6-Amino-5-nitro-1,3-dimetilurasil'in (ANDMU) DFT Tabanlı Teorik Araştırması
Abstract
Bu çalışma, 6-Amino-5-nitro-1,3-dimetilurasil (ANDMU) molekülünün biyolojik aktivite potansiyelini ve elektronik bir malzeme olarak olası uygulamalarını teorik olarak desteklemekte ve böylece gelecekteki deneysel araştırmalar için temel oluşturmaktadır. ANDMU, benzersiz elektronik ve yapısal özellikleri nedeniyle farmasötik ve malzeme bilimi uygulamalarında önemli potansiyele sahip bir nitro-ikameli urasil türevidir. Bu çalışmada, ANDMU'nun moleküler geometrisi, elektronik yapısı (HOMO-LUMO aralığı, bant enerjisi) ve spektroskopik özellikleri (FT-IR, NMR, UV-Vis), yoğunluk fonksiyonel teorisi (DFT) hesaplamaları kullanılarak incelenmiştir. Optimize edilmiş düzlemsel geometri güçlü π-konjugasyonunu ortaya koyarken, geniş HOMO-LUMO aralığı (5,662 eV) yüksek kimyasal kararlılık ve yalıtkanlık davranışına işaret etmektedir. Titreşimsel spektroskopi, karakteristik fonksiyonel grup tepelerini (nitro yaklaşık 1350-1550 cm-1, amino yaklaşık 3300-3500 cm-1) doğrular ve NMR ve UV-Vis analizleri molekül içi yük transferine dair bilgiler sağlar. Amino ve nitro gruplarının varlığı, potansiyel biyolojik aktiviteye işaret ederek bu bileşiği ilaç geliştirme için umut verici bir aday haline getirir. Farmasötik uygulamaların ötesinde, urasil türevleri malzeme biliminde de kullanılabilir. Moleküler elektrostatik potansiyel (MEP) haritası, elektrofilik/nükleofilik etkileşimler için reaktif bölgeleri vurgular. Bu sonuçlar, ANDMU'nun ilaç tasarımında ve organik yarı iletkenler ve floresan problar gibi malzemelerin geliştirilmesinde çift kullanım potansiyelini desteklemektedir.
Keywords
ANDMU, Quantum Chemical Calculations, DFT, MEP, NMR, FT-IR
DFT-Based theoretical investigation of 6-Amino-5-nitro-1,3-dimethyluracil (ANDMU)
Abstract
This study provides a comprehensive theoretical investigation of the electronic structure, spectroscopic properties, and chemical reactivity sites of the 6-Amino-5-nitro-1,3-dimethyluracil (ANDMU) molecule, laying the groundwork for future experimental applications in materials science and pharmaceutical chemistry. ANDMU is a nitro-substituted uracil derivative with significant potential in pharmaceutical and materials science applications due to its unique electronic and structural features. In this work, the molecular geometry, electronic structure (HOMO-LUMO gap, band energy), and spectroscopic properties (FT-IR, NMR, UV-Vis) of ANDMU were investigated using density functional theory (DFT) calculations. The optimized planar geometry reveals strong π-conjugation, while the wide HOMO-LUMO gap (5.662 eV) indicates high chemical stability and insulating behavior. Vibrational spectroscopy confirms characteristic functional group peaks (nitro about 1350-1550 cm-1, amino about 3300–3500 cm-1), and NMR and UV-Vis analyses provide insights into intramolecular charge transfer. The presence of amino and nitro groups suggests potential biological activity, making this compound a promising candidate for potential drug scaffold development. Beyond pharmaceutical applications, uracil derivatives may also find use in materials science. The molecular electrostatic potential (MEP) map highlights reactive sites for electrophilic/nucleophilic interactions. These results support the dual-use potential of ANDMU in drug design and in the development of materials such as organic semiconductors and fluorescent probes.
Keywords
ANDMU, Quantum Chemical Calculations, DFT, MEP, NMR, FT-IR