Квантово-хімічне моделювання сольватації та адсорбції орнідазолу на поверхні кремнезему

Abstract

Здатність води та водних розчинів вимивати лікарський препарат орнідазол, адсорбований на поверхні високодисперсного кремнезему, виявлену експериментально, досліджено шляхом теоретичного моделювання напівемпіричним квантово-хімічним методом РМ3 у кластерному наближенні. Показано, що орнідазол зв’язується з силанольними групами поверхні водневими зв’язками через нітрогрупу та через інші полярні групи молекули орнідазолу. Виявлено, що молекули води руйнують адсорбційний комплекс орнідазолу на поверхні кремнезему, вбудовуючись між гідроксильними групами поверхні та активними центрами молекули лікарського препарату. Утворений таким чином гідратований комплекс є більш міцним, ніж комплекс, у якому наявна безпосередня взаємодія адсорбованої молекули з поверхнею, а молекули води утворюють слабкі зв’язки з цією молекулою і розташовані далі від поверхні. Таким чином сольватований орнідазол переноситься з поверхні кремнезему в розчин, де може чинити притаманну йому антимікробну дію.

The ability of water and aqueous solutions to washout ornidazole adsorbed on the surface of fine silica, which ability was found experimentally, was investigated by theoretical modelling with the semiempirical quantum chemical method PM3 in a cluster approximation. Ornidazole is proven to bind to the silanol groups of the surface by hydrogen bonds through the nitro group and through other polar groups of the ornidazole molecule. It was found out that water molecules destroy the adsorption complex of ornidazole on the surface of silica by embedding between hydroxyl groups of the surface and active centers of the drug molecule. The hydrated complex formed in such a way is more stable than a complex in which direct interaction of the adsorbed molecule with the surface is present, and water molecules form weak links with this molecule and are displaced further away from the surface. Thus, solvated ornidazole is transferred from the surface of silica to a solution where it can realize antimicrobial action inherent thereof.