بررسي جذب يون مس با آلفا، بتا و گاما سيكلود كسترين با استفاده از روش تابع چگالي

Investigation of Copper Ion Adsorption by Alpha, Beta and Gamma Cyclodextrin by Density Function Method

سيكلودكسترين‌ها با توجه به تعداد واحدهاي گلوكزي تشكيل‌ دهنده خود، 6، 7 و 8 واحد، به‌ترتيب به سه دسته آلفا، بتا و گاما سيكلودكسترين طبقه‌بندي مي‌شوند. اين تركيبات حلقوي داراي دو سطح آبدوست و آبگريز براي به دام انداختن تركيبات با قطبيت‌هاي مختلف هستند. رفتار دوگانه سيكلودكسترين‌ها سبب كاربرد آن‌ها در زمينه‌هاي مختلف از جمله داروسازي، پزشكي، زيست‌محيطي و آرايشي شده است. كاتيون‌هاي فلزي يكي از منابع آلودگي پساب‌هاي معدني و صنعتي هستند، كه فرايند حذف آن‌ها با سيكلودكسترين موضوع پژوهش حاضر است. در اين پژوهش، آناليز تئوري برهمكنش كاتيون فلزي Cu1+با آلفا، بتا و گاما سيكلودكسترين مورد مطالعه قرار گرفت. ساختار و انرژي‌هاي پايداري اين تركيبات با استفاده از نظريه دانسيته الكتروني و روش B3LYP در فاز گازي و محلول بررسي شد. با استفاده از محاسبات NBO، جايگاه‌هاي فعال اين تركيبات براي برهم‌كنش با كاتيون فلزي مشخص شدند. محاسبات نشان داد توزيع بار الكتريكي بر روي اتم‌هاي اكسيژن گلوكوپيرانوز به‌عنوان واحدهاي سازنده هر تركيب تقريباً يكسان است. همچنين كمپلكس‌هاي مربوطه با استفاده از سطح محاسباتي مذكور بهينه‌سازي شد و قدرت كيليت شدن هركدام از اين اليگوساكاريدهاي حلقه‌اي مورد مقايسه قرار گرفت. داده‌ها نشان دادند كه آلفا و بتا سيكلودكسترين به‌ترتيب تمايل بيشتري براي برهم‌كنش با كاتيون Cu1+در فاز گازي و آبي دارند و بنابراين نامزدهاي احتمالي براي زدودن اين يون از پساب‌هاي صنعتي و يا معدني به‌ شمار مي‌روند.

Cyclodextrins are categorized into three groups of alpha, beta, and gamma, according to the number of their own glucose units of 6, 7 and 8 units. These ring compounds have two surfaces of hydrophilic and hydrophobic to trap compounds with different polarities. two-fold behavior of cyclodextrins has attracted the attention of the various industries, including pharmaceuticals, medicine and cosmetics. Metal cations are one of the sources of pollution of industrial and mining wastewater. In this work, the theory of the interaction of Cu1+ metal cation with alpha, beta, and gamma cyclodextrin has been studied. The structure and stability energy of these compounds are investigated using the Density functional theory and the B3LYP method with a base set of 6-31g (d, p) in the gas phase and solution. Using the NBO calculations, the active site of these compounds was determined for interaction with metal cation. The calculations showed that the distribution of charge on the glucopyranose oxygen atoms as the constructors of each constructor is approximately the same. Also, the corresponding complexes were optimized using the computational level and the Chelating ability of each of these rings oligosaccharides comparison has been made. Using the NBO calculations, the active site of these compounds was determined for interaction with metal cation. The calculations showed that the distribution of charge on the glucopyranose oxygen atoms as the constructors of each constructor is approximately the same. Also, the corresponding complexes were optimized using the computational level and the Chelating ability of each of these rings oligosaccharides comparison has been made.