Skip to main content
SUPERVISOR
Hossein Farrokhpour,Alireza Najafi chermahini
حسین فرخ پور (استاد راهنما) علیرضا نجفی چرمهینی (استاد مشاور)
 
STUDENT
Mohammad Manassir
محمد مناصیر

FACULTY - DEPARTMENT

دانشکده شیمی
DEGREE
Master of Science (MSc)
YEAR
1391

TITLE

A New Method for Estimating the Solvation Gibbs Free Energy of Monovalent Ions and Acidity Constant of some Compounds in Non-aqueous Solvents
In the present work, the free energy solvation of H + ,, was estimated in various important non-aqueous solvents including alcohols and polar aprotic solvents, semi-empirically. The selected solvents were methanol, ethanol, 2-propanol, 2-methyl-2-propanol, dimethyle sulfoxide (DMSO), dimethyle formamid (DMF) and acetonitrile (ACN). The values of in 2-propanol and 2-methyl-2-propanol were reported for the first time. The estimated values of were used to predict the acidity constants ( pK a ) of different compounds in the selected solvents. These pK a values have better agreement with the experimental values than the corresponding values obtained using the other reported in literature. This confirmes that the values of , predicted in this work, are reasonable. The calculated pK a values of selected compounds in non-aqueous solvents were further corrected by accounting the error of the applied computational method for predicting the pK a values of the compounds in water. New correlation equations were proposed and used to estimate the pK a values of carboxylic acids (aliphatic and aromatic derivatives), phenol derivatives, a series of active pharmaceutical ingredients and some anti-inflammatory agents in the considered solvents when their experimental pK a values are known in water. The calculations presented in this work were performed at four different levels of theory including B3LYP, M062X, MP2 and CCSD using 6-311++G(d,p) basis set, separately. The solvation Gi free energies (SGFE) of thirty nine ions were estimated in protic and aprotic solvents including methanol, ethanol, N , N dimethylformamide (DMF) and acetonitrile (ACN) using a proposed approach. In this method, the error of the applied computational method for estimating the SGFE of a specific ion in water and dimethyl solfoxide (DMSO) solvents was used as a reference value to correct the calculated SGFE of the ion in other protic and aprotic solvents, respectively. The predicted values of SGFE of ions, obtained in this work, show good agreement with those obtained using the other methods reported in literature. New correlation equations were also proposed which correlate the estimated values of SGFE of ions in a specific solvent to the corresponding values in water and DMSO for protic and aprotic solvent, respectively. By using the proposed method in this work, it is possible to estimate the values of SGFE of ions in the solvents that there are no reports on them in literature provided that the appropriate and correct reference solvent is selected. Typically, this method was applied on two most popular solvents in organic chemistry including acetone and 1-propanol to estimate the SGFE of the considered ions in them for the first time.
این پایان نامه شامل دو بخش است. در بخش اول، مقدار انرژی آزاد حلال پوشی پروتون ( ) برای حلال های غیرآبی متداول مانند: متانول، اتانول، 2-پروپانول، 2-متیل-2-پروپانول، دی متیل سولفوکسید(DMSO)، دی متیل فرم آمید(DMF) و استونیتریل(ACN) به صورت نیمه تجربی محاسبه شده است. برای بررسی دقت مقادیر محاسبه شده در این تحقیق، مقادیر ثابت اسیدی ( pK a ) ترکیبات متفاوت با مقادیر pK a تجربی آن ها مقایسه شد. مقادیر pK a محاسبه شده با استفاده از در این تحقیق در مقایسه با مقادیر pK a تجربی توافق بهتری نسبت به استفاده از گزارش شده در مقالات دارد. بدین ترتیب مقادیر محاسبه شده برای حلال های غیرآبی در این تحقیق نسبت به گزارش شده در مقالات منطقی تر می باشند. مقادیر pK a محاسبه شده برای ترکیبات انتخاب شده در حلال های غیرآبی با استفاده از خطای روش محاسباتی در حلال آب تصحیح شدند و روابط همبستگی جدیدی برای پیش بینی مقادیر pK a ترکیبات اسیدهای کربوکسیلیک، مشتقات فنلی، داروها و داروهای ضد سوختگی در حلال های غیرآبی ارائه شدند. نتایج ارائه شده با استفاده از چهار روش نظری متفاوت B3LYP، M062X، MP2 و CCSD و مجموعه پایه G(d,p)++311-6 محاسبه شده است. در بخش بعدی، انرژی آزاد گیبس حلال پوشی برای 39 یون تک بار در حلال های غیرآبی پروتیک و آپروتیک شامل متانول، اتانول، 1-پروپانول، DMF، ACN و استون با استفاده از روش جدید محاسبه شده اند. در این روش، خطای محاسباتی انرژی آزاد گیبس حلال پوشی یون های انتخاب شده در حلال های آب و DMSO برای تصحیح مقادیر انرژی آزاد گیبس حلال پوشی یون ها به ترتیب در حلال های پروتیک و آپروتیک در نظر گرفته شد. مقادیر تصحیح شده انرژی آزاد گیبس حلال پوشی یون ها در مقایسه با مقادیر گزارش شده در مقالات از توافق خوبی برخوردار هستند. روابط همبستگی جدیدی نیز برای به دست آوردن انرژی آزاد گیبس حلال پوشی یون ها در حلال های متانول، اتانول، DMF و ACN ارائه شده است. روش ارائه شده در این پایان نامه، می تواند در حالت کلی برای محاسبه ی انرژی آزاد استاندارد گیبس حلال پوشی یون ها در دیگر حلال های قطبی پروتیک و آپروتیک استفاده شود به شرطی که حلال مرجع خوبی انتخاب شود. با این روش می توان انرژی آزاد استاندارد گیبس حلال پوشی یون ها در حلال هایی که تاکنون به صورت تجربی گزارش نشده است را به دست آورد. به عنوان نمونه ، مقادیر انرژی آزاد گیبس حلال پوشی یون ها در دو نوع حلال قطبی بسیار متداول پروتیک (1-پروپانول) و آپروتیک (استون) برای دو روش مختلف MP2 و B3LYP و مجموعه پایه G(d,p)++311-6 برای اولین بار محاسبه شدند.

ارتقاء امنیت وب با وف بومی