شبیه سازی مکانیک کوانتومی سینتیک واکنش اپوکسیداسیون برخی آلکن ها توسط کمپلکس-های کروم و سینتیک واکنش آدنوزین دآمیناز
چکیده
شبیه سازی مکانیک کوانتومی (qm) برای توصیف مکان های فعال آنزیم ها و واکنش های شیمیایی، استفاده می شود. امروزه این روش، در پژوهش های زیست مولکولی و بررسی واکنش های آنزیمی و همچنین فعل و انفعالات شیمیایی مانند تبدیل قندهای حلقوی به قندهای زنجیره ای و یا واکنش های اپوکسیده کردن الکن ها به کمک کاتالیزورهای فلزی کاربرد فراوانی دارد. در این روش، ابتدا ترکیبات با استفاده از روشهای qst2 و qst3 بهینه شده و ساختار حالت گذار بدست می آید، سپس روش irc برای پیدا کردن دیاگرام و مسیر واکنش به کار برده می شود. در نمودارهای irc، ساختار ماده اولیه تا رسیدن به ساختار حالت گذار و در نهایت ساختار محصول همواره در حال تغییر است. از این رو، روند واکنش در طول مسیر واکنش نشان داده می شود و گرادیان انرژی پتانسیل از ماده اولیه به محصول همواره دنبال می شود. در این تحقیق، مسیرهای واکنش در دو سیستم زیستی و شیمیایی با استفاده از برنامه gaussian 2003 مورد بررسی قرار گرفت. شبیه سازی آنزیم برای تبدیل آدنوزین (a) به اینوزین، به منظور بدست آوردن مسیرهای واکنش و انرژی های مربوط به ماده اولیه، حالت گذار، حدواسط، محصول و انرژی های فعالسازی قند و دو اسید آمینه هیستیدین 238 و گلوتامات 217 اجرا شد. نتایج نشان داد که قرار دادن قند و اسیدهای آمینه هیستیدین 238 و گلوتامات 217 باعث کاهش انرژی فعالسازی می شوند. در کار دیگری، اثر شش قند با گروههای مختلف دهنده و کشنده مورد بررسی قرار گرفت. نتایج نشان داد که قندهای دارای گروه ch3coo به عنوان قویترین کاتالیزور و قندهای دارای گروه phcooبه عنوان ضعیف ترین کاتالیزور عمل می کنند. در بخش دوم، سه کاتالیزور [crcl2o2]، [crf4o] و [crcl4o]برای واکنش اپوکسیده کردن اتیلن استفاده شدند. نتایج نشان داد که سرعت اپوکسیده شدن اتیلن توسط سه کاتالیزور ذکر شده، به ترتیب [crf4o] < [crcl2o2] < [crcl4o] افزایش می یابد. از سوی دیگر، کاتالیزورهای [crcl2o2] و [crf4o] برای اپوکسیده کردن نه الکن مختلف شامل h2c=ch-ch2oh، h3c-hc=ch-ch3، h2c=ch-ch2nh2، h2c=ch-ch2cn، h2c=ch-ch2f، h2c=ch-ch2cl، h2c=ch-ch2br،h2c=ch-ch3 و h2c=chnh2 استفاده شدند. نتایج نشان داد که کاتالیزور [crcl2o2] نسبت به [crf4o]، کاتالیزور بهتری بوده و باعث کاهش بیشتر در انرژی فعالسازی و افزایش سرعت در واکنش اپوکسیده کردن الکنها شده است