مدل سازی اثر بازدارنده های خوردگی ایمیدازول و برخی مشتقات آن بر استیل نرم و بررسی مکانیسم واکنش 2-آمینو بنزوتیازول و3- فنیل پروپیلیک اسید با استفاده از محاسبات مکانیک کوانتومی

چکیده تحقیقات در این پروژه به دو بخش، پیش بینی بازدارنده های خوردگی و مدل سازی مکانیسم واکنش تقسیم می شوند. در قسمت اول، درصد بازدارندگی مشتقات ایمیدازول در سطح فولاد نرم در محیط هیدروکلرید اسید را مورد مطالعه قرار گرفت. خوردگی، تخریب فلزات توسط واکنش های شیمیایی و الکتروشیمیایی تحت تاثیر محیط اطراف می باشد. بنابراین، جنبه های گوناگونی باید برای محافظت ویا کاهش این فرآیند به کار برده شود. در میان روش های موجود، کاربرد بازدارنده ها یکی از عملی ترین و اقتصادی ترین آن ها می باشد. روش های بر اساس محاسبات مکانیک کوانتومی قادر به محاسبه برخی از پارامتر های بوده که متناسب با رفتار بازدارندگی خوردگی ترکیبات شیمیایی می باشند. بنابراین، بعد از محاسبه چنین پارامتر هایی همبستگی بین آن ها و رفتار بازدارندگی می تواند مفید باشد. در مطالعه حاضر، تاثیر بازدارندگی برخی از مشتقات ایمیدازول بر روی سطح فولاد نرم مدل سازی شد و انرژی برهم کنش بین سطح فلز و بازدارنده به عنوان پارامتری تجزیه ای برای این مدل سازی مورد بررسی قرار گرفت. در نخستین مرحله از محاسبات، ساختار سه بعدی هشت مولکول بازدارنده در فاز گازی با استفاده از روشb3lyp و حالت پایه 6-31++g(d,p) بهینه شدند. در مرحله دوم، اثرات حلال در ساختار هندسی بازدارنده و سطح مورد بررسی قرار گرفت. در مرحله سوم، انرژی الکترونیک بازدارنده و سطح در فاز حلال محاسبه شدند. سرانجام، انرژی های برهم کنش محاسبه شدند و رابطه آن ها با اثرات بازدارندگی تجربی بازدارنده ها مورد بررسی قرار گرفت که در توافق خوبی با مقادیر تجربی بودند(r=0.948). بر طبق محاسبات می توان اینطور نتیجه گیری کرد که این روش یک وسیله مفید برای پیش بینی بازدارنده های جدید می باشد. در بخش دوم از مطالعات، مکانیسم سنتز پیریمیدو [2-1-b] بنزوتیازول با استفاده از 2-آمینو بنزوتیازول و3- فنیل پروپیلیک اسید به روش نیمه تجربی pm3 مورد بررسی قرار گرفت. بنزوتیازول ها ترکیباتی هتروسیکل هستند که به عنوان ماده شروع کننده در بسیاری از تحقیقات برای سنتز ساختار هایی با فعالیت های بیولوژیکی استفاده می شوند. ترکیباتی با هسته های بنزوتیازول که دارای فعالیت ضد درد، ضد باکتری، ضد قارچ، ضد میکروبی، ضد اچ.آی.وی و غیره می باشند شناسایی و بیش از 34 دارو با هسته های بنزوتیازولی سنتزشده اند. در طول سال های اخیر پیشرفت های جالبی در فعالیت های بیولوژیکی مشتقات بنزوتیازول ها وجود داشته است. این ترکیبات به طور ویژه در زمینه شیمی دارویی در نتیجه دارابودن پتانسیل داروشناختی مورد توجه قرار گرفته اند. از طرفی دیگر،در طی بررسی سنتیکی واکنش2- آمینو بنزوتیازول و3- فنیل پروپیلیک اسید، محصول متفاوت با بازده های مختلف مشاهده می شود. بنابراین، استفاده از روشی تئوری برای بررسی مکانیسم این واکنش می تواند ضروری و مفید باشد. حداقل دو مسیر ممکن برای واکنش شیمیایی بین واکنش دهنده ها وجود دارد. به منظور مدل سازی برای مسیرهای واکنش، مراحل مختلفی باید بررسی شود.در مرحله اول، ساختارهای سه بعدی واکنش دهنده ها به طور کامل با استفاده از روش pm3 بهینه شد. در مرحله دوم، فرکانس هماهنگ با استفاده از روشی مشابه برای اطمینان از مینیمم یا حالت گذار ترکیبات بهینه شده محاسبه شد.در مرحله سوم، واکنش دهنده ها به تدریج در یک مسیر خاص و مطابق با دو مکانیسم ممکن، از فاصله ای که هیچ برهم کنشی باهم ندارند تا یک حداقل فاصله، در طی پله های 1/0 آنگسترومی براساس مکانیسم پیشنهادی واکنش، به هم نزدیک شدند. به طور همزمان، ساختار هندسی تمام ترکیبات سیستم بهینه و مقادیر ترمودینامیکی آنها محاسبه شد.در مرحله آخر، باتوجه به مقادیر ترمودینامیکی سیستم (یعنی?g ,?s ,?h ) ،تشخیص تمام حالتهای گذار، حدواسط ها و انرژی های فعالسازی در مکانیسم پیشنهادی امکان پذیر بوده و نهایتا با مقایسه مراحل مختلف در واکنش ،مسیری که محصول آن 4- فنیل، 2 h-- پیریمیدو[2,1-b] بنزوتیازول 2- اون است به عنوان مسیر مطلوب واکنش شناخته شد. این نتایج در توافق کامل با داده های تجربی حاصل از طیف های جرمی و nmr قرار دارد.