Daniel Glossman-Mitnik

Marine cyclic peptides and depsipeptides constitute structurally complex natural products of considerable interest for drug discovery, but the relationship between their electronic reactivity and predicted pharmacokinetic behavior remains insufficiently characterized. In this work, five pairs of bioactive marine congeners, Callipeltins, Calyxamides, Rolloamides, Tamandarins, and Pipecolidepsins, were investigated using Conceptual Density Functional Theory within the Generalized Quadratic Model (GQM), complemented by KID consistency criteria, atom-resolved Fukui functions, frontier-orbital and electrostatic-potential analyses, and in silico ADMET predictions. The GQM/KID analysis revealed branch- and family-dependent electronic responses, including an exceptionally small electron-addition deviation for Tamandarin A, a larger corresponding deviation for Calyxamide A, pronounced A-to-B electronic reorganization for the Rolloamides, and comparatively larger electron-removal deviations for the Pipecolidepsins. Local reactivity patterns further differentiated the congeners, with approximately 98% of the Pipecolidepsin electron-removal response concentrated on the same N68–C67–C66–C65 region. Rolloamides showed the highest predicted intestinal absorption, followed by Tamandarins, whereas negligible absorption was predicted for the other families. Overall, electronic differentiation was not necessarily mirrored by predicted ADMET behavior, demonstrating that GQM/CDFT and pharmacokinetic profiling provide complementary dimensions for the computational characterization of complex marine natural products.

This study presents a theoretical investigation of the adsorption and electronic structure of two imidazole derivatives, 4-(1,4,5-triphenylimidazol-2-yl)-aniline (M1) and N,N-dimethyl-4-(1,4,5-triphenylimidazol-2-yl)-aniline (M2), on an Fe(100) surface. A combined computational approach, employing Density Functional Theory for molecular reactivity, Density-Functional Tight-Binding for surface interactions, and Molecular Dynamics (MD) simulations for binding stability, was utilized to provide a comprehensive analysis. Quantum–chemical calculations indicate that both inhibitors exhibit strong donor characteristics, with M2 consistently demonstrating greater potential. This enhanced performance is attributed to the strong electron-donating nature and increased structural planarity conferred by the dimethylamine group in M2, which results in a lower HOMO-LUMO energy gap and higher chemical reactivity. Analysis of the inhibitor-surface interaction confirmed a strong electron donor-acceptor mechanism, indicative of stable chemical bond formation and a predominant chemisorption process. MD simulations revealed that both molecules form stable adsorption layers on the iron surface, suggesting initial adsorption behavior.

Se realizó un estudio teórico mediante DFT/TD-DFT (funcionales M06/M06-2X; bases 6-31G(d) para C, H, N, O y DZVP para S, Se, Te; modelo IEF-PCM en etanol, considerando 20 estados excitados) para evaluar el efecto de la sustitución heteroatómica (O→S→Se→Te) en las propiedades electrónicas y ópticas de cuatro moléculas basadas en un esqueleto de cumarina. Los resultados muestran una disminución sistemática en la brecha HOMO–LUMO (de 4.175 a 3.518 eV), así como un desplazamiento de la absorción máxima hacia longitudes de onda mayores (de 326.6 a 381.8 nm según TD-DFT), lo que implica una mejor cobertura espectral. Las transiciones electrónicas dominantes corresponden a HOMO→LUMO, con carácter π→π*. Los parámetros de inyección y regeneración (ΔGinj entre 1.16 y 1.19 eV; ΔGreg decreciente en la serie) sugieren una mejora en los procesos de transferencia de carga para las especies con Se y Te. Estos resultados indican su potencial como sensibilizadores en DSSC, aunque se requiere validación electroquímica y estudios de estabilidad para confirmar su aplicabilidad práctica.

Se realizó un estudio comparativo de las propiedades electrónicas y químicas de dos compuestos del tipo donador-aceptor: uno a base de trifenilamina y otro de trifenilfosfina. Mediante química computacional, ambos compuestos fueron analizados empleando la teoría de funcionales de la densidad (DFT, por sus siglas en inglés) y la teoría de funcionales de la densidad dependiente del tiempo (TD-DFT, por sus siglas en inglés). Se realizó el análisis de los niveles de energía del orbital molecular más alto ocupado (HOMO) y del orbital molecular más bajo desocupado (LUMO), con el objetivo de determinar si los niveles cumplen con las condiciones necesarias para su empleo como capa emisora de luz (EML, por sus siglas en inglés) en diodos emisores de luz orgánicos (OLED, por sus siglas en inglés). Además, se estudió el comportamiento espectral de emisión mediante TD-DFT, empleando el conjunto base 6-31G(d) y variando el funcional entre CAM-B3LYP, M06-2X y M11, con el fin de establecer una metodología adecuada para el análisis comparativo. A partir del análisis de la banda de emisión máxima (λemmax), se concluyó que el compuesto basado en trifenilamina presenta mayor eficiencia energética como material emisor en OLEDs.