Обчислювальне дослідження IR та UV-Vis спектрів 2-ізопропіл-5-метил-1,4-бензохінону за допомогою методів DFT та HF

  • Салах М.А. Рідха Факультет фізики, науковий коледж, Університет Кіркука, Кіркук, Ірак https://orcid.org/0000-0003-0569-3849
  • Захра Таліб Галеб Факультет хімії, науковий коледж наук, Університет Кіркука, Кіркук, Ірак https://orcid.org/0000-0003-0569-3849
  • Абдулхаді Мірдан Галеб Фізичний факультет, Науковий коледж Кіркукського університету, Кіркук, Ірак https://orcid.org/0000-0002-2202-8827
Ключові слова: тимохінон, DFT, HF, UV-Vis, FT-IR, TD-DFT

Анотація

Проведено теоретичне дослідження сполуки тимохінону за допомогою двох теоретичних методів, DFT/B3LYP і HF з базовими наборами 6-31G, 6-31G(d,p) і 6-31++G(d,p) з використанням програми Гауссіан 09. Деякі теоретичні властивості, такі як вібраційні та електронні властивості, особливо УФ-види та ІЧ-спектри, були проаналізовані, а потім порівняні з доступними експериментальними даними. Розраховані частоти гармонійних коливань були масштабовані зі стандартними коефіцієнтами масштабування 0,9 і 0,965 для HF і DFT/B3LYP відповідно, а потім порівняні з наявним експериментальним спектром FT-IR. Крім того, було досліджено статистичний аналіз для оцінки ефективності методів HF і DFT, включаючи середньоквадратичну помилку (RMSE), середню абсолютну помилку (MAE) і середню помилку у відсотках (MPE). Відповідно до призначених вібраційних режимів сполуки, можна зробити висновок, що метод DFT/B3LYP з базовим набором 6-31++G(d,p) мав найкращу узгодженість з експериментальними даними. Спектри поглинання в УФ-видимому діапазоні, енергії збудження, максимальну довжину хвилі поглинання, електронні переходи та сили осциляторів зазначеної в заголовку сполуки розраховували методом залежної від часу теорії функціоналу щільності (TD-DFT) з використанням того самого базового набору та порівнювали з наявними експериментальними даними. Результати показали, що найкращим результатом був ВЧ-метод із базовим набором 6-31G.

Завантаження

##plugins.generic.usageStats.noStats##

Посилання

B.H. Ali, and G. Blunden, “Pharmacological and toxicological properties of Nigella sativa”, Phytother. Res. 17, 299-305 (2003). https://doi.org/10.1002/ptr.1309

Z. Erisgin, M. Atasever, K. Cetinkaya, S.A. Dizakar, S. Omeroglu, and H. Sahin, “Protective effects of, Nigella sativa oil against carboplatin-induced liver damage in rats”, Biomedicine & Pharmacotherapy, 110, 742-747 (2019). https://doi.org/10.1016/j.biopha.2018.12.037

P.K. Perera, D.T. Karunaratne, and N. Kalka, Antiinflammatory Actions and Potential Usage for Arthritic Conditions, Bioactive Food as Dietary Interventions for Arthritis and Related Inflammatory Diseases, (2nd edition), (Academic Press, 2019), pp. 323-341. https://doi.org/10.1016/B978-0-12-813820-5.00019-2

M. El-Dakhakhny, “Studies on the Egyptian Nigella sativa L. IV. Some pharmacological properties of the seeds’ active principle in comparison to its dihydro compound and its polymer”, Arzneimittel-forsch, 15(10), 1227–1229 (1965).

M.E. Abd El-Hack, M. Alagawany, M.R. Farag, R. Tiwari, K. Karthik, and K. Dhama, “Nutritional, Healthical and Therapeutic Efficacy of Black Cumin (Nigella sativa) in Animals, Poultry and Humans”, International Journal of Pharmacology, 12, 232-248 (2016). https://doi.org/10.3923/ijp.2016.232.248

H. Mollazadeh, A.R. Afshari, and H. Hosseinzadeh, “Review on the Potential Therapeutic Roles of Nigella sativa in the Treatment of Patients with Cancer: Involvement of Apoptosis: Black cumin and cancer”, J. Pharmacopuncture, 20(3), 158-172 (2017). https://doi.org/10.3831%2FKPI.2017.20.019

M.A. Randhawa, M. Al-Ghamdi, M. Al-Ghamdi, “Anticancer Activity of Nigella sativa (Black Seed) - A Review”, The American Journal of Chinese Medicine, 39(6), 1075 (2011). https://doi.org/10.1142/S0192415X1100941X

D.R. Worthen, O.A. Ghosheh, P.A. Crooks, “The in vitro anti-tumor activity of some crude and purified components of blackseed, Nigella sativa L”, Anticancer Res. 18, 1527-1532 (1998).

M. Burits, F. Bucar, “Antioxidant activity of Nigella sativa essential oil”, Phytotherapy Research, 14, 323-328 (2000). https://doi.org/10.1002/1099-1573(200008)14:5%3C323::AID-PTR621%3E3.0.CO;2-Q

P.J. Houghton, R. Zarka, B. de la Heras, J.R.S. Hoult, “Fixed oil of Nigella sativa and derived thymoquinone inhibit eicosanoid generation in leukocytes and membrane lipid peroxidation”, Planta Medica, 61, 33-36 (1995). https://doi.org/10.1055/s-2006-957994

N.M. Morsi, “Antimicrobial effect of crude extracts of Nigella sativa on multiple antibiotics-resistant bacteria”, Acta Microbiologica Polonica, 49, 63-74 (2000).

M.L. Salem, and M.S. Hossain, “In vivo acute depletion of CD8(+) T cells before murine cytomegalovirus infection upregulated innate antiviral activity of natural killer cells”, International Journal of Immunopharmacology, 22, 707-718 (2000). https://doi.org/10.1016/S0192-0561(00)00033-3

A.H. Gilani, N. Aziz, I.M. Khurram, K.S. Chaudhary, A. Iqbal, “Bron-chodilator.“Spasmolytic and Calcium Antagonist Activities of Nigella sativa seeds (Kalonji): a traditional herbal product with Multiple Me-dicinal Uses”, J. Pak. Med. Assoc. 51, 115-119 (2001). https://ecommons.aku.edu/pakistan_fhs_mc_bbs/422

M.S. Iqbal, A. Jafri, Md. Arshadb, and M.I. Ansari, “Stress response due to sodium azide treatment inside Nigella sativa L. plant and its effect on antioxidative property”, Biocatalysis and Agricultural Biotechnology, 19, 101171 (2019). https://doi.org/10.1016/j.bcab.2019.101171

C. Moller, and M.S. Plesset,“Note on an Approximation Treatment for Many-Electron Systems”, Phys. Rev. 46, 618–622 (1934). https://doi.org/10.1103/PhysRev.46.618

A.D. Becke, “Density-Functional Exchange-Energy Approximation with Correct Asymptotic-Behavior”, Phys. Rev. A, 38(6), 3098–3100 (1988). https://doi.org/10.1103/PhysRevA.38.3098

C.T. Lee, W.T. Yang, and R.G. Parr, “Development of the Colle-Salvetti Correlation-Energy Formula into a Functional of the Electron-Density”, Phys. Rev. B, 37(2), 785–789 (1988). https://doi.org/10.1103/PhysRevB.37.785

M.J. Frisch, G.W. Trucks, H.B. Schlegel, G.E. Scuseria, M.A. Robb, J.R. Cheeseman, J.A. Montgomery, et al, Gaussian 03, Revision C.02, (Gaussian, Inc, Wallingford CT, 2004).

R. Denning, T. Keith, J. Millam, K. Eppinnett, W. Hovell, and R.G. Gilliland, Version 3.09, (Semichem. Inc., Shawnee Mission, KS, 2003).

M.A. Palafox, “DFT computations on vibrational spectra: Scaling procedures to improve the wavenumbers”, Physical Sciences Reviews, 3(6), 20170184 (2018). https://doi.org/10.1515/psr-2017-0184

Integrated Spectral Data Base System for Organic Compounds, (Ibaraki, Japan, National Institute of Advanced In-dustrial Science and Technology, 2003).

Y. Yamakita, and M. Tasumi, “Vibrational analyses of p-benzoquinodimethane and p-benzoquinone based on ab initio Hartree-Fock and second-order Moller-Plessetcalculations”, J. Phys. Chem. 99, 8524-8534(1995). https://doi.org/10.1021/j100021a013

R. Gupta, “Study of spectral and NLO properties of 2-methyl-5-(Propan-2-yl) phenol by DFT”, IJSRED, 4(3), 689-705 (2021). http://www.ijsred.com/volume4/issue3/IJSRED-V4I3P94.pdf

K.M. Marzec, I. Reva, R. Fausto, and L.M. Proniewicz, “Comparative Matrix Isolation Infrared Specroscopy Study of 1,3- and 1,4- DieneMonoterpenes (α- Phellandrene and γ-Terpinene)”, J. Phys. Chem. A, 115, 4342-4353 (2011). https://doi.org/10.1021/jp2013122

R. Abu-Dahab, F. Odeh, S.I. Ismail, H. Azzam, and A. Al Bawab, “Preparation, characterization and antiproliferative activity of thymoquinone-β-cyclodextrin self-assembling nanoparticles”, Pharmazie, 68, 939–944 (2013). https://doi.org/10.1691/ph.2013.3033

Опубліковано
2023-03-02
Цитовано
Як цитувати
Рідха, С. М., Галеб, З. Т., & Галеб, А. М. (2023). Обчислювальне дослідження IR та UV-Vis спектрів 2-ізопропіл-5-метил-1,4-бензохінону за допомогою методів DFT та HF. Східно-європейський фізичний журнал, (1), 197-204. https://doi.org/10.26565/2312-4334-2023-1-26
Розділ
Статті