Бағдарламасындағы «Гетероциклді қосылыстар»

Кіріспе 3
1 Әдеби шолу 5
1.1Жоғары оқу орнының білім беру жүйесінде АКТ-ны қолдану тәсілдері, оның артықшылықтары және ұйымдастырушылық дамудың қиындықтары мен мәселелері 5
1.2 Жоғарғы оқу орынында органикалық химия курсының бағдарламасындағы «Гетероциклді қосылыстар» тақырыбының мазмұны 11
1.2.1 Ароматты алты және бес мүшелі гетероциклдер. Фуран, пиррол, тиофен және олардың туындылары 17
1.3 Органикалық химия курсында АКТ қолданудың әдістемелік негіздері 21
1.3.1 АКТ Гетероциклді қосылыстар тақырыбын зерттеуде көрнекілікті іске асыру құралы ретінде 22
1.3.2Гетероциклді қосылыстардың қасиеттерін компьютерлік химия әдістерімен зерттеу. 25
Gaussian 09W бағдарламасы 25
Gaussian — молекулалық жүйелерді модельдеуге арналған бағдарламалық пакет. Ол молекулалардың құрылымдары мен қасиеттерін есептеудің көптеген әдістерін, мысалы: AMBER, AM1, PM3, DFT, ONIOM және т.б. сияқты әдістерді енгізуді қамтиды. Gaussian бағдарламасын пайдалана отырып, кванттық механикалық есептеулерді жүзеге асыру үшін белгілі бір құрылымның файлы түрінде енгізілуі мүмкін кіріс тапсырмасын беру қажет. Мұны Gaussian бағдарламасын іске қосқаннан кейін оқылатын жеке файл ретінде жасауға болады немесе тапсырманы енгізуге және есептеу нәтижелерін визуализациялауға арналған жеке көмекші GaussView бағдарламаны пайдалана отырып жасауға болады. 25
25
Сурет 1 - GAUSSIAN бағдарламасының терезесі 25
Бұл бағдарламаны іске қосқан кезде үш терезе пайда болады (i) GaussView X.Y. (іі) Құрастырушы, және (ііі) View1. Бағдарламаның X.Y- нұсқасының нөмiрi. 26
Gaussian 09 W бағдарламасында есептеулерді орындау үшін gjf (Gaussian job file) кеңейтімі бар кіріс файлын жасау керек. 26
Кіріс файлы checkpoint файлының атын енгізуге болатын %section бөлімінен басталады. Кілт сөздердің мағынасын қарастырайық: 26
pm3 – жартылайэмпирикалық кванттық-химиялық әдіс; 26
opt - потенциалдық энергия бетінде минимумға немесе максимумға сәйкес құрылымды іздеуді жүргізу. 26
scf - толық электрондық энергияны өздігінен үйлестіретін өріс әдісімен есептеу; 26
freq - тербеліс жиілігін және термодинамикалық сипаттамаларды есептеу; 26
nosymm - есептеу симметрияны есепке алмай жүргізіледі; 26
Gaussian 09 W бағдарламасымен жұмыс жасаудың негізгі кезеңдері: 26
1.Кіріс файлын құру үшін GaussView жұмыс терезесінде молекула құрып, файлды DADNE.gjf түрінде сақтау керек; 26
2.Кіріс файлын өңдеу үшін оны мәтіндік редакторда, мысалы, Блокнот редакторында ашу керек. Пәрмен жолында нақты есептеу үшін қажетті кілт сөздер енгізіледі. 26
3.Есептеуді жүргізу үшін Gaussian 09 W бағдарламасында дайындалған DADNE.gjf кіріс файлын ашу керек. 26
4.Есептеуді бастау үшін RUN түймесін басу керек . Келесі қадамда бағдарлама шығыс файлының атын және сақтау орнын көрсетуді талап етеді. 26
5.Шығыс файлының аты кіріс файлымен бірдей болады. 26
26
26
а) 26
б) 26
Сурет 2 – а) Кіріс файл редакторының терезесі; б) Gaussian бағдарламасында жұмысты сәтті аяқталуының көрінісі 26
PASS online бағдарламалық пакеті 27
Фармакологиялық белсендi қосылыстарды iздестiрудiң жеткiлiктi жылдам және тиiмдi әдiсi деректер базасын пайдалану болып табылады, оның негiзiнде фармакологиялық белсендiлiгi бар құрылымдық аналогтарды алдын ала болжауға болады. Сонымен қатар, 2D жазықтықта болжанған қосылыстар молекулаларының құрылымдарын, ISIS / Draw, ChemDraw, ChemScetch және т.б. сияқты бағдарламаларды жиі көрсету үшін келешегі бар қосылыстарды іздеу процесі виртуалды скринингті пайдалана отырып жүргізіледі. Осы принцип бойынша органикалық қосылыстардың биологиялық белсенділік спектрін компьютерлік болжау бағдарламасы PASS ( Activity Spectra for Stothers) жұмыс істейді. PASS-та органикалық қосылыстардың құрылымын сипаттау үшін негіз ретінде құрылымдық формула таңдап алынады. Бағдарлама нақты уақыт режимінде Интернет арқылы мол-файл форматында ұсынылған органикалық қосылыстардың биологиялық белсенділік спектрін олардың екі өлшемді құрылымдық формуласы негізінде болжауға мүмкіндік береді. PASS бағдарламасында органикалық қосылыстардың құрылымдарын сипаттауға негіз ретінде екі өлшемді құрылымдық формула таңдалғандықтан, химиялық графиканың кәсіби редакторы — CambridgeSoft даму компаниясынан ChemDraw Ultra 10.0 бағдарламасы қолданылды 27
Дескрипторлар деп аталатын заттардың көмегімен қосылыстың құрылымдық формуласы бойынша физикалық-химиялық қасиеттерді тікелей бағалау мүмкіндігі өзекті болып табылады. Есептеулер нәтижесінде алынған синтезделген қосылыстардың осы параметрлерін салыстыру әзірленетін белсенділікке сол немесе басқа физика-химиялық сипаттаманың үлесін бағалауға және препараттың әсер ету механизмін жақсы түсінуге мүмкіндік береді. 27
Химиялық қосылыстардың биологиялық белсенділігін компьютерлік болжау әдістерінің қуатты жиынтығы Байесовский ықтималдығына негізделген әдістер болып табылады. PASS бағдарламалық пакеті қазіргі уақытта белгілі химиялық қосылыстардың биологиялық белсенділік спектрін болжауға қабілетті бағдарлама. Ол онлайн режимінде де, еркін түрде де (осы байланыс үшін биологиялық белсенділіктің 4000-нан астам түрін бағалау) және белгілі бір қосылыс үшін биологиялық белсенділіктің 65 000-нан астам түрін талдау үшін үнемі жаңартылып отыратын лицензияланған нұсқа түрінде қол жетімді. 27
Белгілі бір химиялық қосылыстардың биологиялық белсенділігін болжау үшін PASS-те қолданылатын әдіс Белсенділік = Құрылым, ал қосылыстың құрылымы өз кезегінде оның жеке функционалдық элементтері (дескрипторлары) - радикалдар, атомдардың функционалды топтары арқылы сипатталады. 27
27
1.3.3ЖОО-да органикалық химия курсында гетероциклді қосылыстарды зерттеуде кванттық химиялық есептеулерді қолдану. 27
2Эксперименттік бөлім 31
2.1 GaussView бағдарламасының интерфейсімен танысу. Gaussian және Gaussview бағдарламаларын қолданудың әдістемелік негізі» практикалық жұмысын әзірлеу 32
2.2 Практикалық жұмыс №1 «Компьютерлік химия әдісімен бес мүшелі гетероциклдердің қасиеттерін зерттеу» практикалық жұмысын әзірлеу 39
2.3 Практикалық жұмыс №2 «Гетероциклді қосылыстардың биологиялық белсенділігін виртуалды скрининг үшін PASS online қолдану» практикалық жұмысын әзірлеу 42
2.4 Бағдарламаның көмегімен өткізілген практикалық сабақтардың нәтижесін талдау 44
Қорытынды: 50
Пайдаланған әдебиеттер тізімі: 51