 |
Глава 3 квантово - химическое моделирование фуранокумаринов
|
|
|
|
ГЛАВА 3 КВАНТОВО - ХИМИЧЕСКОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ ФУРАНОКУМАРИНОВ
3. 1 Практическая часть (квантово-химическое моделирование фуранокумаринов)
3. 1. 1. Квантово-химическое моделирование адсорбционных свойств фуранокумаринов
Для расчета стартовых геометрий фуранокумаринов выбран метод молекулярной механики (ММ+) программного пакета HyperChem 08. Выбор метода ММ+ обоснован тем, что он разработан для органических молекул, учитывает потенциальные поля, формируемые всеми атомами рассчитываемой системы, и позволяет гибко модифицировать параметры расчета в зависимости от конкретной задачи [19-20]. Стартовые геометрии молекул дополнительно оптимизировали в среде растворителя (вода) полуэмпирическим методом PM6 программного пакета Gaussian 09W до достижения глобального минимума полной энергии изучаемых систем. Для определения глобального энергетического минимума и наиболее устойчивых конформеров находили и анализировали все стационарные точки на поверхности потенциальной энергии молекул. Методом PM6 находят оптимизированные геометрические конфигурации, общую энергию молекул, электронные свойства и энтальпию образования вещества [21-23]. Для визуализации результатов использовали программу GaussView 05 и ChemCraft 1. 7. Равновесные геометрии фуранокумаринови молекул CO и CO2 в газовой среде полуэмпирическим методом PM6 приведены на рисунке 3. 1, 3. 2
(а)
(б)
Рисунок 3. 1 – Межмолекулярное взаимодействие между молекулой фуранокумарина I и CO (а) и CO2 (б)
(а)
(б)
Рисунок 3. 2 – Межмолекулярное взаимодействие между молекулой фуранокумарина II и CO (а) и CO2 (б)
В таблице 1 приведены термодинамические и энергетические параметры комплексов, такие как сумма электронной и тепловой энергий (E+T), электронной энергии и энтальпии (E+H), электронной и свободной энергий Гиббса (E+G) и энтропия оптимизированных соединений и комплексов с использованием уровня теории B3LYP/6-311+G*. Данные таблицы 1 свидетельствуют о том, что комплексы фуранокумаринов с молекулами СО и СО2 энергетически более стабильные и устойчивые, чем молекулы I и II.
|
|
|
Таблица 1 – Термодинамические и энергетические параметры соединений I и II с молекулами CO и CO2, рассчитанных методом B3LYP/6-311+G*
| Соединения | E+G (Hartree) | E+H (Hartree) | E+T(Hartree) | S (cal/mol. K) |
| I | -648. 511980 | -648. 466373 | -648. 467317 | 95. 980 |
| I/CO | -761. 869733 | -761. 807358 | -761. 808302 | 131. 280 |
| I/CO2 | -837. 164936 | -837. 099739 | -837. 100684 | 137. 218 |
| II | -648. 512965 | -648. 467432 | -648. 468376 | 95. 830 |
| II/CO | -761. 874656 | -761. 807495 | -761. 808439 | 141. 351 |
| II/CO2 | -837. 166335 | -837. 100758 | -837. 101702 | 138. 019 |
Заключение
В работе детально изучены физико-химические и фармацевтические свойства фуранокумаринов. Методом теории функционала плотности (B3LYP/6-311+G*) найдены равновесные геометрические параметры фуранокумаринов. Рассчитаны термодинамические и энергетические параметры комплексов между молекулами фуранокумаринов, СО и СО2, такие как сумма электронной и тепловой энергий (E+T), электронной энергии и энтальпии (E+H), электронной и свободной энергий Гиббса (E+G) и энтропия оптимизированных соединений и комплексов. Впервые установлено, что фуранокумарины являются мощными поглотителями СО и СО2 и могут быть использованы для производства фильтров для очистки воздуха.
Список литературы
1. Фармакогнозия: учеб. пособие / В. В. Карпук. — Минск: БГУ, 2011. — 340 с. — (Классическое университетское издание). — С. 227.
2. A. Dugrand, A. Olry, T. Duval, A. Hehn, Y. Froelicher, F. Bourgaud, Coumarin and furanocoumarin quantitation in citrus peel via ultraperformance liquid chromatography coupled with mass spectrometry (UPLC-MS), J. Agric. Food Chem. 61 (2013) 10677-10684, http: //dx. doi. org/10. 1021/jf402763t.
|
|
|
3. A. -Y. Kang, L. R. Young, C. Dingfelder, S. Peterson, Effects of furanocoumarins from apiaceous vegetables on the catalytic activity of recombinant human cytochrome P-450 1A2, Protein J. 30 (2011) 447-456, http: //dx. doi. org/ 10. 1007/s10930-011-9350-0.
4. M. A. Pathak, T. B. Fitzpatrick, The evolution of photochemotherapy with
psoralens and UVA (PUVA): 2000 BC to 1992 AD, J. Photochem. Photobiol. B
Biol. 14 (1992) 3-22, http: //dx. doi. org/10. 1016/1011-1344(92)85080-E.
5. Химический анализ лекарственных растений: Учеб. пособие для фармацевтических вузов. Ладыгина Е. Я., Сафронич Л. Н., Отряшенкова В. Э. и др. Под ред. Гринкевич Н. И., Сафронич Л. Н. — М.; Высш, школа, 1983.
6. Коноплева М. М., 2009. УО «Витебский государствнный медицинский университет», 2009. — С. 127-128.
7. Коноплева М. М., 2009. УО «Витебский государствнный медицинский университет», 2009. — С. 126-128.
8. Коноплева М. М., 2009. УО «Витебский государствнный медицинский университет», 2009. — С. 128.
9. О. Ю. Конавалова, Ф. А. Митченко, Т. К. Шураева, Т. В. Джан. Биологические активные вещества лекарственных растений. Учебное пособие по фармакогнозии. 2008г. – С. 352.
10. Н. А. Орлин. Об извлечении кумаринов из борщевика// Успехи современного естествознания. 2010г. №3. с. 13-14.
11. Г убанов И. А. и др. Иллюстрированный определитель растений Средней России. Т. 2: Покрытосеменные (двудольные: раздельнолепестные) — М.: Товарищество научных изданий КМК, 2003. — С. 632.
12. Фармакогнозия: учеб. пособие / В. В. Карпук. — Минск: БГУ, 2011. — 340 с. — (Классическое университетское издание). — С. 232-235.
13. Коноплева М. М., 2009. УО «Витебский государствнный медицинский университет», 2009. — С. 130
14. Карпук, В. В.. Фармакогнозия: учеб. пособие / В. В. Карпук. — Минск: БГУ, 2011. — 340 с. — (Классическое университетское издание). 2011
15. https: //utro. ru
16. https: //www. factroom. ru
17. http: //www. lechenieboli. ru
18. http: //www. bbc. com
19. M. Sheikhi, S. Shahab, L. Filippovich, M. Khaleghian, E. Dikusar, M. Mashayekhi, Interactionbetweennewsynthesizedderivativeof (E, E)-azomethinesand BN(6, 6-7) nanotubeformedicalapplications: Geometryoptimization, molecularstructure, spectroscopic (NMR, UV/Vis, excitedstate), FMO, MEP and HOMO-LUMO investigations, J. Mol. Struct. 1146 (2017) 881 – 888.
20. S. Shahab, M. Sheikhi, L. Filippovich, E. DikusarAnatol’evich, H. Yahyaei, Quantumchemicalmodelingofnewderivativesof (E, E)-azomethines: Synthesis, spectroscopic (FT-IR, UV/Vis, polarization) andthermophysicalinvestigations, J. Mol. Struct. 1137 (2017) 335–348.
21. S. Shahab, L. Filippovich, M. Sheikhi, R. Kumar, E. Dikusar, H. Yahyaei, A. Muravsky, Polarization, excitedstates, trans-cispropertiesandanisotropyofthermalandelectricalconductivityofthe 4-(phenyldiazenyl)anilinein PVA matrix, J. Mol. Struct. 1141 (2017) 703–709.
22. S. Shahab, L. Filippovich, M. Sheikhi, H. Yahyaei, M. Aharodnikova, R. Kumar, M. Khaleghian, Spectroscopic (Polarization, ExcitedState, FT-IR, UV/Visand 1H NMR) andThermophysicalInvestigationsofNewSynthesizedAzoDyeandItsApplicationinPolarizingFilm, American J. Mater. Synth. Process. 5 (2017) 17–23.
|
|
|
23. SiyamakShahab, MasoomeSheikhi, MehrnooshKhaleghian, RakeshKumar, MarinaMurashko. DFT StudyofPhysisorptionEffectof CO and CO2onFuranocoumarinsfor air purification. Journal of Physics and Chemistry of Solids (Впечати).
|
|
|
