21782پ

Quantum Mechanical Study on Electronic and Energetic Properties of Biochemical Molecular Interactions

دكتري

شيمي فيزيك

مشهد

1394

1394/06/19

عالي

148ص

فخرايي، سارا

اكبري، عليرضا

136-146

Double hydrogen bond, Quantum theory of atoms in molecules (QTAIM), Natural bond orbitals (NBOs), Deformation density, Anti-HIV drugs, Bond-stretched invertomer, Through bond and through space interactions

دانشگاه پيام نور/مركز مشهد

در اين پژوهش برهم¬كنشهاي درون مولكولي و بين مولكولي در برخي گونه¬هايي كه از جنبه زيستي حائز اهميت هستند، با استفاده از روشهاي مختلف مورد بررسي قرار گرفته و بدين وسيله ويژگيهاي الكتروني و خصوصيات ساختاري اين تركيبات ارزيابي شده است. بخش اول اين رساله به بررسي پيوند هيدروژني دوتايي در كمپلكس 7-آزايندول با حلالهاي مختلف، شامل متانول، فرم آميد، فرميك اسيد، پيريدون و 7-آزايندول اختصاص دارد. ماهيت برهم¬كنش بين اين حلالها و 7-آزايندول با استفاده از تئوري كوانتومي اتمها در مولكولها و تحليل تجزيه¬اي انرژي به روش سو و لي مورد بررسي قرار گرفته است. همچنين انتقال بار بين 7-آزايندول و حلالها و تغييرات انرژي مربوط به آنها از ديدگاه اوربيتالهاي پيوندي طبيعي ارزيابي شده است. علاوه بر آن تأثير تشكيل كمپلكس بر فركانسهاي ارتعاشي و جابجايي شيميايي اجزاء كمپلكس بررسي شده است. همچنين تغيير آروماتيسيته 7-آزايندول به¬دليل تشكيل كمپلكس با حلال مورد مطالعه قرار گرفته است. نتايج حاصل از بررسي¬هاي مختلف نشان مي¬دهد كه از ميان حلالهاي مورد مطالعه فرميك اسيد بيشترين تأثير را در توتومريزاسيون 7-آزايندول دارد. در بخش ديگري از اين پايان¬نامه تحليل دانسيته تغيير شكل يافته بر روي دو گروه از مشتقات نوع آمينواسيدي و مالونيك اسيدي فولرن با خاصيت دارويي ضد ايدز انجام شده است. اثر توزيع بار الكتروني بر تمايل پيوندي بين داروها و آنزيمهاي HIV مورد بررسي قرار گرفته است. دانسيته تغيير شكل يافته تركيبات مورد مطالعه محاسبه و به سهمهاي آسايش اوربيتالي و فشار انرژي جنبشي تفكيك شده است. همچنين اوربيتالهاي طبيعي تغيير شكل يافته براي هر يك از سهمهاي دانسيته الكتروني تغيير شكل يافته به¬دست آمده و نمايش داده شده است و سپس جابجايي بار الكتروني مربوط به آنها محاسبه شده است. نتايج به دست آمده نشان مي¬دهد كه از بين دو مولفه دانسيته الكتروني تغيير شكل يافته،‌ آسايش اوربيتالي نقش بسيار كليدي در برهمكنش داروهاي مورد مطالعه با آنزيمهاي HIV دارد. نتايج اين تحقيق همچنين نشان داد كه اتصال گروههاي عاملي به C60 به¬صورت 5-6 سبب جابجايي بار الكتروني بيشتري نسبت به اتصال نوع 6-6 مي¬شود. جمع-بندي نتايج به¬دست آمده نشان داد كه از ميان داروهاي مورد مطالعه يكي از مشتقات آمينو اسيدي به نام N- (كربوكسي متيل)-5،2 دي¬كربوكسيليك فولروپيروليدون، بيشترين مقدار جابجايي بار و دانسيته تغيير شكل يافته را نشان مي¬دهد. نتايج حاصل از محاسبات در سطوح مختلف تابعي چگالي با لحاظ كردن تصحيح پراكندگي و بدون آن توافق خوبي با هم نشان مي¬دهند. همچنين به¬كار بردن مجموعه¬هاي پايه داراي توابع پلاريزاسيون تغيير چنداني بر شكل اوربيتالهاي طبيعي تغيير شكل يافته و جابجايي دانسيته الكتروني مربوط به آنها به¬وجود نمي¬آورد. در بخش انتهايي اين پايان¬نامه برهم¬كنشهاي اوربيتالي از طريق فضا و از طريق پيوند در دو تركيب از مشتقات اسپيرو[2.2] پنتان بررسي شده است. با استفاده از ديدگاه اوربيتالهاي پيوندي طبيعي سهم هر يك از اين برهم¬كنشها در پايداري ايزومرهاي برگرداني داي¬راديكال حاصل از اين تركيبات محاسبه شده است. نتايج حاصل، بيانگر نقش مؤثرتر برهم-كنشهاي اوربيتالي از طريق پيوند در پايداري داي¬راديكالهاي مورد مطالعه است. همچنين، چندگانگي اسپيني داي-راديكالها بر پايداري آنها مؤثر است؛ به¬طوري¬كه يك داي¬راديكال در حالت سينگلت پايدارتر از حالت تريپلت است.

1394/08/19

27777