Szolvatációs modellek vizsgálata pontos elméleti pKa számításokhoz
A savi disszociációs állandó (pKa) molekulák egy fontos kémiai tulajdonsága, mely meghatározza kémiai és biokémiai reakciók kimenetelét, a reaktivitást, és befolyásolja a reakciósebességet. A vegyületek pKa értékeit különböző kísérleti módszerekkel, általában víz és acetonitril oldószerekben határozzák meg. Reakciómechanizmusok tanulmányozása, gyógyszerhatóanyagok hatásának modellezése, valamint új vegyületek szintézisének kidolgozása szempontjából elengedhetetlen, hogy a pKa elméleti úton, számításos kémiai módszerek alkalmazásával meghatározható legyen. Ismert, hogy a deprotonálódás során bekövetkező szabadentalpia változás és egy vegyület pKa értéke között lineáris összefüggés van. A deprotonáláshoz szükséges szabadentalpia kvantumkémiai számítási módszerekkel számítható, de értéke erősen függ az alkalmazott oldószermodell minőségétől, és annak paramétereitől. Jelenleg az irodalomban nem található olyan módszer, amivel a deprotonálódási szabadentalpia megbízhatóan számítható lenne anélkül, hogy a vegyületeket önkényesen csoportosítanánk.
Jelen tanulmányban a gázfázisú deprotonálódási reakciók modellezéséhez leginkább alkalmas funkcionálok közül kiválasztom a legmegfelelőbbet. Vizsgálom, a különböző oldószermodellekkel számolt deprotonálódási szabadentalpiák és kísérletileg meghatározott pKa értékek közötti összefüggést. Összehasonlítom ezen implicit oldószermodellekkel számolt adatokat explicit oldószer molekulát is tartalmazó (ezáltal specifikusabb szolvatációt biztosító) számításokkal. A számításokat víz és acetonitril oldószerekre végzem el. Az eredmények függvényében értékelem, hogy szükséges-e a vegyületek valamilyen önkényen szempont szerinti csoportosítása, valamint a savak külön értékelése a konjugált savaktól.
szerző
-
Kováts Benjámin
Gyógyszervegyész-mérnöki mesterképzési szak, nappali MSc
mesterképzés (MA/MSc)
konzulens
-
Dr. Nagy József
docens, Szerves Kémia és Technológia Tanszék
