的螯合能力胡桃酮及其衍生品对菲的两个2 +离子的抗氧化活性(AOA)生成的螯合物和复合物(H的存在2O和CH3哦,配体)在气相通过键解离焓报道,电离势,质子解离焓,质子亲和,电子转移焓。DFT / B3LYP理论水平与6-31 + G (d, p)和我(d) Pople-style基础集配体和中心原子的铁(II),分别使用。-螯合自由能获得显示,胡桃酮衍生品具有地取代基(L2螯合铁)的最大能力2 +离子。除了
胡桃酮(5-hydroxy-1 4-naphthoquinone)是一种酚类化感素负责核桃相互影响和黑胡桃木的抑制作用(<我talic>
胡桃黑质我talic>)在相关的植物物种
抗氧化剂能够螯合过渡金属离子(尤其是铁2 +和铜+)形成稳定的复合物,从而阻止这些金属参与自由基生成(
实验证明,deprotonated胡桃酮具有螯合铁的能力2 +(
优化研究分子的几何图形,通过应用B3LYP /我感觉(d) (Fe) U6-31 + G (d, p) (E)的理论水平。
所有计算都使用高斯09 w (
的螯合物<我nline-formula>
多样性的影响在所有九个螯合物和复合物的稳定性结果从两个(
使用最稳定的优化几何的化合物,通常的氢转移计划通过抗氧化剂和相关参数进行了计算。这些包括以下。
<我talic>
(我)直接氢原子转移(帽子)。我talic>直接的氢原子转移(帽子)酚醛H原子转移的机制在一个步骤的抗氧化剂。12,参数用来评估的帽子,是反应焓的机制。这个参数评估在所有的胡桃酮及其羟基两个衍生品研究。12越低,越容易离解的酚醛地债券,阐明在(
由于自旋多重性和配位场之间的内在联系,多样性的影响的总能量生成螯合物和复合物(图进行了研究
能量(哈特里)相关的化合物的多样性得到B3LYP /我感觉(d) (Fe) U6-31 + G (d, p) (E)。
| 自旋多重性 | 单线态 | 五重奏 | |
|---|---|---|---|
|
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|
−1873.21293208 | −1873.12426700 |
|
|
|
−2179.23172776 | −2178.98173479 |
|
|
|
−2336.10729027 | −2336.15725602 |
|
|
|
−1948.45209999 | −1948.33220631 |
|
|
|
−2254.13720775 | −2254.18434320 |
|
|
|
−2411.68291413 | −2411.72799125 |
|
|
|
−1965.22170297 | −1965.31620465 |
|
|
|
−2271.13120555 | −2271.17906337 |
|
|
|
−2428.30591545 | −2428.35653764 |
从表可以看出
胡桃酮及其衍生物的能力对螯合铁(II)在298.15 K和1处atm通过配合物的生成吉布斯自由能的计算,所示(
结合能(<我nline-formula>
| 分子 |
|
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|---|---|---|---|
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1000,08年− | −963、77 | −997,60 |
|
|
4332,08年− | −1500、67 | −4319、69 |
|
|
−6230,60 | −774,45 | −6218年、19 |
|
|
−8900年,34 | −986、77 | −8897、86 |
|
|
−11483、96 | −791,41 | −11471年56 |
|
|
−15004、90 | −1677年,43 | −14992,50 |
|
|
−16395年,51 | −609、87 | −16393年04 |
|
|
−19323,20 | −757、95 | −19310、81 |
|
|
−21880年,49岁 | −668、61 | −21868年09 |
通过检查表
绑定的负能量证明,复合物研究是稳定的(
本节是致力于Fe-ligand和O1- h键长度获得优化的几何图形的复合物呈现在图
Metal-ligand和债券的长度(地<我nline-formula>
|
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|---|---|---|---|---|---|---|---|
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0.979 | 1.870 | 1.785 | - - - - - - | - - - - - - | - - - - - - | - - - - - - |
|
|
0.971 | 1.982 | 1.898 | 2.029 | 2.021 | 2.023 | 2.024 |
|
|
0.977 | 2.185 | 1.991 | 2.140 | 2.080 | 2.187 | 2.111 |
|
|
0.993 |
1.863 | 1.796 | - - - - - - | - - - - - - | - - - - - - | - - - - - - |
|
|
0.991 |
2.145 | 1.994 | 2.088 | 2.145 | 2.140 | 2.139 |
|
|
0.977 |
2.221 | 2.010 | 2.196 | 2.117 | 2.186 | 2.137 |
|
|
0.997 | 1.963 | 1.854 | - - - - - - | - - - - - - | - - - - - - | - - - - - - |
|
|
0.986 | 2.167 | 1.987 | 2.090 | 2.145 | 2.138 | 2.137 |
|
|
0.984 | 2.188 | 1.994 | 2.143 | 2.075 | 2.176 | 2.102 |
采用原子编号表
O2发现了铁债券长度要比O1铁螯合物研究同行。前的长度也被发现增加的H2O和甲醇作为配体。我们的结果与文献吻合较好,类似的研究在三个天然酚类抗氧化剂(
所有的长度X
从检查O1- h键的三个螯合物,排名
的氢键的长度
计算气相分子调查展示在表12的价值观
值12、BDFE、IP、IPFE PDE, PDFE, PA, PAFE,研讨会和ETFE化合物研究,在焦每摩尔从B3LYP /我感觉(d) (Fe) U6-31 + G (d, p) (E)。
| 12 | BDFE | 知识产权 | IPFE | PDE | PDFE | 巴勒斯坦权力机构 | PAFE | 研讨会 | ETFE | |
|
|
||||||||||
| l1 | 417年 | 377年 | 834年 | 824年 | 899年 | 864年 | 1422年 | 1386年 | 312年 | 309年 |
|
|
608年 | 575年 | 1919年 | 1917年 | 6 | −23 | 1014年 | 910年 | 1041年 | 1038年 |
|
|
1001年 | 977年 | 2132年 | 2142年 | 186年 | 154年 | 793年 | 629年 | 1710年 | 1720年 |
|
|
233年 | 211年 | 1299年 | 1309年 | 251年 | 222年 | 898年 | 679年 | 897年 | 904年 |
| l2 | 380年 |
341年 |
805年 | 795年 | 892年 | 874年 | 1377年 |
1366年 |
319年 |
315年 |
|
|
111年 |
74年 |
1967年 | 1967年 | −539 | −574 | 1150年 |
1039年 |
414年 |
407年 |
|
|
271年 |
250年 |
1338年 | 1351年 | 251年 | 218年 | 868年 |
685年 |
928年 |
937年 |
|
|
1240年 |
1217年 |
2255年 | 2273年 | 245年 | 262年 | 1904年 |
1678年 |
908年 |
910年 |
| l3 | 421年 | 381年 | 874年 | 863年 | 864年 | 828年 | 1366年 | 1353年 | 371年 | 368年 |
|
|
283年 | 250年 | 1833年 | 1979年 | −233 | −410 | 570年 | 447年 | 1176年 | 1175年 |
|
|
248年 | 232年 | 1375年 | 1394年 | 191年 | 157年 | 829年 | 641年 | 953年 | 963年 |
|
|
234年 | 211年 | 1308年 | 1319年 | 243年 | 211年 | 881年 | 653年 | 924年 | 930年 |
很明显在桌子上
同样清楚的是表
从表可以看出
铁(II)螯合的L3发现12值降低至128焦每摩尔。已经发现的12值
的12价值更多地取代基在L2由星号(指定<我nline-formula>
分子的BDFE价值观研究的趋势是类似于12值。一般的观察,发现BDFE值低于相应的12值。这些描述符的值之间的差异范围21-37焦每摩尔的复合物的研究。此外,快速公车提供都是积极的,表示这顶帽子机制不是自发的配合物和配体的研究。这些结果是在良好的协议与发现在文献[
和确定的第一步在这个机制是电子转移的特点是相关联的IP的抗氧化剂。复合物的绝热IP计算值和配体展示在表
而水配体的存在增加了IP的
与BDFE IPFE复合物通常发现的值略高于他们的知识产权,如表所示
复合物的PDE值显示在表中
这始于一个质子的转移机制,指定为PA。这是紧随其后的是一个电子转移产生的阴离子,也指定。PA和高频的值配体及其配合物以及他们的自由能(PAFE和ETFE)这项工作发表在表中计算
地的氢取代基的酸性更强,O1L - h组的所有2复合物,因为<我nline-formula>
为了选择热首选机制在抗氧化机制研究,自由能量的每个机制进行比较的第一步。促进这个过程,自由能调查所有的分子都被绘制在同一轴,如图
BDFE叠加,IPFE PAFE胡桃酮,其衍生品及其复合物。
从这个图很明显,所有的配体的首选机制及其螯合物和复合物的帽子,因为这些化合物展示这个过程的自由能最低。在的情况下
自旋密度是最重要的参数,它与抗氧化剂的AOA [
马利肯自旋密度的激进分子螯合物和复合物的研究。
分析结构的图显示一个巨大的浓度对铁(II)和H原子的氧原子转移是抽象的。在激进分子形成的螯合物,
自然键轨道(NBO)是指一套分析电子波函数的数学算法的局部刘易斯风格化学键(
在表
NBO分析metal-ligand债券和NPA原子电荷中央铁螯合物和复合物从B3LYP /我感觉(d) (Fe) U6-31 + G (d, p) (E)。
| NPA原子电荷Fe (e) | 供体(<我nline-formula>
|
受体(<我nline-formula>
|
|
供体(<我nline-formula>
|
受体(<我nline-formula>
|
|
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|---|---|---|---|---|---|---|---|
|
|
1.45 | LP (<我nline-formula>
|
LP<我nline-formula>
|
71.83 | LP (<我nline-formula>
|
LP<我nline-formula>
|
27.02 |
| LP (<我nline-formula>
|
LP<我nline-formula>
|
11.87 | LP (<我nline-formula>
|
LP<我nline-formula>
|
12.16 | ||
|
|
|||||||
|
|
1.17 | LP (<我nline-formula>
|
LP<我nline-formula>
|
69.90 | LP (<我nline-formula>
|
LP<我nline-formula>
|
34.08 |
| LP (<我nline-formula>
|
LP<我nline-formula>
|
26.77 | LP (<我nline-formula>
|
LP<我nline-formula>
|
38.23 | ||
| LP (<我nline-formula>
|
LP<我nline-formula>
|
25.54 | LP (<我nline-formula>
|
LP<我nline-formula>
|
32.17 | ||
| LP (<我nline-formula>
|
LP<我nline-formula>
|
32.31 | LP (<我nline-formula>
|
LP<我nline-formula>
|
32.58 | ||
|
|
|||||||
|
|
1.46 | LP (<我nline-formula>
|
LP<我nline-formula>
|
13.53 | LP (<我nline-formula>
|
LP<我nline-formula>
|
10.55 |
| LP (<我nline-formula>
|
LP<我nline-formula>
|
8.27 | LP (<我nline-formula>
|
LP<我nline-formula>
|
10.22 | ||
| LP (<我nline-formula>
|
LP<我nline-formula>
|
7.15 | LP (<我nline-formula>
|
LP<我nline-formula>
|
10.40 | ||
| LP (<我nline-formula>
|
LP<我nline-formula>
|
7.52 | LP (<我nline-formula>
|
LP<我nline-formula>
|
11.09 | ||
|
|
|||||||
|
|
1.33 | LP (<我nline-formula>
|
LP<我nline-formula>
|
68.47 | LP (<我nline-formula>
|
LP<我nline-formula>
|
8.73 |
| LP (<我nline-formula>
|
LP<我nline-formula>
|
11.65 | LP (<我nline-formula>
|
LP<我nline-formula>
|
27.90 | ||
| LP (<我nline-formula>
|
LP<我nline-formula>
|
9.44 | LP (<我nline-formula>
|
LP<我nline-formula>
|
12.37 | ||
|
|
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|
|
1.43 | LP (<我nline-formula>
|
LP<我nline-formula>
|
19.56 | LP (<我nline-formula>
|
LP<我nline-formula>
|
8.42 |
| LP (<我nline-formula>
|
LP<我nline-formula>
|
8.28 | LP (<我nline-formula>
|
LP<我nline-formula>
|
15.23 | ||
| LP (<我nline-formula>
|
LP<我nline-formula>
|
12.00 | LP (<我nline-formula>
|
LP<我nline-formula>
|
13.71 | ||
| LP (<我nline-formula>
|
LP<我nline-formula>
|
7.84 | LP (<我nline-formula>
|
LP<我nline-formula>
|
13.72 | ||
|
|
|||||||
|
|
1.51 | LP (<我nline-formula>
|
LP<我nline-formula>
|
18.76 | LP (<我nline-formula>
|
LP<我nline-formula>
|
10.24 |
| LP (<我nline-formula>
|
LP<我nline-formula>
|
11.33 | LP (<我nline-formula>
|
LP<我nline-formula>
|
13.09 | ||
| LP (<我nline-formula>
|
LP<我nline-formula>
|
9.25 | LP (<我nline-formula>
|
LP<我nline-formula>
|
13.71 | ||
| LP (<我nline-formula>
|
LP<我nline-formula>
|
10.44 | LP (<我nline-formula>
|
LP<我nline-formula>
|
12.24 | ||
|
|
|||||||
|
|
1.66 | LP (<我nline-formula>
|
LP<我nline-formula>
|
14.10 | LP (<我nline-formula>
|
LP<我nline-formula>
|
7.86 |
| LP (<我nline-formula>
|
LP<我nline-formula>
|
25.40 | - - - - - - | - - - - - - | - - - - - - | ||
|
|
|||||||
|
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1.17 | LP (<我nline-formula>
|
LP<我nline-formula>
|
19.41 | LP (<我nline-formula>
|
LP<我nline-formula>
|
10.44 |
| LP (<我nline-formula>
|
LP<我nline-formula>
|
8.90 | LP (<我nline-formula>
|
LP<我nline-formula>
|
15.45 | ||
| LP (<我nline-formula>
|
LP<我nline-formula>
|
13.02 | LP (<我nline-formula>
|
LP<我nline-formula>
|
13.70 | ||
| LP (<我nline-formula>
|
LP<我nline-formula>
|
7.26 | LP (<我nline-formula>
|
LP<我nline-formula>
|
13.82 | ||
|
|
|||||||
|
|
1.20 | LP (<我nline-formula>
|
LP<我nline-formula>
|
14.45 | LP (<我nline-formula>
|
LP<我nline-formula>
|
9.12 |
| LP (<我nline-formula>
|
LP<我nline-formula>
|
7.55 | LP (<我nline-formula>
|
LP<我nline-formula>
|
9.53 | ||
| LP (<我nline-formula>
|
LP<我nline-formula>
|
7.74 | LP (<我nline-formula>
|
LP<我nline-formula>
|
12.40 | ||
| LP (<我nline-formula>
|
LP<我nline-formula>
|
5.91 | LP (<我nline-formula>
|
LP<我nline-formula>
|
7.93 | ||
它可以观察到<我nline-formula>
原子电荷Fe(表
量子化学家QTAIM如今是一个强大的工具来分析的性质和强度弱相互作用(
拓扑分析metal-ligand和地债券的复合物。
| 参数 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
|
|
|
0.342 | 0.228 | 0.132 | - - - - - - | - - - - - - | - - - - - - | - - - - - - |
|
|
−0.211 | −0.108 | 0.894 | - - - - - - | - - - - - - | - - - - - - | - - - - - - | |
|
|
0.088 | 0.477 | 0.941 | - - - - - - | - - - - - - | - - - - - - | - - - - - - | |
|
|
||||||||
|
|
|
0.353 | 0.637 | 0.354 | 0.056 | 0.057 | 0.058 | 0.058 |
|
|
−2.123 | 0.541 | 0.061 | 0.436 | 0.454 | 0.440 | 0.446 | |
|
|
0.097 | 1.071 | 0.506 | 1.061 | 1.069 | 1.056 | 1.060 | |
|
|
||||||||
|
|
|
0.327 | 0.048 | 0.075 | 0.054 | 0.062 | 0.049 | 0.058 |
|
|
−1.576 | 0.213 | 0.464 | 0.278 | 0.313 | 0.227 | 0.297 | |
|
|
0.116 | 0.093 | 0.987 | 0.949 | 0.960 | 0.922 | 0.947 | |
|
|
||||||||
|
|
|
0.326 | 0.110 | 0.337 | - - - - - - | - - - - - - | - - - - - - | - - - - - - |
| 0.348<我nline-formula>
|
||||||||
|
|
−2.022 | 0.699 | 0.025 | - - - - - - | - - - - - - | - - - - - - | - - - - - - | |
| −2.214<我nline-formula>
|
||||||||
|
|
0.088 | 0.963 | 0.503 | - - - - - - | - - - - - - | - - - - - - | - - - - - - | |
| 0.093<我nline-formula>
|
||||||||
|
|
||||||||
|
|
|
0.310 | 0.052 | 0.076 | 0.060 | 0.053 | 0.053 | 0.053 |
| 0.388<我nline-formula>
|
||||||||
|
|
−1.148 | 0.258 | 0.441 | 0.328 | 0.282 | 0.283 | 0.263 | |
| −16.76<我nline-formula>
|
||||||||
|
|
0.113 | 0.951 | 0.980 | 0.972 | 0.956 | 0.956 | 0.950 | |
| 0.004<我nline-formula>
|
||||||||
|
|
||||||||
|
|
|
0.347 | 0.044 | 0.073 | 0.047 | 0.057 | 0.048 | 0.054 |
| 0.355<我nline-formula>
|
||||||||
|
|
−2.089 | 0.182 | 0.419 | 0.211 | 0.267 | 0.224 | 0.268 | |
| −2.128<我nline-formula>
|
||||||||
|
|
0.099 | 0.918 | 0.981 | 0.925 | 0.946 | 0.926 | 0.946 | |
| 0.099<我nline-formula>
|
||||||||
|
|
||||||||
|
|
|
0.300 | 0.084 | 0.110 | - - - - - - | - - - - - - | - - - - - - | - - - - - - |
|
|
−1.431 | 0.481 | 0.730 | - - - - - - | - - - - - - | - - - - - - | - - - - - - | |
|
|
0.115 | 0.981 | 0.963 | - - - - - - | - - - - - - | - - - - - - | - - - - - - | |
|
|
||||||||
|
|
|
0.316 | 0.050 | 0.077 | 0.060 | 0.053 | 0.054 | 0.053 |
|
|
−1.511 | 0.239 | 0.451 | 0.328 | 0.239 | 0.286 | 0.284 | |
|
|
0.117 | 0.943 | 0.983 | 0.972 | 0.950 | 0.958 | 0.957 | |
|
|
||||||||
|
|
|
0.320 | 0.047 | 0.323 | 0.078 | 0.194 | 0.050 | 0.059 |
|
|
−1.532 | 0.211 | −0.341 | 0.031 | 0.172 | 0.238 | 0.311 | |
|
|
0.117 | 0.934 | 0.453 | 1.214 | 0.436 | 0.929 | 0.956 | |
从表
的值<我nline-formula>
l的复合物的拓扑分析2已经证实氢键O1- h⋯O优化几何图形(图中观察到
分子图
DFT / B3LYP已经完成本研究为了确定中性的螯合能力胡桃酮及其衍生品对菲的两个2 +。生成的螯合物和混合配体复合物的AOA与H2O或CH3哦,作为另一个配体也被评估。准确地说,吉布斯自由能、结合能,和NBO分析被用来评估的能力1,我2L,3螯合铁(II)离子。QTAIM也被用于调查的程度的共价metal-ligand债券。通常的热力学参数12,IP, PDE, PA,疾病和他们的自由能用于预测抗氧化剂被用来研究的自由基清除活性铁的影响2 +螯合配体的AOA,螯合物和复合物。
的负<我nline-formula>
我们的研究结果还显示,尽管螯合铁(II)减少了12的L2和L3的L1而不是增加。此外,减少O1- h键长在
作者宣称没有利益冲突有关的出版。
作者欣然承认的支持这项工作的研究实验室有毒Dschang大学化学与环境工程。也得益于金融援助印度外交部和印度工商联合会(印度商会和行业联合会)通过简历拉曼国际奖学金奖(批准号101 f102)非洲研究人员实现理工学院在坎普尔、印度坎普尔。