Karbazokrom molekülünün kuantum kimyasal olarak incelenmesi
Quantum chemical studies for carbazochrome molecule
Yazar: HANAN ALTAHR M BSHEN
Danışman: PROF. DR. FATMA KANDEMİRLİ ; DR. ÖĞR. ÜYESİ FATMA GENÇ
Kastamonu Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Biyomedikal Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2021
Konu: Biyokimya = Biochemistry ; Biyoteknoloji = Biotechnology ; Kimya = Chemistry

Özet:
Spontan ve postoperatif kanamanın kontrolü, özellikle cerrahlar, anestezistler, hematologlar ve hasta için bir endişe konusudur. Esas olarak karbazokrom (2-(1,2,3,6-tetrahidro-3-hidroksi-1-methyl-6-oxo-5H-indol-5-yliden) -hidrazin karboksamid, CBZ) şu anda hemostatik ilaçlar olarak kullanılan adrenokrom türevidir. Yoğunlık fonksitonel teorisi (DFT) ile B3LYP seviyesinde 6–311G(d,p), 6–311+G(d,p), 6–311++G(d,p),  6–311++G(2d,2p), 6-311++G(3df,3pd) baz setleri kullanılarak gaz fazında ve çözücü (etanol, N, N-dimetil form amid, N, N-dimetil sülfoksit, su) fazlarında, temel durumda karbazokrom (C10H12N4O3) moleküler yapısı, Enerjisi en düşük olan boş moleküler orbital (ELUMO), enerjisi en yüksek olan dolu moleküler orbital (EHOMO), ELUMO ve EHOMO arasındaki enerji farkı, sertlik, yumuşaklık, elektrofiliklik indeksi, kimyasal potansiyel, elektrofugalite ve nükleofugalite gibi parametreler hesaplanmış ve baz setlerinin ve kullanılan ortamın karbazokrom molekülüne etkisi araştırılmıştır. Bu çalışmada, B3LYP/6-311G(d,p) seviyesinde, DFT kullanılarak optimize edilmiş karbazokromun, doğal bağ orbital (NBO) teorisi kullanılarak stabilizasyon enerjisi ve hibritleşme özellikleri incelenmiştir. Karbazokrom molekülünün UV spektrumu hakkında bazı değerli bilgiler elde etmek için, kuantum mekaniksel hesaplamalar, B3LYP seviyesinde 6–311G(d,p), 6–311+G(d,p), 6–311++G(d,p),  6–311++G(2d, 2p), 6-311++g(3df,3pd) baz setleri kullanılarak gaz fazında ve çözücü (etanol, N, N-dimetil form amid, N, N-dimetil sülfoksit, su) fazlarında zamana bağlı yoğunluk fonksiyonel teorisi kullanılarak yapıldı ve deneysel değerlerle mukayese edildi. Ayrıca, IR titreşim analizlerinin yanısıra karbazokrom molekülünün farklı sıcaklıklardaki (200 oK-1 000 oK aralığında) ısı kapasitesi, entropi, entalpi, Gibbs serbest enerjisi gibi termodinamik parametreleri hesaplanarak bu özelliklere baz setlerinin ve çözücünün etkisi incelenmiştir.  

ANAHTAR KELİMELER:Karbazokrom, Kuantum hesaplamaları, HOMO-LUMO, Yoğunluk fonksiyonel teorisi (DFT)

Abstract:
Control of spontaneous and postoperative bleeding is of particular concern to surgeons, anesthetists, hematologists, and the patient. Mainly carbazochrome(2- (1,2,3,6-tetrahydro-3-hydroxy-1-methyl-6-oxo-5H-indol-5-ylidene) -hydrazine carboxamide, CBZ), adrenochrome derivative, currently used as hemostatic drugs. With Density Functional Theory (DFT), at B3LYP level with 6–311G(d,p), 6–311+G(d,p), 6–311++G(d,p),  6–311++G(2d,2p), 6-311++G(3df,3pd) basis sets, Molecular structure of carbazochrome (C10H12N4O3) in the basic state in gas phase and solvent (ethanol, N, N-dimethyl form amide, N, N-dimethyl sulfoxide, water) phases, energy Parameters such as the lowest empty molecular orbital (ELUMO), the highest energy filled molecular orbital (EHOMO), the energy difference between ELUMO and EHOMO, hardness, softness, electrophilicity index, chemical potential, electrofugality and nucleofugality were calculated and Its effect on carbazochrome molecule has been investigated. In this study, stabilization energy and hybridization properties of carbazochrome optimized using DFT at B3LYP/6-311G(d,p) level were investigated using natural bond orbital (NBO) theory. Quantum mechanical calculations by using time-dependent density functional theory at B3LYP level 6–311G(d,p), 6–311+G(d,p), 6–311++G(d,p), 6–311++G(2d,2p), 6-311++g(3df,3pd) basis sets were performed to obtain some valuable information about the UV spectrum of the carbazochrome molecule in gas and solvent medium (ethanol, N, N-dimethyl form amide, N, N-dimethyl sulfoxide, water) and compared with experimental values. In addition to IR vibration analysis, thermodynamic parameters such as heat capacity, entropy, enthalpy, Gibbs free energy of the carbazochrome molecule at different temperatures (in the range of 200 oK-1 000 oK) were calculated and the effects of basis sets and solvent on these properties were investigated.

KEYWORDS:Carbazochrome, Quantum computations, HOMO-LUMO, Density functional theory (DFT)