Wykorzystanie metod krystalografii kwantowej w badaniach materiałów zawierających cząsteczki bioaktywne

master
dc.abstract.enQuantum crystallography methods based on the electron density studies allow a detailed characterization of interactions in a given crystal structure. Topological analysis provides a unique set of descriptors enabling the examination of multicomponent materials based on Active Pharmaceutical Ingredients. Those specific crystal phases are designed to create medicines with modified properties (e.g. solubility) or explore synergistically working systems (drug to drug cocrystals). In this research crystal structure of previously obtained tyraminium ʟ pyroglutamate (I) was studied together with two new crystal phases based on Active Pharmacutical Ingredients: tyraminium (R)-(-)-mandelate (II) and co-crystal of caffeic acid and cytosine (III). For (I) and (II) experimental electron density was obtained. The topological analysis allowed classification of intermolecular interactions in the solid state. For (I), (II) and (III) Hirshfeld surface analysis was also carried out to identify repeatable synthons both in obtained crystalline phases and structures containing pure substrates. Results show synthon formation flexibility in diverse hydrogen bond systems and possibility of selective conformational change of tyramine side chain (common coformer for (I) and (II)). These features increase chances of obtaining products in cocrystalization processes using various building blocks. Quantum crystallography methods confirmed an important role of direct interactions (hydrogen bonds) in molecular self-assembly. Competitiveness of target-coformer interactions was proven to be a crucial factor in obtaining multicomponent materials (salts or co-crystals).pl
dc.abstract.plMetody krystalografii kwantowej oparte o badania rozkładu gęstości elektronowej pozwalają szczegółowo opisywać oddziaływania w strukturze krystalicznej. Unikatowy zestaw deskryptorów otrzymanych z analizy topologicznej pozwala na badania materiałów wieloskładnikowych opartych na substancjach wykazujących aktywność farmakologiczną. Takie fazy krystaliczne projektuje się w celu uzyskania leków o zmodyfikowanych właściwościach (np. rozpuszczalność), a także układów działających synergicznie (drug to drug cocrystals). W niniejszej pracy zbadano strukturę soli kwasu ʟ piroglutaminowego i tyraminy (I) otrzymaną w pracy licencjackiej autora oraz otrzymano dwie nowe struktury krystaliczne oparte na związkach aktywnych farmakologicznie: sól kwasu (R)-(-)-migdałowego i tyraminy (II) oraz kokryształ kwasu kawowego i cytozyny (III). Dla (I) i (II) wyznaczono eksperymentalny rozkład gęstości elektronowej, którego analiza topologiczna pozwoliła na zrozumienie oddziaływań międzycząsteczkowych występujących w ciele stałym. Dla (I), (II) i (III) wykonano także analizę powierzchni Hirshfelda, aby zidentyfikować powtarzające się syntony zarówno w otrzymanych fazach krystalicznych jak i w strukturach zawierających pojedyncze bloki budulcowe. Otrzymane wyniki pokazały, że tyramina (wspólny koformer dla (I) i (II)) wykazuje giętkość w tworzeniu różnorodnych systemów wiązań wodorowych, a także możliwość selektywnej zmiany konformacji łańcucha bocznego. Takie cechy koformera zwiększają szansę na otrzymanie produktów w procesie współkrystalizacji z różnymi blokami budulcowymi. Dzięki zastosowanym metodom krystalografii kwantowej potwierdzono istotną rolę kierunkowych oddziaływań (wiązań wodorowych) w procesie samoorganizacji cząsteczek. Decydującym czynnikiem w tworzeniu materiałów wieloskładnikowych (soli bądź kokryształów) jest często konkurencyjność tworzących się oddziaływań target – koformer.pl
dc.affiliationWydział Chemiipl
dc.areaobszar nauk ścisłychpl
dc.contributor.advisorGryl, Marlenapl
dc.contributor.authorGrabowski, Szymonpl
dc.contributor.departmentbycodeUJK/WC3pl
dc.contributor.reviewerGryl, Marlenapl
dc.contributor.reviewerSkórska-Stania, Agnieszka - 131911 pl
dc.date.accessioned2021-06-29T21:34:25Z
dc.date.available2021-06-29T21:34:25Z
dc.date.submitted2021-06-29pl
dc.fieldofstudychemiapl
dc.identifier.apddiploma-146385-228765pl
dc.identifier.projectAPD / Opl
dc.identifier.urihttps://ruj.uj.edu.pl/xmlui/handle/item/275339
dc.languagepolpl
dc.subject.enQuantum Crystallography, electron density, QTAIM, Hirshfeld surface, Active Pharmaceutical Ingredients, intermolecular interactionspl
dc.subject.plkrystalografia kwantowa, rozkład gęstości elektronowej, QTAIM, powierzchnia Hirshfelda, związki aktywne farmakologicznie, oddziaływania międzycząsteczkowepl
dc.titleWykorzystanie metod krystalografii kwantowej w badaniach materiałów zawierających cząsteczki bioaktywnepl
dc.title.alternativeQuantum Crystallography methods in the study of materials containing bioactive moleculespl
dc.typemasterpl
dspace.entity.typePublication
dc.abstract.enpl
Quantum crystallography methods based on the electron density studies allow a detailed characterization of interactions in a given crystal structure. Topological analysis provides a unique set of descriptors enabling the examination of multicomponent materials based on Active Pharmaceutical Ingredients. Those specific crystal phases are designed to create medicines with modified properties (e.g. solubility) or explore synergistically working systems (drug to drug cocrystals). In this research crystal structure of previously obtained tyraminium ʟ pyroglutamate (I) was studied together with two new crystal phases based on Active Pharmacutical Ingredients: tyraminium (R)-(-)-mandelate (II) and co-crystal of caffeic acid and cytosine (III). For (I) and (II) experimental electron density was obtained. The topological analysis allowed classification of intermolecular interactions in the solid state. For (I), (II) and (III) Hirshfeld surface analysis was also carried out to identify repeatable synthons both in obtained crystalline phases and structures containing pure substrates. Results show synthon formation flexibility in diverse hydrogen bond systems and possibility of selective conformational change of tyramine side chain (common coformer for (I) and (II)). These features increase chances of obtaining products in cocrystalization processes using various building blocks. Quantum crystallography methods confirmed an important role of direct interactions (hydrogen bonds) in molecular self-assembly. Competitiveness of target-coformer interactions was proven to be a crucial factor in obtaining multicomponent materials (salts or co-crystals).
dc.abstract.plpl
Metody krystalografii kwantowej oparte o badania rozkładu gęstości elektronowej pozwalają szczegółowo opisywać oddziaływania w strukturze krystalicznej. Unikatowy zestaw deskryptorów otrzymanych z analizy topologicznej pozwala na badania materiałów wieloskładnikowych opartych na substancjach wykazujących aktywność farmakologiczną. Takie fazy krystaliczne projektuje się w celu uzyskania leków o zmodyfikowanych właściwościach (np. rozpuszczalność), a także układów działających synergicznie (drug to drug cocrystals). W niniejszej pracy zbadano strukturę soli kwasu ʟ piroglutaminowego i tyraminy (I) otrzymaną w pracy licencjackiej autora oraz otrzymano dwie nowe struktury krystaliczne oparte na związkach aktywnych farmakologicznie: sól kwasu (R)-(-)-migdałowego i tyraminy (II) oraz kokryształ kwasu kawowego i cytozyny (III). Dla (I) i (II) wyznaczono eksperymentalny rozkład gęstości elektronowej, którego analiza topologiczna pozwoliła na zrozumienie oddziaływań międzycząsteczkowych występujących w ciele stałym. Dla (I), (II) i (III) wykonano także analizę powierzchni Hirshfelda, aby zidentyfikować powtarzające się syntony zarówno w otrzymanych fazach krystalicznych jak i w strukturach zawierających pojedyncze bloki budulcowe. Otrzymane wyniki pokazały, że tyramina (wspólny koformer dla (I) i (II)) wykazuje giętkość w tworzeniu różnorodnych systemów wiązań wodorowych, a także możliwość selektywnej zmiany konformacji łańcucha bocznego. Takie cechy koformera zwiększają szansę na otrzymanie produktów w procesie współkrystalizacji z różnymi blokami budulcowymi. Dzięki zastosowanym metodom krystalografii kwantowej potwierdzono istotną rolę kierunkowych oddziaływań (wiązań wodorowych) w procesie samoorganizacji cząsteczek. Decydującym czynnikiem w tworzeniu materiałów wieloskładnikowych (soli bądź kokryształów) jest często konkurencyjność tworzących się oddziaływań target – koformer.
dc.affiliationpl
Wydział Chemii
dc.areapl
obszar nauk ścisłych
dc.contributor.advisorpl
Gryl, Marlena
dc.contributor.authorpl
Grabowski, Szymon
dc.contributor.departmentbycodepl
UJK/WC3
dc.contributor.reviewerpl
Gryl, Marlena
dc.contributor.reviewerpl
Skórska-Stania, Agnieszka - 131911
dc.date.accessioned
2021-06-29T21:34:25Z
dc.date.available
2021-06-29T21:34:25Z
dc.date.submittedpl
2021-06-29
dc.fieldofstudypl
chemia
dc.identifier.apdpl
diploma-146385-228765
dc.identifier.projectpl
APD / O
dc.identifier.uri
https://ruj.uj.edu.pl/xmlui/handle/item/275339
dc.languagepl
pol
dc.subject.enpl
Quantum Crystallography, electron density, QTAIM, Hirshfeld surface, Active Pharmaceutical Ingredients, intermolecular interactions
dc.subject.plpl
krystalografia kwantowa, rozkład gęstości elektronowej, QTAIM, powierzchnia Hirshfelda, związki aktywne farmakologicznie, oddziaływania międzycząsteczkowe
dc.titlepl
Wykorzystanie metod krystalografii kwantowej w badaniach materiałów zawierających cząsteczki bioaktywne
dc.title.alternativepl
Quantum Crystallography methods in the study of materials containing bioactive molecules
dc.typepl
master
dspace.entity.type
Publication
Affiliations

* The migration of download and view statistics prior to the date of April 8, 2024 is in progress.

Views
34
Views per month
Views per city
Krakow
8
Warsaw
6
Wroclaw
4
Dublin
2
Poznan
2
Ashburn
1
Bydgoszcz
1
Hillscheid
1
Katowice
1
Koszalin
1

No access

No Thumbnail Available