IR and Raman and Density Functional Theory Studies on a Non-Steroidal Anti-Inflammatory Drug, Naproxen


Creative Commons License

Akkaya Y. , Balcı K. , Akyüz S.

31th EUCMOS 2012 (European Conference on Molecular Spectroscopy, Pula, Hırvatistan, 31 Ağustos - 05 Eylül 2008, no.1, ss.219

  • Basıldığı Şehir: Pula
  • Basıldığı Ülke: Hırvatistan
  • Sayfa Sayıları: ss.219

Özet

 

Steroidal özellik taşımayan ve anti flamatuar özelikte bir ilaç olan Noproxen üzerine bir IR,  Raman ve Yoğunluk fonksiyonu Teorisi çalışması

 

Y. Akkaya 1, K. Balcı 1,  S.Akyüz 2

 

1 İstanbul Üniversitesi Fen Fakültesi Fizik Bölümü, Vezneciler, 34134, İstanbul, Türkiye

 2 İstanbul Kültür Üniversitesi Fen Edebiyat Fakültesi Fizik Bölümü, Ataköy Kampüsü, İstanbul, Türkiye

 

 

         Naproxen, sterodial özellik taşımayan anti flamatuar ilaçlar içinde yer alan 2-arylpropionic acid ailesinin bir üyesidir. Molekül ağrı kesici ve şişlik giderici etkiye sahip olup, romatizmal hastalıkların tedavisinde yaygın olarak kullanılmaktadır. Molekül hem COX-1 hemde COX-2 enzimlerinin faliyetlerinin engellenmesinde etkilidir. Bu çalışmada, serbest haldeki ve temel elektronik enerji düzeyinde bulunan Naproxen molekülünün  olası kararlı konformerleri B3LYP/3-21G teori düzeyinde gerçekleştirilen bir potansiyel enerji yüzeyi taraması hesaplaması yolu ile araştırıldı. Serbest molekülün belirlenen konformerlerine ait denge durumu geometrileri, bir hibrit DFT yöntemi olan B3LYP ve MP2 yöntemi ile 6-31G(d), 6-31++G(d,p), 6-311++G(d,p), aug-cc-pvTZ baz setleri kullanılarak gerçekleştirilen geometri hesaplamaları ile elde edildi.    

         Molekülün belirlenen kararlı konformerlerinin herbirisi için, titreşimsel normal modlar ve karşılık gelen frekans, IR ve Raman şiddetleri hem harmonik hem de anharmonik titreşici modeli çerçevesinde geometri optimizasyonu hesaplamalarında kullanmış olduğumuz teori düzeylerinde ayrı ayrı elde edildi. Hesaplanan harmonik dalgasayısı değerlerini deneysel dalgasayısı değerlerine yaklaştırmak amacı ile, “Ölçeklenmiş Kuantum Mekaniksel Kuvvet Alanı (SQM FF)” [2] ve “Dalgasayılarını ikili ölçekleme çarpanı ile ölçeklendirme” [3] isimli iki farklı ölçekleme prosedürü birbirinden bağımsız olarak yürütüldü. Her iki ölçekleme prosedürü içinde elde edilen sonuçlar da molekülün kaydetmiş olduğumuz deneysel IR ve Raman spektrumlarında gözlenilen temel bandlar için önermiş olduğumuz işaretlemeler ile çok iyi bir uyum içinde olup, B3LYP metodu kullanılarak harmonik titreşici modeli içinde gerçekleştirilen frekans hesaplamalarını temel alan bir titreşimsel spektroskopik çalışma için hesaplanan harmonik frekanslar üzerinde etili bir ölçekleme işleminin yürütülmesinin zorunlu olduğunu ispatlamıştır.

[1]  G. Rauhut, P. Pulay, J. Phys. Chem., 99 (1995) 3093.

[2]  G. Rauhut, P. Pulay, J. Phys. Chem., 99 (1995) 14572.

[3]  M.D. Halls, J. Velkovski, H.B. Schlegel, Theor. Chem. Acc., 105 (2001) 413.

 

IR and Raman and Density Functional Theory Studies on a Non-Steroidal Anti-Inflammatory Drug, Naproxen 

 

Y. Akkaya 1, K. Balci 1,  S.Akyuz 2

 

1 Istanbul University, Faculty of Science, Department of Physics, Vezneciler, 34134, Istanbul, Turkey, 2 Istanbul Kultur University, Faculty of Science and Letters, Department of Physics, Atakoy Campus, Istanbul, Turkey

 

 

Naproxen is a member of the 2-arylpropionic acid family of non-steroidal anti-inflammatory drugs. It has analgesic and anti-inflammatory activity and has been widely used in the treatment of rheumatic diseases. It works by inhibiting both the COX-1 and COX-2 enzymes. In this study, we searched possible stable conformers of free naproxen molecule in electronic ground state by performing a potential energy surface scan calculation performed at B3LYP/3-21G level of theory. The equilibrium geometries of the determined conformers of the free molecule were obtained through geometry optimizations carried out by using B3LYP hybrid DFT and MP2 ab-initio methods with 6-31G(d), 6-31++G(d,p), 6-311++G(d,p), aug-cc-pvTZ basis sets. 

For each determined stable conformer of the molecule, vibrational normal modes and corresponding frequencies, IR and Raman intensities were obtained through the frequency calculations performed at the same levels of theory as used in the geometry optimizations, in both harmonic and anharmonic oscillator approaches, separately. In order to fit the calculated harmonic wavenumbers to the experimental ones, two different scaling procedures called “Scaled Quantum Mechanical Force Field (SQM FF) methodology” [1,2] and “Scaling wavenumbers with dual scale factors” [3] were proceeded, independently. Both procedures have yielded results which are in very good agreement with our assignments proposed for the fundamental bands observed in the experimental IR and Raman spectra of the molecule and adequately proved the necessity of proceeding an efficient scaling procedure over the calculated harmonic wavenumbers for a correct vibrational spectroscopic analysis based on frequency calculations performed in harmonic oscillator approach using B3LYP method.

[1]  G. Rauhut, P. Pulay, J. Phys. Chem., 99 (1995) 3093.

[2]  G. Rauhut, P. Pulay, J. Phys. Chem., 99 (1995) 14572.

[3]  M.D. Halls, J. Velkovski, H.B. Schlegel, Theor. Chem. Acc., 105 (2001) 413.