SIJ 光谱学:国际期刊 1875-922x. 0712 - 4813 Hindawi出版公司 614710 10.1155 / 2012/614710 614710 用密度泛函理论分析gemiflo沙星的电子结构、非线性光学性质和振动特性 西迪基 Shamoon艾哈迈德 1 拉希德 表格 2 费萨尔 穆罕默德 1 Pandey 阿努普·库马尔 3. 汗 谢尔巴哈达尔 4 1 先进材料和纳米工程中心 纳吉兰大学，邮政信箱1988 Najran 11001 沙特阿拉伯 portal.nu.edu.sa 2 应用科学系 工程技术学院 沙尔达大学 阴谋没有尺码。 知识公园三世 大诺伊达201306 印度 沙尔达·ac·因 3. 物理系 勒克瑙大学 勒克瑙226001 印度 lkouniv.ac.in 4 先进材料研究卓越中心和化学系 理学院 阿卜杜勒阿齐兹国王大学，邮政信箱80203 吉达21589 沙特阿拉伯 kau.edu.sa 2012年 3. 6 2012年 27 3. 185 206 2012年 版权所有©2012 Shamoon Ahmad Siddiqui et al。 这是一篇在知识共享署名许可下发布的开放存取的文章，它允许在任何媒体上无限制地使用、传播和复制，只要原始作品被适当地引用。

gemifloxacin（C）的非线性光学性质18H20FN5O4)已用密度泛函理论(DFT)加以检验。分子的HOMO, LUMO组成，它们各自的能隙，MESP轮廓/表面也被绘制来解释gemiflo沙星的活性。利用6-31G(d,p)基集在DFT/B3LYP水平上测定和分析了标题分子的平衡几何和谐波频率。这两种优化后的分子的骨架都是非平面的。通常，已经观察到实验和计算的正常振动模式之间的良好一致性。

 非线性光学性质 极化率 第一个静态推导 MESP 振动光谱 1.介绍

gemiflo沙星(7-[(4E)-3-(氨甲基)-4-甲氧基亚胺吡咯烷醇-1-yl]-1-环丙基-6-氟-4-氧-1,8-萘吡啶-3-羧酸)是一种口服广谱喹诺酮类抗菌剂，广泛用于治疗慢性支气管炎的急性细菌性加重和轻至中度肺炎[ 1- - - - - - 3.］.gemif沙星通过抑制DNA旋回酶和拓扑异构酶IV来抑制DNA合成，这两种酶对细菌生长至关重要。值得注意的是，该药对细菌DNA旋回酶的亲和力是哺乳动物DNA旋回酶的约100倍。gemif沙星是一种广谱抗生素，对革兰氏阳性菌和革兰氏阴性菌都具有高度活性[ 4， 5］.在全球范围内，gemif沙星被用于治疗敏感菌株引起的细菌感染 肺炎链球菌流感嗜血杆菌副流感嗜血杆菌或 卡他莫拉菌，肺炎链球菌(包括耐多药菌株(MDRSP))， 肺炎支原体;k .肺炎．gemif沙星从胃肠道吸收迅速，绝对生物利用度平均约为71%。gemif沙星在肝脏中有一定程度的代谢。所有形成的代谢物都很小(<口服给药剂量的10%);主要的是n -乙酰gemif沙星，gemif沙星的e -异构体和gemif沙星的氨甲酰葡萄糖醛酸[ 6， 7］.

目前通信的目的是研究由于标题分子的生物学和药物的生物阶段，在气相中的分子结构，振动光谱和能量数据分析。采用B3LYP方法采用密度泛函理论，分析了在研究中的结构和地 - 状态能量。为了获得更完整的分子振动描述，已经进行了振动频率计算。振动分析还提供有关指纹区域中的分子内振动的详细信息。报道的优化几何形状，诸如平衡能量，同源 - 叶片间隙，偶极矩，极化性以及第一静态超极化成分以及静电势轮廓和表面的分子性质也被用来了解分子的活性。

 2.实验:结构与光谱

傅立叶变换红外光谱由FT-IR Perkin Elmer光谱仪记录，在KBr色散范围为400 ~ 4000 cm−1．采用紫外-可见分光光度计在室温条件下测定了gemif沙星的光学性质。用Perkin Elmer-Lambda 950紫外可见光谱仪记录光谱在190-800 nm范围内。将gemiflo沙星颗粒分散在蒸馏水中，测定其紫外-可见吸收度。图中给出了gemiflo沙星的模型分子结构 1．实验和计算的FT-IR光谱如图所示 2，实验紫外-可见光谱如图所示 3.．

GEMIFLOXACIN的分子结构和编号方案。

归一化红外光谱的比较:(a)实验红外光谱(FTIR)和(b)用DFT(比例因子× 0.96)谐波计算得到的gemiflo沙星的比例模拟光谱。

gemiflo沙星的紫外-可见光谱。

 3.计算细节

在目前的通信密度泛函理论(DFT) [ 8]，使用Becke的三参数杂化交换泛函[ 9]与Lee-Yang-Parr相关泛函[ 10， 11优化分子结构，并计算药物分子的电子结构性质。高斯03W程序[ 12，用于计算振动谱，偶极矩( μ.)、极化率( α.)，以及第一个静态超极化率( β)，基于有限场方法。计算振动频率，并按适当的因子按比例缩小[ 13， 14］.结合GaussView 4.1和VEDA程序的结果，进行了振动波数赋值和PED计算[ 15， 16]具有对称考虑因素。

使用纯洛伦兹带形状绘制的实验和计算的傅立叶变换红外光谱对比如图所示 2．

 4.结果和讨论 4.1。GEMIFLOXACIN的塑壳分析

使用B3LYP/6-31G（d，p）方法对gemifloxacin的构象进行了理论计算。该分子的势能面（PES）扫描图如图所示 4和 5．二面角N9- o3.- c28- h46和C18- c23- c27- o5是分子内构象计算的相关坐标。在这些计算中，所有的几何参数在计算过程中都是松弛的，而二面角的变化步骤是 10 ° ， 20 ° ， 30 ° ， ．.. ， 360 ° ．二面角N在−179.821°和−132.892°处得到全局最小能量结构9- o3.- c28- h46和C18- c23- c27- o5,分别。两种PES扫描对应的最小能量为−1372.3884 Hartree，表明得到的结构是全局最小的。该结构如图所示 1用于进行频率计算。

PES扫描二面角N9- o3.- c28- h46在B3LYP /我感觉(d, p)。

PES扫描二面角C18- c23- c27- o5在B3LYP /我感觉(d, p)。

 4．2．分子几何优化

通过能量最小化，实现了最低能量共形体的平衡几何优化。由于计算得到的振动谱不包含虚波数，因此确定了所研究分子的优化几何位置在聚醚上的全局最小位置。给定的分子有三个环。这两个中有6个元素和1个5元素。环R1和R2在一个平面上，而环R3由于两个庞大的基团而偏离给定平面，一个在环R1的6N处，另一个在19C处。六元吡啶环R1中C-C的键长优化范围为1.367 Å ~ 1.475 Å，另一个吡啶环R2中C-C的键长优化范围为1.366 Å ~ 1.401 Å。对于五元吡咯环R3, C-C键长度相当高，在1.510 Å到1.536 Å之间。吡啶环R1附近的C23-C27键长优化值为1.496 Å，也高于R1的C-C键长。吡咯环R3附近的C15-C22键长优化值为1.546 Å，也高于R3中的C-C键长。吡啶环R1上的环丙烷另一个重要的C-C键长度是1.501 Å-1.508 Å。 The optimized C–N bond lengths in pyridine ring R1 are found to be 1.367 Å and 1.401 Å, while, in pyridine ring R2, the optimized C–N bond lengths are found to be 1.337 Å and 1.341 Å. On the other hand the optimized C–N bond lengths in pyrrole ring R3 are calculated as 1.473 Å and 1.469 Å, which is quite high in comparison to C–N bond length in both pyridine ring R1 and R2 because C–N bond in R2 is double bond while C–N bond in ring R1 has just double bond character due to delocalization of lone pair electrons of nitrogen in R1. C11–N6 bond length adjacent to ring R1 is found to be 1.451 Å, while C20–N7 bond length between ring R2 and R3 is calculated as 1.365 Å, which is quite small in comparison to C11–N6 bond length. The length of C19=N9 bond adjacent to ring R3 is found to be 1.276 Å, while C22–N10 bond length is found to be 1.465 Å. The length of C28–O3 bond adjacent to pyrrole ring R3 is found to be 1.425 Å. Values of all the bond angles are given in Table 1这与以往对不同生物分子的实验和理论研究是一致的[ 17- - - - - - 19］.

优化了gemiflo沙星的几何参数、键长(Å)和键角(°)。

美国没有。 优化的参数 键长 优化的参数 键角
1 F1–C25 1.3568 N9-O3-C28 108.7776
2 O2=C24 1.2292 C27-O4-H45 108.8845.
3. O3-N9 1.4063 C11-N6-C14 119.7248
4 O3-C28 1.425 C11-N6-C18 120.7158
5 O4-C27 1.3734 C14-N6-C18 119.1417
6 O4-H45 0.9675 C16-N7-C17 112.2795
7 O5 = C27 1.2025 C16-N7-C20 120.2429
8 N6-C11 1.4508 C17-N7-C20 125.3726
9 N6-C14 1.4014 C14-N8-C20 119.5509
10 N6-C18 1.3673 O3–N9–C19 111.185
11 N7–C16 1.4734 C22–N10–H43 109.9774
12 N7–C17 1.4695 C22–N10–H44 109.7683
13 N7–C20 1.3647 H43-N10-H44 106.2508
14 N8-C14 1.3369 N6-C11-C12 119.8908
15 N8-C20 1.3412 N6-C11-C13 119.6133
16 N9–C19 1.2761 N6-C11-H29 113.1169
17 N10-C22 1.4655 C12–C11–H29 116.832
18 N10–H43 1.0166 C13-C11-H29 117.5714
19 N10–H44 1.018 C11-C12-H30 117.0507
20 C11-C12 1.5012 C11-C12-H31 117.4329
21 C11-C13 1.5077 C13-C12-H30 117.2739
22 C11-H29 1.0867 C13-C12-H31 119.4588
23 C12-C13 1.5081. H30-C12-H31 114.7379.
24 C12-H30 1.0845 C11-C13-H32 118.7106
25 C12-H31 1.0847 C11-C13-H33 117.2653
26 C13-H32 1.0853 C12–C13–H32 117.1928
27 C13-H33. 1.0851 C12–C13–H33 119.3677
28 C14-C21 1.4051 H32-C13-H33 114.1386
29 C15–C16 1.5356 N6-C14-N8 116.6219
30 C15–C19 1.5101 N6–C14–C21 119.0267
31 C15-C22 1.546 N8-C14-C21 124.3514
32 C15-H34 1.095 C16-C15-C19 103.1176
33 C16-H35 1.0901 C16-C15-C22 112.5205
34 C16-H36 1.0988 C16–C15–H34 111.7457
35 C17-C19. 1.5139 C19-C15-C22 111.514
36 C17-H37 1.093 C19-C15-H34 109.6012
37 C17-H38 1.0974 C22-C15-H34 108.2916
38 C18-C23 1.3673 N7–C16–C15 104.2976
39 C18-H39 1.084 N7-C16-H35 110.6862
40 C20-C25 1.428 N7-C16-H36 110.474
41 C21-C24 1.4753 C15-C16-H35 111.9643
42 C21-C26 1.4077 C15-C16-H36 111.7943
43 C22-H40 1.0995 H35-C16-H36 107.6519
44 C22-H41 1.0964 N7-C17-C19 102.8584
45 C23-C24 1.4728 N7-C17-H37 111.4483
46 C23-C27 1.4958 N7-C17-H38 112.38
47 C25-C26 1.3663 C19-C17-H37 111.6618
48 C26-H42 1.0846 C19-C17-H38 111.1651
49 C28-H46 1.0921 H37-C17-H38 107.3873
50 C28-H47 1.0954 N6-C18-C23 124.8211
51 C28-H48 1.0953 N6–C18–H39 114.179

在五元环中，扭转应变也是由以下事实引起的：当两个相邻碳原子上的键之间的横向距离减小时，键的电子之间的排斥作用增大，从而导致键角减小2杂化并形成键角约为120°的键。在这种情况下，不饱和双键有两个电子对，一个是键，另一个是键。这两个电子对的斥力，另一个键对的斥力大于两个单键对之间的斥力。这导致了精确三角几何的偏差。这也是R1和R2的原因，它们的键角比真三角几何更低。

 4．3．gemiflo沙星的电子光谱

在完全优化的地面结构的基础上，用于确定Gemifloxacin的低洼激发态的TDDFT / B3LYP / 6-31G（D，P）计算。计算结果涉及垂直励磁能量，振荡器强度 （ f ） ，和波长使用 高斯03W程序并与测量的实验波长进行比较。表中列出了由激发态计算确定的电子跃迁 2对于分子的三个能量最低的跃迁。TD-DFT计算预测了在3.8040 eV (325.93 nm)和4.1959 eV(295.49)处的两次强烈电子跃迁，振子强度分别为0.3149和0.0394，与实验测量数据(exp = 270 nm和342 nm)吻合较好，如图所示 3.．

使用TDDFT/B3LYP/6-31G(d,p)计算gemif沙星的参数。

激 CI膨胀系数 波长(nm) 振荡器强度 （ f ） 能源(eV)
计算 实验
兴奋状态1 325.93 342 0.3149 3.8040
102→103 0.63798
102→104 0.14530
兴奋状态2. 309.18 0.0090 4.0101
99→103 0.65753
100→103 -0.12556.
兴奋状态3. 295.49 270 0.0394 4.1959
100→103 −0.29490
101→103 0.31447
102→104 0.50647
4.4。偶极矩、极化率和第一静态超极化率

根据白金汉宫的定义[ 20]， DFT也被用来计算偶极矩( μ.)、极化率( α.)，以及第一个静态超极化率( β）.总本征超极化率 β 总计 ［ 21，第一次超极化率沿偶极矩方向的分量表示为 β［ 21， 22］.

的 β高斯输出的分量以原子单位报告，其中1 a.u。= 8.3693 * 10−33 e、 美国。。

表格 3.表明分子的极化率主要沿轴向分布;然而，偏振度的垂直分量的贡献可以忽略不计。因此，偏振椭球近平面被拉伸 Y 并沿着轴收缩 Z 轴。于是偶极子沿着 X Y Z 轴和较小的延伸沿垂直方向。飞机包含 X X 和 X Y 具有大部分超极化性的。它的意思是沿着这个平面的椭球体。这意味着这个分子是在 X 方向。

使用Gemifloxacin的DFT / 6-31G（D，P）计算极化性和超极化性的值。

美国没有 极化率参数 值(e.s.u) 超极化参数 值(e.s.u)
1 α. x x 155.517 β x x x 588.2079
2 α. x y 7.2473627, β x x y 157.9636
3. α. y y 239.2203429 β x y y 38.9723
4 α. y z −13.711457 β y y y 26.2387
5 α. z z 140.0071631 β z z z 0.8472
6 α. z x −4.3056718 β x x z −1.4496
7 一个 122.9957 β x z z 24.0212
8 β y z z 7.9028
9 β y y z 9.3606
10 β x y z 8.7427
11 β 总计 94.3118
4.5.电子特性

HOMOs和LUMOs决定了分子与其他物种相互作用的方式。前线轨道间隙有助于表征分子的化学反应性。轨道间隙越大的分子极化越小，化学反应性越低[ 23］.根据目前的DFT计算，给定分子的前端轨道间隙是4.30eV。分子的HOMO，LUMO和静电电位的3D和2D图在图中示出（ 6- - - - - - 8）.HOMO位于环R1和R2，而位于环R3的一半和环F的部分。如果我们看到HOMO的2D图(图 6) N原子(环R1)和F原子(环R2相邻)周围出现一条负等势同心线。而环R1附近的O原子周围有一个正电荷线的表面。它清楚地表明离域电子被限制在分子的负极区域，而从正极区域转移。这类离域电子参与反应，并作为活性部分与受体结合。lumo被定位(图 7)，除了环R1和R2上的两个伴生碳。在给定分子的情况下，电负性区域(红色)朝向外侧，靠近R1环上的氧，中等正电区域(绿色)几乎位于整个分子上。

最高占据分子轨道的三维和二维图。

最低未占分子轨道的三维和二维图。

分子静电势的三维和二维图。

MESP的重要性在于它能同时显示尺寸和形状，并借助于颜色分级(如图所示) 8)定义了正、负和中性静电势区，这些静电势区在分子结构及其物理化学性质关系的研究中非常有用[ 24- - - - - - 28].正如我们从2D分子静电势图中看到的（图 8)，负等势面线通过环R1附近的O原子附近，而环R2的N原子附近(负势线紧密形成同心圆)有其他负势区。O原子附近的负电位线通过F原子。这说明它是亲核取代反应的合适场所。在氧附近的任何取代反应都需要与屏蔽聚醚砜相同的能量。电负性线(在−0.08.u之间)。和−0.04.u.)形成一个封闭的等高线，这清楚地表明通过这些曲线之间的总通量不等于零。它在氧原子附近产生了一个反对亲电取代的负电场区域。分子作为偶极子，氧原子附近的区域作为负极(人体中正自由基的较好位置)，但分子的其余部分适合进行亲电取代反应。在这些之外，所有区域都被整个分子的正电位表面线所包围。

 4.6。振动作业

分子Gemifloxacin含有48个原子，它具有138种正常的振动模式。所有138个基本振动都是IR活跃的。在表中比较了针对Gemifloxacin和实验频率（FTIR）计算的谐波振动频率 4．振动赋值是基于对中动态模态的观察 GaussView以及文献中报告的作业。

gemiflo沙星的振动赋值。

模式没有。 实验频率 计算频率和强度 振动赋值一个
和强度 使用DFT / 6-31G（D，P）
红外光谱（厘米）−1） 强度分布图(%透过率) 们(cm−1） 缩放（cm.−1） 强度(公里/摩尔)
1 3439 48.64 3804 3652 16.9813 ν （O）39- h) (100)
2 3055 56.63 3578 3435 0.1998 ν 作为 (NH2) (98)
3. 3491 3351 0.4316 ν 年代 (NH2) (98)
4 3249 3119 10.0403 ν 作为 （H）2C-CH.2) (98)
5 3233 3104 2.438 ν 作为 （H）2C-CH.2) (97)
6 3229 3100 6.3866 ν(碳氢键)(100)
7 3219 3090 1.1449 ν(碳氢键)(97)
8 3165 3038 10.6528 ν（C-H）（91）， ν 年代 （H）2C-CH.2）
9 3158 3032 4.3852 ν 年代 (CH2) (89)
10 3151 3025 8.6429 ν 年代 (CH2) (94)
11 3005 55.67 3147 3021 19.6229 ν 作为 (CH3.) (92)
12 2936 54.31 3144 3018 3.2433 ν 作为 (CH2) (97)
13 3106 2982 38.7297 ν 作为 (CH3.) (100)
14 3101 2977 8.7738 ν 作为 (CH2) (91)
15 3086 2963 33.0247 ν(碳氢键)(91)
16 3069 2946 6．182 ν(碳氢键)(89), ν 作为 (CH2）
17 3039 2917 37.6489 ν 年代 (CH2) (90)
18 3035 2914 92.4957 ν 年代 (CH3.) (91)
19 3022 2901 31.5689 ν 年代 (CH2) (95)
20 3012 2892 42.9044 ν 年代 (CH2) (87)
21 1875 1800 398.7119 ν(C = O) (86), β（O-H）
22 1747 1677 10.4167 ν(C = N) (84)
23 1716 47.92 1732 1663 266.1866 ν(C = O) (83)
24 1632 24.84 1674 1607 474.1293 ν（C-H）（40）， β(碳氢键)(10), ν(R1), ν(R2)
25 1667 1600 29.3607 ζ(NH2) (86)
26 1648 1582. 6.6382 β（C-H）（66）
27 1565. 54.16 1592年 1528 96.152 ν(R2) (57) β（C-H）
28 1548. 53.99. 1538. 1476 29.2542 ζ(CH2) (52)
29 1505. 45.15 1532. 1471 221.661 ζ(CH2) (21), ν(碳碳)(10), ν(氮)(13)
30 1463 22.92 1523. 1462 24.2871 ζ(CH2) (81)
31 1521. 1460 20.5083 ρ 我 (CH3.) (89)
32 1519. 1458 14.6334 ζ（H）2C-CH.2) (80)
33 1514. 1453 28.8567 ζ(CH2) (83)
34 1492 1432 1026.975 β（R2）（55）
35 1489 1429 5.1036 ζ(CH3.) (79)
36 1476 1417 5.8399 ζ（H）2C-CH.2) (93)
37 1401 53.42 1473 1414 38.2325 δ. 年代 (CH3.）-umbrella（84）
38 1380 56.21 1425 1368 155.047 β(碳氢键)(54)
39 1365 53.98 1422 1365 10.7429 ω.(CH2) (76)
40 1411 1355 84.1162 β（C-H）（20）
41 1399 1343 32.1298 β(碳氢键)(33)
42 1333 55.02 1387 1332 113.0278 ω.(CH2) (15), β（C-H）
43 1378 1323 37.0029 ω.(CH2) (49) τ.(CH2), β（C-H）
44 1360 1306 160.7416 ω.(CH2) (33) τ.(CH2) (15), β(碳氢键), β（O-H）
45 1356 1302 5.7122 ω.(CH2) (42), τ.(CH2）
46 1348 1294 177.0604 β（C-H）（23）
47 1345 1291 20.6199 τ.(NH2) (64), τ.(CH2), β（C-H）
48 1277 64.25 1328 1275 7.0325 ω.(CH2) (40), β（C-H）
49 1251 57.98 1286 1235 322.3537 β（O-H）（35）， β（C-H）
50 1200 32.68 1282 1231 5.9684 ω.(CH2) (22), β（C-H）
51 1264 1213 72.3611 β（C-H）（24）
52 1259 1209 24.5975 β(地)(45) β(碳氢键), τ.(CH2), ω.(CH2）
53 1242 1192 39.123 τ.(CH2) (36)
54 1230 1181 53.4191 β(地)(43) ζ（H）2C-CH.2）
55 1214 1165. 30.0027 τ.(CH2) (45) ρ 我 (CH3.）
56 1211 1163. 31.2091. τ.(CH2) (13) β(碳氢键), β（O-H）
57 1208 1160. 33.2809 ρ 我 (CH3.) (62), τ.(CH2）
58 1199 1151. 1.5623 τ.（H）2C-CH.2) (56)
59 1190 1142. 7.6781 β(碳氢键)(30), τ.(NH2）
60 1179 1132. 0.683 ρ o (CH3.) (21)
61 1173 1126. 5.1076 τ.(CH2) (53), τ.(NH2）
62 1167 1120. 5.5937 β(碳氢键)(20), β（O-H）
63 1154. 1108. 1.5315 β(碳氢键)(36)
64 1075 55.26 1126. 1081 1.49 γ.(碳氢键)(51)
65 1048 35.07 1101. 1057 193.4065. β(碳氢键)(13)
66 1093 1049 91.3698 β(碳氢键)(61), ω.(NH2）
67 1090 1046 5.5213 ω.（H）2C-CH.2) (88)
68 1087 1044 53.7568 ν（C-N）（65）
69 1084 1041 73.8575 β(碳氢键), β（O-H）
70 1070 1027 15.8765 δ.（H）2C-CH.2)伞(65)
71 1045 1003 41.2686 δ.（H）2C-CH.2) (11) β（C-H）
72 1044 1002 7.029 ρ(CH2), τ.(NH2）
73 1005 965 14.8417. ρ(CH2) (60)
74 995 62.23 996 956 7.3192 β(碳氢键), ω.(CH2）
75 966 65.78 975 936 3.9291 δ.（H）2C-CH.2）
76 949 911 16.5036 ρ(CH2), ρ(NH2）
77 948 910 1.6637 γ.（C-H）
78 944 906 18.9177 γ.（C-H）
79 936 899 79.4214 ω.(CH2), ν（在）
80 914 877 21.479 β(碳氢键), δ.（H）2C-CH.2）
81 899 63.39 899 863 9.4454 τ.(CH2), β（C-H）
82 846 69.37 883 848 18.0586 ω.(NH2), ρ(CH2）
83 808 61.76 851 817 45.6951 δ.（H）2C-CH.2）
84 790 67.54 837 804 5.8479 γ.(碳氢键), δ.（H）2C-CH.2）
85 780 67.77 826 793 37.0415 ω.(NH2), ρ（H）2C-CH.2）
86 819 786 74.1025 ω.(NH2), ρ(CH2）
87 805 773 29.7494 ρ(CH2), γ.(C = O), γ.（C-H）
88 744 71.20 784 753 5.5338 ρ（H）2C-CH.2）
89 730 69.94 774 743 2.3155 ρ（H）2C-CH.2）
90 649 70.04 770 739 11.5353 ν(环)呼吸(39) ρ（H）2C-CH.2）
91 633 69.26 733 704. 4.0076 γ.（戒指）， τ.（H）2C-CH.2）
92 565 65.32 724. 695 7.5578 δ.（R3）， ρ(CH2）
93 709. 681 15.554 τ.(CH2), δ.（H）2C-CH.2）
94 687 660 8.2598 β(碳氢键), δ.（H）2C-CH.2), δ.(R2)
95 678 651 1.8987 β（O–H）， γ.(R2), β（C-H）
96 644 618 11.4498 β（O–H）， β（C-H）
97 632 607 47.2942 ω.(CH2), β（O–H）， δ.(R2)
98 556 64.01 583 560 0.9083 τ.(CH2), γ.(R3)
99 537 65.90 563 540 8.1788 γ.（O-H）
One hundred. 546 524 2.0577 γ.（O–H）， δ.（H）2C-CH.2）
101 532 511 10.7569 γ.（O–H）， ω.(CH2）
102 524 503 38.0854 γ.（O-H）
103 491 70.38 510 490 36.598 γ.（O–H）， γ.（C-H）
104 488 468 18.4656 δ.（H）2C-CH.2), γ.（O–H）， γ.（C-H）
105 462 444 0.6491 γ.(碳氢键), γ.（O-H）
106 456 438 0.4181 γ.(碳氢键), γ.（O-H）
107 411 75.35 442 424 9.799 β(C = O), β（O–H）， ρ(CH2）
108 378 363 3.8598 δ.（H）2C-CH.2), ν(氟)
109 374 359 2.5382 γ.(碳氢键), γ.（O-H）
110 364 349 3.7118 β(O-CH3.）
111 357 343 10.0529 β（O–H）， ν(氮), ρ 我 (CH3.）
112 332 319 4.4483 β(氟) δ.(CH2), δ.(NH2）
113 318 305 2.6928 ρ(CH2), ν(C-COOH)
114 307 295 4.629 ρ(CH2), ρ o (CH3.）
115 282 271 6.6786 ρ(CH2） ）
116 270 259 5.1601 β(氟) β(C = O), ρ（H）2C-CH.2), ρ(CH2), ρ(NH2）
117 266 255 4.2444 ρ(CH2), δ.（H）2C-CH.2）
118 257 247 36.9303 ρ(NH2）
119 212 204 3.3546 δ.（H）2C-CH.2), β(C = O), β（O–H）， ω.(CH2）
120 206 198 1.8688 ρ(NH2), ρ(CH2）
121 199 191 0.1723 β(R1), β（R3）， δ.（H）2C-CH.2）
122 178 171 4.4266 ρ(CH2), ω.(CH2), γ.(R1), γ.(R2)
123 170 163 4.0924 ρ 我 (CH3.）
124 160 154 1.2498 ρ 我 (CH3.), ρ(CH2）
125 147 141 14.9009 ρ(CH2), τ.(NH2), ρ 我 (CH3.), δ.（H）2C-CH.2）
126 136 131 5.0938 ρ(CH2), β(O-CH3.), δ.（H）2C-CH.2）
127 129 124 1.5802 β(C-COOH), ρ（H）2C-CH.2）
128 111 107 3.1136 β(O-CH3.), ρ(CH2）
129 87 84 2.5982 ρ 我 (CH3.）
130 85 82 2.211 ρ 我 (CH3.), ω.(NH2), δ.（H）2C-CH.2), γ.(C = O)
131 69 66 0.8606 ρ（H）2C-CH.2), γ.(碳氢键), β(O-CH3.）
132 63 60 2.5986 τ.(羧基), ρ（H）2C-CH.2), γ.(碳氢键), ρ(CH2), γ.(氟)
133 61 59 0.327 δ.（H）2C-CH.2), γ.(碳氢键), ρ(NH2）
134 56 54 1.5885 τ.(羧基), ρ(NH2), γ.(氟)
135 50 48 0.9022 γ.(O-CH3.), β(C-NH2), ρ(CH2), β(C - H2C-CH.2))
136 44 42 0.4721 ρ(CH2), β(O-CH3.), β(C-NH2), β(哦)
137 25 24 0.8119 β(C - H2C–NH2））， β(碳氢键), β(C - H2C-CH.2))
138 15 14 0.0919 β(O-CH3.), β(C-NH2）

一个缩写: ν拉伸; ν 年代 对称拉伸; ν 作为 不对称拉伸; β平面弯曲; γ.,平面外弯曲; δ. 年代 、对称变形; δ. 作为 不对称变形； ζ、剪切; ρ摇摆; ρ 我 ,平面摇动; ρ o ，平面外摇摆； ω.,摇; τ.,扭曲。

在gemif沙星中，C-H官能团存在于许多位置。伸缩振动, ν(C-H)，预计发生在3010-3120厘米区域−1．的计算值 ν(C-H)振动就在这个光谱范围内。另一个重要的伸缩振动对应于C上的C=O部分24和C27的位置。该地区1650-1750厘米−1通常被认为是C=O、C=C和C=N键的双键拉伸区域[ 29- - - - - - 32].C=O拉伸振动， ν（C=O）在1716处的FTIR光谱中显示为显著模式 厘米−1．gemif沙星另一个重要的伸缩振动是O-H伸缩振动。O-H基团的振动可能对环境最敏感，因此它们在氢键物种的光谱中显示出明显的变化。在主体分子中 ν(O-H)振动出现在3439 cm处−1在FTIR光谱中，计算（标度）频率与实验频率存在较大偏差，这可能是由于固体样品中存在氢键所致。

在北半球2，及–CH2，官能团是gemiflo沙星的重要成分，与这些官能团相对应的振动以多种模式存在。这些群的伸缩振动表现为若干模态。摇摆振动 ω.(CH2), ω.(NH2)也以多种模式呈现。模式39显示了一种纯粹 ω.(CH2)如表所示，计算（标度）和实验FTIR波数之间有很好的对应关系 4．扭( τ.)和摇摆( ρ)两个官能团的振动与其他振动混合出现。

gemifloxacin中的另一个重要功能基团是–CH3.组。甲基有9种振动模式，其分布如下:一种对称拉伸 （ ν 年代 ） ，两个反对称拉伸 （ ν 作为 ） ，一对称变形 （ δ. 年代 ） ，两种不对称变形 （ δ. 作为 ） 一架在飞机上摇摆 （ ρ 我 ） 一次飞机外的摇晃 （ ρ o ） ，和一个扭转( τ.)振动模式[ 30］.的 ν 年代 (CH3.), ν 作为 (CH3.)振动，以纯振动的高频率模式存在，其他振动与其他振动混合。H2C-CH.2与C相连的官能团11Gemifloxacin的原子具有独特的振动指纹。它显示了许多振动，这些振动是在整个光谱中分布的。

在gemiflo沙星中，一个非常重要的振动对应于涉及环原子振动的模态。为了便于分析，我们将gemiflo沙星的结构分为三个环R1, R2, R3，如图所示 1．环的伸缩振动 ν（环）是C–N、C=C和C–C键拉伸的复杂组合。最重要的环拉伸振动是模式90下的环呼吸振动。在该模式下，环的所有键似乎彼此同相拉伸和收缩[ 33］.在gemif沙星的实验红外光谱中，这种模式出现在649 cm处−1.其他环振动模式呈现混合轮廓。

 5.结论

在本作工作中，我们已经计算了Gemifloxacin的几何参数，振动频率，前沿分子轨道，分子静电势轮廓和表面的非线性光学性能，使用DFT / B3Lyp方法。优化的几何形状清楚地表明标题分子的骨架是非平面的。4.30eV的较高前沿轨道间隙表明，Gemifloxacin具有高的动力学稳定性，可称为硬分子。然而，偶极力矩的较高值表明Gemifloxacin分子高度极性。通过使用密度函数B3LYP方法测定偶极力矩，极化性和第一静态超极化来研究标题分子的非线性光学行为。通常，已经观察到实验和计算的正常振动模式之间的良好一致性。也已经抽出了分子静电潜在的轮廓和表面以解释Gemifloxacin分子的活性。本量子化学研究可以进一步发挥分子结构，活动和动态的理解中的重要作用。

 承认

其中一名作者(Shamoon Ahmad Siddiqui)感谢科学研究主任的第1号拨款。: NU 16/11, Najran University, Najran, Kingdom of Saudi Arabia, for financial support。

 Yague G。 莫里斯 j·E。 锅 x。 古尔德 k。 渔民 l . M。 由gemif沙星和其他氟喹诺酮类药物介导的野生型和喹诺酮类耐药肺炎链球菌II型拓扑异构酶形成的可裂复合物 抗微生物剂和化疗 2002 46 2 413 419 2-s2.0-0036146667 10.1128/AAC.46.2.413-419.2002 鲁伊斯 J。 马可 F。 塞拉 j . M。 阿基拉 l Garcia-Mendez E。 门萨俱乐部 J。 吉梅内斯德安踏 m . T。 维拉 J。 gemiflo沙星对临床分离菌株的体外活性 淋病奈瑟氏菌有或没有突变 gyr一个基因 国际抗菌剂杂志 2003 22 1 73 76 2 - s2.0 - 0038385201 10.1016 / s0924-8579（03）00083-9 Alkorta M。 Gimenez m·J。 韦森特 D。 阿基拉 l Perez-Trallero E。 双氧氟沙星、莫西沙星和左氧氟沙星抗肺炎球菌的体内活性 喹诺酮和 par用全或无死亡终点测量脓毒症小鼠模型中的点突变 国际抗菌剂杂志 2005 25 2 163 167 2 - s2.0 - 12344255052 10.1016 / j.ijantimicag.2004.08.017 即时通讯 P。 犯罪 C。 迈耶 一个。 药物，它们的靶点以及药物靶点的性质和数量 《自然评论》药物发现 2006 5 10 821 834 2-s2.0-33749234216 10.1038/nrd2132 她 R. D. 亚当斯 m D。 白色 O。 克莱顿 R. A. Kirkness e . F。 Kerlavage a。R。 鳞茎 c·J。 墓 j·F。 多尔蒂 b。 梅里克 j . M。 麦肯尼 K。 萨顿 G。 菲茨休 W。 字段 C。 Gocayne j . D。 斯科特 J。 雪莉 R。 刘 l . I。 腹部 j . C。 流感嗜血杆菌Rd的基因组随机测序和组装 科学 1995年 269 5223 496 521 2 - s2.0 - 0029653518 10.1126 / Science7542800. Overington j . P。 拉齐卡尼 B。 霍普金斯 a . L。 有多少药物靶点? 《自然评论》药物发现 2006 5 12 993 996 2 - s2.0 - 33751547539 10.1038/nrd2199 拉普兰特 k . L。 Rybak m·J。 十 B。 Lodise T.P。 Kaatz G. W. 氟喹诺酮类耐药性 链球菌引起的肺炎:加替沙星、gemiflo沙星、左氧氟沙星、莫西沙星的浓度-时间曲线下面积/MIC比及耐药情况 抗微生物剂和化疗 2007 51 4 1315 1320 2 - s2.0 - 34247101013 10.1128 / AAC.00646-06 科恩 W。 虚假的 l . J。 自洽方程包括交换和相关效应 1965 140 A1133 A1138 0189732 贝克 答:D。 密度泛函热化学。3准确交换的作用 化学物理杂志 1993年 98 7 5648 5652 2 - s2.0 - 0000189651 10.1063/1.464913 李 C。 杨 W。 帕尔 R.G。 高校达尔维特相关 - 能量配方进入电子密度的功能 物理评论B 1988年 37 2 785 789 2 - s2.0 - 0345491105 10.1103/PhysRevB.37.785 Miehlich B。 新疆圆柏 一个。 斯托尔 H。 普劳斯 H。 用becke和Lee, Yang和Parr的相关能量密度泛函得到了结果 化学物理快报 1989年 157 3. 200 206 2 - s2.0 - 0038596731 10.1016 / 0009 - 2614 (89) 87234 - 3 Frisch. m·J。 卡车 G. W. 施莱格尔 h . B。 高斯03，修订A.1 2003 美国宾夕法尼亚州匹兹堡 高斯 斯科特 答:P。 屏蔽罩 l 谐波振动频率:哈特里-福克、møller-plesset、二次构型相互作用、密度泛函理论和半经验尺度因子的评估 物理化学杂志 1996年 One hundred. 41 16502 16513 2-S2.0-0011083273 10.1021/jp960976r Pulay P。 Fogarasi G。 Pongor G。 伯格斯 j·E。 瓦尔加 一个。 结合理论从头算和实验资料，得到可靠的谐波力常数。乙二醛，丙烯醛，丁二烯，甲醛和乙烯的比例量子力学(SQM)力场 美国化学学会杂志 1983年 105 24 7037 7047 2-s2.0-0020843873 10.1021 / ja00362a005 Frisch. 一个。 Dennington R. D. 2 基思 t D。 Gauss View 4.1版用户手册 2007 美国康涅狄格州瓦林福德 高斯 Jamroz m . H。 振动能量分布分析：吠陀4计划 2004 华沙 萨默 D。 拉温德拉 h·J。 Misra N。 乔 i . H。 非线性光学材料n -苯甲酰甘氨酸的分子内电荷转移和氢键相互作用:振动光谱研究 振动光谱学 2010年 54 1 72 80 2 - s2.0 - 77955718097 10.1016 / j.vibspec.2010.06.007 穆克吉 V。 辛格 n P。 亚达夫 R. A. 一些三氟苯甲酸二聚体的几何解释和振动分析的FTIR和Raman光谱，DFT和SQMFF计算 振动光谱学 2010年 52 2 163 172 2-S2.0-76849108757 10.1016 / j.vibspec.2010.01.008 普拉萨德 O。 辛哈 l Misra N。 纳拉 V。 Kumar. N。 帕沙克 J。 用密度泛函理论计算了2,3-二氢- 1h -茚及其衍生物1h -茚-1,3(2H)-二酮的分子结构和振动性质 分子结构杂志 2010年 940 1 - 3 82 86 2 - s2.0 - 72049132627 10.1016 / j.theochem.2009.10.011 白金汉 答:D。 永久性和诱导的分子矩和远重分子力 化学物理进展 1967 12 107 142 10.1002/9780470143582.ch2 蟹道 d·R。 拉特纳 m·A。 标志 T. J. 具有大二阶光学非线性的分子组装体的设计与构造。量子化学方面 化学点评 1994年 94 1 195 242 2 - s2.0 - 0142175456 10.1021/cr00025a007 Maroulis G。 水二聚体的静态超极化率和两个水分子的相互作用超极化率 化学物理杂志 2000年 113 5 1813 1820 2-s2.0-0034249847 10.1063/1.481985 弗莱明 我。 前沿轨道与有机化学反应 1976 美国纽约州纽约市 约翰·威利父子公司 穆雷 j·S。 sen K。 分子静电潜力，概念和应用 1996年 阿姆斯特丹,荷兰 爱思唯尔 Alkorta 我。 佩雷斯 J·J。 核酸碱基分子极化电位图 国际量子化学杂志 1996年 57 1 123 135 2-s2.0-0006255178 10.1002 / (SICI) 1097 - 461 x (1996) 57:1< 123:: AID-QUA14> 3.0.CO; 2 - 9 Scrocco E。 预 J。 量子化学进展 1978 美国纽约州纽约市 学术出版社 乐乐 缩略词。 奥罗斯科 M。 白丹 好的。 加德雷 s R。 SCRF计算水合对分子静电电位拓扑的影响 物理化学杂志 1993年 97 37 9380 9384 2 - s2.0 - 0000160303 10.1021 / j100139a021 施波纳 J。 霍布扎 P。 图的维纳多项式 国际量子化学杂志 1996年 60 5 959 970 10.1002 / (SICI) 1097 - 461 x (1996) 60:5< 959:: AID-QUA2> 3.0.CO; 2 w 帕拉法克斯 m·A。 Tardajos G。 Guerrero-Martinez 一个。 Rastogi 诉K。 Mishra D。 Ojha. s P。 基弗 W。 FT-IR, FT-Raman光谱，生物分子5-氨基尿嘧啶的振动光谱和分子几何结构的密度泛函计算 化学物理 2007 340 1 - 3 17 31 2-s2.0-35549009734 10.1016 / j.chemphys.2007.07.032 辛格 j·S。 5-甲基尿嘧啶（胸腺嘧啶）生物分子的红外光谱、拉曼光谱和基频 分子结构杂志 2008 876 1 - 3 127 133 10.1016 / j.molstruc.2007.06.014 Beetz c·P。 j Ascarelli G。 嘧啶和嘌呤碱的低频振动 光谱化学学报 1980年 36 3. 299 313 2-s2.0-4243618499 10.1016 / 0584-8539（80）80135-8 Bandekar J。 Zundel G。 CO过渡偶极偶联偶联偶联在尿嘧啶中的作用 光谱化学学报 1983年 39 4 337 341 2 - s2.0 - 0039788730 10.1016/0584-8539(83)80008-7 拉希德 T。 艾哈迈德 年代。 用HF, DFT和MP2方法计算6-甲基尿嘧啶的振动谱和分子性质 印度物理学杂志 2011年 85 2 239 260 2-S2.0-79954455650 10.1007/s12648-011-0001-2