment and photophysical properties of

rhodamine dyes, J. Lumin., 2012, 132, 931-937.

74.L.Cisse, A. Djande, M. Capo-Chichi, F. Delatre, A. Saba, A. Tine, J.-J. Aaron, Revisiting

the photophysical propertiers and excited singlet-state dipole moments of several

coumarin derivatives, Spectrochim. Acta A, 2011, 79, 428-436.

75.N.G. Bakhshiev, Spektroscopia mejmoleculiarn’h vzaimodeistvii, Izd. Nauka, Leningrad,

1972.

76.A.C. Benchea, D. Babuşca, A.C. Moroşanu, D.G. Dimitriu, D.O. Dorohoi, Spectral study

of rhodamine dyes in binary solutions, J. Molec. Struct., 2017, 1140, 71-76.

77.D.O. Dorohoi, Electric dipole moment of the spectrally active molecules estimated from

the influence on the electronic absorption spectra, J. Mol. Struct., 2006, 792-793: 86-92.

78.A.C. Benchea, D. Babuşca, D.G. Dimitriu, D.O. Dorohoi, Quantum mechanical and

absorption spectral characterization of rhodamine B in ternary solution, Anal. Lett.

2016, 49(16), 2606-2614.

LISTA DE LUCRĂRI ȘTIINȚIFICELista de lucrări publicate în reviste cotate ISI și proceedings ISI

A.Realizate pentru prezenta teză1. A.C. Benchea, V. Cloșcă, C.M. Rusu, C. Moroșanu, D.O. Dorohoi, Electro-optical

parameters in excited states of some spectrally active molecules, Proceedings SPIE, 9286

(2014), art. 928649.

2. A.C. Benchea, D. Babușcă, D.G. Dimitriu, D.O. Dorohoi, Quantum Mechanical and

Absorption Spectral Characterization of Rhodamine B in Ternary Solution, Analytical

Letters, 2016, 49 (16), 2606-2614

3. A.C. Benchea, D. Babușcă, D.G. Dimitriu, D.O. Dorohoi, Quantum-mechanical study

and spectral analysis on some derivatives of rhodamine in solutions, Spectrochimica

Acta A: Molecular and Biomolecular Spectroscopy, 2017, 172, 91-99.

70

4. A.C. Benchea, D. Babușcă, C. Podlipnik, D.G. Dimitriu, Solvatochromic And

Quantum-mechanical Characterization Of Methyl Red, Analytical Letters, 2017, 50(17),

2711-2724.

5. A.C. Benchea, D. Babușcă, A.C. Moroșanu, D.G. Dimitriu, D.O. Dorohoi, Spectral

study of Rhodamine dyes in binary solutions, Journal of Molecular Structure, 2017, 1140,

71-76.

6. A.C. Benchea, D. Babușca, A.C. Moroșanu, D.G. Dimitriu, D.O. Dorohoi, Excited state

molecular polarizability estimated by solvatochromic means, American Institute of

Physics Conference Proceedings Series (AIP-CP), 2017, 1796 (1), 030013.

7. A.C. Benchea, M. Găină, D.O. Dorohoi, Spectral and quantum-mechanical

caracterization of 7-amino-4-trifluoromethyl coumarin, American Institute of Physics

Conference Proceedings Series (AIP-CP), 2017, 1796 (1), 030010.

8. C. Cheptea, A. C. Benchea, M. Găină, D.O. Dorohoi, V. Sunel, Two

(sulfone-amidosulphonyl)-amides derived from N-(p-amidobenzoyl)-L-glutamine;

Optimized synthesis and toxicity study, International Conference Proceedings KBO,

2016, 22 (3), 609-615.

9. C. Cheptea, A.C. Benchea, M. Găină, C.I. Săveanu, M. Poştaru, D.O. Dorohoi, V. Sunel,

M. Zagnat, Synthesis and toxicological activity of 5-nitroindazole sulfonamides

derivatives as potential antimicrobial agents. Optimization of the synthesis, IEEE

Conference Proceedings (EHB) 2017, 450-453.

10. M. Găină, A.C. Benchea, C. Podlipnik, D.G. Dimitriu, Quantum-mechanical

characterization and spectral study of curcumin, UPB Sci. Bull. Series B, 2017, 79(2),

ISSN 1454-2331, 133-142.

11. C. Roşca, A.C. Benchea, V. Sunel, D. Sutiman, D.O. Dorohoi, C.B. Zelinschi, C. Stan,

C. Cheptea, Spectral and quantum-mechanical characterizations and biological

activity of N-(p-nitrobenzoyl)-L-phenylalanine, Revista de Chimie, 2016, 67(6),

1062-1067.

12. D. Babuşcă, A.C. Benchea, A.C. Moroşanu, D.G. Dimitriu, D.O. Dorohoi, Spectral and

quantum mechanical study of some azo derivatives, Journal of Molecular Liquids, 2018,

269, 940-946.

71

Lucrări legate de subiectul tezei și publicate în reviste ISI sau

proceedings-uri ISI în colaborare cu alți autori

B. Realizate în timpul doctoratului1. V. Cloşcă, N. Melniciuc Puica, A.C. Benchea, D.O. Dorohoi, Intermolecular

interactions in ternary solutions of some 1,2,4-triazolium ylids studied by spectral means,

Proceedings SPIE, 92862 (2014), art. 92862T.

2. A.M. Ciubară, A.C. Benchea, C.B. Zelinschi, D.O. Dorohoi, Excited state polarizability

of some polycyclic polyenes, Revista de Chimie, 2017, 68, 307-310.

3. D. Babuşcă, A.C. Benchea, D.G. Dimitriu, D.O. Dorohoi, Solvatochromic

Characterization of Sudan Derivatives in Binary and Ternary Solution, Analytical

Letters 2016, 49 (16), 2615-2626.

4. D. Babuşcă, A.C. Benchea, A.C. Moroşanu, D.G. Dimitriu, D.O. Dorohoi, Solvent

empirical scales and their importance for the study of intermolecular interactions,

American Institute of Physics Conference Proceedings Series (AIP-CP), 2017, 1796 (1),

030011.

5. D. Babuşcă, A.C. Benchea, D.G. Dimitriu, D.O. Dorohoi, Spectral and quantum

mechanical study of 3-(2-benzothiazolyl)-7-(diethylamino)-coumarin (coumarin 6) in

binary solutions, Analytical Letters, 2017, 50 (17), 2740-2754.

6. C. Moroşanu, A.C. Benchea, D. Babușcă, D.G. Dimitriu, D.O. Dorohoi, Quantum

Mechanical Characterization And Solvatochromic Study Of Quercetine, Analitycal

Letters, 2017, 50 (17), 2725-2739.

7. D.O.Dorohoi, I. Dumitraşcu, L. Dumitraşcu, A.C. Benchea, External electric fields

action on liquid crystalline layers, modifying their degree of order, UPB Sci. Bull. Series

A, 79(2), 2017,275-284.

8. L. Popescu, G. Ababei, D. Babușcă, D. Creangă, C.A. Benchea, N. Lupu, L. Oprica,

Spectral investigations of surface plasmon resonance bands of silver nanoparticles

capped with gallic acid, Conference Proceedings (ICNBME 2019), 2019, 305-309

Lista de lucrări publicate în reviste științifice cotate BDI/B+1. A.C. Benchea, D. Grebinişan, C. Cheptea, V. Cloşca, V. Sunel, D.O. Dorohoi, Synthesis

and molecular modelling characterization of

N-[p-methylsalicyl-amidosulfonyl)-benzoyl-L-glutamine, Buletinul Institului Politehnic din

Iaşi, Tomul LIX (LXIV), Fasc. 2, 2015.

72

2. A.C. Benchea, D.O. Dorohoi, The thermodynamic parameters of caffeine, Buletinul

Institului Politehnic din Iaşi, Tomul LXI (LXV), Fasc. 4, 2015.

3. A.C. Benchea, D. Babuşcă, D.O. Dorohoi, Interaction energies in solutions of

azobenzene compounds, Buletinul Institutului Politehnic Iaşi, 2016, 62 (66) nr. 3, 9-19

4. A.C. Benchea, M. Găină, D.O. Dorohoi, The computed thermodynamic parameters of

salicylic acid, Buletinul Institului Politehnic din Iaşi, 2016, 62 (66) 41.

5. C. Cheptea, A.C. Benchea, M. Zagnat, N. Bibere, V. Sunel, D.O. Dorohoi, Optimization

of the synthesis reactions of some new thiosemicarbazides derived from 5-nitroindazole,

Buletinul Institutului Politehnic Iaşi, 2017, 63(67) nr. 1, 19-34

6. D. Babuşcă, A.C. Benchea, D.O. Dorohoi, Intermolecular interactions in ternary

solutions of disubstituted pyridazinium ylid studied with Kosower solvent empirical scale,

Revista Termotehnica, 2015, http://www.revistatermotehnica.agir.ro/articol.php?id=2419

Lista de lucrări publicate în reviste categoria C și D1. A.C. Benchea, L.M. Ivan, D.O. Dorohoi, Utilizarea programelor de modelare moleculară

la determinarea proprietăților dipiridamolului, Concursul național de referate și comunicări

științifice „Ștefan Procopiu”, CD cu ISBN, 2013.

2. A.C. Benchea, D. Babuşcă, M. Morariu, Color în alternative therapy, The Journal of

Physics and Technics: Processes, models, experiments, Balți, Republica Moldova, nr. 1, 2015,

50-61.

3. A.C. Benchea, D.O. Dorohoi, Corelații între proprietățile structurale, fizico-chimice și

biologice ale unor vitamine liposolubile, Revista de fizică Evrika, Brăila, Romania, 2016.

4. A.C. Benchea, D.O. Dorohoi, Considerations on some pharmaceutical compounds used

for colds and flu, Revista științifică Adamachi, 2015.

5. A.C. Benchea, D.O. Dorohoi, Impactul vitaminelor asupra stării de sănătate a copilului,

Concursul național de referate și comunicări științifice „Ștefan Procopiu”, CD cu ISBN,

2014.

6. A.C. Benchea, V. Cloşca, D.O. Dorohoi, Influența solventului asupra spectrelor

electronice de absorbție, Concursul național de referate și comunicări științifice „Ștefan

Procopiu”, CD cu ISBN, 2014.

7. A.C. Benchea, Determinarea proprietăților efedrinei cu ajutorul programelor de

modelare moleculară, Sesiunea de comunicări științifice „Ștefan Procopiu”, CD cu ISBN,

2015.

73

8. D.O. Dorohoi, C.D. Nechifor, V. Cloşca, A.C. Benchea, Neomogenităti în soluțiile cu trei

componente ale compușilor dipolari, Concursul național de referate și comunicări științifice

„Ștefan Procopiu”, CD cu ISBN, 2014.

Lucrări susținute la conferințe naționale și internaționale1. A.C. Benchea, D.O. Dorohoi, Impactul vitaminelor asupra stării de sănătate a copilului,

Concursul național de referate și comunicări științifice „Ștefan Procopiu”, Piatra Neamț,

România, 2014.

2. A.C. Benchea, V. Cloșca, D.O. Dorohoi, Influența solventului asupra spectrelor

electronice de absorbție, Concursul național de referate și comunicări științifice „Ștefan

Procopiu”, Piatra Neamț, România, 2014.

3. D.O. Dorohoi, C.D. Nechifor, V. Cloșca, A.C. Benchea, Neomogenitati în soluțiile cu trei

componente ale compușilor dipolari, Concursul național de referate și comunicări științifice

„Ștefan Procopiu”, 11-12 aprilie 2014, Piatra Neamț, România.

4. A.C. Benchea, D. Babușca, D.O. Dorohoi, Studiul unor vitamine din complexul B prin

metode cuanto-mecanice și spectrale, Sesiunea de comunicări științifice (FARPHYS 2014),

Iași, România.

5. A.C. Benchea, D. Grebinisan, C. Cheptea, V. Cloșca, V. Sunel, D.O. Dorohoi, Optimized

synthesis and characterization of N-[p-arylamidosulfonyl]-L-glutamine with antibacterian

potential, The 4-th International Colloqium “Physics of materials” (PM4 2014), București,

România.

6. V. Cloșca, N. Melniciuc Puica, A.C. Benchea, D.O. Dorohoi, Intermolecular interactions

în ternary solutions of some 1,2,4-triazolium ylids studied by spectral means, The 2-th

International conference on applications of optics and photonic (AOP 2014), 26-30 mai 2014,

Aveiro, Portugalia.

7. A.C. Benchea, V. Cloșca, C.M. Rusu, C. Morosanu, D.O. Dorohoi, Electro-optical

parameters in excited states of some spectrally active molecules, The 2-th International

conference on applications of optics and photonic (AOP 2014), 26-30 mai 2014, Aveiro,

Portugalia.

8. V. Cloșca, M. Cloșca, A.C. Benchea, C. Morosanu, D.O. Dorohoi, Statistical model of

ternary solutions verfied by spectral means, The 32-nd European congress on molecular

spectroscopy (EUCMOS-2014), 24-29 august 2014, Dusseldorf, Germania.

74

9. V. Cloșca, D. Babușca, C. Morosanu, L.M. Ivan, A.C. Benchea, D.O. Dorohoi, Excited

state polarizability of some non-polar spectrally active molecules from solvatochromic

analysis, The 32-nd European congress on molecular spectroscopy (EUCMOS-2014), 24-29

august 2014, Dusseldorf, Germania.

10.A.C. Benchea, D.O. Dorohoi, Considerations on some pharmaceutical compounds used

for colds and flu, FTEM 2015, 16-17 mai 2015, Iași, România.

11.A.C. Benchea, Determinarea proprietăților efedrinei cu ajutorul programelor de

modelare moleculară, Sesiunea de comunicări științifice „Ștefan Procopiu”, 9-10 mai 2015,

Piatra Neamț, România.

12.A.C. Benchea, D. Babușca, M. Morariu, Color in alternative therapy, International

Scientific Conference Light and Photonics: Science and Technology 2015, 22 mai 2015, Balți,

Republica Moldova.

13.A.C. Benchea, D. Babușca, D.G. Dimitriu, D.O. Dorohoi, Quantum-mechanical study

and spectral analysis of some derivatives of Rhodamine in solutions, The XXXIX Colloquim

Spectroscopicum International (CSI 2015), 30 august- 3 septembrie 2015, Figuera de Foz,

Portugalia.

14.A.C. Benchea, D. Babușca, D.G. Dimitriu, D.O. Dorohoi, Quantum-mechanical and

spectral studies of Rhodamine B in ternary solutions, The 10-th International Conference

Processes în Isotopes and Molecules (PIM 2015), 23-25 septembrie 2015, Cluj-Napoca,

România.

15.D. Babușca, A.C. Benchea, D.G. Dimitriu, D.O. Dorohoi, Solvatochromic studies of two

Sudan derivatives in binary and ternary solutions, The 10-th International Conference

Processes in Isotopes and Molecules (PIM 2015), 23-25 septembrie 2015, Cluj-Napoca,

România.

16.A.C. Benchea, D.O. Dorohoi, Interactions energies in solutions of dipolar organic

compounds, The 15-th International Balkan Workshop on Applied Physics (IBWAP 2015),

2-4 iulie 2015, Constanța, România.

17.A.C. Benchea, D.O. Dorohoi, The termodynamic parameters of some compounds with

pharmaco-therapeutics, The 15-th International Balkan Workshop on Applied Physics

(IBWAP 2015), 2-4 iulie 2015, Constanța, România.

18.A.C. Benchea, D. Babușca, D.O. Dorohoi, Spectral and quantum-mechanical

characterization of some compounds with biological activity, Workshop on Condensed

matter research by means of neutron scattering methods (CMRNS 2015), 4-7 iulie 2015,

Constanța, România.

75

19.A.C. Benchea, D.O. Dorohoi, The computed thermodynamic parameters of salicylic acid,

Conferința internațională (NACOT 2015), 4-5 iunie 2015, Iași, România.

20.A.C. Benchea, D. Babușca, D.O. Dorohoi, Interaction energies in solutions of azobenzene

compounds, Conferința internațională (NACOT 2015), 4-5 iunie 2015, Iași, România.

21.D. Babușca, A.C. Benchea, D.O. Dorohoi, Intermolecular interactions in ternary

solutions of disubstituted pyridazinium ylid studied with Kosower solvent empirical scale,

Conferința Internațională (NACOT 2015), 4-5 iunie 2015, Iași, România.

22.A.C. Benchea, D.O. Dorohoi, Studiul unor compuși cu acțiune terapeutică prin metode

spectrale și cuanto-mecanice, Sesiune de comunicări științifice (FARPHYS 2015), 24

octombrie 2015, Iași, România.

23.C. Cheptea, M. Zăgnat, T.A. Cigu, A.C. Benchea, V. Sunel, D.O. Dorohoi, Synthesis and

optimization reaction for obtaining of some new thiosemicarbazides derived from

5-nitroindazole, The 10-th International Conference Processes in Isotopes and Molecules

(PIM 2015), 23-25 septembrie 2015, Cluj-Napoca, România.

24.A.C. Benchea, D. Babușca, C. Podlipnik, D.G. Dimitriu, Solvatochromic Study And

Quantum-mechanical Characterization Of Methyl Red, The 4th edition of International

Conference on Analytical and Nanoanalytical Methods for Biomedical and Environmental

Sciences (IC-ANMBES 2016), 29 iunie – 1 iulie 2016, Brașov, România.

25.C. Morosanu, A.C. Benchea, D. Babușca, D.G. Dimitriu, D.O. Dorohoi, Quantum

Mechanical Characterization And Solvatochromic Study Of Quercetine, The 4th edition of

International Conference on Analytical and Nanoanalytical Methods for Biomedical and

Environmental Sciences (IC-ANMBES 2016), 29 iunie – 1 iulie 2016, Brașov, România.

26.D. Babușca, A.C. Benchea, D.G. Dimitriu, D.O. Dorohoi, Spectral and quantum

mechanical study of 3-(2-benzothiazolyl)-7-(diethylamino)-coumarin in binary solutions, The

4th edition of International Conference on Analytical and Nanoanalytical Methods for

Biomedical and Environmental Sciences (IC-ANMBES 2016), 29 iunie – 1 iulie 2016,

Brașov, România.

27.D. Babușca, A.C. Morosanu, A.C. Benchea, D.G. Dimitriu, D.O. Dorohoi, Spectral and

quantum mechanical study of some azo derivatives, 33rd European Congress on

Molecular Spectroscopy (EUCMOS 2016), 30 iulie - 4 august 2016 Szeged, Ungaria.

28.A.C. Benchea, D. Babușca, A.C. Morosanu Ana, D.G. Dimitriu, D.O. Dorohoi, Spectral

study of Rhodamine dyes in binary and ternary solutions, 33rd European Congress on

Molecular Spectroscopy (EUCMOS 2016), 30 iulie-4 august 2016, Szeged, Ungaria.

76

29.C. Cheptea, A.C. Benchea, M. Găină, D.O. Dorohoi, V. Sunel, Two

(sulfone-amidosulphonyl)-amides derived from N-(p-amidobenzoyl)-L-glutamine; Optimized

synthesis and toxicity study, International Conference Knowledge-Based Organization (KBO

2016), 9-11 iunie 2016, Sibiu, România.

30.A.C. Benchea, D. Babușca, A.C. Morosanu, D.G. Dimitriu, D.O. Dorohoi, Excited state

molecular polarizability estimated by solvatochromic means, TIM 15-16 Physics Conference

(TIM 2016), 26-28 mai 2016, Timișoara, România.

31.A.C. Benchea, M. Găină, D.O. Dorohoi, Spectral and quantum-mechanical

caracterization of 7-amino-4-trifluoromethyl coumarin, TIM 15-16 Physics Conference (TIM

2016), 26-28 mai 2016, Timișoara, România.

32.C. Cheptea, A.C. Benchea, M. Găină, M. Zăgnat, M. Postaru, G.G. Andruseac, D.O.

Dorohoi, V. Sunel, A.I. Galaction, Synthesis and toxicological activity of 5-nitroindazole

sulfonamides derivatives as potential antimicrobial agents. Optimization of the synthesis.

TIM 15-16 Physics Conference (TIM 2016), 26 - 28 mai 2016, Timișoara, România.

33.D. Babușca, A.C. Benchea, A.C. Morosanu, D.G. Dimitriu, D.O. Dorohoi, Solvent

empirical scales and their importance for the study of intermolecular interactions, TIM

15-16 Physics Conference (TIM 2016), 26 – 28 mai 2016, Timișoara, România.

34.A.C. Benchea, M. Găină, D.O. Dorohoi, Rolul vital al apei, Sesiunea de comunicări

științifice „Ștefan Procopiu”, 21-12 aprilie 2016, Piatra Neamț, România.

35.A.C. Benchea, M. Găină, D.O. Dorohoi, Efectele câmpului electromagnetic asupra

sistemului nervos, Sesiunea de comunicări științifice „Ștefan Procopiu”, 21-12 aprilie 2016,

Piatra Neamț, România.

36.M. Găină, A.C. Benchea, Noțiuni generale priviind robotică, Sesiunea de comunicări

științifice „Ștefan Procopiu”, 21-12 aprilie 2016, Piatra Neamț, România.

37.A.C. Benchea, A.C. Morosanu, D.G. Dimitriu, D.O. Dorohoi, Spectrul electronic de

absorbție al unor azo-derivați, Sesiunea de comunicări științifice „Ștefan Procopiu”, 21-12

aprilie 2016, Piatra Neamț, România.

38.M. Găină, A.C. Benchea, Č. Podlipnik, D.G. Dimitriu, Quantum-mechanical

Characterization and Spectral Study of Curcumin, The 5th International Colloquium

“Physics of materials” (PM 5), 10-11 noiembrie 2016, București, România.

39.A.C. Benchea, M. Găină, D. G. Dimitriu, D. O. Dorohoi, Spectral study on ternary

solutions consisting of Rhodamines, Ethylene glycol and DMSO, The 5th International

Colloquim “Physics of materials” (PM 5), 10-11 noiembrie 2016, București, România.

77

40.A.C. Benchea, N. Puica-Melniciuc, M. Găină, D. O. Dorohoi, Quantum-mechanical and

spectral studies of Indigo dyes, The 5th International Colloquim “Physics of materials” (PM

5), 10-11 noiembrie 2016, București, România.

41.A.C. Benchea, C.A. Morosanu, D.G. Dimitriu, D.O. Dorohoi, Quantum mechanical and

spectral study of 8-hydroxyquinoline, The 6-th National Conference of Applied Physics

(CNFA 2016), 26-27 November 2016, Iaşi, România.

42.C. Cheptea, A. C. Benchea, M. Zăgnat, N. Bibire, V. Sunel, D.O. Dorohoi, Optimization

of the synthesis reactions of some new thiosemicarbazides derived from 5-nitroindazole, The

6-th National Conference of Applied Physics (CNFA 2016), 26-27 November 2016, Iaşi,

România.

43.A.C. Morosanu, D. Babușca, A.C. Benchea, D.G. Dimitriu, D.O. Dorohoi, Method for

estimating the domain of variation of the excited electric dipole moment from electronic

absorption spectra, The 6-th National Conference of Applied Physics (CNFA 2016), 26-27

November 2016, Iaşi, România.

44.M. Găină, A.C. Benchea, D.G. Dimitriu, Quantum mechanical ands spectral study of

ketoprofen, The 6-th National Conference of Applied Physics (CNFA 2016), 26-27

November 2016, Iaşi, România.

45.A.C. Benchea, A.M. Ciubara, M. Găină, D.O. Dorohoi, Antiiflamatory drugs.

Quantum-mechanical and spectral study, The 6-th National Conference of Applied Physics

(CNFA 2016), 26-27 November 2016, Iaşi, România.

46.N. Puica-Melniciuc, A.C. Benchea, D.O. Dorohoi, Quantum-mechanical and spectral

analysis of phenolphthalein, The 6-th National Conference of Applied Physics (CNFA 2016),

26-27 November 2016, Iaşi, România