Tchoń Daniel

Zakład Chemii Teoretycznej i Krystalografii
Pracownia Krystalochemii

Kompleksowa analiza popularnego antybiotyku – doksycykliny

Daniel Tchoń

Promotor: dr Anna Makal

Doksycyklina to półsyntetyczna pochodna tetracykliny o szerokim spektrum działania antybakteryjnego i antypasożytniczego^[1]_. Łączy ona zalety takie jak długi okres półtrwania czy niewielkie ryzyko wystąpienia skutków ubocznych z niskim kosztem produkcji^[2]_. Mimo, że od jej opatentowania mija 60 lat, struktura elektronowa leku pozostaje tematem sporów. Autorzy istniejących publikacji próbują charakteryzować dwa ustawione prostopadle systemy rezonansowe^[3] i obliczać rząd występujących w nich wiązań^[4] przy pomocy prostej analizy strukturalnej. Wykorzystują w tym celu modele oparte na ponad stuletniej teorii Modelu Niezależnych Atomów zakładającej izotropię dystrybucji elektronów wokół jądra atomowego. Nie dziwi zatem fakt, iż wyciągane wnioski są rozbieżne i kontrowersyjne.

W celu precyzyjnego zbadania faktycznej struktury elektronowej doksycykliny w krysztale jej chlorowodorku, wykonano wysoko-rozdzielczy eksperyment dyfrakcyjny promieniowania rentgenowskiego. Rozwiązanie udokładniono w oparciu o formalizm Hansena – Coppensa^[5], w którym rozkład gęstości elektronowej przybliża się harmonikami sferycznymi. Stosując informację o dokładnym położeniu i drganiach atomów wodoru uzyskaną dzięki przeprowadzonym w Chillton ISIS badaniach rozpraszania neutronów otrzymano model o wyjątkowej szczegółowości. Wyniki analizy topologii funkcji gęstości elektronowej zostały uzupełnione obliczeniami kwantowo-mechanicznymi i porównane z danymi otrzymanymi dla analizowanych równolegle hydratu i bromowodorku związku.

Literatura:
[1] Ziegler T., Winkler C., Wege K., Schmechel H., Med. Klin. 2000, 95, 629.
[2] Griffin M. O., Fricovsky E., Ceballos G., Villarreal F., Am. J. Physiol. Cell Physiol. 2010, 299, C539.
[3] Legendre O. A., Silva L. R. R., Silva D. M., Rosa I. M. L., Azarias L. C., de Abreu P. J., de Araujo M. B., Neves P. P., Torres C., Martins F. T., Doriguetto A. C., CrystEngComm. 2012, 14, 2532.
[4] Heinemann F. W., Clemens F. L., Roman C. R., Schmitt M. O., Schneider S., J Chem Crystallogr. 2013, 43, 213.
[5] Hansen N. K., Coppens P., Acta Cryst. 1978, A34, 909.