电喷雾质谱动力学方法测定磷酰化丙丙二肽的气相质子亲和能

In this work, the change of gas-phase proton affinity of alkyl-alanine through the phosphorylation reaction was studied by the electrospray ionization mass spectrometry with kinetic method. It was proved that the phosphorylation could increase the proton affinity of small peptide. A proposal that proton affinity increase might be responsible for the sensitivity improvement of small peptide in mass spectrometry has been provided.

脂肪醇盐离子质子亲和能与量子化学参数的关系

采用半经验量子化学方法(MNDO,AM1和PM3)、从头算(采用STO-3G,3-21G,6-31G,6-31G ,6-31G ,6-311G,6-311G 和6-311G 基组)HF方法计算羟基和6种脂肪醇盐离子以获得电子结构数据.通过相关分析发现脂肪醇盐离子中的氧原子净电荷,HOMO能级与质子亲和能之间具有良好的线性相关性.

立体效应对羰基化合物质子亲和能的影响

本文通过对羰基化合物质子亲和能的定量分析,列举出拓扑立体效应指数TSEI、极化效应指数PEI、共轭效应指数C三个参数来谈论分析对其的影响,利用数学回归分析法,对二十二种羰基化合物的气相质子亲和能PA和气相碱性GB进行回归分析。

在小型质谱仪上利用质子转移反应测定甲基磷酸二甲酯的质子亲和势

在前期研究的基础上,采用自行研制的小型离子阱质谱仪,以气相中分子-离子(质子转移)反应为主要手段,首次对甲基磷酸二甲酯(DMMP)气相中的质子亲和势(PA)进行了质谱法测定,测定值为898．4 kJ／mol,与采用离子淌度谱(IMS)测定的结果基本一致。结果表明,在合适的条件下,小型质谱仪也能成功地用于物质基本理化参数的测定。

B型DNA中鸟嘌呤-胞嘧啶碱基对内双质子转移反应

采用ONIOM(M06-2X/6-31G*:PM3)方法研究了单个鸟嘌呤-胞嘧啶(GC)碱基对和含GC碱基对的四种排序的DNA三聚体(dATGCAT,dGCGCGC,dTAGCTA,dCGGCCG)的双质子转移反应.通过分析其双质子转移方式、质子转移过程中各结构的能量和氢键变化,总结出环境因素对GC碱基对双质子转移机理的影响.气相中,dCGGCCG三聚体中发生分步双质子转移,其它四种模型中均发生协同双质子转移.分析发现质子转移方式受上下相邻碱基对的静电相互作用和质子接受位的质子亲和势影响,dATGCAT和dGCGCGC排序有助于质子H4a转移,而dTAGCTA和dCGGCCG排序有助于质子H1转移,胞嘧啶的N3位较高的质子亲和势有助于质子H1转移.水溶剂中,上下相邻碱基对的静电相互作用被减弱,水溶剂稳定了分步转移过程中的单质子转移产物,因此分步转移机理占据优势,五种模型中均出现分步双质子转移,在此过程中能量变化趋势相似.溶剂效应有利于单质子转移,却增加了双质子转移反应的反应能.

磷杂烯及其相关化合物的密度泛函计算研究

在B3LYP/6 311++G(d,p)、B3LYP/6 311++G(3df,2p)、B3P86/6 311++G(3df,2p)水平优化得到了亚胺、磷杂烯、硅亚胺和磷杂硅烯以及相应的质子化正离子的平衡几何构型.用优化的几何构型在B3LYP/6 311++G(d,p)//B3LYP/6 311++G(d,p)水平计算了标题物的旋转势垒.在B3LYP/6 311++G(d,p)//6 311++G(d,p),B3LYP/6 311++G(3df,2p)//B3LYP/6 311++G(3df,2p),B3P86/6 311++G(3df,2p)//B3P86/6 311++G(3df,2p)水平计算了标题物的质子亲和能(E)、质子化反应自由能增量(ΔG 298)和质子化反应的焓变(ΔH 298).计算结果表明标题物有强的π键和负值较大的质子亲和能、ΔG 298、ΔH 298,有稳定的质子化正离子产物.计算的旋转势垒说明标题物分了中Ⅰ的π键最强,Ⅲ的π键较弱.

锗亚胺及其相关分子的密度泛函计算研究

在B3LYP/6-311++G(d,p)、B3LYP/6-311++G(3df,2p)和B3P86/6-311++G(3df,2p)水平优化计算了锗亚按、磷杂烯、磷杂锗烯和砷杂硅烯以及标题物质子化正离子的平衡几何构型.用优化计算的平衡几何构型,在B3LYP/6-311++G(3df,2p)//B3LYP/6-311++G(3df,2p)计算了各标题物的旋转势垒.在B3LYP/6-311++G(d,p)//B3LYP/6-311++G(d,p),B3LYP/6-311++G(3df,2p)//B3LYP/6-311++G(3df,2p)和B3P86/6-311++G(3df,2p)//B3P86/6-311++G(3df,2p)计算了各标题物的质子亲和能,质子化反应自由能(ΔG 298)和质子化反应的焓变(ΔH 298).计算结果表明标题物有较强的π键和负值较大的质子亲和能、ΔG 298和ΔH 298,有稳定的质子质子化正离子产物.计算的旋转势垒标表标题物分子有比较强的π键,质子化正离子的π键比对应的中性分子强.

核酸碱基互变异构体的结构、稳定性及其物理化学性质

核酸碱基是DNA及RNA分子的重要组成部分,在基因遗传信息的传递方面起着主导作用.核酸碱基存在多种互变异构体,它们在DNA及RNA分子中主要以最稳定的异构体形式存在,但是在气相或凝聚相中也有少量的其他异构体形式存在.核酸碱基的稀有互变异构体往往能够引起碱基对的错配对,这可能会导致DNA及RNA分子形成不规则的结构,并进一步导致DNA或RNA双螺旋的自发突变.因此,对核酸碱基的互变异构体进行系统的研究,有助于人们深入认识DNA和RNA分子的结构和性质.国际上有很多研究小组已经通过实验和理论对核酸碱基互变异构体的结构、相对能量及其性质进行了研究.本文对文献中有关核酸碱基互变异构体的实验和理论研究进行了综述.在对前人研究进行归纳总结的基础上,我们利用密度泛函计算对核酸碱基的互变异构体进行了排序,得到的最优异构体结构参数和相对能量与实验值相比较为一致.此外,因为核酸碱基的物理化学性质可以为生物、化学、材料等方面的研究提供重要的基础性信息,因此我们还对它们的电子亲和能、电离能、质子亲和能等研究进行了总结.

P区元素氢化物水溶液酸性强度变化规律的解释

关于P区元素氢化物水溶液酸性强弱的变化规律有许多不同的解释 ,但这些解释都不太令人满意 ;本文打算从质子亲和能概念出发 ,设计P区元素氢化物水溶液热力学循环图 ,讨论P区元素氢化物水溶液酸碱性的变化规律 ,得出易于理解和掌握的结论 :酸根的质子亲和能愈小 ,P区元素氢化物水溶液的酸性愈强 ;质子亲和能愈大 ,P区元素氢化物水溶液的酸性愈弱。

白藜芦醇类似物结构与抗氧化活性关系研究

本研究在白藜芦醇(A)结构的基础上设计了6种白藜芦醇类似物(B-G),采用量子化学密度泛函理论(DFT)计算方法,在气相和溶剂中研究了白藜芦醇及其6种类似物的结构与抗氧化活性的关系。对三种抗氧化机制:抽氢反应(HAT)机制、逐步电子转移质子转移(SET-PT)机制、质子优先损失电子转移(SPLET)机制进行了研究。计算结果表明,在气相中抽氢反应机制是化合物清除自由基活性的最主要机制,在极性溶剂中SPLET机制是热力学上最有利的途径,而在所有环境中SET-PT机制都不是最主要的机制。

对-香豆酸酰基化天竺葵素抗氧化性能的理论研究

采用量子化学密度泛函理论(DFT)计算方法,在B3LYP/6-311G(d,p)基组上对气相和溶剂中天竺葵素和对-香豆酸酰化天竺葵素结构进行优化计算,结合H原子转移机理(HAT)、逐步电子转移质子转移机理(SET-PT)、质子优先损失电子转移机理(SPLET)对其抗氧化性能进行了研究。计算结果表明,天竺葵素的3-OH、对-香豆酸酰化天竺葵素的5-OH为其可能的活性位点;在气相中HAT机制是化合物清除自由基活性的最主要机制;在极性溶剂中SPLET机制是热力学上最有利的途径,而在所有环境中SET-PT机制都不是最主要的机制。此外,还发现在气相和非极性溶剂中对-香豆酸酰基化天竺葵素的抗氧化性强于未酰基化的天竺葵素,尤其是在SET-PT机制中;在极性溶剂中,则略弱于未酰基化的天竺葵素;酰基化天竺葵素的抗氧化性可能与溶剂有关。

亚胺白藜芦醇抗氧化性质的理论研究

本文采用量子化学的密度泛函理论(DFT)方法,从静态与动态两大方面分析了亚胺白藜芦醇不同位置酚羟基在不同溶剂中抗氧化活性的能力大小。从前线分子轨道初步分析了其抗氧化活性位点,通过对化合物酚羟基键解离焓(BDE)、电离势(IP)、质子解离焓(PDE)、质子亲和势(PA)和电子转移焓(ETE)等参数的研究,分析了一步抽氢反应机制(HAT)、逐步质子转移-电子转移机制(SET-PT)、质子优先损失电子转移机制(SPLET)三种反应机制,进一步确定了亚胺白藜芦醇的抗氧化活性位点。探讨了亚胺白藜芦醇分子不同位置酚羟基清除·OH和·OOH的抗氧化机理,得到了该分子与·OH和·OOH发生抽氢反应时的过渡态结构。计算结果表明,在溶剂中亚胺白藜芦醇分子C4’位上酚羟基活性最高,发生抽氢反应时所需能垒最小,是最大可能的活性位点。在非极性溶剂中HAT是主要的机制;在极性溶剂中SPLET机制是主要的。

气相分子酸碱性及影响因素

本文讨论了分子的中心原子和取代基的性质对气相分子酸碱性的影响。

结晶紫内酯变色过程的计算模拟与实验探索

通过改变结晶紫内酯(CVL)与酸的物质的量比,测试了不同物质的量比下溶液的紫外-可见吸收光谱,结合量子化学计算模拟手段对结晶紫内酯在酸催化下变色过程的电子结构和垂直激发谱进行了探讨.结果表明质子亲和能与溶剂效应是影响结晶紫内酯变色过程的主要因素。

离子迁移谱检测技术及其应用

5离子迁移谱技术是最近几十年发展起来的对微量化学物质进行检测的一种方法 .目前它在探测各种化学物质 ,尤其是毒品和爆炸物方面获得了广泛的应用 .文章主要对离子迁移谱仪的原理和检测方法、核心部件———迁移管的构造、其中的化学反应过程以及仪器的应用等几个方面作了介绍 .

卤素及卤素离子的电子结构

卤素离子的质子亲和势是随卤素原子在元素周期表中的位置从上到下按F-,Cl-,Br-,I-依次降低.但人们熟知的卤素原子电负性却按F,Cl,Br,I依次减小,或者说卤素原子的电正性随上述顺序依次增大,对应于卤原子价轨道np的能量按F,Cl,Br,I依次升高;这个结果意味着卤素阴离子的电子给予能力,或者说它们的质子亲和势似乎应该随F-,Cl-,Br-,I-依次增大.这样就出现了两个完全相反的质子亲和势顺序.为了对这一结果作出解释,我们分别采用Kohn-Sham密度泛函理论(在SAOP/TZ2P和OLYP/TZ2P计算水平上),以及采用从头计算理论(在HF/TZ2P水平)中的分子轨道模型对卤素离子及卤素原子进行了详尽的理论分析.同时我们对在Hartree-Fock理论框架下轨道能量和质子亲和势的变化趋势之间存在的内在矛盾进行了阐述.研究表明质子亲和势按F-,Cl-,Br-,I-依次降低的原因是由于当卤素原子X得到一个电子成为卤素阴离子X-后,价轨道np的能量将会升高,从而表现出异常的不稳定性.更关键的是,这种由于库仑排斥造成的卤素离子价轨道的不稳定性对于本身半径比较小的氟原子尤为突出,但随着卤素的半径增大,这种不稳定效应逐渐减弱.结果较强的HOMO(F-)-LUMO(H+)轨道相互作用导致F-的质子亲和势大于其他体积较大的卤素离子.以上的定性分子轨道分析表明考虑净电荷对轨道能量的影响是十分重要的.这不仅清楚地解释了采用Kohn-Sham密度泛函理论可以得到正确的质子亲和势变化趋势,即F->Cl->Br->I-,而且还能解释为何在从头计算的Hartree-Fock分子轨道理论框架下,虽然X-的价轨道np能量随F-,Cl-,Br-,I-递减,似乎应该得到不正确的质子亲和势变化趋势,但实际上得到质子亲和势顺序仍然是正确的.之所以所有的分子轨道模型下都有同样的HOMO-LUMO相互作用能及质子亲和势顺序,其原因是电荷效应,即在HF,OLYP和SAOP计算中,卤素原子与卤素离子的价轨道能量差都是升高的.通过这些理论分析得到的结论有助于理解诸如亲核取代反应(SN2)以及碱催化的消去反应(E2)等基本有机化学反应的微观机理.

ZSM-5分子筛中Al的分布及Ga改性对其酸性强度的影响

利用量子化学理论研究了ZSM-5分子筛中骨架Al的分布,计算采用11T簇模型[(HSiO)_3 SiO(H)M(OSiH)_2OSi(OSiH)_3](M=Si,Al,Ga),和B3LYP/6-31G(d)的计算方法,得到了T1,T2,T12位置上的Al/Si,(Al,H)/Si替代能,结果表明11T簇模型中骨架Al优先取代于ZSM-5分子筛中的T12位。采用MP2/6-311++G(3df,2p),计算得到Al/ZSM-5、Ga/ZSM-5分子筛的质子亲和势分别是316.6 kcal/mol,319.4 kcal/mol;B3LYP/6-31G(d)的方法计算吡啶在分子筛及改性分子筛上的吸附能分别是-25.35 kcal/mol和-23.02 kcal/mol。研究结果表明Ga改性ZSM-5分子筛降低了其酸性强度。