مطالعه نظری مکانیسمی رفتار سیکلودکسترین عامل دار شده به عنوان مقلد آنزیم های اکسیداز در فرآیند اکسایش آمینو فنول

در این مطالعه سیکلودکسترین را توسط گروه آلدهیدی عامل دار کرده و سیکلودکسترین عامل دارشده به عنوان مقلد آنزیم های اکسیداز به کار گرفته می شود و پس از کپسوله شدن آمینوفنول در آن واکنش اکسیداسیون آمینو فنول را درحضورهیدروژن پراکسیدبه عنوان کاتالیزور تسریع می کند. برای تعیین مرحله تعیین کننده سرعت عمل اکسایش آمینوفنول در بتاسیکلودکسترین، پارامترهای ترمودینامیکی و فعالسازی محاسبه شده اند. همه ی محاسبات با استفاده از نرم افزار محاسباتی کوانتومی گوسین09 و با استفاده از روش اونیوم دولایه ای، برای بتاسیکلودکسترین در سطح oniom(mpw1pw91/6-311++g(d,p):uff) انجام شده است. در ابتدا همه ساختارها به طور کامل بهینه شده اند. در مرحله نخست، کپسوله شدن مولکول h2o2 در حفره آب گریز بتاسیکلودکسترین رخ می دهد. دو جهت گیری برای کپسوله شدن آن در نظر گرفته شده است، که این دو جهت گیری ورود مولکول h2o2 از دهانه کوچک و بزرگ بتاسیکلودکسترین می باشد. g≠∆ واکنش برای هر دو جهت گیری محاسبه شده است که برای ورود مولکول h2o2 از دهانه کوچک بتاسیکلودکسترین معادل kcal/mol8/5 و از دهانه بزرگ معادلkcal/mol 2/4 می باشد. این مقادیر نشان دهنده این موضوع است که کپسوله شدن h2o2 در بتاسیکلودکسترین از دهانه بزرگ نسبت به دهانه کوچک مناسب تر است. در مرحله دوم، واکنش شیمیایی بین گروه آلدهیدی و مولکول هیدروژن پراکسید روی می دهد که این مرحله، مرحله تعیین کننده سرعت بوده و انرژی فعالسازی این مرحله معادل kcal/mol4/ 54 می باشد.آنالیز بار nbo، انتقال بار از مولکول h2o2 به بتاسیکلودکسترین را تایید می کند. به منظور آگاهی از اوربیتال ها، آنالیز homo-lumo نیز انجام شده است. این پارامترها نشان می دهد بعد از واکنش سختی بتاسیکلودکسترین تغییریافته افزایش یافته و افزایش شکاف نوار را تایید می کند. پتانسیل شیمیایی الکترونی به سمت مقادیر مثبت تر پیش می رود و خاصیت الکتروفیلی سیکلودکسترین بعد از واکنش کاهش می یابد. با در نظر گرفتن تمام پارامترهای محاسبه شده می توان گفت که از بتاسیکلودکسترین به عنوان مقلد اکسیداز در فرایندهای الکتروشیمیایی استفاده نمود.