The comparative study of methylxanthine derivatives in the aspect of geometry of the amine substituent's nitrogen atom

W procesie projektowania leków istotna jest analiza struktury związków potencjalnie aktywnych lub cząsteczek, na bazie których są one syntetyzowane. W prezentowanej pracy przeprowadzono analizę struktury krystalicznej wybranych pochodnych metyloksantyny (teofiliny). Głównym celem badań było określenie geometrii otoczenia atomu azotu podstawnika aminowego oraz wysunięcie wniosków na temat czynników determinujących tą geometrię.Część badawcza zawiera opis struktur krystalicznych pochodnych metyloksantyny z wyszczególnieniem porównawczej charakterystyki analizowanego aminowego fragmentu cząsteczek. Wnioski zostały zestawione z analizą struktur krystalicznych cząsteczek o zbliżonej budowie, znalezionych w bazie CSD. Porównanie istotnych parametrów geometrycznych pozwoliło na wyciągnięcie wniosków na temat występowania efektów sprzęgających, angażujących wolną parę elektronową analizowanego atomu azotu. Kolejnym etapem pracy było określenie konformacji pierścienia, zamykającego się w miejscu podstawników 7 i 8 teofiliny. Geometria tego cyklicznego podstawnika zależy głównie od hybrydyzacji atomów tworzących pierścień oraz występowania dodatkowych podstawników.Analiza konformacyjna cząsteczki w strukturze kryształu może dostarczyć użytecznych informacji o geometrii problematycznych fragmentów, wspomagając modelowanie molekularne stosowane w projektowania leków.The structural analysis of the putative bioactive compounds or their precursors is a very important task in the drug design. In this dissertation the crystal structure analysis of selected methylxanthine (theophylline) derivatives was performed. The main purpose of this study was to define a geometry around nitrogen atom of the amino substituent and to determine structural features which influence this geometry.Presented study covers the description of the crystal structure of methylxanthine derivatives with the particular focus on comparative geometry analysis of the amino fragment. Conclusions was confronted with crystal structures of similar compounds found in the CSD. Comparison of the crucial geometrical parameters allowed deduction of electron coupling effects, which involve a lone pair of the analysed nitrogen atom. The next part of research was related to conformational study of the ring attached to the 7 and 8-position of the theophylline. The geometry of this cyclic substituent depends mainly on hybridisation of atoms in the ring and additional substituents in the molecule.The conformational analysis of the molecule in the crystalline state can provide information about the geometry of the crucial molecular fragments, which in consequence may support the molecular modelling methods applied in the modern drug design