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Title in Portuguese: Caracterização do haloperidol (C21H23ClFNO2) por espectroscopias Raman e infravermelha, cálculos DFT e propriedades vibracionais a altas pressões
Author: Lima, Raphaela de Araújo
Advisor(s): Freire, Paulo de Tarso Cavalcante
Keywords: Haloperidol
Polimorfismo (Cristalografia)
Teoria da densidade funcional
Espectroscopia Raman
Issue Date: 2019
Citation: LIMA, R. A. Caracterização do haloperidol (C21H23ClFNO2) por espectroscopias Raman e infravermelha, cálculos DFT e propriedades vibracionais a altas pressões. 2019. 114 f. Dissertação (Mestrado em Física) – Centro de Ciências, Universidade Federal do Ceará, Fortaleza, 2019.
Abstract in Portuguese: O haloperidol (HALO), cuja a fórmula molecular é C21H23ClFNO2, é um fármaco antipsicótico convencional. É também um tranquilizante amplamente usado para tratamentos relacionados a psiquiatria, obstetras e anestesiologia, e sua farmacologia tem sido extensamente relatada. Nesse trabalho foi investigada a estabilidade estrutural do cristal HALO, utilizando espectroscopia Raman até pressões próximas de 5,9 GPa. Inicialmente a difração de raios-X obtida da amostra nos confirmou a fase do material em condições ambiente como sendo monoclínica com grupo espacial P21/b (C52h). Uma análise auxiliar a respeito dos modos normais de vibração do cristal foi realizada através de cálculos baseados na Teoria do Funcional da Densidade (DFT) utilizando-se o funcional B3LYP em conjunto com as bases gaussianas 6-31G+(d) e análise de distribuição de energia potencial (PED). Esses resultados, juntamente com dados da literatura e medidas de espectroscopia Raman permitiram uma identificação dos vários modos normais de vibração do cristal. Em seguida estudou-se o efeito de alta pressão na estabilidade da fase encontrada. Para submeter o material a altas pressões foi utilizada uma célula de pressão tendo como meio transmissor da pressão hidrostática o óleo mineral, nujol. Os resultados obtidos a partir do espectro Raman apontam transições de fase começando em torno de 2,0 GPa e terminando próximo a 4,2 GPa, como o desaparecimento e surgimento de alguns modos, além de terem sido observadas descontinuidades na evolução das frequências de diversos modos normais de vibração. Tais mudanças envolveram modos localizados na região dos modos externos enquanto outras envolviam modos do esqueleto molecular e modos que participam de ligações de hidrogênio. Em 4,2 GPa as alterações foram relacionadas a pequenas mudanças conformacionais associadas com as ligações de hidrogênio e pequenas deformações nas moléculas do HALO. Em 2,0 GPa verificamos uma mudança brusca correspondente aos modos de rede, caracterizando assim como uma transição de fase estrutural com mudança conformacional.
Abstract: Haloperidol (HALO), with molecular formula C21H23ClFNO2, is a conventional antipsychotic drug. It is also a widely used tranquilizer for treatments related to psychiatry, obstetrics, and anesthesiology, and its pharmacology has been extensively reported. In this study, the structural stability of HALO crystal was investigated by Raman spectroscopy up to pressures nearly 5,9 GPa. Initially, the X-rays diffraction obtained from the sample confirmed that the material at ambient conditions crystallizes in a monoclinic structure with space group P21/b (C52h). An auxiliary analysis of normal modes of Crystal vibrations was carried out using Density Functional Theory (DFT) calculations with the functional B3LYP and the Gaussian 6-31G+(d) bases as well as an analysis of potential energy distribution ( PED). These results, in accordance with data from the literature and Raman spectroscopy measurements, allowed the identification of most of normal modes of the crystal. The high-pressure effect on the phase stability was studied. In order to subject the material to high-pressures, a pressure cell was used with the mineral oil, nujol, constituting the hydrostatic pressure transmitting medium. The results obtained from the Raman spectrum indicate some changes starting around 2.0 GPa and finishing close to 4.2 GPa, like the disappearance and appearance of some modes, besides discontinuities in the evolution of the frequencies of several vibrational modes. Such changes involved modes located in the region of the external modes while others involved modes of the molecular skeleton and modes participating of hydrogen bonds. At 2.0 GPa we verified a sudden change corresponding to the lattice modes, thus characterizing a structural phase transition. At 4.2 GPa the changes were related to small conformational changes associated with the hydrogen bonds as well as small deformations in the HALO molecules.
URI: http://www.repositorio.ufc.br/handle/riufc/44752
metadata.dc.type: Dissertação
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