Estudio conformacional de la molécula de cocaína en disolución

Abstract

La cocaína es una de las drogas de abuso más habituales entre el consumo de la población a nivel mundial. Presenta dos formas diferentes: - La cocaína protonada (C17H22NO4+Cl-) que se encuentra en forma de clorhidrato. - La cocaína base o “crack” (C17H21NO4). En este trabajo hemos llevado a cabo un estudio computacional orientado a identificar las conformaciones más estables de la cocaína protonada en disolución acuosa. Con este fin, se han empleado diferentes metodologías computacionales: métodos semiempíricos (AM1 y PM3), método de mecánica molecular (MMFF), métodos basados en la densidad (B-97D y M062X) y métodos basados en la función de onda (MP2). Para simular el efecto del disolvente hemos considerado dos modelos diferentes: el modelo polarizado de continuo (PCM) y el modelo de disolución basado en la densidad (SMD). Los resultados obtenidos sugieren que el paisaje conformacional de la cocaína protonada en fase condensada no es muy diferente del que hay fase gas: la cocaína presenta un confórmero particularmente estable al que está asociado un 93% de la población en equilibrio (un 95% en fase gas). En disolución la cocaína está estabilizada, como ya ocurría en fase gas, por un enlace de hidrógeno intramolecular entre el protón unido al nitrógeno del azabiciclo y el oxígeno carbonílico del carboxilato de metilo. Los tres confórmeros más estables presentan esta misma interacción. Hemos comprobado asimismo que el disolvente no modifica sustancialmente la geometría de los confórmeros en equilibrio. Por último, se ha realizado un estudio sobre la microsolvatación de los 2 confórmeros más estables de la cocaína protonada en disolución introduciendo una molécula de agua en diferentes zonas. Los resultados indican que la primera molécula de disolvente se enlaza a la molécula de cocaína por la zona del enlace intramolecular. Este resultado está de acuerdo con los datos experimentales disponibles.