انرژی، B3lyp، 6-31G*

ه شکل زیر تخمین زده میشود.

qi عدد اشغال اوربیتال دهنده، i ? و ?J عنصرهای قطری (انرژی اوربیتال) و FIJ عنصر غیر قطری از ماتریسی فاک NBO هستند. این در حالی است که مازاد برهمکنش در حد آستانهای 0/5Kcal/mol است.
اصول NBO شامل عدد اشغال، انرژی اوربیتالها و طرح کیفی عدم استقرار برهمکنشها میباشد.

فصل چهارم
محاسبات

معرفی ترکیبات مورد محاسبه
در این تحقیق توتومرهای سه نوع دارو به نامهای نگسیوم، پروتونیکس و لامیوودین مورد محاسبه و مقایسه قرار گرفتهاند؛ که شکل آنها در ادامه متن آورده شده است. نگسیوم و پروتونیکس به لحاظ شکل مولکولی شبیه به هم هستند و تنها تفاوت آنها در تعداد اتمها وگروه استخلافی CF3 متصل به کربن شماره 22 در نگسیوم و 36 در پروتونیکس است که نگسیوم فاقد این گروه میباشد و دارای تعداد اتمهای تشکیل دهنده بیشتری نسبت به پروتونیکس است. در کل برای هر کدام از این دو ترکیب دو توتومر در نظر گرفته شده است که تفاوت آنها مربوط به موقعیت هیدروژن توتومری (H43 در نگسیوم که شماره آن در توتومرهای دیگر فرق میکند) میباشد. تمام ساختار این توتومرها با روش DFT))B3lyp و خط دستور 6-31G* با نرم افزار گوسین 03 بهینهسازی شده و برای انجام مطالعات نظریه تابع چگالی (DFT) مورد محاسبات مکانیک کوانتومی قرار گرفتهاند .[30-31]
داروی لامیوودین به لحاظ شکل و ساختار مولکولی کاملاً با دو داروی قبلی متفاوت است وخود دارای سه نوع توتومر است. که تفاوت آنها هم مربوط به موقعیت قرارگیری هیدروژن توتومری (H10 در لامیوودین 1) میباشد. توتومرهای این ترکیب هم با روش DFT))B3lyp و خط دستور 6-31G* بهینه و مورد محاسبه قرار گرفتهاند.
اشکال زیر مربوط به ساختار داروهای معرفی شده در بالا پس از بهینه شدن با روش هارتری-فاک میباشند.

شکل ‏4-1: نگسیوم 1 بهینه شده توسط روش B3lyp و سری پایه 6-31G*

شکل ‏4-2: نگسیوم 2 بهینه شده توسط روش B3lyp و سری پایه 6-31G*

شکل ‏4-3: پروتونیکس 1 بهینه شده توسط روش B3lyp و سری پایه 6-31G*

شکل ‏4-4: پروتونیکس 2 بهینه شده توسط روش B3lyp و سری پایه 6-31G*

شکل ‏4-5: لامیوودین1 بهینه شده توسط روش B3lyp و سری پایه 6-31G*

شکل ‏4-6: لامیوودین 2 بهینه شده توسط روش B3lyp و سری پایه 6-31G*

شکل ‏4-7: لامیوودین 3 بهینه شده توسط روش B3lyp و سری پایه 6-31G*
بررسی گپ انرژی ، پتانسیل شیمیایی، سختی شیمیایی، الکتروفیلیسیته و ماکزیمم بار انتقال یافته Nmax ?
در محاسبات NBO، با استفاده از نرم افزار Gauss view و گزینه Mo Editor انرژی بالاترین تراز اشغال شده (EHOMO) و پایینترین تراز اشغال نشده (ELUMO) را بدست آورده و در فرمولهای زیر جایگزین کرده تا مقادیر گپ انرژی، پتانسیل و سختی شیمیایی، الکتروفیلیسیته و ماکزیمم بار انتقال یافته را برای توتومرهای دارویی در حلالهای مختلف بدست آورده و با هم مقایسه کنیم.

1- گپ انرژی
Gap Energy = ELUMO – EHOMO

2- سختی شیمیایی (?)
?= E Lumo – E Homo/ 2
3- پتانسیل شیمیایی (µ)
2/E Lumo + E Homo = µ
4- ماکزیمم بار انتقال یافته ?Nmax
/ ? µ ?Nmax = –

5- الکتروفیلیسیته ( (?

جدول ‏4-2-1: مربوط به مقایسه انرژی، گپ انرژی، سختی وپتانسیل شیمیایی توتومرهای نگسیوم و پروتونیکس در محیط Gasبا روش B3lyp و خط دستور 6-31G*
پارامتر
Nexium 1
Nexium 2
Protonix1
Protonix2
انرژی E(RHF) /a.u
-1422/78953001
1422/78854773-
1602/75241910-
-1602/75241912
انرژی Homo (a.u)
-0/18523
-0/18059
-0/19578
-0/19579
انرژی Lumo (a.u)
0/21355
0/21313
0/21120
0/21120
گپ انرژی
0/39878
0/32172
0/40698
0/40699
سختی شیمیایی ?))
0/19939
0/16086
0/20349
0/203495
پتانسیل شیمیایی (µ)
0/01416
0/01627
0/00771
0/007705
ماکزیمم بار انتقال یافته Nmax ?
0/071027287-
-0/101143851
0/037888839-
0/034644585-
الکتروفیلیسیته (?)
0/00050277975325
0/0008228052344
0/0001460614772
0/0001458685103
ممان دوقطبی debye) )
7/8437
8/4044
8/1792
8/1786
جدول ‏4-2-2: مربوط به مقایسه انرژی، گپ انرژی، سختی و پتانسیل شیمیایی توتومرهای نگسیوم و پروتونیکس درمحیط Water با روش B3lyp و خط دستور 6-31G*
پارامتر
Nexium 1
Nexium 2
Protonix1
Protonix2
انرژی E(RHF) /a.u

-1422/80545146

-1422/80489660
-1602/76883550
-1602/76686869
انرژی Homo (a.u)
-0/20177
-0/19873
-0/21124
-0/21230
انرژی Lumo (a.u)
0/22702
0/22697
0/22976
0/20940
گپ انرژی
0/42879
0/4257
0/441
0/4217
سختی شیمیایی?))
0/214396
0/21285
0/2205
0/21085
پتانسیل شیمیایی(µ)
0/012625
0/01412
0/00926
0/00145
ماکزیمم بار انتقال یافته ?Nmax
-0/058886359
-0/066337796
-0/041995464
-0/006876926725
الکتروفیلیسیته( ?)
0/0003717201464
0/0004683448438
0/0001944390023
0/000004985771876
ممان دوقطبی (debye)
9/0399
9/6473
9/6267
9/5690

جداول زیر مربوط به محاسبات داروی لامیوودین با روش B3lypوخط دستور 6-31G* میباشد.

جدول ‏4-2-3: مربوط به مقایسه انرژی، گپ انرژی، سختی وپتانسیل شیمیایی توتومرهای داروی لامیوودین درمحیط Gas با روشB3lyp و خط دستور 6-31G*
پارامتر
Lamivudine 1
Lamivudine 2
Lamivudine 3
انرژی E(RHF) /a.u
-1094/79439961
-1094/79390722
-1094/75298298
انرژی Homo (a.u)
-0/33064
-0/33064
-0/30960
انرژی Lumo (a.u)
0/12184
0/12499
0/13860
گپ انرژی
0/45248
0/45563
0/4482
سختی شیمیایی (?)
0/22624
0/227815
0/2241
پتانسیل شیمیایی (µ)
-0/1044
-0/102825
-0/0822
ماکزیمم بارانتقال یافته ?Nmax
0/46145686
0/451353071
0/366800535
الکتروفیلیسیته (?)
0/024088048
0/023205189
0/015075502
ممان دوقطبی (deby)
6/7702
5/2079
6/4345

جدول ‏4-2-4: مربوط به مقایسه انرژی، گپ انرژی، سختی و پتانسیل شیمیایی توتومرهای داروی لامیوودین در محیط Water با روش B3lyp و خط دستور 6-31G*
پارامتر
Lamivudine 1
Lamivudine 2
Lamivudine 3
انرژی E(RHF) /a.u
-1094/82333568
-1094/81490297
-1094/78005744
انرژی Homo (a.u)
-0/34229
-0/33611
-0/32156
انرژی Lumo (a.u)
0/11517
0/12071
0/13091
گپ انرژی
0/45746
0/45982
0/45247
سختی شیمیایی (?)
0/22873
0/22991
0/226235
پتانسیل شیمیایی (µ)
-0/11356
-0/1077
-0/095325
ماکزیمم بار انتقال یافته ?Nmax
0/496480566
0/468444173
0/421353901
الکتروفیلیسیته (?)
0/028190166
0/025225718
0/02008278
ممان دوقطبی (deby)
8/9886
6/3629
8/3498
در این قسمت تمام محاسبات مربوط به انرژی، گپ انرژی، سختی و پتانسیل شیمیایی، ماکزیمم بار انتقال یافته، الکتروفیلیسیته و ممان دو قطبی که در جداول بالا برای توتومرها در محیطهای مختلف به دست آورده بودیم، در جداول و نمودارهای زیر هر کدام از مقادیر انرژی، گپ انرژی، ممان دوقطبی و… را برای توتومرها با روش و دستور انجام شده نسبت به تمام حلالها به طور جداگانه مقایسه و بررسی میکنیم.

جدول ‏4-2-5: مقایسه انرژی توتومرهای نگسیوم و پروتونیکس در فاز گازی و آبی با روش B3lyp و سری پایه 6-31G*
انرژی E(RHF) /a.u
ترکیب
Gas
Water
Nexium 1
Nexium 2
Protonix1
Protonix2
-1422/78953001
-1422/78854773
-1602/75241910
-1602/75241912
-1422/80545146
-1422/80489660
-1602/76883550
-1602/76686869

نمودار ‏4-2-1: مقایسه انرژی توتومرهای نگسیوم و پروتونیکس در فاز گازی و آبی با روش B3lyp و سری پایه 6-31G*

جدول ‏4-2-6: مقایسه ممان دو قطبی توتومرهای نگسیوم و پروتونیکس در فاز گازی و آبی با روش B3lyp و سری پایه 6-31G*
Dipole moment (debye)
ترکیب
Gas
Water
Nexium 1
Nexium 2
Protonix1
Protonix2
7/8437
8/4044
8/1792
8/1786
9/0399
9/6473
9/6267
9/5690

نمودار ‏4-2-2: مقایسه ممان دو قطبی توتومرهای نگسیوم و پروتونیکس در فاز گازی و آبی با روش B3lyp و سری پایه 6-31G*

جدول ‏4-2-7: مقایسه انرژی توتومرهای نگسیوم و پروتونیکس با روش B3lyp و سری پایه6-31G* در حلال
انرژی E(RHF) /a.u
حلال
ثابت دی الکتریک
Nexium 1
Nexium 2
Protonix 1
Protonix 2
Vacuum
1/000
-1422/7895301
-1422/7885477
-1602/7524191
-1602/7524192
Cyclohexane
2/023
-1422/7972485
-1422/7964608
-1602/7603575
-1602/7603575
Ether
4/335
-1422/8015572
-1422/8008855
-1602/7648049
-1602/7648049
Aniline
6/890
-1422/8031167
-1422/8024904
-1602/7664181
-1602/7664181
Dichloromethane
8/930
1422/8036956-
1422/8030865-
1602/7670171-
1602/7670171-
Dichloroethane
10/36
-1422/8039273
-1422/8033251
1602/7672568-
1602/7672568-
Acetone
20/70
-1422/8048092
-1422/8042342
-1602/7681702
-1602/7681702
Ethanol
24/55
1422/8049612-
1422/8043909-
1602/7683276-
-1602/7683277
Methanol
32/63
1422/8051317-
1422/8045668-
-1602/7685043
-1602/7685043
Acetonitrile
36/64
1422/8051788-
1422/8046154-
-1602/7685531
1602/7685531-
Nitromethane
38/20
1422/8051907-
1422/8046277-
1602/7685653-
1602/7685654-
Dimethylsulfoxide
46/70
-1422/8052978
1422/8047381-
-1602/7686764
1602/7686763-
Water
78/39
-1422/8054515
1422/8048966-
1602/7688355-
1602/7668687-

نمودار ‏4-2-3: مقایسه انرژی توتومرهای نگسیوم و پروتونیکس با روش B3lyp و سری پایه 6-31G*در حلال

جدول ‏4-2-8: مقایسه ممان دو قطبی توتومرهای نگسیوم و پروتونیکس با روش B3lyp و سری پایه 6-31G*در محیط حلال
Dipole moment (debye)
حلال
ثابت دی الکتریک
Nexium 1
Nexium 2
Protonix1
Protonix2
Vacuum
1/000
7/8437
8/4044
8/1792
8/1786
Cyclohexane
2/023
8/4243
8/9986
8/8713
8/8719
Ether
4/335
8/7513
9/3367
9/2663
9/2659
Aniline
6/890
8/8670
9/4605
9/4099
9/4095
Dichloromethane
8/930
8/9096
9/5061
9/4637
9/4634
Dichloroethane
10/36
8/9258
9/5275
9/4847
9/4850
Acetone
20/70
8/9909
9/5956
9/5969
9/5668
Ethanol
24/55
9/0065
9/6141
9/5813
9/5814
Methanol
32/63
9/0171
9/6212
9/5971
9/5963
Acetonitrile
36/64
9/0217
9/6246
9/6015
9/6021
Nitromethane
38/20
9/0236
9/6266
9/6045
9/6037
Dimethylsulfoxide
46/70
9/0286
9/6348
9/6127
9/6124
Water
78/39
9/0399
9/6473
9/6267
9/5690

نمودار ‏4-2-4: مقایسه ممان دو قطبی توتومرهای نگسیوم و پروتونیکس با روش B3lyp و سری پایه 6-31G* در حلال

جدول ‏4-2-9: مقایسه انرژیHomo(a.u) توتومرهای داروهای نگسیوم و پروتونیکس با روش B3lyp و سری پایه 6- 31G* در محیط حلال
انرژی Homo (a.u)
حلال
ثابت دی الکتریک
Nexium 1
Nexium 2
Protonix 1
Protonix

دیدگاهتان را بنویسید