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Mechanistic, Energetic and Structural Aspects of the Adsorption of Carmustine on the Functionalized Carbon Nanotubes

引用

Chinese Journal of Structural Chemistry 2017年第10期36卷 1639-1646页

作者： khorram rabeeh MORSALI Ali RAISSI Heidar HAKIMI Mohammad BEYRAMABADI S. Ali Chemistry Department Payame Noor University 19395-4697 Tehran I. R. of IRAN Department of Chemistry Mashhad Branch Islamic Azad University Mashhad Iran & Research Centerfor Animal Development Applied Biology Mashhad Branch Islamic Azad University Mashhad 917568 Iran Chemistry Department University of Birjand Birjand Iran

Using density functional theory, noncovalent interactions and two mechanisms of covalent functionalization of drug carmustine with functionalized carbon nanotube（CNT） have been investigated. Quantum molecular descriptors of noncovalent configurations were studied. It was specified that binding of drug carmustine with functionalized CNT is thermodynamically suitable. NTCOOH and NTCOCl can bond to the NH group of carmustine through OH（COOH mechanism） and Cl（COCl mechanism） groups, respectively. The activation energies, activation enthalpies and activation Gibbs free energies of two pathways were calculated and compared with each other. The activation parameters related to COOH mechanism are higher than those related to COCl mechanism, and therefore COCl mechanism is suitable for covalent functionalization. COOH functionalized CNT（NTCOOH） has more binding energy than COCl functionalized CNT（NTCOCl） and can act as a favorable system for carmustine drug delivery within biological and chemical systems（noncovalent）. These results could be generalized to other similar drugs.

关键词： carmustine, covalent and noncovalent adsorption, functionalized carbon nanotubes, quantum molecular descriptors, reaction mechanisms

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