بررسی جذب یون مس با آلفا، بتا و گاما سیکلودکسترین با استفاده از روش تابع چگالی

سیکلودکسترین‌ها با توجه به تعداد واحدهای گلوکزی تشکیل‌ دهنده خود، 6، 7 و 8 واحد، به‌ترتیب به سه دسته آلفا، بتا و گاما سیکلودکسترین طبقه‌بندی می‌شوند. این ترکیبات حلقوی دارای دو سطح آبدوست و آبگریز برای به دام انداختن ترکیبات با قطبیت‌های مختلف هستند. رفتار دوگانه سیکلودکسترین‌ها سبب کاربرد آن‌ها در زمینه‌های مختلف از جمله داروسازی، پزشکی، زیست‌محیطی و آرایشی شده است. کاتیون‌های فلزی یکی از منابع آلودگی پساب‌های معدنی و صنعتی هستند، که فرایند حذف آن‌ها با سیکلودکسترین موضوع پژوهش حاضر است. در این پژوهش، آنالیز تئوری برهمکنش کاتیون فلزی Cu1+با آلفا، بتا و گاما سیکلودکسترین مورد مطالعه قرار گرفت. ساختار و انرژی‌های پایداری این ترکیبات با استفاده از نظریه دانسیته الکترونی و روش B3LYP در فاز گازی و محلول بررسی شد. با استفاده از محاسبات NBO، جایگاه‌های فعال این ترکیبات برای برهم‌کنش با کاتیون فلزی مشخص شدند. محاسبات نشان داد توزیع بار الکتریکی بر روی اتم‌های اکسیژن گلوکوپیرانوز به‌عنوان واحدهای سازنده هر ترکیب تقریباً یکسان است. همچنین کمپلکس‌های مربوطه با استفاده از سطح محاسباتی مذکور بهینه‌سازی شد و قدرت کیلیت شدن هرکدام از این الیگوساکاریدهای حلقه‌ای مورد مقایسه قرار گرفت. داده‌ها نشان دادند که آلفا و بتا سیکلودکسترین به‌ترتیب تمایل بیشتری برای برهم‌کنش با کاتیون Cu1+در فاز گازی و آبی دارند و بنابراین نامزدهای احتمالی برای زدودن این یون از پساب‌های صنعتی و یا معدنی به‌شمار می‌روند.