Bu makale, Yoğunluk Fonksiyonel Teori (YFT) hesaplamalarına dayalı olarak, genellikle
sedatif-hipnotik olarak kullanılan on barbitürat türevinin logPow parametresi ile ifade edilen
lipofilikliğinin değerlendirilmesini ele almaktadır. Tüm geometri optimizasyonları ve frekans
hesaplamaları, gaz fazında ve ayrıca su ve n-oktanol fazlarında DFT/B3LYP/6-311++G (d,p)
temel seti kullanılarak yapılmıştır. LogPow değerlerini tahmin etmek için, çalışılan barbitüratların
Gibbs serbest solvasyon enerjileri hesaplanmıştır. Hesaplanan logPow değerleri ile literatürdeki
mevcut veriler arasındaki korelasyon incelenmiştir. Bu çalışmada kullanılan YFT yönteminin
tahmin doğruluğunun (tahmin performansı) ölçülmesinde ortalama karekök hata (RMSE),
ortalama kare hata (MSE), ortalama mutlak sapma (MAD) ve ortalama mutlak yüzde hata
(MAPE) istatistiklerinden yararlanılmıştır. Buna göre, bahsedilen on barbitürat türevinin dağılım
katsayısının DFT/B3LYP/6-311++G (d,p) yöntemi ile tahmin edilmesinde makul sonuçlar elde
edilmiştir. İncelenen barbitüratların lipofilisite eğilimi, HOMO enerjisi (EHOMO), LUMO
enerjisi (ELUMO), moleküler hacim (Vm), elektrofilik indeks (ω) gibi hesaplanan kuantum
kimyasal tanımlayıcılar yardımıyla yorumlanmıştır. ELUMO, Vm ve ω tanımlayıcıları EHOMO
değerine kıyasla daha makul sonuçlar vermiştir. Ayrıca, çalışılan barbitüratlarda her bir atomun
birikimli lipofilik katkılarını gösteren 3 boyutlu moleküler lipofiliklik potansiyeli (MLP)
haritaları görselleştirilmiştir.
This paper deals with the evaluation of lipophilicity expressed by logPow parameter of ten
barbiturate derivatives generally used as sedative-hypnotics based on Density Functional Theory
(DFT) calculations. All geometry optimizations and frequency calculations have been carried out
by using DFT/B3LYP/ 6-311++G (d,p) basis set in gas phase and also in water and n-octanol
phases. Gibbs free energies of solvation for studied barbiturates were calculated to predict logPow.
The correlation between the calculated logPow values and available data in literature has been
examined. Root mean square error (RMSE), mean square error (MSE), mean absolute deviation
(MAD) and mean absolute percentage error (MAPE) statistics were utilized in measuring
predictive accuracy (forecast performance) of DFT method used in this study. Accordingly, the
reasonable results have been obtained in estimating the partition coefficient of the mentioned ten
barbiturate derivatives by DFT/B3LYP/6-311++G (d,p) method. The lipophilicity tendency of
the studied barbiturates was interpreted with the help of the calculated quantum chemical
descriptors such as HOMO energy (EHOMO), LUMO energy (ELUMO), molecular volume
(Vm), electrophilicity index (ω). ELUMO, Vm, and ω descriptors gave reasonable results rather
than EHOMO. Also, the 3D molecular lipophilicity potential (MLP) maps that display the
accumulative lipophilic contributions of each atom in studied barbiturates were visualized.
