در این پایان نامه مطالعات نظری بر روی پروتون خواهی و کاتیون فلزخواهی (Na+، K+، Mg2+، Ca2+، Fe2+ و Zn2+) مولکول های مرکاپتوپورین، تئوفیلین و زانتین، در سطح M06-D3، با مجموعه پایه یdef2-TZVPP و با استفاده از برنامه گوسین09 گزارش شده است. امکان پروتونه شدن و اتصال به یون فلزی اتم های مختلف نیتروژن مولکول های فوق در هر دو فاز گاز و محلول آبی مطالعه شده است. این پایان نامه به سه بخش تقسیم می شود. در بخش اول، با بهینه کردن ساختار مولکول های مرکاپتوپورین، تئوفیلین و زانتین و شکل های مختلف تک پروتونه شده آنها در فاز گازی، میکرو پروتون خواهی تمام اتم های نیتروژن این مولکول ها و سپس اولین ماکروپروتون خواهی هر سه مولکول محاسبه شد. در بخش دوم، برای اولین بار تمامی چهار میکروثابت های پروتونه شدن برای مولکول های فوق در محلول آبی، با استفاده از روش های محاسباتی تعیین گردید. لازم به ذکر است که مقادیر تغییر انرژی آزاد گیبس مربوطه (micro- ) در محلول با تشکیل یک چرخه ترمودینامیکی برای هر فرایند پروتونه شدن به دست آمده و سپس میکروثابت های پروتون شدن با استفاده از معادله محاسبه شدند. در مرحله بعد نمودار های همبستگی بین مقادیر تئوری و تجربی برای یک سری از بازهای مناسب همچون پیرول، اندول، 3-نیتروبنزن آمین، 2-متیل پیریدین و بنزن-3،1-دی آمین ایجاد شد. سپس با توجه به معادلات مستخرج از این نمودارها و مقادیر micro- محاسبه شده برای مولکول های مرکاپتوپورین، تئوفیلین و زانتین میکروثابت های پروتونه شدن مربوطه دوباره محاسبه شدند. در بخش سوم پروژه، کاتیون فلزخواهی مولکول های مرکاپتوپورین، تئوفیلین و زانتین برای اولین بار بررسی شد. بنابراین کاتیون فلزخواهی (Na+، K+، Mg2+، Ca2+، Fe2+ و Zn2+) اتم های مختلف نیتروژن مولکول های فوق در هر دو فاز گاز و محلول آبی بررسی و مقایسه شد. در برخی از موارد اتصال از اکسیژن به یون فلز مناسب بود که آن نیز بررسی شد.