Química: ¿Cómo son los orbitales moleculares de la dopamina?

La dopamina es un neurotransmisor que ayuda en el transporte de información en los sistemas nerviosos o entre las células nerviosas . Se deriva de la tirosina, la fenilalanina y la L-DOPA mediante la descarboxilación y la introducción de grupos hidroxilo. Como carece de una simetría significativa, sus orbitales moleculares nunca se degeneran. El orbital molecular más ocupado de la dopamina, calculado en B3LYP (química teórica funcional de densidad), está a -5.49 eV, y se ve así:
Vemos que los altos coeficientes orbitales atómicos son principalmente de orbitales p ubicados en el anillo de catecol, y aquí es donde los electrófilos atacarán la dopamina. Los dos grupos hidroxilo y parte del anillo aromático contienen componentes p-orbitales significativos, por lo que no se espera que el fragmento de amina participe en las reacciones asociadas con el ataque electrofílico . Se espera que las reacciones electrofílicas de sustitución aromática que involucren dopamina involucren a los átomos de carbono para lejos de los grupos hidroxilo, porque los grupos -OH son directores orto / para para las reacciones EAS. Los átomos de ortocarbono cerca de los grupos hidroxilo no tienen suficientes coeficientes p-orbitales debido a las interacciones fuera de fase entre los orbitales p dominantes en el anillo.

A continuación se muestra el orbital molecular más bajo desocupado de dopamina:
Como antes, el anillo aromático es la parte vulnerable de la dopamina cuando se trata de un ataque nucleofílico. En relación con el HOMO, el LUMO se encuentra a 0.16 eV y tiene fuertes componentes p-orbitales. Los grupos hidroxilo no son tan prominentes en el LUMO, por lo que todo el anillo aromático domina el LUMO con sus orbitales p. La dopamina es vulnerable a las reacciones de sustitución aromática nucleofílica, y es posible que hayamos recordado que los grupos hidroxilo donan electrones, por lo que ayudarán a estabilizar los intermedios reactivos durante las reacciones. Bioquímicamente, la dopamina se descompone mediante la sustitución del grupo amina por un grupo COOH y la metilación de los grupos hidroxilo en el anillo de catecol. La dopamina también puede sufrir autooxidación, transformándose en una forma de quinona.