Quantum chemical and spectroscopic studies of clotrimazole and resorcinol

Quantum chemical and spectroscopic studies of clotrimazole and resorcinol. Masters thesis, King Fahd University of Petroleum and Minerals.


Download (2MB) | Preview

Arabic Abstract

للميكروبات. الكلوترايمازول فعال ضد فطريات الجلد بينما الريسورسينول تكمن فعاليته في معالجة حب الشباب. وتعتبر دراسات كيمياء الكم مثل نظرية الكثافة الوظيفية ونظرية الإلتحام الجزيئية كأدوات مهمة لمعرفة الخصائص الجزيئية لهذه المركبات ذات الفعالية الحيوية وبالأحرى معرفة طريقة عملها كأدوية. معرفة خصائص هذه المركبات قد تمكن في المستقبل من تطوير الادوية خصوصا مع تطوير الميكروبات لمقاومتها ضد الأدوية المسموح بها حاليا. تم تشخيص مركبات الكلوترايمازول والريسورسينول والريسورسينول المتناظر بالأضافة إلى الريسورسينول ثنائى الملح بواسطة التحليل المحوسب والتوصيف الطيفى. وكذلك أستخدمت تقنية مطيافية الأشعة تحت الحمراء ومطيافية رامان في التوصيف التركيبى لهذه المركبات. تحليل التكوين الجزيئى للكلوترايمازول والريسورسينول أجرى بماسح طاقة السطح الموضعية بأستخدام نظرية الكثافة الوظيفية. الأطياف الأهتزازية والانماط المخترلة بالطاقة حوسبت بواسطة تقنيات نظرية الكثافة الوظيفية وابانيشو بأستخدام 6- 311++G(d,p) basis sets . وحدة الخلية المثلي لاستقرار الريسورسينول والريسورسينول المتماثل فى درجة حرارة الغرفة تم ضبطها بواسطة والتي تتخذ عرض ذرات الكربون المتماثلة القريبة B3LYP/6-311+G (d,p) level of theory كما تم تحديد أنماط الأهتزازات المحلية المرتبطه بالشكل البلورى. تحليل الاستقرارية النسبية من مستوى و MP4 and the syn-syn (S) form للريسورسينول قدر بحواالى 0.8 كيلو سعر لكل مول له طاقة أكثر من the most stable anti-syn (AS) form

English Abstract

Bioactive compounds such as clotrimazole and resorcinol are important antimicrobial agents. Clotrimazole is effective against Candidiasis while Resorcinol is used in treating acne. Quantum chemical studies such as Density Functional Theory (DFT) and molecular docking are important tools in understanding the molecular properties of bioactive compounds most especially the mode of action by which they act as drugs. Understanding these properties would help in future drug development especially now that most microbes are developing resistance to already approved drugs. Computational analysis and spectroscopic characterizations of clotrimazole, resorcinol, resorcinol -OD isotopomer, and resorcinol dianion salt were investigated. Infrared and Raman spectroscopic techniques were used for the structural characterization. Conformational analysis using potential energy surface scans via DFT was done for both clotrimazole and resorcinol. The energetically minimized forms and vibrational spectra were computed using ab initio and DFT quantum chemical techniques utilizing 6-311++G(d,p) basis sets. The unit cell of the room-temperature stable α-resorcinol and its –OD isotopomer were optimized at the B3LYP/6-311+G (d,p) level of theory and was shown to adopt a near Cs symmetry. Assignments of local vibrational modes associated with the crystal structure were also carried out. Relative stability analysis from the MP4 level, the syn-syn (S) form of resorcinol is predicted to be about 0.8 kcal/mol higher in energy than the most stable anti-syn (AS) form. The out-of-plane vibrational modes of the solid sample exhibit some spectral shifts as compared to the gaseous phase as a result of the strong intermolecular packing forces. Molecular docking study exhibited that resorcinol is keratolytic active and tends to form a stable complex in its near-AS form with Keratin-7. The conformational analysis of clotrimazole gave rise to three possible conformers. The geometrical parameters calculated at (B3LYP/6-311++G(d,p)) of the clotrimazole were in agreement with the XRD results. The calculated FMO energies gave insight into the molecular properties which disclosed that charge transfer occurs in the molecule and showed that the HOMO occurred on the imidazole ring while the LUMO occurred on the benzene rings. The MEP map showed that the negative region is localized in the imidazole ring and hence prone to electrophilic attack. The protein-ligand interaction of the title compound with Secreted Aspartic Proteinase 2 of C. albicans using molecular docking studies gave insight into its mode of action in treating Candidiasis.

Item Type: Thesis (Masters)
Subjects: Chemistry
Department: College of Chemicals and Materials > Chemistry
Committee Advisor: Al-Saadi, A.A.
Committee Members: Saleh, Tawfik and Janjua, M.R.S.A and Oladepo, Sulayman
Depositing User: ABDULMUJEE ONAWOLE (g201404880)
Date Deposited: 17 Sep 2017 11:32
Last Modified: 31 Dec 2020 08:42
URI: http://eprints.kfupm.edu.sa/id/eprint/140466