Back to Search Start Over

Prediction of p K a Using DFT: the Nicotianamine Polyacid Example

Authors :
Dorothée Berthomieu
Jean-Sébastien Filhol
Aude Giard
Florine Cavelier
Franck Jolibois
Institut Charles Gerhardt Montpellier - Institut de Chimie Moléculaire et des Matériaux de Montpellier (ICGM ICMMM)
Université Montpellier 1 (UM1)-Université Montpellier 2 - Sciences et Techniques (UM2)-Ecole Nationale Supérieure de Chimie de Montpellier (ENSCM)-Université de Montpellier (UM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)
Laboratoire de physique et chimie des nano-objets (LPCNO)
Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse (INSA Toulouse)
Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UPS)
Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)
Institut des Biomolécules Max Mousseron [Pôle Chimie Balard] (IBMM)
Ecole Nationale Supérieure de Chimie de Montpellier (ENSCM)-Université de Montpellier (UM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)
Laboratoire de Matériaux Catalytiques et Catalyse en Chimie Organique (LMCCCO)
Université Montpellier 1 (UM1)-Ecole Nationale Supérieure de Chimie de Montpellier (ENSCM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)
Institut Charles Gerhardt Montpellier - Institut de Chimie Moléculaire et des Matériaux de Montpellier ( ICGM ICMMM )
Université Montpellier 1 ( UM1 ) -Université Montpellier 2 - Sciences et Techniques ( UM2 ) -Ecole Nationale Supérieure de Chimie de Montpellier ( ENSCM ) -Université de Montpellier ( UM ) -Centre National de la Recherche Scientifique ( CNRS )
Laboratoire de physique et chimie des nano-objets ( LPCNO )
Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse ( INSA Toulouse )
Institut National des Sciences Appliquées ( INSA ) -Institut National des Sciences Appliquées ( INSA ) -Université Toulouse III - Paul Sabatier ( UPS )
Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique ( CNRS )
Institut des Biomolécules Max Mousseron [Pôle Chimie Balard] ( IBMM )
Ecole Nationale Supérieure de Chimie de Montpellier ( ENSCM ) -Université de Montpellier ( UM ) -Centre National de la Recherche Scientifique ( CNRS )
Institut Charles Gerhardt Montpellier - Institut de Chimie Moléculaire et des Matériaux de Montpellier (ICGM)
Ecole Nationale Supérieure de Chimie de Montpellier (ENSCM)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Université de Montpellier (UM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)
Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Toulouse (UT)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Toulouse (UT)-Institut de Chimie de Toulouse (ICT)
Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3)
Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP)
Université de Toulouse (UT)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3)
Université de Toulouse (UT)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP)
Université de Toulouse (UT)-Institut de Recherche sur les Systèmes Atomiques et Moléculaires Complexes (IRSAMC)
Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3)
Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)
Cines x2014085119
Ecole Nationale Supérieure de Chimie de Montpellier (ENSCM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Montpellier (UM)-Université Montpellier 1 (UM1)-Université Montpellier 2 - Sciences et Techniques (UM2)-Institut de Chimie du CNRS (INC)
Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut de Chimie de Toulouse (ICT-FR 2599)
Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP)
Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3)
Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP)
Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Institut de Recherche sur les Systèmes Atomiques et Moléculaires Complexes (IRSAMC)
Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3)
Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)
Source :
Journal of Chemical Theory and Computation, Journal of Chemical Theory and Computation, American Chemical Society, 2016, 12 (11), pp.5493-5500. ⟨10.1021/acs.jctc.6b00404⟩, Journal of Chemical Theory and Computation, American Chemical Society, 2016, 12 (11), pp.5493-5500, Journal of Chemical Theory and Computation, 2016, 12 (11), pp.5493. ⟨10.1021/acs.jctc.6b00404⟩, Journal of Chemical Theory and Computation, American Chemical Society, 2016, 12 (11), pp.5493. ⟨10.1021/acs.jctc.6b00404⟩
Publication Year :
2016
Publisher :
HAL CCSD, 2016.

Abstract

International audience; The determination of pKa values for molecules containing multiple acidic groups in solution is challenging both experimentally and theoretically. We propose a general method to obtain these values by combining a graphical analysis based on a predominance diagram, for amino acids and nicotianamine polyacid, with first principle DFT calculations. Implicit and semiexplicit water solvent models were included to account for solvation. This strategy enables the investigation of the protonation states of compounds containing acidic moieties in solution depending on the pH domain. The method was first validated on a set of amino acids with pKa values calculated with an accuracy within 0.5–1.0 pKa unit and then on the chalenging nicotianamine polyacid with six pKa values. This approach is particularly well suited for such a complex system including both zwitterionic structures and unknown experimental pKa values.

Details

Language :
English
ISSN :
15499618 and 15499626
Database :
OpenAIRE
Journal :
Journal of Chemical Theory and Computation, Journal of Chemical Theory and Computation, American Chemical Society, 2016, 12 (11), pp.5493-5500. ⟨10.1021/acs.jctc.6b00404⟩, Journal of Chemical Theory and Computation, American Chemical Society, 2016, 12 (11), pp.5493-5500, Journal of Chemical Theory and Computation, 2016, 12 (11), pp.5493. ⟨10.1021/acs.jctc.6b00404⟩, Journal of Chemical Theory and Computation, American Chemical Society, 2016, 12 (11), pp.5493. ⟨10.1021/acs.jctc.6b00404⟩
Accession number :
edsair.doi.dedup.....2fe7833ad4449fad67900abd53e3dd94
Full Text :
https://doi.org/10.1021/acs.jctc.6b00404⟩