PENETAPAN OPTIMASI GEOMETRI DENGAN METODE KIMIA KOMPUTASI KUANTUM DAN NON-KUANTUM, SERTA PENGEMBANGAN METODE EX SILICO UNTUK PERHITUNGAN LOG P, TITIK LELEH DAN SPEKTRUM KUERSETIN, GLUKOSAMIN, DAN ANDR
No Thumbnail Available
Date
2013-05-16
Authors
Journal Title
Journal ISSN
Volume Title
Publisher
Abstract
Kimia komputasi kuantum, meliputi metode ab initio dan semiempiris, dan kimia komputasi non-kuantum, metode mekanika molekul, adalah metode pendekatan untuk menyelesaikan masalah kimia secara komputasi. Tujuan penelitian ini adalah untuk (1) mengetahui metode terbaik dengan membandingkan energi dan waktu perhitungan optimasi geometri secara kimia komputasi kuantum dan kimia komputasi non-kuantum, serta (2) menelaah hasil perhitungan komputasi dalam memprediksi sifat fisikokimia (log P, titik leleh) dan spektrum (ultraviolet-visible, 1H-NMR, 13C-NMR) secara ex silico. Tiga senyawa yaitu kuersetin, glukosamin dan andrografolid dipilih sebagai representasi senyawa bioaktif dari alam. Hasil penelitian menunjukkan bahwa energi terkecil untuk optimasi geometri diberikan oleh metode ab initio, sedangkan waktu tercepat untuk optimasi geometri diberikan oleh metode mekanika molekul. Nilai prediksi Log P tidak dipengaruhi oleh hasil optimasi geometri, dengan tingkat kesalahan: MAD 0,19; MSE 0,06; MFE 0,16 dan MAPE 8,62%, artinya akurasinya baik, dengan koefisien korelasi r = 0,995 dan p-value = 0,05 yang menunjukkan adanya korelasi positif signifikan. Nilai prediksi titik leleh tidak dipengaruhi oleh hasil optimasi geometri, dengan tingkat kesalahan: MAD 193,33; MSE 56.734; MFE -193,33 dan MAPE 72,64%, artinya akurasi kurang baik, dengan koefisien korelasi r = 0,989 dan p-value = 0,092 yang menunjukkan adanya korelasi positif tetapi tidak signifikan. Prediksi spektrum ultraviolet-visible dipengaruhi oleh hasil optimasi geometri. Metode ab initio memberikan hasil prediksi λ maksimum terbaik dengan tingkat kesalahan: MAD 2,67; MSE 8,67; MFE 2,67 dan MAPE 1,10%, dengan nilai koefisien korelasi r = 0,997 dan p-value = 0,044. Tingkat kesalahan metode semiempiris: MAD 6,67; MSE 45,33; MFE 6,67 dan MAPE 2,79%, dengan nilai koefisien korelasi r = 0,997 dan p-value = 0,043. Tingkat kesalahan metode mekanika molekul: MAD 28,67; MSE 830; MFE 28,67 dan MAPE 11,99%, dengan nilai koefisien korelasi r = 0,979 dan p-value = 0,129. Hasil prediksi spektrum 1H-NMR dan 13C-NMR tidak dipengaruhi oleh hasil optimasi geometri. Tingkat kesalahan prediksi spektrum 1H-NMR adalah: MAD 0,73; MSE 1,15; MFE 0,27 dan MAPE 18,35%, dengan nilai koefisien korelasi r = 0,942 dan p-value = 0,001. Tingkat kesalahan prediksi spektrum 13C-NMR adalah: MAD 1,58; MSE 7,41; MFE -0,69 dan MAPE 2,68%, dengan nilai koefisien korelasi r = 0,986 dan p-value = 0,001. Prediksi spektrum 1H-NMR dan 13C-NMR mempunyai akurasi baik dan menunjukkan adanya korelasi positif signifikan. Oleh karena itu dapat disimpulkan bahwa metode terbaik untuk optimasi geometri kuersetin, glukosamin, dan andrografolid adalah ab initio walaupun membutuhkan waktu perhitungan komputasi paling lama. Metode ab initio juga menunjukkan tingkat kesalahan terkecil dan korelasi positif signifikan dengan hasil eksperimen di laboratorium dalam memprediksi log P dan spektrum kuersetin, glukosamin dan andrografolid, sehingga metode ini dapat mempermudah pekerjaan pengawasan mutu ketiga senyawa tersebut.
Description
Keywords
ab initio, andrografolid, ex silico