Metformin Adsorption on Binuclear Boron Schiff Complexes

Abstract

Abstract. Metformin (N, N-dimethylbiguanidine) is a drug with many biological functions. In certain cases, it is necessary for this compound to interact with some molecules in order to increase the efficacy of administration in the human body. For this purpose, density functional theory was used to study the intermolecular interactions between binuclear boron Schiff complexes and metformin (charged and neutral). All structures herein, have been studied by using Natural and Mulliken charges, Natural Bond Orbitals (NBO), and quantum molecular descriptors. The adsorption energies (E_ads) for the most stable structures with neutral metformin are -27.02 to -53.34 kcal/mol in gas phase. The E_ads for two monoprotonated metformin shows -39.71 kcal/mol in gas phase and -84.08 kcal/mol in water. The NBO results showed that the donor orbitals belong to the nitrogen atoms of metformin, while the acceptor orbitals belong to the C-H atoms of tert-butyl groups in binuclear boron Schiff complexes. The binuclear structure could be used as an adsorber and as a carrier of metformin molecules.

Resumen. La metformina(N,N-dimetilbiguanidina) es un fármaco con múltiples funciones biológicas. En ciertos casos, es necesario que este compuesto interactúe con ciertas moléculas para aumentar la eficacia de su administración en el cuerpo humano. Para ello, se empleó la teoría del funcional de la densidad para estudiar las interacciones intermoleculares entre los complejos de Schiff de boro binucleares y la metformina (con carga y neutra). Todas las estructuras aquí descritas se han estudiado utilizando cargas naturales y de Mulliken, orbitales de enlace naturales (NBO) y descriptores moleculares cuánticos. Las energías de adsorción (Eads) para la mayoría de las estructuras estables con metformina neutra son de -27.2 a -53.34 kcal/mol en fase gaseosa. Las Eads para dos metforminas monoprotonadas muestran -39.71 kcal/mol en fase gaseosa y -84.08 kcal/mol en agua. Los resultados del NBO mostraron que los orbitales donantes pertenecen a los átomos de nitrógeno de la metformina, mientras que los orbitales aceptores pertenecen a los átomos C-H de los grupos ter-butilos en los complejos de Schiff de boro binucleares. La estructura binuclear podría utilizarse como adsorbente y transportador de moléculas de metformina.