Sülfonomidlerin kuantum kimyasal reaktivite indislerinin yoğunluk fonksiyonel yöntemi (DFT) ile hesaplanması
Quantum chemical reactivity indices for sulfonamides by density functional theory (DFT)
Yazar: ŞEYDA AYDOĞDU
Danışman: DOÇ. DR. ARZU HATİPOĞLU
Yıldız Teknik Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Kimya Ana Bilim Dalı / Fizikokimya Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2017
Konu: Kimya = Chemistry

Özet:
Antibiyotikler; insanlarda, çiftlik hayvanlarında ve tarımda yaygın olarak kullanılmaktadırlar. Antibiyotiklerin önemli bir sınıfını oluşturan sülfonamidler (SA) ucuz oldukları, daha az zararlı oldukları ve pek çok hastalığın kaynağı olan bakterilere karşı etkili olduklarından sıklıkla kullanılırlar. Sülfonamidler idrar yolu, cilt ve solunum yolu enfeksiyonları gibi hastalıklara sebep olan pek çok bakteri türüne karşı klinik olarak uygulanmaktadır. Sülfonamidlerin yaygın olarak kullanımının sonucunda sülfonamidler ve metabolitleri çevreye yayılırlar. Sülfonamidlerin suda çözünebilmelerine bağlı olarak sularda sülfonamid kalıntıları sıklıkla tespit edilir. Sonuç olarak, sülfonamidlerin çevrede bulunmaları insan sağlığını tehdit etmektedir. Bu nedenle, bu bileşiklerin toksisitelerini belirleyebilmek için, kimyasal reaktivite indislerinin hesaplanması önemlidir.
Bu çalışmada, 22 tane SA molekülü gaz ve su fazınlarında modellenmiştir. Tüm moleküllerin en kararlı yapılarını belirleyebilmek için konformer analizleri ve geometri optimizasyonları yapılmıştır. Moleküllerin modellemeleri DFT ile B3LYP/6-311++G(d,p) temel setinde yapılmıştır. Solvatasyon etkisi CPCM solvatasyon modeli kullanılarak hesaplanmıştır. 
Kuantum kimyasal hesaplamaların sonucu olarak, SA molekülleri için kuantum kimyasal indisler hesaplanmıştır. SA molekülleri için, kuantum kimyasal indislere bağlı olarak toksisite değerlerini veren kantitatif yapı aktivite ilişkileri (QSAR) lineer regresyonlar aracılığıyla türetilmiştir. Deneysel toksisite değerleri ile hesaplanan kuantum kimyasal indisler arasındaki korelasyonlar incelenmiştir.

Abstract:
Antibiotics have been mostly used in human, livestock and agriculture. Sulfonamides (SA) are important class of antibiotics in the world because of their properties such as low cost, low toxicity and effective against bacterias that are the source of many diseases. SAs are used in therapeutic agents against specific bacterias which cause some diseases like urinary, skin and respiratory track infections. As a consequence of extensive usage most of the SAs and their metabolites released into into the environment. SA residues are frequently detected in water due to the their water soluable property. As a result, the presence of SAs in the environment, threatens human health. So, it is important to calculate some of chemical indices in order to predict toxicity of these compounds.
In this study, 22 SA molecules  were modeled for both gas and aqueous phases. Conformational analyses and geometry optimizations of all the structures were performed to determine the most stable structures. Modeling of the molecules was performed with DFT at B3LYP/6-311++G(d,p) level. The solvation effects were calculated by using CPCM as the solvation model. 
As a result of quantum chemical calculations, the quantum chemical indices of SA molecules were calculated. The quantitative structure activity relationships, (QSAR's) expressing the toxicity value in terms of the quantum chemical indices were derived by using linear regression for SA molecules.The correlations between the experimental toxicity values and the calculated quantum chemical indices were examined.