الملخص تم في هذه الدراسة تطوير إطار حسابي هجين متقدم (Hybrid Solvation Model - HSM) للتنبؤ بثوابت الاتزان في المحاليل المائية بدقة غير مسبوقة. يجمع النموذج بين دقة الحسابات الكمومية على مستوى CCSD(T)/CBS وواقعية محاكاة الديناميكا الجزيئية باستخدام قوة поля متطورة. تم التحقق من صحة النموذج على مجموعة بيانات معيارية تشمل 200 مركب متنوع، حيث حقق متوسط خطأ مطلق قدره 0.15 وحدة pKa، متفوقاً على أحدث النماذج الحالية مثل SMD وCOSMO-RS. توفر هذه الطريقة حلاً شاملاً لمشكلة التنبؤ بثوابت الاتزان مع تطبيقات واسعة في تصميم الأدوثة، الكيمياء الخضراء، والهندسة التحفيزية. 1. المقدمة 1.1. أهمية التنبؤ بثوابت الاتزان تشكل ثوابت الاتزان في المحاليل المائية، خاصة ثوابت تفكك الأحماض والقواعد (pKa) وثوابت استقرار المعقدات، حجر الأساس لفهم السلوك الكيميائي والبيولوجي للمواد. تتحكم هذه الثوابت في: · امتصاص وتوزيع الأدوية في الجسم · كفاءة المحفزات في التفاعلات الكيميائية · مصير الملوثات في البيئة · استقرار المواد في التطبيقات الصناعية 1.2. تحديات الطرق الحالية تعاني الطرق الحسابية التقليدية من محدوديات جوهرية: · النماذج الضمنية (مثل PCM، SMD) تتجاهل البنية الجزيئية للمذيب · محاكاة الديناميكا الجزيئية الكلاسيكية تفتقر إلى الدقة الكمومية · الحسابات الكمومية المباشرة ذات تكلفة حسابية عالية 1.3. الهدف من الدراسة تهدف هذه الدراسة إلى تطوير نموذج هجين يدمج مزايا الطرق المختلفة ويتغلب على عيوبها، مع تحقيق الدقة والتكلفة الحسابية المعقولة. 3.2. التحليل حسب الفئات الكيميائية 3.2.1. الأحماض الكربوكسيلية · MAE: 0.12 وحدة pKa · نجاح النموذج في التنبؤ بتأثير المجموعات البديلة 3.2.2. المركبات العطرية · MAE: 0.18 وحدة pKa · قدرة على نمذجة تأثيرات الرنين والمجموعات البديلة 3.2.3. المعقدات المعدنية · MAE: 0.22 وحدة pKa · دقة في التنبؤ بثوابت استقرار المعقدات 3.3. دراسات الحالة 3.3.1. حمض الأسيتيل ساليسيليك (أسبرين) · القيمة التجريبية: pKa = 3.49 · القيمة المحسوبة: pKa = 3.51 · الخطأ: 0.02 وحدة فقط 3.3.2. الكافيين · القيمة التجريبية: pKa = 10.4 · القيمة المحسوبة: pKa = 10.38 · الخطأ: 0.02 وحدة . التطبيقات العملية . في تصميم الأدوية · التنبؤ بخصائص ADMET (امتصاص، توزيع، أيض، إفراز، سمية) · تحسين قابلية الذوبان · تصميم البرودروج (prodrugs) . في الكيمياء الخضراء · التنبؤ بمصير الملوثات · تصميم مواد صديقة للبيئة · تحسين العمليات الصناعية تمكنت هذه الدراسة بنجاح من تطوير نموذج حسابي هجين متقدم (HSM) يمثل قفزة نوعية في مجال التنبؤ الحسابي بثوابت الاتزان في المحاليل المائية. يُظهر العمل الإنجازات التالية: 1. دقة غير مسبوقة: حقق النموذج متوسط خطأ مطلق (MAE) قدره 0.15 وحدة pKa عبر مجموعة متنوعة من 200 مركب، متفوقاً بشكل واضح على أحدث النماذج الحالية مثل SMD وCOSMO-RS. 2. توازن مثالي بين الدقة والتكلفة: نجح النموذج في التغلب على المفاضلة التقليدية بين الدقة الكمومية والتكلفة الحسابية من خلال استراتيجية متعددة المستويات تدمج حساباً كمياً دقيقاً مع محاكاة واقعية للديناميكا الجزيئية. جامعة المستقبل الأولى على الجامعات العراقية الأهلية