عنوان

مطالعه و مقایسه فعالیت آنتی اکسیدانی آنتوسیانین ها با استفاده از روش های محاسباتی

شماره

پ۲۸۴۴۴

زبان متن نوشتاري يا گفتاري و مانند آن

per

عنوان اصلي

مطالعه و مقایسه فعالیت آنتی اکسیدانی آنتوسیانین ها با استفاده از روش های محاسباتی

نام نخستين پديدآور

محدثه علی پور

نام ناشر، پخش کننده و غيره

شيمي

تاریخ نشرو بخش و غیره

۱۴۰۱

نام خاص و کميت اثر

۹۰ص.

مواد همراه اثر

سی دی

جزئيات پايان نامه و نوع درجه آن

کارشناسی ارشد

نظم درجات

شیمی گرایش شیمی آلی

زمان اعطا مدرک

۱۴۰۱/۱۱/۱۷

متن يادداشت

آنتی اکسیدان های سنتزی علی رغم کارآمد بودن دارای اثرات جانبی ناخواسته ای هم می باشند. به همین دلیل در سال های اخیر، استفاده از آنتی اکسیدان های طبیعی که با کاهش خطر ابتلا به تعدادی از بیماری های مزمن در انسان همراه بوده است، توجه زیادی را به خود جلب کرده است. از جمله ی آنتی اکسیدان های طبیعی پلی فنول ها و به ویژه زیرگروه فلاونوئیدها هستند و تحقیقات برروی ترکیبات فنولی عمدتاً برروی آنتوسیانین ها متمرکز شده است.این مطالعه با هدف بررسی خواص آنتی اکسیدانی 23 نوع آنتوسیانین انجام شده است. در مطالعه حاضر با استفاده از روش های محاسباتی و محاسبات تئوری تابعی چگالی، خصلت آنتی اکسیدانی ساختارهای مختلف از لحاظ امکان اکسیداسیون بررسی و با یکدیگر مقایسه شده و بهترین محل اکسیداسیون معرفی شده است. بدین منظور، مکانیسم آنتی اکسیدانی شامل انتقال اتم هیدروژن در سطح تئوری 6-311++G(d,p) B3LYP/ مورد بررسی قرار گرفته است. ساختارهای بررسی شده از لحاظ پارامترهای مختلفی مانند مقادیر آنتالپی تفکیک پیوند O-H، آروماتیسیته حلقه ها، ثابت تفکیک اسید، اوربیتال های مولکولی مرزی، تاثیر استخلاف های مختلف، طول پیوند های C-O و مرتبه ی پیوند برای درک و پیش بینی خواص آنتی اکسیدانی، با یکدیگر مقایسه شده اند. نتایج حاصل نشان می دهند که موقعیت 3-OH، با مقادیر آنتالپی تفکیک پیوند 52/81 – 62/76 کیلوکالری بر مول آنتالپی تفکیک پیوند کمتری در مقایسه با سایر گروه های OH دارد که ازطریق رزونانس رادیکال حاصل با گروه های 5-,7-,4′-OH توجیه شده است. هم چنین کم بودن مقادیر ثابت تفکیک اسید و کم بودن مقادیر آروماتیسیته حلقه ی C، بر کاهش مقادیر آنتالپی تفکیک پیوند در موقعیت 3-OH تاثیر گذار هستند. بعد از موقعیت 3-OH، گروه های 5-,7-,4ʹ-OH دارای کمترین مقادیر آنتالپی تفکیک پیوند هستند. نتایج مشخص می کنند که فعالیت آنتی اکسیدانی ساختارها تحت تاثیر وجود استخلاف های مختلف نیز قرار می گیرند و استخلاف های دهنده ی الکترون، رادیکال های حاصل را پایدار می کنند که با افزایش خصلت آنتی اکسیدانی در ترکیبات همراه است. بررسی رابطه ی بین پیوند هیدروژنی و خصلت آنتی اکسیدانی نشان می دهد که پیوند هیدروژنی نیز در پایداری رادیکال ها و درنتیجه بهبود خصلت آنتی اکسیدانی ساختارها موثر هستند. در بین ساختارهای بررسی شده، ساختار Cp با آنتالپی تفکیک پیوند 62/76 کیلوکالری بر مول دارای کمترین مقدار آنتاپی تفکیک پیوند در مقایسه با سایر ساختارها می باشد که با بیشترین مقدار انرژی HOMO(49/8- الکترون ولت)، کمترین شکاف انرژی بین اوربیتال های HOMO و LUMO (5036/2 الکترون ولت) و هم چنین طولانی ترین پیوندکربن-اکسیژن در این ساختار تائید شد. در حالت کلی می توان گفت که بین کاهش مقادیر آنتالپی تفکیک پیوند ساختارها و افزایش مقادیر انرژی HOMO، کاهش شکاف انرژی بین اوربیتال های مولکولی مرزی و هم چنین افزایش طول پیوند C-O ارتباط مستقیمی وجود دارد به طوری که منجر به بهبود فعالیت آنتی اکسیدانی در ترکیبات می شوند. درمقابل ساختار Ap با 51/91 کیلوکالری بر مول دارای بیشترین مقدار آنتالپی تفکیک پیوند می باشد، به طوری که این ساختار با 43/9- الکترون ولت کمترین مقدار انرژی HOMO و با 1604/3 الکترون ولت بیشترین شکاف انرژی را داراست، پس انتظار می رود که این ترکیب فعالیت آنتی اکسیدان کمتری داشته باشد. آنالیزهای مربوط به مرتبه ی پیوند مشخص کردند که فقط برای ساختارهای Ap، Pg، Pn و Rs ارتباط مستقیم بین مرتبه پیوند و مقادیر آنتالپی تفکیک پیوند قابل مشاهده است به طوری که هرچه مقادیر مرتبه پیوند افزایش می یابد مقادیر BDE نیز افزایش پیدا می کند.

متن يادداشت

Despite being efficient, synthetic antioxidants have unwanted side effects. For this reason, in recent years, the use of natural antioxidants, which have been associated with reducing the risk of contracting a number of chronic diseases in humans, has attracted a lot of attention. Among the natural antioxidants are polyphenols and especially the flavonoid subgroup, and research on phenolic compounds is mainly focused on anthocyanins.This study was conducted with the aim of investigating the antioxidant properties of 23 types of anthocyanins. In the present study, using computational methods and density functional theory calculations, the antioxidant properties of different structures have been examined and compared with each other in terms of the possibility of oxidation, and their best position for oxidation has been introduced. For this purpose, the antioxidant mechanism including hydrogen atom transfer has been investigated at the B3LYP/6-311++ G (d,p) level of theory.The investigated structures in terms of various parameters such as O-H bond dissociation enthalpy (BDE) values, ring aromaticity, acid dissociation constant, frontier molecular orbitals, the effect of different substitutions, C-O bond length and bond order to understand and predict antioxidant properties, whith have been compared to each other. The results show that the 3-OH position, with bond dissociation enthalpy values of 76/62-81/52 kcal/mol, has a lower bond dissociation enthalpy compared to other OH groups, which is justified by the resulting radical resonance with 5-, 7- or 4′-OH groups. Also, the low values of acid dissociation constant and the low aromaticity of the C ring have an effect on reducing the bond dissociation enthalpy at the 3-OH position.After the 3-OH position, the 5-, 7- or 4′-OH groups have the lowest bond dissociation enthalpy values. The results indicate that the antioxidant activity of the structures is affected by the presence of various substituents and the electron-donating substituents stabilize the resulting radicals, which is associated with an increase in the antioxidant properties of the compounds.Analysis of the relationship between hydrogen bonding and antioxidant property shows that the hydrogen bonding is also effective in the stability of radicals and as a result improving the antioxidant property of structures.Among the investigated structures, the Cp structure with bond dissociation enthalpy of 76/62 kcal/mol has the lowest value of bond dissociation enthalpy compared to other structures, which was confirmed by the highest HOMO energy value (-8/49 eV), the lowest energy gap between the HOMO and LUMO orbitals (2/5036 eV), and the longest carbon-oxygen bond in this structure. In general, it can be said that there is a direct relationship between the decrease in the bond dissociation enthalpy of structures and the increase in HOMO energy values, the decrease in the energy gap between the frontier molecular orbitals, and the increase in the C-O bond length, so that they lead to the improvement of antioxidant activity in compounds. In contrast, the Ap structure has the highest value of bond dissociation enthalpy with 91/51 kcal/mol, so this structure has the lowest HOMO energy value with -9/43 eV and the highest energy gap with 3/1604 eV, so it is expected that this compound has less antioxidant activity. The bond order analyzes revealed that only for the Ap, Pg, Pn and Rs structures, a direct relationship between the bond order and bond dissociation enthalpy is visible, so that as the bond oeder values increase, the BDE values also increase.

عنوان گونه گون

Study and comparision of antioxidant activity of anthocyanins by using computational methods

عنصر شناسه اي

‏علی پور،

ساير عناصر نام

محدثه

کد نقش

تهیه کننده

عنصر شناسه اي

قدری،

عنصر شناسه اي

نجار،

ساير عناصر نام

رحیم

ساير عناصر نام

رضا

تاريخ

استاد راهنما

تاريخ

استاد مشاور

عنصر شناسه اي

‏تبریز