Sülfonil ve fenil üre grubu herbisidlerin toksisitesinin kantitatif yapı-toksisite ilişkileri hesaplamaları ile belirlenmesi
The determination of toxicities of sulphonilurea and phenylurea herbicides with quantitative structure-toxicity relationship studies
Yazar: ALPER CAN
Danışman: PROF. DR. GÜLİN GÜVENDİK
Ankara Üniversitesi / Sağlık Bilimleri Enstitüsü / Disiplinlerarası Adli Tıp Ana Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2010
Konu: Adli Tıp = Forensic Medicine ; Kimya = Chemistry
Dizin: Herbisitler = Herbicides ; Pestisitler = Pesticides ; Sülfonlar = Sulfones ; Toksisite = Toxicity ; Yapı aktivite ilişkisi = Structure activity relationship ; Üre = Urea

Özet:
Dünyada ve ülkemizde oldukça sıklıkla kullanım alanı bulan herbisitlerin iki grubu olan fenil ve sülfonil üre türü bileşiklerin, toksisitelerini gösteren LD50 değerlerinin belirlenmesi oldukça pahalı ve zaman alan bir işlemdir. Yeni sentezlenecek bu türde bileşiklerin de LD50 değerlerinin hesaplanması gerekmektedir. Bu tez çalışmasında; fenil ve sülfonil üre türü bileşiklerine ait LD50 değerleri kantitatif yapı-toksisite ilişkileri (QSTR) ile hesaplanmıştır. Bunun sonucunda deneysel sentez yapanların zaman ve ekonomik açıdan tasarruf sağlaması amaçlanmıştır.Tez çalışmasındaki hesaplamalara başlamadan önce, literatürden, fenilüre ve sülfonilüre bileşiklerinin LD50 değerleri (rat türü erkek deney hayvanı ve oral) kimyasal formülasyonları bulundu. QSTR çalışmalarında; paket program HyperChem 8.0.3 versiyonu kullanıldı. Tüm bileşiklerin yapısal formülleri paket programda çizildi. Daha sonra, MM+ (moleküler mekanik) yöntemi ile tüm bileşikler optimize edildi. Optimize edilen bileşiklerin, yarı-deneysel (AM1) metodu ile, geometrik optimizasyonları tekrarlandı. Paket program HyperChem'in içerisinde bulunan QSAR modülü ile moleküler diskriptörler hesaplandı. HOMO (Highest Occupied Molecular Orbitals) ile LUMO (Lowest Unoccupied Molecular Orbitals) enerjileri ise AM1 Single Point enerji hesaplamaları ile belirlendi.Hesaplanan tüm moleküler diskriptör değerleri kullanılarak; Statgraphics (2.1 versiyonu) istatistik programı yardımı ile modeller üretildi. Modellerin geçerliliği ve güvenirliliği hem modellemede kullanılan bileşikler ile hem de kullanılmayan bileşikler ile test edildi. Bileşiklerin çoğunda, teorik olarak hesaplanan LD50 değerlerinin literatürden bulunan LD50 değerlerine oldukça yakın olduğu görüldü. Bu yakın değerler bulunan modellerin geçerliliğini gösterdi.Tez sonucunda elde edilen modellerin, yeni tip fenilüre ve sülfonilüre tip herbisit sentezlemek isteyen araştırıcılara büyük katkısı olacağı değerlendirilmektedir. Araştırıcılar, sentezlemeyi düşündükleri bileşiklerin, modelde bulunan fizikokimyasal parametrelerini hesaplayarak, denklemde yerine koyup teorik LD50 değerini daha sentez aşamasına geçmeden hesaplayabilirler.Anahtar Sözcükler: Pestisidler, herbisitler, fenilüre, sülfonilüre, QSAR, QSTR

Abstract:
Phenyl urea and sulphonyl urea compounds which are two groups of herbicides are most commonly used in our country and the world. The LD50 values which indicate their toxicities are very expensive and time consuming work.The LD50 values of these types of the compounds which will be novel synthesized, should be calculated. In this thesis study, the determination of LD50 values of phenyl urea and sulphonyl urea compounds were calculated using quantitative structure-toxicity relationship studies. As a concequence of this study, the time and money saving are aimed for experimentally synthesizer.Before the calculations in the thesis study, LD50 values (rat male oral) and the structural formulas of phenyl urea and sulphonyl urea compounds were obtained from the literatures. In QSTR study, HyperChem 8.0.3 version was used as a package program. All the structures of compounds were drawn in that package program. The geometry optimization of the compounds were carried out using MM+ (molecular mechanics) method. The MM+ geometrically optimized structures were re-optimized again using semi-empirical AM1 method. The molecular descriptors of the compounds were calculated with QSAR module of the HyperChem. The HOMO (Highest Occupied Molecular Orbital) and LUMO (Lowest Unoccupied Molecular Orbital) orbitals were determined with AM1 single point calculations.With Statgraphics (2.1 version), all the calculated molecular descriptors were used to generate models. The validty and reliabilty of the models were tested both data and training sets. In most of the compounds, LD50 values which were theoretically calculated are nearly similar to the experimentally LD50 values. These similarity indicate the validity of the models.It is evaluated that the models which were generated in this thesis study, will great contribute to the scientists who want to synthesize novel phenyl urea and sulphonyl urea type herbicides.Key Words: Pesticides, herbicides, phenylurea, sulphonylurea, QSAR, QSTR