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大号奥兹德米尔总局, ”傅立叶变换红外光谱、激光拉曼、紫外可见和核磁共振光谱的研究Nateglinide抗糖尿病的分子”,《光谱学, 卷。2018年, 文章的ID8573014, 12 页面, 2018年。 https://doi.org/10.1155/2018/8573014
傅立叶变换红外光谱、激光拉曼、紫外可见和核磁共振光谱的研究Nateglinide抗糖尿病的分子
文摘
的量子化学计算和光谱和理论特征nateglinide分子,导数meglitinide和口服抗糖尿病药,进行使用傅立叶变换红外光谱、激光拉曼、核磁共振化学位移和常用的分析方法。其他参数包括几何结构,优化几何、振动频率、偶极矩、红外和拉曼强度,nateglinide分子的HOMO和LUMO能量使用密度泛函理论进行了研究。此外,13C和1H nmr使用高斯09年程序计算DFT / B3LYP方法我感觉+ (d, p)基组。TD-DFT计算进行检查电子转换包括轨道能量,吸收波长,振荡器的优点,激发能量在甲醇。的研究提供详细的光谱信息执行治疗糖尿病药nateglinide分子构象的单体。
1。介绍
Meglitinides (glitinides)胰岛素促分泌素,刺激胰岛素释放从胰腺1- - - - - -3]。Nateglinide meglitinide的衍生物,是一种口服抗糖尿病药用于治疗II型糖尿病。Nateglinide降低血糖水平通过刺激胰腺的胰岛素分泌。的结构名称nateglinide (−)N- ((反式4-isopropylcyclohexane)羰基]-D-phenylalanine [4- - - - - -7]。本研究中使用的化学公式nateglinide是C19H27没有3。CAS和MDL号码是105816-04-4和MFCD00875706,分别。nateglinide的分子量是317.42克/摩尔。,根据Fastic nateglinide的同义词N- ((反式4-isopropylcyclohexyl)羰基]-D-phenylalanine、Starlix Starsis (8]。
贾殷等人进行了工作的光度测定nateglinide散装和平板剂型(9]。先生等人调查nateglinide用可见分光光度法和光谱光度测量的方法(10,11]。布鲁尼等人开发了一种量化方法的多态纯度的nateglinide混合物形成的多晶型物H和B (12]。Guardado-Mendoza等人解释说,nateglinide和repaglinide是有效地降低餐后血糖偏移和糖化血红蛋白水平在2型糖尿病(从0.8%到1%13]。王妃等人描述了两个光谱光度测量的方法测定nateglinide [14]。Goyal等人确定的晶体结构和晶体参数实验nateglinide结晶多晶型物。晶体参数nateglinide多晶型物作为形式H, B形式,形成女士,并形成年代(空间组织p - 1、C2、P-4 P-42C),和形式被发现存在于三斜晶系的,单斜,正方,正方,相应地15]。Remko [16]理论化学的方法用来阐明分子性质的血糖过低的磺酰脲类药物和glinides (acetohexamide、甲磺吖庚脲、甲苯磺丁脲、氯磺丙脲、格列齐特,glimepiride,格列吡嗪、格列本脲,nateglinide,和repaglinide),被称为抗糖尿病的分子。这些药物的几何和能量计算使用Becke3LYP /我感觉+ (d, p)方法。Karakaya et al。17]调查甲磺吖庚脲分子的振动和结构性质。奥兹德米尔和Gokce研究了glimepiride分子作为一种磺酰脲类化合物使用傅立叶变换红外光谱、拉曼光谱和核磁共振光谱和DFT理论(18]。
很少有研究调查过程中,遇到了nateglinide分子,这是有效地用于治疗糖尿病。在这方面,目前的研究成果进行详细的理论和实验调查nateglinide抗糖尿病药的活性成分是常用Starlix,利用傅立叶变换红外光谱等光谱分析、激光拉曼、紫外-和核磁共振。在目前的研究中,密度泛函理论研究在理论上获得了振动波数,傅立叶变换红外光谱、激光拉曼、NMR化学变化和nateglinide分子的紫外吸收。记录实验数据支持使用理论与计算参数方法在DFT / B3LYP /我感觉+ (d, p)水平。获得的理论和实验结果被用来给nateglinide分子电子结构的详细信息。
2。实验和计算过程
从Sigma-Aldrich Nateglinide购买公司以粉末形式。nateglinide的熔点在137°C - 141°C。的化学名称nateglinide (NTG)N- (反式4-isopropylcyclohexyl -D-phenylalanine羰基)。这个分子是几乎不溶于水,溶于氯化亚甲基和甲醇。它显示了多态性(19]。优化单体抗糖尿病的分子结构在图给出1。nateglinide分子的红外光谱被记录在400 - 4000厘米−1地区在室温下,采用溴化钾(KBr)颗粒,在傅里叶变换红外光谱仪的固相样品如图2。在室温下的激光拉曼光谱被记录在100 - 4000厘米−1区域如图3。的1H和13C NMR化学位移谱的复合解决二甲亚砜(DMSO-d6)记录与TMS内部标准使用高端紧凑的核磁共振设备在600 MHz频率和14.1特斯拉领域的力量。化学变化被报道在ppm水平给定数据4和5。nateglinide溶解在甲醇的紫外可见光谱被记录在200 - 400纳米范围内使用紫外可见分光光度计在室温下,给定图6。
(一)
(b)
(一)
(b)
(一)
(b)
B3LYP(贝克,三,Lee-Yang-Parr)水平与我+ (d, p)基组是用来计算nateglinide分子的电子结构性质(20.,21]。振动波数、几何参数和分子性质计算使用高斯09年w软件和GaussView5分子可视化程序在计算机系统(22- - - - - -24]。吠陀经4程序用于计算振动波数下的势能分布表1(25]。的主要贡献计算得到电子波长GaussSum 3.0程序,列在表中2(26]。
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年代,对称;作为不对称;ν拉伸;δ平面弯曲;τ扭转;γ,平面外弯曲;d
年代、剪切和对称弯曲;ρ摇摆;t扭曲;
,摇;我
红外、红外强度(公里/摩尔);年代
拉曼,拉曼散射活动;PED,势能分布;W(波数厘米−1);T透光率(%)。R
2对单体1 = 0.9981R
2= 0.9980为单体2红外波数。 |
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3所示。结果与讨论
3.1。几何结构
实验数据解释nateglinide[的晶体结构27],这些研究结果与计算结果比较表3。等其他几何参数键长,键角,扭转角度与相应的文献信息表3。零点、相对能量值在表和偶极矩4。Tessler,戈德堡调查bis (nateglinide)水合氢氯,除了其自组装与地延长聚合物阵列⋯O, h⋯Cl,地⋯Cl氢键。标题化合物包含四个不同的构象上不同的不对称单元(半个27]。
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(27)l . Tessler戈德堡。,bis(nateglinide) hydronium chloride, and its unique self-assembly into extended polymeric arrays via O-H⋯O, N-H⋯Cl, and O-H⋯Cl hydrogen bonds. Acta Cryst. C61 (2005) 738–740. |
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标题分子的碳碳键的长度在1.395 - -1.558的区间计算,当他们记录在文献[1.352和1.543之间27]。标题计算分子的碳氮键的长度在1.447和1.372,当他们记录在文献[1.460和1.33227]。在这个研究中,标题的碳氢键的长度计算分子在1.086 - -1.103的区间。计算C11-C13、C13-C15 C9-C11、C7-C9 C7-C17, C15-C17, C17-C18, C18-C21, C21-C23, C24-C25, C25-C38, C35-C38, C33-C35, C33-C30, C27-C30, C25-C27, C33-C41, C41-C47, nateglinide和C41-C43债券的长度是1.398,1.395,1.396,1.398,1.401,1.403,1.514,1.558,1.525,1.530,1.546,1.537,1.542,1.542,1.539,1.539,1.554,1.539,和1.539,分别。C24-C25-C27的键角计算,C24-C25-C38 C25-C27-C30, C25-C38-C35, C38-C35-C33, C35-C33-C30, C33-C30-C27 117.171°,109.582°,110.933°,111.408°,112.186°,109.752°和112.163°在这项研究中,分别。C9-C7-C17-C18−179.489的计算二面角°。
贾殷等人研究了单体、二聚体和四聚体的nateglinide了解构象性质。Nateglinide分子包含两个强氢键捐赠者- h /地和两个强大的受体2×C = O (28]。在目前的研究中,两个构象进入,即是和c。这两个不同于别人的相对位置的氢羧基和扭转角跨C2-C3-N4-C5 (−169.17°在一个和−118.57°在c)。同样,扭转角的计算单体1和单体2−169.15007°和−120.87747°分别在目前的研究。
3.2。振动频率分析
在下面的讨论中,nateglinide实验研究了用傅立叶变换红外光谱、激光拉曼、紫外可见光谱、核磁共振。观察和计算振动频率,观察和计算红外强度、拉曼散射活动,标题给出分子的振动作业表1。Nateglinide由50个原子,因此,它拥有144的振动模式根据3 n-6(的关系N= 50)。在目前的研究中,碳氢键,切断,地,h,碳碳振动检测。如数据所示2和3和表1实验和计算振动波数有很好的一致性。
谐波波数的计算、红外强度和拉曼活动进行DFT / B3LYP /我感觉+ (d, p)水平。缩放因子用于理论振动波数。计算出的振动频率波数比例为0.964在B3LYP /我感觉+ (d, p)基组(29日]。实验和模拟给出了标题化合物的红外光谱和拉曼光谱数据2和3,分别。
债券的特点nateglinide观察到1647厘米−1与c = O官能团,1715厘米−1与羧基官能团,2859 - 3064厘米−1与ch2官能团,3308厘米−1与nh基团(30.]。观察C = O峰值为1650厘米−1的强度333.887 D(10-40静电单位2·厘米2)[31日]。观察的C = O伸缩振动nateglinide 1711 (IR), 1647 (IR)−1647 (R)厘米−1,1339 (IR) -1339 (R),并按比例缩小的波数计算值为这个乐队在1746厘米了−1,1671厘米−1,1341厘米−1。
NH拉伸的峰值出现在3585.48厘米−1和3710.51厘米−1(31日]。在目前的情况下,NH拉伸模式计算为3508厘米−1。
峰值为2921.26厘米−1-3147.88厘米−1范围的强度最高122.03 D (10−40静电单位2·厘米2)由于碳氢键(芳香)单一拉伸和哦顶点的红外光谱。碳和氢之间有强烈的对称拉伸(νCH)在2800 - 3000厘米−1拉曼光谱的频率范围(31日]。碳氢键芳伸缩振动和碳氢键脂肪族伸展振动在3074厘米−1,2933厘米−1,2860.88厘米−1(32]。碳氢键拉伸乐队在3289年分子被观察到,3063厘米−1,3029厘米−1,2925厘米−1,2859厘米−1在傅立叶变换红外光谱以及3285厘米−1,3063厘米−1,2937厘米−1,2860厘米−1激光拉曼光谱。这些乐队在3091厘米计算−1,3079.98厘米−1,3071厘米−1,3062厘米−1,3057厘米−1,2934厘米−1,2922厘米−1,2868厘米−1在我们的计算。
地伸展带标题中分子计算在3613厘米−1傅立叶变换红外光谱。哦,面内弯曲振动(δ在1290厘米实验获得的)−1(IR) (cal. PED的贡献为15%)和1243 (IR) -1243 (R) (cal. PED的贡献为13%)厘米−1。哦,面内弯曲振动(δ特别在1291厘米)计算−1(IR)和1230厘米−1(IR)。哦,平面外弯曲模式(τ何韵诗)观察到1290厘米−1(IR)和1187厘米−1(IR) -1182厘米−1(R),而这是计算在1291厘米−1和1180厘米−1PED的贡献分别为17%和13%。
3.3。1H和13C NMR化学位移分析
实验屏蔽范围1H NMR和13C NMR给出0 - 13 ppm和0 - 180 ppm。1H和13C NMR化学位移计算gauge-including原子轨道(GIAO)方法使用高斯09软件显示良好的协议与实验化学位移。数据4和5显示实验1H和13nateglinide C NMR化学位移谱。实验1H和13C以DMSO-d化学位移值6溶剂和化学位移值计算DFT / B3LYP /我感觉+ DMSO溶剂(d, p)水平如表所示5和6。
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R
2= 0.9932,为单体1和RMSD = 0.237831578 ppmR
2= 0.9709和单体2 RMSD = 0.403748 ppm。 |
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R
2= 0.9985,为单体1和RMSD = 8.615417071 ppmR
2= 0.9981和单体2 RMSD = 9.136034 ppm。 |
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1单体1 H化学位移值被计算在DMSO溶液的间隔0.8078 - -8.1579 ppm。1单体2 H化学位移值被计算在DMSO溶液的间隔0.8144 - -8.089 ppm。实验的化学变化1H是以0.69 - -12.58 ppm的范围。计算和实验之间的最大偏差1(H NMR化学位移δ经验值- - - - - -δ卡尔。)是获得H16 0.6135 ppm,而最小的偏差被发现与0.0009 ppm H37单体1。计算和实验之间的最大偏差1(H NMR化学位移δ经验值- - - - - -δ卡尔。)是获得H22有1.4 ppm,而最小的偏差被发现与0.0028 ppm H34单体2。
的13C化学转变为单体1计算的范围7.0408 - -163.551 ppm在DMSO ppm,和13C化学转变为单体2计算在6.1516 - -161.592 ppm的范围,当他们实验中记录的范围20.07 - -175.54 ppm。计算和实验之间的最大偏差13C NMR化学变化(d经验值- - - - - -d卡尔。)是获得C17 14.022 ppm,而最小的偏差被发现与0.6225 ppm C33单体1。计算和实验之间的最大偏差13C NMR化学变化(d经验值- - - - - -d卡尔。)是获得C23 13.948 ppm,而最小的偏差被发现与0.4279 ppm C33单体2。
3.4。总结分析
的获得和模拟紫外可见光谱nateglinide溶解在甲醇被记录在该地区的190 - 350 nm。常用的计算进行了甲醇与高斯使用TD-DFT方法09年w软件和GaussView5分子可视化程序。测量和模拟紫外可见电子吸收光谱给出了数据6和7。此外,实验和计算电子吸收波长、电子转移、振荡器的优点,激发能量,列出表和主要贡献2。Rajasekaran等人确定方法的纯药物的吸光度和平板电脑在95%乙醇提取以210海里(33]。泽维尔研究NTG的紫外检测器的响应,发现210海里(取得最好的结果,19]。在本研究中,在212 nm波长记录实验可以分配给n⟶紫外可见光谱σ∗过渡。计算获得了这个实验值相对应的波长为216.85 nm 0.0120 5.7175 eV值的激发能和单体的振子强度值1。给出计算波长为236.51 nm, 228.14 nm, 221.79 nm, 219.16 nm, 216.85 nm和207.28海里。实验和计算波长和电子转换很和谐。计算获得了这个实验值相对应的波长为212.63 nm 0.0133 5.8310 eV值的激发能和单体的振子强度值2。给出计算波长为228.64 nm, 219.70 nm, 216.37 nm, 212.63 nm和210.78海里。
3.5。HOMO-LUMO分析
单体的分子能量计算我和单体二世被获得E=−1020.83682668 a.u。和E=−1020.83864468 a.u。,分别。计算偶极矩为单体5.1216和2.3479德拜我和第二单体,分别。通过考虑单体二世、结构光谱(红外、拉曼、NMR和紫外可见),并为nateglinide HOMO-LUMO分析进行使用的理论计算方法。两个单体之间的相对能量相当低,它的值为−0.99582千卡/摩尔。由于其更稳定的结构,偶极矩的单体2低于单体1。模拟HOMO和LUMO表面,能源的价值观,他们的标题给出分子图的形状8。HOMO和LUMO能量计算值被计算为−6.9449 eV和−0.8923 eV单体1和−6.8336 eV和−0.8101 eV的单体2 DFT / B3LYP /我感觉+ (d, p)水平上,分别。
(一)
(b)
(c)
(d)
4所示。结论
结构、光谱(红外光谱、激光拉曼、NMR和紫外可见),并为nateglinide HOMO-LUMO分析进行使用的理论计算方法。计算出的光谱特性与实验数据进行比较。构象分析后,两种分子的几何形式在最低能量优化与DFT / B3LYP /我感觉+ (d, p)水平。结果可以概括如下:(我)线性相关系数(R2)值之间的计算和实验(27)分子几何参数被发现为债券长度0.975 0.9605 (A)和键角(°表中给出),分别为3。(2)的结果进行分析,线性相关系数(R2)值之间的实验和计算振动频率的单体1和单体2红外波数被发现R2= 0.9981,R2分别为= 0.9980。(3)的R2和RMSD值之间的实验和计算1被发现H NMR化学位移作为单体1和0.9932和0.24 ppm作为单体2 0.9709和0.40 ppm,分别。的R2和RMSD值之间的实验和计算13被发现C NMR化学位移作为单体1和0.9985和8.62 ppm作为单体2 0.9981和9.14 ppm,分别。(iv)单体的主要贡献1被发现2 - > LUMO (67%)、h - - > LUMO (12%) H-3 - > LUMO (6%)、2 - > L + 4(5%),和HOMO - > LUMO(2%)为216.85纳米波长。单体2被发现的主要贡献H-3 - > LUMO (64%)、h - h - - > LUMO (10%) - > L + 2 (6%)、HOMO - > LUMO (3%), HOMO - > L + 1(4%)为212.63纳米波长。
数据可用性
使用的数据来支持本研究的发现可以从相应的作者。
附加分
(我)的分子几何优化和分子参数nateglinide分子进行调查。(2)利用DFT nateglinide分子的分子结构进行了研究。(3)完整的作业进行PED的基础。(iv)振动波数(红外光谱和激光拉曼)和紫外可见光谱研究了用实验和理论方法。(v)的实验和计算测定质子和碳13核磁共振化学位移。(vi)的结果进行了比较与实验(FT-Raman傅立叶变换红外光谱,紫外- NMR)谱。
的利益冲突
作者宣称没有利益冲突。
确认
这项工作是由Bartin大学研究基金项目在项目没有。2017分- 005。作者感谢Cankiri Karatekin大学核磁共振研究中心,傅立叶变换红外光谱、紫外可见分析和Niğde俄梅珥Halisdemir大学中心研究实验室激光拉曼分析。协会的有价值的帮助。哈利勒·Gokce博士教授协会。哈利勒·Oturak博士教授Asst. Adnan Sağlam教授,教授Asst. Firdevs Banu奥兹德米尔,药商阿里Unsal Keskiner,和杂志Asst. Mecit总局也承认。
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