پایان نامه شبیه سازی دینامیک ملکولی استخلافات پورفیرین و مطالعه ی کمی ساختار-ویژگی در آن ها

اختصاصی از سورنا فایل پایان نامه شبیه سازی دینامیک ملکولی استخلافات پورفیرین و مطالعه ی کمی ساختار-ویژگی در آن ها دانلود با لینک مستقیم و پر سرعت .

فرمت فایل : WORD (قابل ویرایش)

تعداد صفحات:132

پایان‌نامه کارشناسی ارشد شیمی (گرایش شیمی فیزیک)

فهرست مطالب:

چکیده
مقدمه
شبیه سازی دینامیک ملکولی
داکینگ ملکولی
ارتباط کمی ساختار-ویژگی
2- تئوری و محاسبات
3- بحث و نتیجه¬گیری
پیشنهادات :
منابع
ضمیمه
Abstract
همراه با اشکال و جداول

چکیده

تجمع ٨٥ استخلاف پورفیرینی مورد مطالعه قرار گرفته است. گزارشی از مطالعه¬ی ترمودینامیکی و سینتیکی تجمع با تغییر استخلافات پورفیرین داده شده است. برای این کار از شبیه سازی دینامیک ملکولی، رابطه¬ی کمی ساختار-ویژگی و داکینگ Docking)) استفاده شد. برای انجام این کار، شبیه سازی در دما¬های مختلف تغییر یافته انجام شد. از داکینگ نیز برای به دست آوردن انرژی برهم کنش پورفیرین ها استفاده شد. از این انرژی¬ها برای به¬دست آوردن ثابت تعادل استفاده کردیم. رابطه¬ی کمی ساختار-ویژگی را برای ٨٥ ترکیب انجام داده و از دو روش رگرسیون خطی چندگانه ((MLR و آنالیز مولفه های اصلی ((PCA برای پیش بینی¬ها استفاده کرده و به پیش بینی¬های خوبی دست یافتیم. ضریب هم¬بستگی برای پیش¬بینی ثابت سرعت و تعادل ٨٥ ترکیب به ترتیب ٦٣/۰ و ٩٢/٠ شد و با روش PCA با ضریب هم¬بستگی ٩٠/٠ توانستیم ثابت تعادل را پیش بینی کنیم. به منظور انجام پیش بینی بهتر ثابت سرعت، ترکیبات  به دو دسته¬ی اکسیژن دار و بدون اکسیژن تقسیم شد و و به ترتیب ضرایب رگرسیون ۸۹/0 و ۹٤/٠ برای آن¬ها به¬دست آمد. نتایج ارتباط کمی ساختار-ویژگی نشان داد که استخلافات دارای گروه¬های هیدروکربن بیشتر، مسطح¬تر، بزرگ¬تر و هیدروفوب¬تر سرعت تجمع بالاتر ی دارد.

واژه های کلیدی: تجمع پورفیرین، شبیه سازی دینامیک ملکولی، ثابت سرعت، ثابت تعادل و رابطه کمی ساختار-ویژگی.

مقدمه

1-1- پورفیرین
پورفیرین¬ها گروهی از ترکیبات آلی هستد که در طبیعت به صورت های مختلفی وجود دارند. یکی از معروف ترین پورفیرین¬های شناخته شده، هم می باشد که همان رنگدانه ی موجوددر سلول¬های خون است و کوفاکتور سلول¬های هموگلوبین است. آن ماکرو سیکل¬های هترو سیکلی است که از ٤ واحد پیرول تغییر یافته تشکیل شده است و اتم کربن آلفا¬ی آن از طریق پل¬های متین به هم متصل شده¬اند ]1.[
هر چند که کمپلکس¬های پورفیرین طبیعی برای زندگی ضروری هستند ولی پورفیرین¬های سنتزی کاربرد¬های محدود تری دارند. به عنوان نمونه کمپلکس¬های مزو-تترا فنیل پورفیرین، انواع مختلف واکنش¬ها را در سنتز آلی کاتالیز می¬کنند ولی هیچ کدام از آن ها ارزش کاربردی ندارد. ترکیبات پورفیرینی در بلوک¬های ساختمانی سوپرا ملکولی و الکترونی ملکولی مورد توجه زیادی قرار گرفته¬اند. فتالوسیانین¬ها که ساختار مشابه با پورفیرین دارند در مصارف تجاری به عنوان رنگ¬ها و کاتالیزور¬ها به کار می¬روند. رنگ¬های پورفیرینی سنتزی که در طراحی سل¬های خورشیدی به کار می¬روند موضوع جدید تحقیقات پیشرفته است. ساختار ملکولی پورفیرین در سال 1912 توسط کاستر پیشنهاد شد ]2[. در آن زمان تصور می¬شد که چنین حلقه بزرگی ناپایدار است تا اینکه در سال 1929 فیشر  توانست با سنتز پروتوهم   این ساختار مولکولی را برای پورفیرین تایید کند [3]. ساده¬ترین ساختار پورفیرین که فاقد استخلاف¬های جانبی می¬باشد و پورفین  نامیده می¬شود که در شکل 1-1 نشان داده شده ¬است.


شکل 1-1. ساختار پورفیرین

 
1-2- خواص پورفیرین¬ها
پورفیرین¬ها آروماتیک هستد و به دلیل آروماتیسیته از قانون هوکل پیروی می¬کنند. دارای 4n+2=π الکترون هستند که در ماکروسیکل مستقر شده است. بنابر این ماکروسیل¬ها، سیستم های فوق العاده مزدوج هستند در نتیجه ی این امر، باند¬های جذبی قوی در ناحیه¬ی مرئی دارند و شدیدا رنگی می¬باشند. اندازه¬گیری گرمای سوختن و طیف بینی NMR پورفیرین¬ها، آروماتیک بودن آن¬ها را نشان می¬دهد[4]. نام پورفیرین از کلمه ی یونانی purple به معنای بنفش آمده است. ماکروسیل آن ٢٦الکترون پای دارد.
امروزه داده¬های بلور¬شناسی نشان می¬دهند که مولکول پورفیرین به طور کامل سخت و انعطاف¬ناپذیر نیست، بلکه یک سیستم انعطاف پذیر با سد انرژی پایین برای تغییر شکل¬های خارج¬صفحه¬ای ¬ است و شکل هندسی آن به طور قابل توجهی تحت تاثیر برهم کنش¬های بلوری بین مولکولی می¬باشد به طوری که ساختار پورفیرین کاملا مسطح  بوده و ساختار تترافنیل پورفیرین کاملا چین¬خورده  می¬باشد [5].
با جایگزینی گروه¬های مختلف در موقعیت¬های مختلف β پیرولی یا مزو، از مولکول پورفین به پورفیرین می-رسیم. از طرفی ویژگی الکترونی استخلاف¬ها از جمله الکترون کشندگی یا الکترون دهندگی سبب تغییر خواص پورفیرین¬ها می¬شود [6]. ترکیبات پورفیرینی که دارای دو هیدروژن بر روی نیتروژن¬ها هستند، باز آزاد  نامیده می¬شوند (شکل ١-2 الف). افزایش یک پروتون، منجر به تشکیل مونواسید  یا مونوکاتیون (شکل ١-2 ب) می¬شود و افزایش یک پروتون دیگر، تشکیل دی¬اسید  یا دی¬کاتیون (شکل ١-2 ج) را می¬دهد که در آن پورفیرین دارای بار ٢+ است. پورفیرین¬ها می¬توانند با از دست دادن دو هیدروژن خود در حالت باز آزاد، به صورت دی آنیون درآیند که در فرم دی¬آنیون قادرند با یون¬های فلزی ٢+ و ٣+ کمپلکس¬های فلزی پورفیرین¬ها را تشکیل دهند.