بررسی مشخصه های الکتروشیمیایی 3و4-دی هیدروکسی فنیل آلانین، هموژنتیسیک اسید و3و4-دی هیدروکسی فنیل استیک اسید – مطالعات تجربی و نظری

در قسمت اول این کار پژوهشی به بررسی رفتار الکتروشیمیایی سه ترکیب بیولوژیکی مهم 3و4-دی هیدروکسی فنیل آلانین (l-dopa)، هموژنتیسیک اسید و 3و4-دی هیدروکسی-فنیل استیک اسید (dopac) در محیط های مختلف پرداخته شده است. در ابتدا تاثیر پارامتر های مختلفی مانند ph، غلظت، پنجره زمانی روش ولتامتری چرخه ای و دما بر روی پاسخ ولتامتری l-dopa در محیط آبی مطالعه شده است. نتایج حاصل از داده های آزمایشگاهی بیان کننده ی انجام واکنش های شیمیایی مختلف به دنبال اکسایش l-dopa در سطح الکترود می باشد. این واکنش-های شیمیایی موخر شامل واکنش هیدرولیز در phهای اسیدی قوی، واکنش های درون مولکولی و دیمر شدن در phهای اسیدی ملایم و واکنش درون مولکولی در phهای خنثی و بازی می باشند. سپس رفتار الکتروشیمیایی هموژنتیسیک اسید در محیط آبی و مخلوط آب و استونیتریل با روش-های ولتامتری چرخه ای و کرنوآمپرومتری بررسی شده است. نتایج حاصل از روش ولتامتری چرخه-ای نشان می دهند که محصول حاصل از اکسایش هموژنتیسیک اسید در محیط آبی پایدار می باشد، درحالیکه در مخلوط آب ـ استونیتریل محصول حاصل از اکسایش هموژنتیسیک اسید می تواند در واکنش شیمیایی دیمر شدن شرکت کرده و تولید دیمر کند. علاوه بر آن مشخص شده است که میزان حلال پوشی مولکولهای هموژنتیسیک اسید در واکنش کاهش تحت تاثیر پنجره زمانی روش ولتامتری چرخه ای (?) قرار می گیرد، درحالیکه میزان حلال پوشی مولکولهای هموژنتیسیک اسید در واکنش اکسایش تقریباً مستقل از ? می باشد. همچنین مقدار ضریب نفوذ هموژنتیسیک در phهای مختلف در محلول آبی و مخلوط آب ـ استونیتریل با روش کرنوآمپرومتری بدست آمده است. نتایج حاصل از این روش تایید کننده ی افزایش میزان تجمع مولکول ها در مخلوط آب ـ استونیتریل نسبت به محلول آبی می باشد. در ادامه رفتار الکتروشیمیایی dopac در حلال استونیتریل و تاثیر اسید و بازهای مختلف بر رفتار ولتامتری آن در حلال استونیتریل مورد بررسی قرار گرفته است. نتایج حاصل از این بررسی ها نشان می دهد که مکانیسم اکسایش و کاهش dopac در حلال استونیتریل از یک مکانیسم ece همراه با انتقال الکترون و پروتون تبعیت می کند. افزایش اسید ها و بازهای مختلف به حلال استونیتریل تایید کننده ی تشکیل گونه های حد واسط کاتیون رادیکالی و آنیون رادیکالی در واکنش اکسایش و کاهش است. در قسمت دوم این پژوهش، با استفاده از تاثیر دما و ph بر روی پاسخ ولتامتری ترکیبات l-dopa، هموژنتیسیک اسید و dopac، پتانسیل استاندارد و سایر توابع ترمودینامیکی ?s، ?h و ?g مربوط به واکنش دو الکترونی و دو پروتونی آن ها بدست آمده است. نتایج حاصل از بررسی ها نشان می دهد که رفتار الکتروشیمیایی این ترکیبات کاملاً به دما و ph وابسته است. علاوه بر آن نشان داده شده است که موقعیت گروه های هیدروکسیل، نقش مهمی را در رفتار الکتروشیمیایی ترکیبات مورد بحث ایفا می کند. در قسمت نهایی این پژوهش، پتانسیل استاندارد اکسایش و کاهش سه ترکیب بیولوژیکی مهم l-dopa، هموژنتیسیک اسید و dopac با روش های مکانیک کوانتومی در محلول آبی بدست آمده است. در این مطالعات برای محاسبه انرژی فاز گازی از روش g3mp2//b3lyp و برای محاسبه انرژی حلال پوشی از روش cpcm استفاده شده است. تفاوت بسیار کم بین پتانسیل بدست آمده از روش نظری و مقدار تجربی آن ها، نشان دهنده ی اعتبار روش g3mp2//b3lyp در فاز گازی می باشد. در ادامه، بر اساس نتایج تجربی فاز محلول و نظری فاز گازی که هر دو صحت بالایی دارند، انرژی حلال پوشی دقیقl-dopa و هموژنتیسیک اسید بدست آمده است. نزدیک بودن مقادیر انرژی حلال پوشی بدست آمده از این روش با مقادیر بدست آمده از روش cpcm، بیان-کننده ی اعتبار روش cpcm برای محاسبه انرژی حلال پوشی ترکیبات کتکولی و هیدروکینونی است. همچنین در این مطالعه معادله ای برای بدست آوردن پتانسیل استاندارد ترکیبات هیدروکینونی در درصد های مختلف مخلوط دو حلال پیشنهاد شده است. تفاوت ناچیز مقدار پتانسیل بدست آمده از این روش با مقدار تجربی آن ها، بیان کننده ی صحت معادله ی پیشنهادی برای تعیین پتانسیل استاندارد ترکیبات هیدروکینونی در مخلوط دو حلال است.