مطالعه تجربی و تئوری برهم کنش های بین فلزات سنگین و برخی دی پپتیدها و آمینو اسیدها

در این کار تحقیقاتی، ثابت های تفکیک برخی آمینواسیدها و دی پپتیدها و ثابت های پایداری کمپلکس‏های حاصل از برهم کنش یون‏های فلزات سنگین با برخی دی پپتیدها با استفاده از روش های تجربی و تئوری به دست آمده است. نخست، تشکیل کمپلکس یون توریوم(iv) با دی پپتیدهای گلایسیل گلایسین و گلایسیل والین مورد بررسی قرار گرفته است. ثابت پایداری کمپلکس‏های حاصل از برهم کنش یون‏th4+ با دو دی‏‏پپتید گلایسیل-l-والین و گلایسیل گلایسین در قدرت یونی 1/0 مول بر لیتر در دامنه ph 2 تا 12 مورد بررسی قرار گرفته اند. در بررسی‏ها از نمک سدیم پرکلرات برای تثبیت قدرت یونی با تلفیق دو روش اسپکتروفتومتری و پتانسیومتری به طور هم زمان در دمای k298 و نرم افزار equispec جهت محاسبات استفاده شده است. نتایج حاصل از آزمایش ها به روش اسپکتروفتومتری و پتانسیومتری به طور هم زمان، نشان می دهد که لگاریتم ثابت‏های پروتونه شدن گروه های کربوکسیلیک و آمینو برای گلایسیل-l- والین به ترتیب برابر 15/3 و70/8 و برای گلایسیل گلایسین 07/3 و 16/8 می باشند. رسم نمودارهای غلظت گونه ها بر حسب ph نشان می دهد که فلز توریوم(iv) با دی پپتیدهای فوق کمپلکس های تک هسته ای از نوع [th(l)]3+ و کمپلکس های دو هسته ای از نوع [th(hl2)]3+ و [th(l)2]2+ ایجاد می کند (l- نشان دهنده ی لیگاند کاملاً تفکیک شده است). لگاریتم ثابت های پایداری برای کمپلکس های فوق با لیگاند گلایسیل-l-والین به ترتیب عبارتند از: 76/8، 85/23 و 72/14. مقادیر حاصل برای کمپلکس های فوق با دی پپتید گلایسیل گلایسین به عنوان لیگاند به ترتیب 46/5، 45/18 و 49/10 می باشد. همچنین در این کار تحقیقاتی، ثابت پایداری کمپلکس‏های حاصل از برهم کنش یون‏th4+ با دو دی‏‏پپتید گلاسیل-l-والین و گلایسیل گلایسین در قدرت یونیmol.l-1 01/0 سدیم پرکلرات و محلول 60:40 استونیتریل-آب مورد بررسی قرار گرفته است. در بررسی‏ها از نمک سدیم پرکلرات برای تثبیت قدرت یونی، و روش ولتامتری چرخه ای در دمای k298 استفاده شده است. نتایج حاصل از آزمایش ها به روش ولتامتری چرخه ای، نشان می دهد که فلز توریوم(iv) با دی پپتیدهای فوق، کمپلکس های تک هسته ای از نوع [th(l)]3+ و کمپلکس های دو هسته ای از نوع [th(l)2]2+ ایجاد می کند. لگاریتم ثابت های پایداری برای کمپلکس های فوق با لیگاند گلایسیل-l-والین به ترتیب عبارتند از: 16/9 و 74/13. مقادیر حاصل برای کمپلکس های فوق با دی پپتید گلایسیل گلایسین به عنوان لیگاند به ترتیب 10/6 و 45/10 به دست آمده است. در مرحله ی بعدی، تشکیل کمپلکس یون سریوم(iv) با دی پپتید گلایسیل گلایسین مورد بررسی قرار گرفته است. تعادل پروتونه شدن گلایسیل گلایسین و تشکیل کمپلکس آن با یون سریوم(iv) در محلول آبی و در دامنه ی ph 2 تا12 با تلفیق روش های پتانسیومتری و اسپکتروفتومتری به طور هم زمان در دمای ثابت k298 در قدرت های یونی 02/0، 05/0، 10/0، 15/0، 3/0، 5/0، 7/0 و 0/1 مول بر لیتر سدیم پرکلرات مورد مطالعه قرار گرفته است. در این کار نیز از نرم افزار equispec برای انجام محاسبات استفاده شده است. رسم نمودارهای غلظت گونه ها بر حسب ph نشان می دهد که فلز سریوم(iv) با دی پپتید فوق، کمپلکس های تک هسته ای cel+3 و cehl+4 ایجاد می کند. همچنین وابستگی پروتونه شدن لیگاند و ثابت پایداری کمپلکس حاصل با قدرت یونی به وسیله ی معادله ی دانیل مورد بررسی قرار گرفته است. در ادامه این کار تحقیقاتی، ثابت های تفکیک اسیدی گلایسین، والین، فنیل آلانین، گلایسیل والین و گلایسیل فنیل آلانین در آب با استفاده از روش ab initio تعیین شده است. در این کار، مقادیر pka گلایسین، والین، فنیل آلانین، گلایسیل والین و گلایسیل فنیل آلانین در محلول آبی و در دمای k298 به روش ab initio به دست آمده است. برای توضیح ثابت های تفکیک اسیدی به دست آمده، کانفورمر های مولکولی و برهمکنش های حلال-حل شونده ی گونه های کاتیونی، خنثی و آنیونی پپتیدها و آمینواسیدهای فوق از روش نظریه تابعی دانسیته (dft) استفاده شده است. تعادل ها و واکنش های تفکیک در حلال های قطبی نشان می دهد که همه ی آن ها توانایی تشکیل پیوند هیدروژنی قوی را دارند. در تعادل ها و واکنش های ذکر شده، نیاز مبرم به یک پایه ی تئوری برای محاسبه ی ثابت های اسیدی گلایسین، والین، فنیل آلانین، گلایسیل والین و گلایسیل فنیل آلانین وجود دارد. پایه ی تئوری مورد استفاده در محاسبات b3lyp/6-31+g(d) بوده است. جهت آنالیز تشکیل پیوند هیدروژنی بین مولکولی ما بین گونه های موجود و مولکول های آب، روش توماسی مورد استفاده قرار گرفته است. در این روش، هر یک از گونه های کاتیونی، آنیونی و خنثی گلایسین، والین، فنیل آلانین، گلایسیل والین و گلایسیل فنیل آلانین به طور جداگانه با یک، دو، سه و چهار مولکول آب در حالت محلول در نظر گرفته شده و بهینه شده اند. در این مطالعه، توافق قابل قبولی در مقایسه ی مقادیر pka تعیین شده به روش پتانسیومتری (تجربی) و محاسباتی وجود دارد. در ادامه این پروژه، ثابت های تفکیک اسیدی گلایسیل گلایسین در آب و در دماهای مختلف، با استفاده از روش ab initio، محاسبه شده است. در این کار، مقادیر pka گلایسیل گلایسین در محلول آبی و در دماهای 298، 303، 308، 313 و 318 درجه کلوین به روش ab initio و روش نظریه تابعی دانسیته (dft) به دست آمده است. پایه ی تئوری مورد استفاده در محاسبات b3lyp/6-31+g(d) بوده است. جهت آنالیز تشکیل پیوند هیدروژنی بین مولکولی ما بین گونه های موجود و مولکول های آب، روش توماسی مورد استفاده قرار گرفته است. همچنین پارامترهای ترمودینامیکی ?h، ?s و g? برای واکنش های تفکیک گلایسیل گلایسین، به دست آمده است. توافق قابل قبولی بین مقادیر pka تعیین شده به روش پتانسیومتری (تجربی) و محاسباتی وجود دارد.