Взаимосвязь структуры и колебательных спектров биологически активных соединений в конденсированном состоянии

• Автор: Степанович, Екатерина Юрьевна
• Шифр специальности: 01.04.07
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2012
• Место защиты: Астрахань
• Количество страниц: 137 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
Введение
Глава 1. Математический аппарат молекулярной динамики
1.1. Модельный гамильтониан для электронной подсистемы молекулы
1.2. Гамильтониан для колебательной модели молекулы
1.3 Метрика естественных колебательных координат
1.3.1. Координаты типа д - изменение длины связи 5',(, образованной атомами с номерами
1.3.2. Координаты типа р -изменение угла между двумя единичными векторами ву и еа
1.3.3. Координаты типа р- изменение угла между связью /-»/ и плоскостью, образованной векторами к -> I, г -*
1.3.4. Координаты типа %- угол между плоскостями, определяемыми двумя тройками атомов (ук) и (Ы)
Глава 2. Методы теоретического исследования молекулярных систем в конденсированном состоянии
2.1. Неэмпирические квантовые методы расчета параметров адиабатического потенциала молекулярной системы
2.2. Интерпретация квантовых расчетов колебательных состояний
молекул
Глава 3. Структура и спектры циклических и нециклических фосфорорганических соединений в конденсированном
состоянии
3.1. Интерпретация колебательных состояний конформеров вВ- и СИ-агентов
3.2. Анализ структуры и спектров продуктов гидролиза вВ-агента в конденсированном состоянии

3.3. Структурно-динамические модели продуктов гидролиза GF-агента
3.4. Конформационные модели и признаки спектральной идентификации GA-агента и его комплекса
водой
3.5. Адиабатические потенциалы фенил фосфина и
фенилдихлорфосфина
3.6. Межмолекулярного взаимодействия в комплексе вода
диметилметилфосфонат
Глава 4.Структура и спектры карбоновых кислот в конденсированном состоянии
4.1. Колебательные спектры изомеров оксалиновой кислоты в конденсированном состоянии
4.2. Моделирование параметров адиабатического потенциала пировиноградной кислоты
4.3. Конформационная структура и колебательные состояния димеров глиоксиловой кислоты
4.4. Структура и колебательные спектры коформеров малоновой кислоты в конденсированном состоянии
4.5. Анализ структуры изомеров этандиовой кислоты
4.6 Анализ структуры метанола
Заключение
Литература
Приложение
Приложение

Введение
Актуальность темы
Современные физико-химические методы изучения соединений в конденсированных состояниях позволяют получить достаточно четкие представления об их структуре и физических свойствах. К ним относят, в частности, спектроскопию инфракрасного поглощения (ИКС) и комбинационного рассеяния (СКР). Однако многие особенности оптических свойств сложных органических соединений невозможно детализировать, исходя только из экспериментального исследования, результативность которого в значительной степени определяется адекватной интерпретацией полученных данных. Это приводит к необходимости дополнительного привлечения теоретических методов, разработанных на основе квантовой механики.
Такой подход уже стал доминирующим при исследовании соединений в газовой фазе и замороженных матрицах. Разработаны методики и схемы теоретического исследования структуры и спектров соединений, получены результаты, позволяющие приблизится к решению фундаментальной научной проблемы «структура-свойства-спектр». Для конденсированных состояний решение указанной проблемы находится в стадии становления.
Известно, что спектры свободных молекул и молекул в конденсированном состоянии существенно отличаются, что относится к ряду биологически активных соединений, которые в реальных условиях находятся в твердой или жидкой фазах. Это наблюдается в высокочастотном диапазоне колебательных спектров, где, в основном, и проявляется межмолекулярное взаимодействие (водородная связь или связь по схеме Ван-дер-Ваальса), как механизм связи между молекулярными фрагментами конденсированного состояния вещества.
В конденсированном состоянии ряд молекул образуют димеры и полимеры на основе указанного выше механизма межмолекулярного взаимодействия. Этот факт отражается на структуре оптических полос и

колебаниях, приведенные массы гармонических осцилляторов.
Использование именно указанных расчетных данных, а не системы силовых постоянных, полученных в независимых естественных координатах, позволяет в дальнейшем решить задачу в произвольной системе координат, в координатах точной и приближенной симметрии.
Математически такой подход связан с вычислением метрики BaNa (векторы Вильсона-Ельяшевича [11-13]) для всех типов естественных координат, в том числе и для координат, описывающих внутреннее вращение одних фрагментов молекул относительно других. Квантовые расчеты Вда -смещений атомов из положения равновесия (минимума адиабатического потенциала) позволяют получить так называемые формы нормальных колебаний - Вд (связь естественных и нормальных колебательных
координат). Последние и используются для получения системы силовых постоянных в выбранной системе колебательных координат для исходного изотопа.
Далее, следуя алгоритму решения обратной механической задачи теории колебательных спектров молекул [20,73], по экспериментальному набору фундаментальных частот колебаний уточняется исходное поле для всей группы изотопозамещенных аналогов. При этом предусмотрена вариация выбранных значений силовых постоянных, что связано с применением метода локального взаимодействия при анализе силовых полей замещенных соединений [20,73], учитывается надежность экспериментальной интерпретации колебательного спектра каждого изотопического аналога.
Физическим обоснованием такого подхода является предположение об идентичности адиабатических потенциалов изотопозамещенных соединений.
Программный пакет состоит из двух модулей. Модуль_1 (KCh2008Dat) реализация пользовательского интерфейса. Пользовательский интерфейс реализован на рабочем листе Excel. Модуль