Gaz ve sulu fazda organofosforlu pestisitlerin kuantum kimyasal reaktivite indislerinin DFT yöntemiyle hesaplanması

Abstract

Organofosforlu bileşikler (OP) pestisitlerin önemli bir sınıfını oluşturmaktadır. Organofosforlu pestisitler kısa sürede bozundukları ve geriye az kalıntı bıraktıkları için dünya genelinde yaygın olarak tarımda kullanılırlar. Bu pestisitler yüksek toksisiteleri, düşük kimyasal stabiliteleri ve hücrede birikmeleriyle karakterize edilirler. Zamanla kullanımlarındaki artışla birlikte, yer altı suları, gıdalar, bitkiler, su kaynakları ve insanlar için çevresel zararları da artmıştır. Bu bileşikler, fizikokimyasal özelliklerine bağlı olarak, değişik çevresel alanlarda yayılarak ciddi sağlık sorunlarına neden olmaktadırlar. Bu nedenle, organofosforlu pestisitlerin toksisitelerini belirlemek için, moleküler indislere ihtiyaç vardır. Bu çalışmada, yirmi bir adet organofosforlu pestisit hem gaz hem de sulu fazda modellenmiştir. Her molekül için en kararlı konformer, Moleküler Mekanik, MMFF hesaplamaları ile bulunmuştur. Bulunan en kararlı konformerlerin geometri optimizasyonları Yoğunluk Fonksiyoneli Teorisi (DFT) ile GAUSSIAN 03 paket programında gerçekleştirilmiştir. DFT hesaplamaları, B3LYP değişim-korelasyon fonksiyoneli kullanılarak 6-31G (d) temel setinde yapılmıştır. Çözücü etkisi ise COSMO, solvatasyon modeli ile hesaplanmıştır. Kuantum mekaniksel hesaplamaların sonucunda, moleküllerin yük yoğunlukları, sınır orbitalleri, enerji parametreleri ve termodinamik özellikleri belirlenmiştir. Bu sonuçlar, moleküllere ait kimyasal reaktivite indisleri, sertlik, kimyasal potansiyel, elektrofilik indis ve Fukui fonksiyonlarını hesaplamada kullanılmıştır. Moleküllere ait toksisiteyi belirlemede kullanılacak en iyi indisi belirlemek üzere LD50 değerleriyle hesaplanan indisler arasında lineer regresyonlar türetilmiştir.