Sefazolin sodyumun fotokatalitik degradasyonu ve moleküler modellemesi

Abstract

TiO2 organik kirleticilerin fotokatalitik degradasyonunda geniş çapta kullanılmaktadır. Son yıllarda, farmasotik ürünlerin kullanımı ve doğal kaynak sularına atılması oldukça artmıştır. Bu bileşikler metabolize olabilmeleri ve biyolojik olarak aktif olabilmeleri için suda çözünürlükleri olabildiğince yüksek ve oldukça lipofilik yapıdadırlar. Bu farmasotik bileşikler, vücuda alındıktan sonra, doğrudan ya da meatabolitler olarak vücuttan atılırlar. Bu farmasotik bileşiklerin doğal kaynak sularından, arıtma tesisleri yoluyla tamamen temizlenemediği rapor edilmiştir. Sonuç olarak bu bileşikler, yüzey veya kaynak sularında da arıtma tesislerinde olduğu gibi sıklıkla, bulunmakta ve mutlaka temizlenmek zorundadırlar. TiO2 ile fotokataliz, bu zararlı ve biodegrade edilemeyen bileşiklerin bertarafında, gelecek vaad etmektedir. Bu çalışmada, akciğer, kemik, mide, kalp damar ve ürolojik enfeksiyonların tedavisinde kullanılan yarı sentetik bir antibiyotik olan sefazolin sodyumun, fotokatalitik degradasyonu incelenmiştir. Reaksiyonlar sabit sıcaklıkta bir fotoreaktörde gerçekleştirilmiş, Degussa P25 ve azot katkılı TiO2 fotokatalizör olarak kullanılmıştır. Reaksiyon sonucu ürünleri belirlemek amacıyla UV ve HPLC analizleri yapılmıştır. Sefazolin sodyum ve hidroksi radikalleri arasındaki reaksiyonun mekanizması modellenerek belirlenmiştir. Kuantum mekaniksel hesaplar, Yarı ampirik PM3 ve Yoğunluk Fonksiyoneli Teorisi DFT/B3LYP/6-31G* yöntemleriyle yapılmıştır. Sonuçlar göstermektedir ki, sefazolin sodyumun fotokatalitik degradasyonunda en olası reaksiyon yolu parçalanma reaksiyonudur ki bu da HPLC analiz sonuçlarıyla oldukça tutarlıdır.