بررسی توتومریزاسیون (C-O) یکی از مشتقات فلوسیتوزین با استفاده از روش DFT
محورهای موضوعی : شیمی کوانتومی و اسپکتروسکوپی
1 -
کلید واژه: اثر تونل‌زنی, حالت گذار, واژه های کلیدی: توتومری, فلوئوروسیتوزین, تئوری تابعیت چگالی,
چکیده مقاله :
در این تحقیق بررسی توتومریزاسیون و حالت‌های گذار 6-هیدروکسی 5-فلوئوروسیتوزین که حاصل از انتقالات 1و3 پروتون بین اتم های اکسیژن و کربن است با استفاده از محاسبات کوانتومی در سطح محاسباتیDFT-B3LYP/6-311++G(d,p)، در فاز گازی و حلال و در محیطی با حضور یک تا سه مولکول آب انجام شده است. بدین منظور ساختار بهینه توتومرهای مختلف مولکول مورد نظر بدست آمده‌اند. همچنین با استفاده از محاسبات فرکانس در سطح محاسباتی مشابه، خواص ترمودینامیکی تعادل‌های مختلف توتومری از قبیل E∆، H∆، G∆ وKeq بدست آمده‌اند. سپس با استفاده از روش‌های QST2 و QST3 حالت های گذار تعادل‌های توتومری مختلف مولکول -هیدروکسی 5-فلوئوروسیتوزین و مقادیر سینتیکی و ترمودینامیکی آنها محاسبه شده-اند. اثرات تونل‌زنی نیز بر روی سرعت واکنش‌های مربوطه بررسی شده‌اند. نتایج نشان میدهند ثابت سرعت واکنش‌های توتومری مورد بررسی در هر دو فاز گاز و حلال نسبت به اثرات تونل‌زنی حساسیت بالایی دارند و سرعت واکنش های توتومری در حدود پنج برابر یا بیشتر افزایش می‌یابند. همچنین محاسبات حالت گذارنشان می دهند در غیاب مولکول‌های آب سد انرژی مقدار بالایی دارد و سرعت واکنش های توتومری عمدتاً بدون حضور کاتالیزور خیلی آهسته بوده به عبارتی انجام‌پذیر نیستند.
In this research investigation of tautomerism and transition states of 6-Hydroxy 5-Flourocytosine from 1,3 proton transfer between oxygen and carbon atoms in the gas phase and in solution and in a micro hydrated environment with 1-3 water molecules was performed by quantum calculations at the DFT/B3LYP/6-31++G(d,p) level of theory. For this purpose, the optimized geometries of various tautomers of the desired molecule were obtained. Also by using frequency calculations at the same level thermodynamic properties of different tautomeric equilibriums such as ΔE, ΔH, ΔG and Keq were obtained. Then transition states of various tautomeric interconversion of 6-Hydroxy 5-Flourocytosine and it’s kinetic and thermodynamic amounts were calculated by QST2 and QST3 methods. And also the tunneling effects on rates of reaction were investigated. The results show in both gas phase and solution, rate constants of tautomeric reactions have high sensitivity on tunneling effects and rate of tautomeric interconversion increase by about five or more. Also transition state calculations show in absence of water assisted molecules the tautomeric interconversion reacctions have high barrier energy and so are very slow, in other word they can not be done
_||_