Sülfon ve sülfonamid gruplu moleküllerin konformasyonlarının ve titreşim enerjilerinin kuantum kimyasal yöntemler ile incelenmesi

Abstract

Bu çalışmada, sulfa grubu ilaçlarından sulfanilamid, sulfadiazin ve dapson moleküllerinin konformasyon analizi yapılarak kararlı konformerleri saptanmış, moleküllerin her bir kararlı konformerlerinin titreşim spektrumları hesaplanarak katı fazdaki moleküllerin IR ve Raman spektrumları ile karşılaştırılmıştır. Serbest haldeki sulfanilamid, sulfadiazin ve dapson moleküllerinin kararlı konformerleri yarı ampirik PM3 ve DFT/B3LYP-3-21G teori düzeylerinde potansiyel enerji yüzeyi taraması hesaplamaları ile incelenmiştir. Kararlı konformerlerin geometrik parametreleri ab-inito HF/6-31G++(d,p) ve DFT/B3LYP/6-31G++(d,p) teori düzeylerinde geometri optimizasyonu vasıtası ile elde edilmiştir. Harmonik ve anharmonik titreşim dalgasayıları ve IR şiddetleri geometri optimizasyonu ile aynı teori düzeyinde hesaplanmıştır. Temel bantları karakterize etmek için titreşim kiplerinin toplam enerji dağılımı hesaplamaları PQS programı kullanılarak gerçekleştirilmiştir. Bu 3 molekülün IR ve Raman spektrumları katı fazda ölçülmüştür. Hesaplanan dalgasayıları ile deneysel dalga sayıları arasındaki uyumu sağlamak için literatürde önerilen ikili ölçek çarpanı kullanılmıştır. Sulfanilamide molekülünün hidrojen bağı etkileşimlerini incelemek için molekülün su kompleksleri DFT/B3LYP/6-31G++(d,p) teori düzeyinde çalışılmıştır. Sonuçlar deneysel spektrumlarla uyum içindedir.

In this study theoretical conformation analysis of sulfanilamide, sulfadiazine and dapsone molecules which are known as sulfa group drugs, have been performed and stable conformations of the molecules were determined. The vibrational spectra of each conformer of the molecules under investigation were calculated and compared with those of experimental IR and Raman spectra of the molecules in solid phase. The stable conformers of free sulfanilamide, sulfadiazine and dapsone molecules were searched by single point energy calculations at both semi-emprical PM3 and DFT/B3LYP-3-21G theory level. The geometrical parameters for the stable conformers were obtained by means of geometry optimization carried out at ab-inito HF/6-31G++(d,p) and DFT/B3LYP/6-31G++(d,p) level of theory. The harmonic and anharmonic vibrational wavenumbers and IR intensities were calculated at the same theory level used in geometry optimization. To characterize the fundamentals, the total energy distrubition (TED) calculations of the vibrational modes were done by using parallel quantum mechanic solution program (PQS). The infrared spectra and Raman spectra of these 3 molecules in solid phase have been measured. To fit the calculated wavenumbers to experimental ones dual scale factors proposed in literature were used. In order to investigate the hydrogen bonding interaction of sulfanilamide, hydrogen bonded complexs of the molecule were studied DFT/B3LYP/6-31G++(d,p) level of theory. The calculated results are found to be in agreement to those of the experimental ones.