بررسی جذب یون مس با آلفا، بتا و گاما سیکلودکسترین با استفاده از روش تابع چگالی

سیکلودکسترین ها با توجه به تعداد واحدهای گلوکزی تشکیل دهنده خود، 6، 7 و 8 واحد، به ترتیب به سه دسته آلفا، بتا و گاما سیکلودکسترین طبقه بندی می شوند. این ترکیبات حلقوی دارای دو سطح آبدوست و آبگریز برای به دام انداختن ترکیبات با قطبیت های مختلف هستند. رفتار دوگانه سیکلودکسترین ها سبب کاربرد آن ها در زمینه های مختلف از جمله داروسازی، پزشکی، زیست محیطی و آرایشی شده است. کاتیون های فلزی یکی از منابع آلودگی پساب های معدنی و صنعتی هستند، که فرایند حذف آن ها با سیکلودکسترین موضوع پژوهش حاضر است. در این پژوهش، آنالیز تئوری برهمکنش کاتیون فلزی Cu1+با آلفا، بتا و گاما سیکلودکسترین مورد مطالعه قرار گرفت. ساختار و انرژی های پایداری این ترکیبات با استفاده از نظریه دانسیته الکترونی و روش B3LYP در فاز گازی و محلول بررسی شد. با استفاده از محاسبات NBO، جایگاه های فعال این ترکیبات برای برهم کنش با کاتیون فلزی مشخص شدند. محاسبات نشان داد توزیع بار الکتریکی بر روی اتم های اکسیژن گلوکوپیرانوز به عنوان واحدهای سازنده هر ترکیب تقریبا یکسان است. همچنین کمپلکس های مربوطه با استفاده از سطح محاسباتی مذکور بهینه سازی شد و قدرت کیلیت شدن هرکدام از این الیگوساکاریدهای حلقه ای مورد مقایسه قرار گرفت. داده ها نشان دادند که آلفا و بتا سیکلودکسترین به ترتیب تمایل بیشتری برای برهم کنش با کاتیون Cu1+در فاز گازی و آبی دارند و بنابراین نامزدهای احتمالی برای زدودن این یون از پساب های صنعتی و یا معدنی به شمار می روند.