Theoretical study on the adsorption of benzylpenicillin molecule onto vermiculite surface

Abstract

Two stable configurationss (P1 and P2) formed by interaction of benzylpenicillin molecule with vermiculite surface are obtained on the potential energy surface. The adsorption energies of P1 and P2 complexes are significantly negative at ca. -58 and -47 kcal.mol -1 , respectively. The adhesion of benzylpenicillin on vermiculite surface is favorable via >C=OMg interactions and O-HO hydrogen bonds between -COOH group of the molecule with Mg 2+ and O 2ions on the surface. Notably, the benzylpenicilline molecule is adsorbed favorably onto vermiculite surface at Mg 2+ site binding to O 2ions in -SiO3 group as compared to that in -AlO3 group. It is found that stability of P1 and P2 is contributed by both >C=OMg and O-HO interactions. Remarkably, the electron density transfer from the surface to the molecule is slightly stronger than that from molecule to surface. Calculated results indicate that the adsorption of benzylpenicillin on vermiculite surface is regarded as a strong chemisorption process.

Study on interaction mechanism of sulfisoxazole on rutile-TiO₂ (110) surface using quantum chemical method

“…Kết quả này phù hợp với các khảo sát trước đây về sự hấp phụ các phân tử kháng sinh trên bề mặt TiO2 [11]. Ngoài ra, các kết quả thu được trong nghiên cứu này có sự tương quan tốt với các nghiên cứu trước đây khi khảo sát sự tương tác giữa các phân tử với bề mặt r-TiO2 [11,20,21]. Cụ thể, các kết quả tính toán cho thấy các giá trị ρ(r) tại các BCP Ti5f‧‧‧O, H‧‧‧Ob trong phức bền nhất SFX-4 nhỏ hơn trong các phức bền nhất giữa AP, AX, TC với r-TiO2 [11].…”

“…Kết quả cho thấy ở các phức hình thành các phân tử SFX có xu hướng sắp xếp theo chiều ngang, trải rộng lên trên bề mặt r-TiO2 tại các vị trí Ti5f và Ob trong sự hình thành các tương tác bề mặt giữa Ti5f‧‧‧O/N và H‧‧‧Ob. Các khoảng cách tương tác ngoại phân tử này tương ứng trong khoảng 2,24-2,47 Å và 1,76-2,71 Å. Các giá trị này đều nhỏ hơn tổng bán kính van der Waals của hai nguyên tử tham gia tương tác (rvdW(O-H) = 2,72 Å; rvdW(Ti-O) = 3,39 Å; rvdW(Ti-N) = 3,42 Å), và phù hợp với các công bố trước đây về sự hình thành các tương tác giữa Ti5f‧‧‧O và H‧‧‧Ob trong các phức giữa các phân tử hữu cơ, kháng sinh với bề mặt TiO2[11,12,20,21]. Các cấu trúc bền của sự hấp phụ SFX trên bề mặt r-TiO2 (đơn vị khoảng cách Å) Bên cạnh đó, nhiều tương tác kiểu Ti5f‧‧‧O/N và N/C-H‧‧‧Ob xuất hiện ở các cấu trúc SFX-1 và SFX-4, nhiều hơn so với ở các phức SFX-2, SFX-3.…”

“…Kết quả tính toán được hiển thị ở Hình 4 và trình bày trong Bảng 3. Để đơn giản trong các tính toán, dựa trên đánh giá về sự hình thành các tương tác bề mặt trong các nghiên cứu trước đây[11,20,21], các lớp TiO2 thứ hai trở xuống (thể hiện tính chất vật liệu khối) trong các cấu hình hấp phụ được bỏ qua, chỉ xem xét lớp đầu tiên (thể hiện tính chất bề mặt) trong các tính toán AIM. Kết quả phân tích hình học topo của các phức cho thấy có sự xuất hiện các điểm tới hạn liên kết (BCP, hình cầu màu đỏ được khoanh tròn) tại các vị trí tiếp xúc ở các tương tác ngoại phân tử Ti5f‧‧‧O/N, H‧‧‧Ob.…”