بررسی جذب یون مس با آلفا، بتا و گاما سیکلودکسترین با استفاده از روش تابع چگالی

سیکلودکسترین‌ها با توجه به تعداد واحدهای گلوکزی تشکیل‌ دهنده خود، 6، 7 و 8 واحد، به‌ترتیب به سه دسته آلفا، بتا و گاما سیکلودکسترین طبقه‌بندی می‌شوند. این ترکیبات حلقوی دارای دو سطح آبدوست و آبگریز برای به دام انداختن ترکیبات با قطبیت‌های مختلف هستند. رفتار دوگانه سیکلودکسترین‌ها سبب کاربرد آن‌ها در زمینه‌های مختلف از جمله داروسازی، پزشکی، زیست‌محیطی و آرایشی شده است. کاتیون‌های فلزی یکی از منابع آلودگی پساب‌های معدنی و صنعتی هستند، که فرایند حذف آن‌ها با سیکلودکسترین موضوع پژوهش حاضر است. در این پژوهش، آنالیز تئوری برهمکنش کاتیون فلزی cu1+با آلفا، بتا و گاما سیکلودکسترین مورد مطالعه قرار گرفت. ساختار و انرژی‌های پایداری این ترکیبات با استفاده از نظریه دانسیته الکترونی و روش b3lyp در فاز گازی و محلول بررسی شد. با استفاده از محاسبات nbo، جایگاه‌های فعال این ترکیبات برای برهم‌کنش با کاتیون فلزی مشخص شدند. محاسبات نشان داد توزیع بار الکتریکی بر روی اتم‌های اکسیژن گلوکوپیرانوز به‌عنوان واحدهای سازنده هر ترکیب تقریباً یکسان است. همچنین کمپلکس‌های مربوطه با استفاده از سطح محاسباتی مذکور بهینه‌سازی شد و قدرت کیلیت شدن هرکدام از این الیگوساکاریدهای حلقه‌ای مورد مقایسه قرار گرفت. داده‌ها نشان دادند که آلفا و بتا سیکلودکسترین به‌ترتیب تمایل بیشتری برای برهم‌کنش با کاتیون cu1+در فاز گازی و آبی دارند و بنابراین نامزدهای احتمالی برای زدودن این یون از پساب‌های صنعتی و یا معدنی به‌شمار می‌روند.

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

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. twofold 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 631g (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.