Abstract

CHALLAPA VELASQUEZ, Nancy Mariela  and  REBAZA OSORES, José Manuel. Optimización y validación de modelos computacionales DFT, Ab Initio y G3/G4 para la caracterización físico-química de neurotransmisores en fase gaseosa. e-Rev. Multidiscip. Saber [online]. 2025, vol.3, e-RMS05082025.  Epub Sep 23, 2025. ISSN 2960-2467.  https://doi.org/10.61286/e-rms.v3i.234.

La caracterización de la dopamina y su precursor, la L-DOPA, en fase gaseosa constituye un área de investigación con marcada escasez de datos experimentales. Comprender las propiedades físico-químicas intrínsecas de estas especies es esencial, dado su papel central en la neurotransmisión y su implicación directa en patologías neurodegenerativas como la enfermedad de Parkinson. Para abordar esta brecha, se empleó una metodología computacional avanzada que integra la Teoría del Funcional de la Densidad (DFT), métodos Ab Initio y teorías compuestas G3/G4. Esta aproximación permitió determinar con alta precisión la estabilidad termodinámica, la estructura molecular y la reactividad protónica de ambas moléculas. Los cálculos incluyeron un análisis conformacional exhaustivo, orientado a identificar los rotámeros más estables, los cuales fueron optimizados para obtener sus energías electrónicas, entalpías de formación y energías libres de Gibbs. Los resultados revelan que el rotámero G1a representa la conformación más estable de la dopamina neutra, aunque las diferencias energéticas con otros rotámeros como G2 y T son marginales, oscilando entre 2 y 5 kJ/mol según el método empleado. La aplicación de reacciones isodésmicas y de atomización resultó clave para mejorar la exactitud de las entalpías de formación, al mitigar errores sistemáticos inherentes a los cálculos teóricos. En síntesis, este estudio establece un conjunto de datos de referencia de alta calidad, fundamentales para la validación de modelos computacionales futuros y para el avance en la comprensión de la química fundamental de neurotransmisores en condiciones libres de solventes. Este conocimiento no solo fortalece la investigación básica, sino que también ofrece perspectivas prometedoras para el diseño racional de estrategias terapéuticas más eficaces.

Keywords : Dopamina; L-DOPA; fase gaseosa; modelos computacionales; reacciones isodésmicas; neurodegenerativas.

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