การศึกษาเชิงทฤษฎีของการถ่ายโอนโปรตอนภายในโมเลกุลของฟลาโวนอลด้วยทฤษฎีเดนซิตีฟังก์ชันนัล

Abstract

          ทำการศึกษาปฏิกิริยาการถ่ายโอนโปรตอนภายในโมเลกุลของฟลาโวนอลสี่ชนิด ได้แก่ แคมพ์เฟอรอลมอริน มอริน-5*-ซัลโฟเนต และมอริน-7-โอ-ซัลเฟต ในสารละลายน้ำ ด้วยระเบียบวิธีทฤษฎีเดนซิตีฟังก์ชันนัล ภายใต้แบบจำลองโพราไรซาเบิลคอนตินิวอัม ระดับของทฤษฎีที่ใช้คือ B3LYP/6-311++G(d,p) และ CAM-B3LYP/6-311++G(d,p) สถานะทรานซิชันของปฏิกิริยาถูกคำนวณด้วยวิธีคิวเอสทีทู สำหรับฟลาโวนอลทุกชนิดที่ทดสอบพบว่ารูปแบบปกติมีความเสถียรสูงกว่ารูปแบบสวิทเทอร์ไอออนเป็นอย่างมาก เนื่องจากรูปแบบปกติมีการกระจายความหนาแน่นของอิเล็กตรอนภายในโมเลกุลที่สม่ำเสมอ ศักยภาพในการถ่ายโอนโปรตอนภายในโมเลกุลของฟลาโวนอลขึ้นอยู่กับความแข็งแรงของพันธะไฮโดรเจนภายในโมเลกุลและผลกระทบทางอิเล็กตรอนของหมู่แทนที่ โดยข้อมูลทางอุณหพลศาสตร์และจลนศาสตร์ชี้ให้เห็นว่าปฏิกิริยาการถ่ายโอนโปรตอนภายในโมเลกุลเกิดขึ้นได้ง่ายที่สุดและยากที่สุดในกรณีของมอริน-7-โอ-ซัลเฟตและแคมพ์เฟอรอล ตามลำดับ           Intramolecular proton transfer (IPT) reactions of four flavonols. i.e. kaempferol, morin, morin-5*-sulfonate and morin-7-O-sulfate in aqueous solution have been investigated using density functional methods with under polarizable continuum model (PCM). The levels of theory used were B3LYP/6-311++G(d,p) and CAM-B3LYP/6-311++G(d,p). Transition states of reactions were calculated using the QST2 method. For all flavonols tested, the normal form is much more stable than its respective zwitterionic form, due to the marked uniformity of electron density distribution in the molecular structure of the former. The potential for each flavonol to undergo IPT depends considerably on either the strength of intramolecular hydrogen bonding or electronic effect of substituents. The computed thermodynamic and kinetic data altogether manifest that the most and the least favorable IPT reactions belong to morin-7-O-sulfate and kaempferol, respectively.