Removal of cefalosporin group antibiotics from waste water by DFT method

Bu çalışmada ß-Laktam antibiyotiklerinin sınıfında yer alan, penisilinden sonra ikinci büyük grubu olan Sefalosporinlerden; sefasetril, seftibüten, seftarolin fosamil, sefkinom, sefsulodin, sefodizim ve sefovesin antibiyotiklerinin OH radikali ile yaptıkları olası reaksiyon yolları reaksiyonlarını belirlenmiştir. Optimize geometrileri Gauss View 5 ile çizip hesaplamalar Gaussian09 paket programında yapılmıştır. Farmasötik bileşiklerin moleküler mekanik MM Yöntemi ile konformasyon analizi yapılarak en dayanıklı konfermeri belirlenmiştir. Kuantum mekaniksel hesaplar gaz fazında yoğunluk fonksiyonel teorisi DFT/B3LYP/6-31G* yöntemiyle yapılmıştır ve her molekülün optimum geometrik parametreleri termodinamik ve elektronik özellikleri hesaplanmıştır. OH radikalinin elektrofilik karakteri nedeni ile molekülün elektronca zengin bölgelerine saldıracağı için reaksiyon merkezlerini belirlemek amacıyla anitibiyotiklerin Mulliken yük dağılımı da hesaplanmıştır. Çözücü suyun etkisi, çözme modeli olarak COSMO kullanılmıştır. Bu sonuçlar deneysel çalışmalara yol gösterecek olup parçalanma mekanizmasını belirlemektedir.In this study, Cephalosporins, which are in the class of ß-Lactam antibiotics, are the second largest group after penicillin; The possible reaction pathways of the antibiotics cefacetril, ceftibuten, ceftaroline fosamil, cefkinom, cefsulodin, cefodizim and cefovesin with the hydroxyl radical were determined. Optimized geometries draw with Gaussian calculations were made in Gaussian09 View 5 software package. The most stable conformation of pharmaceutical compounds was determined by conformation analysis with molecular mechanical MM Method. Quantum mechanical calculations were made in the gas phase using the density functional theory DFT/B3LYP/6-31G* method and the optimum geometric parameters, thermodynamic and electronic properties of each molecule were calculated. Due to the electrophilic character of the OH radical, it will attack the electron-rich regions of the molecule, and the Mulliken charge distribution of the antibiotics was also calculated in order to determine the reaction centers. The impact of water solvent was investigated by using COSMO as the solvation model.These results will guide experimental studies and determine the fragmentation mechanism