مطالعه ی محاسباتی خواص آنتی اکسیدانی ویتامین e و توانایی آن در خنثی‌سازی رادیکال های آلکیل پراکسید

در این پژوهش، عملکرد آنتی اکسیدانی آلفاتوکوفرول، α-toco، یکی از گونه های فعال ویتامین e با رادیکال ccl3o2 با استفاده از نظریه تابعیت چگالی، dft، و مدل پیوستار قطبش پذیر شبه هادی، cpcm، در سطح نظری b3lyp/6-31g** و سه فاز مختلف گاز، روغن و آب مطالعه شده است. محاسبات انرژی برهمکنش نشان می دهد که بین رادیکال ccl3o2 و α-toco نیروی جاذبه وجود دارد و مقدار آن در فاز روغنی و آب بیش تر از فاز گازی می باشد. مطالعه سازوکارهای انتقال الکترون، ربایش اتم هیدروژن و اضافه شدن رادیکال نشان می دهد که فرایند اضافه شدن رادیکال نسبت به دیگر واکنش ها از نظر ترمودینامیکی مطلوب تر می باشد و فازهای روغنی و آبی هر دو فازهای مناسب برای انجام این نوع فرآیندها هستند. مقادیر کمیت های واکنش پذیر محاسبه شده نشان می دهد که α-toco در برابر رادیکال ccl3o2 تمایل به اکسیدشدن دارد که این تمایل در فاز آبی از همه بیشتر می باشد. همچنین با جذب رادیکال بر روی α-toco در هر فاز، خاصیت آنتی اکسیدانی α-toco کم می شود و الکترون پذیرندگی آن افزایش می یابد. نتایج محاسبات نظریه تابعیت چگالی وابسته به زمان، td-dft، نشان می دهند که طول موج بیشینه جذب، λmax، و قدرت نوسانگر متناظر با آن، fmax، برای α-toco در فاز روغنی بیشتر از فاز گازی و آب می باشد.λmax و fmax ها با جذب رادیکال بر روی α-toco به طور قابل ملاحظه تغییر می کند و در فازهای روغنی و آبی،λmax  همتافت ccl3o2 و α-toco  نزدیک به طول موج نور قرمز رنگ می شود. نتایج حاصل از محاسبات اتم ها در مولکول ها، aim، نشان می دهند که برهمکنش های ایجاد شده بین α-toco و رادیکال ccl3o2 در هر سه فاز از نوع پیوند هیدروژنی و واندروالسی است با این تفاوت که تعداد پیوندها و قدرت پیوندهای ایجاد شده به ترتیب از فاز روغنی به فاز آبی و از فاز آبی به فاز گازی کاهش می یابد. این نتیجه با مقادیر محاسبه شده برای انرژی های برهمکنش و مقادیر کمیت های ترمودینامیکی واکنش اضافه شدن رادیکال به α-toco مطابقت دارد.

computational study of the antioxidant properties of vitamin e and its ability to scavenge alkyl peroxide radicals

in this study, the antioxidant activity of alpha-tocopherol, α-toco, one of the eight forms of vitamin e with ccl3o2 radical using density functional theory, dft, and conductor-like polarizable continuum model, cpcm, at the b3lyp/6-31g** level of theory and three different phases of gas, oil and water have been studied. interaction energy calculations show that there is a gravitational force between the radical and α-toco and their values in the oil and water phases are more than the gas phase. mechanisms study of electron transfer, hydrogen atom abstraction, and radical addition show that the radical addition process is more thermodynamically desirable than other reactions and that the oil and aqueous phases are both suitable for this type of process. the values of the calculated reactivity quantities show that α-toco tends to oxidize against radicals, that this tendency is more in the aqueous phase than the others. also, by radical adsorption on α-toco in each phase, the antioxidant property of α-toco decreases and its electroaccepting increases. the results of td-dft calculations show that the maximum absorption wavelength, λmax, and the corresponding oscillator strength, fmax, for α-toco in the oil phase are greater than those in the gas and aqueous phases. λmax and fmax change significantly by radical adsorption on α-toco, and in the oil and water phases, λmax of the complex is approximately equal to the wavelength of red light. the results of calculations of atoms in molecules, aim, show that the interactions between α-toco and radical in all three phases are of the type of hydrogen bond and van der waals, with the difference that the number of bonds and the strength of the bonds are reduced from the oil to water phase and from water to gas phase, respectively. this result corresponds to the calculated values for the interaction energies.