采用基于密度泛函理论的B3LYP方法和微扰论的MP2方法,研究了单体缬氨酸分子的手性转变机理及水分子和羟基自由基对氢迁移反应的催化作用。反应通道研究发现:缬氨酸手性对映体转变反应有a、b、c和d四个通道。a和c是手性C碳上的H分别以氨...采用基于密度泛函理论的B3LYP方法和微扰论的MP2方法,研究了单体缬氨酸分子的手性转变机理及水分子和羟基自由基对氢迁移反应的催化作用。反应通道研究发现:缬氨酸手性对映体转变反应有a、b、c和d四个通道。a和c是手性C碳上的H分别以氨基N和羰基O为桥,迁移到手性碳的另一侧,实现手性转变;b是手性碳上的H依次以羰基O和氨基N为桥,迁移到手性碳另一侧,实现手性转变;d手性碳上的H以羟基O为桥,迁移到手性C的另一侧,实现手性转变。势能面计算表明:a为最具优势反应通道,最高能垒为257.6k J·mol-1;1个水分子、2个水分子链以及1个水分子和羟基自由基构成的链对H迁移反应有较好的催化作用,使a通到上的高能垒分别降为160.3、124.4和104.0 k J·mol-1。结果表明:缬氨酸分子在生命体内的旋光异构主要是在水分子和羟基自由基共同作用下完成的。展开更多
采用密度泛函理论的B3LYP方法、微扰理论的MP2方法和自洽反应场理论的smd模型方法,对标题反应进行了研究。反应通道研究发现:标题反应有2条通道a和b,分别是质子H只以氨基和以羰基与氨基顺次为桥,从手性碳的一侧迁移到另一侧。结构分析表...采用密度泛函理论的B3LYP方法、微扰理论的MP2方法和自洽反应场理论的smd模型方法,对标题反应进行了研究。反应通道研究发现:标题反应有2条通道a和b,分别是质子H只以氨基和以羰基与氨基顺次为桥,从手性碳的一侧迁移到另一侧。结构分析表明:过渡态a TS2·2H_2O分子内的7元环结构基本共面,7元环结构的各个氢键角接近平角。势能面计算表明:a是主反应通道,决速步自由能垒为249.5 k J·mol^(-1),由质子从手性碳向氨基氮迁移的过渡态产生;2个水分子作H迁移媒介,同时考虑连续介质模型的水溶剂化效应时,决速步自由能垒降到113.2 k J·mol^(-1),反应速率常数为5.85×10^(-8)s^(-1);水溶剂化效应使氨基异构反应的能垒从裸反应的13.4 k J·mol^(-1)升高到19.3 k J·mol^(-1)。结果表明:水溶剂化效应对非质子迁移的异构反应具有阻碍作用;水分子的催化和水溶剂化效应的共同作用,使质子从手性碳向氨基迁移反应的能垒大幅度降低。展开更多
采用量子力学与分子力学组合的方法,在ONIOM(MP2/6-311++G(3df,3pd):UFF)//ONIOM(B3LYP/6-31+G(d,p):UFF)理论水平,研究了不同尺寸的扶椅型单壁碳纳米管内,α-丙氨酸基于氨基做质子转移桥梁实现手性转变的反应机理.反应通道研究发现:在...采用量子力学与分子力学组合的方法,在ONIOM(MP2/6-311++G(3df,3pd):UFF)//ONIOM(B3LYP/6-31+G(d,p):UFF)理论水平,研究了不同尺寸的扶椅型单壁碳纳米管内,α-丙氨酸基于氨基做质子转移桥梁实现手性转变的反应机理.反应通道研究发现:在不同尺寸的扶椅型SWCNT内,手性转变反应均有a和b两个通道,a通道是手性C上的质子转移只以氨基上的N为桥;b通道是手性C的质子转移以羰基O和氨基N顺次为桥。势能面计算表明:SWCNT的孔径越小,反应能垒越低;在SWCNT(5,5)内,a通道最高能垒为198.7 k J·mol^(-1),比单体在此通道的最高能垒266.1 k J·mol^(-1)明显降低,b通道最高能垒为285.0 k J·mol^(-1),比单体在此通道的最高能垒326.6 k J·mol^(-1)也有明显的降低。结果表明:生命体内α-丙氨酸在纳米生物通道的手性转变过程主要是以氨基为质子转移桥梁实现;较小尺寸的纳米管反应器对α-丙氨酸手性转变反应的限域催化作用明显。展开更多
文摘采用基于密度泛函理论的B3LYP方法和微扰论的MP2方法,研究了单体缬氨酸分子的手性转变机理及水分子和羟基自由基对氢迁移反应的催化作用。反应通道研究发现:缬氨酸手性对映体转变反应有a、b、c和d四个通道。a和c是手性C碳上的H分别以氨基N和羰基O为桥,迁移到手性碳的另一侧,实现手性转变;b是手性碳上的H依次以羰基O和氨基N为桥,迁移到手性碳另一侧,实现手性转变;d手性碳上的H以羟基O为桥,迁移到手性C的另一侧,实现手性转变。势能面计算表明:a为最具优势反应通道,最高能垒为257.6k J·mol-1;1个水分子、2个水分子链以及1个水分子和羟基自由基构成的链对H迁移反应有较好的催化作用,使a通到上的高能垒分别降为160.3、124.4和104.0 k J·mol-1。结果表明:缬氨酸分子在生命体内的旋光异构主要是在水分子和羟基自由基共同作用下完成的。
文摘采用基于密度泛函理论的B3LYP方法和微扰理论的MP2方法,研究了布洛芬分子手性转变裸反应和水助质子从手性碳向羰基迁移的机理。分子结构分析表明:水助质子从手性碳向羰基迁移过程的8元环过渡态b TS2·2H_2O和10元环过渡态b TS2·3H_2O对应的氢键键角都远大于6元环过渡态b TS2·1H_2O;过渡态b TS2·2H2O的8元环结构基本共面,过渡态a_TS1·3H_2O和b TS2·3H_2O的10元环结构明显偏离平面。反应路径研究发现:标题反应有6条路径,分别是质子只以羰基氧、以甲基碳和羰基O及以羧基和苯环联合作桥,从手性C的一侧迁移到另一侧。势能面计算表明:质子以羧基和苯环联合作桥迁移的路径为优势反应路径,裸反应的决速步吉布斯自由能垒为287.1 k J·mol^(-1),2个水分子构成的链使决速步的吉布斯自由能垒降为144.9 k J·mol^(-1)。结果表明:布洛芬分子的手性转变存在多条可能的路径,水分子对布洛芬分子的H迁移异构反应有明显的催化作用,生命体内水分子的存在、温度的涨落、分子的频繁碰撞和某种酶的作用等综合因素,是导致左旋布洛芬旋光异构的原因。
文摘采用密度泛函理论的B3LYP方法、微扰理论的MP2方法和自洽反应场理论的smd模型方法,对标题反应进行了研究。反应通道研究发现:标题反应有2条通道a和b,分别是质子H只以氨基和以羰基与氨基顺次为桥,从手性碳的一侧迁移到另一侧。结构分析表明:过渡态a TS2·2H_2O分子内的7元环结构基本共面,7元环结构的各个氢键角接近平角。势能面计算表明:a是主反应通道,决速步自由能垒为249.5 k J·mol^(-1),由质子从手性碳向氨基氮迁移的过渡态产生;2个水分子作H迁移媒介,同时考虑连续介质模型的水溶剂化效应时,决速步自由能垒降到113.2 k J·mol^(-1),反应速率常数为5.85×10^(-8)s^(-1);水溶剂化效应使氨基异构反应的能垒从裸反应的13.4 k J·mol^(-1)升高到19.3 k J·mol^(-1)。结果表明:水溶剂化效应对非质子迁移的异构反应具有阻碍作用;水分子的催化和水溶剂化效应的共同作用,使质子从手性碳向氨基迁移反应的能垒大幅度降低。
文摘采用量子力学与分子力学组合的方法,在ONIOM(MP2/6-311++G(3df,3pd):UFF)//ONIOM(B3LYP/6-31+G(d,p):UFF)理论水平,研究了不同尺寸的扶椅型单壁碳纳米管内,α-丙氨酸基于氨基做质子转移桥梁实现手性转变的反应机理.反应通道研究发现:在不同尺寸的扶椅型SWCNT内,手性转变反应均有a和b两个通道,a通道是手性C上的质子转移只以氨基上的N为桥;b通道是手性C的质子转移以羰基O和氨基N顺次为桥。势能面计算表明:SWCNT的孔径越小,反应能垒越低;在SWCNT(5,5)内,a通道最高能垒为198.7 k J·mol^(-1),比单体在此通道的最高能垒266.1 k J·mol^(-1)明显降低,b通道最高能垒为285.0 k J·mol^(-1),比单体在此通道的最高能垒326.6 k J·mol^(-1)也有明显的降低。结果表明:生命体内α-丙氨酸在纳米生物通道的手性转变过程主要是以氨基为质子转移桥梁实现;较小尺寸的纳米管反应器对α-丙氨酸手性转变反应的限域催化作用明显。
