水液相下羟基自由基与两性Lys分子反应机理的量子化学研究

采用密度泛函理论的M06-2X和MN15方法,结合自洽反应场理论的SMD模型,研究了水液相下OH自由基与两性Lys分子的反应机理。研究发现:水液相下·OH抽取Lys分子不同位置的H原子、·OH加成到羧基C和电子从Lys分子向·OH转移3个途径均可诱导Lys分子损伤。势能面计算表明:·OH抽取不同位置的H原子的自由能垒在29.1至46.5 kJ·mol^(-1)之间,·OH加成到羧基C是无势垒过程,电子从Lys分子向·OH转移的自由能垒是42.2 kJ·mol^(-1)。结果表明,水液相下OH自由基可导致Lys分子损伤,Lys具有清除OH自由基的能力。

水液相下Phe分子与Na^(+)配合物对映异构的DFT研究

该文采用DFT(密度泛函理论)的M06-2X、MN15方法和处理溶剂效应的SMD模型方法,研究了在水液相下苯丙氨酸与钠离子配合物(Phe•Na^(+))的对映异构.研究结果发现:手性Phe•Na^(+)的对映异构可在质子只以氧为桥、以氧和氮联合为桥和只以氮为桥迁移的3个通道上实现.反应势能面计算结果表明:质子只以氮为桥迁移的反应通道最优势,其余2个反应通道处于劣势.在隐性水溶剂效应下优、劣通道的速度决定步骤的自由能垒分别为228.0和255.8 kJ•mol^(-1),在显性水溶剂效应下优、劣通道的速度决定步骤的自由能垒分别降至111.7~122.0 kJ•mol^(-1)和142.2~145.8 kJ•mol^(-1).研究结果表明:在水液相下手性Phe•Na^(+)的消旋速度极慢,苯丙氨酸钠短期用于生命体同补苯丙氨酸和钠元素比较安全.

水溶液环境下赖氨酸钠配合物手性转变的理论研究

该文采用密度泛函理论(DFT)的M06-2X方法和MN15方法,结合处理溶剂效应的SMD模型方法,研究在水溶液环境下赖氨酸钠配合物(Lys·Na^(+))的手性转变.研究结果发现:Lys·Na^(+)的手性转变反应可在3个通道上实现,它们分别是α-H以羰基O为桥迁移、α-H迁移到羰基O后氨基N上的H再向α-C迁移以及α-H以氨基N为桥迁移.计算结果表明:α-H以氨基N为桥迁移的反应通道最具优势,在隐性水溶剂效应下该通道的自由能垒为221.6 kJ·mol^(-1),水簇的作用使该能垒降为115.6~119.0 kJ·mol^(-1).研究结果表明:Lys·Na^(+)在水溶液环境下的手性转变很缓慢,其用于生命体同补赖氨酸和钠离子比较安全.

水液相下依达拉奉消除羟自由基反应的密度泛函理论研究

该文采用密度泛函理论的M06-2X和MN15方法,结合自洽反应场理论的SMD模型方法,研究了在水液相下依达拉奉(Eda)消除羟自由基(OH)的反应机理.反应通道研究发现:Eda可通过给OH提供H原子、OH与其加成以及给OH提供单电子等3个途径消除OH.势能面计算结果表明:Eda给OH提供H原子的能垒为16.1~77.9 kJ·mol^(-1);OH加成反应的能垒为2.8~26.8 kJ·mol^(-1);Eda给OH提供单电子的能垒为32.1 kJ·mol^(-1).在水液相下Eda容易与OH发生反应,依达拉奉是极好的羟自由基清除剂.

水溶液环境下Phe→Mg(Ⅱ)配合物对映异构的理论研究

采用密度泛函理论的M06-2X和MN15方法,结合处理溶剂效应的SMD模型方法,研究了在水溶液环境下苯丙氨酸二价镁配合物(Phe→Mg(Ⅱ))的对映异构.研究发现:Phe→Mg(Ⅱ)的对映异构可在质子以羰基O为桥、以羰基O和氨基N联合为桥和只以氨基N为桥迁移的3个反应通道上实现.计算结果表明:质子只以氨基N为桥迁移的反应通道最具优势,在只考虑水的极性作用时速度决定步骤的自由能垒为212.3 kJ·mol^(-1),在水的极性和水分子(簇)的共同作用下该自由能垒降至108.1~111.5 kJ·mol^(-1).在水溶液环境下Phe→Mg(Ⅱ)的对映异构过程比较缓慢,苯丙氨酸二价镁可短期用于生命体同补苯丙氨酸和金属镁.

水液相下两性Lys→Mg(Ⅱ)配合物对映异构的理论研究

采用基于密度泛函理论的M06-2X和MN15方法,结合处理溶剂效应的SMD模型方法,研究了水液相下两性赖氨酸二价镁配合物(Lys→Mg(Ⅱ))的对映异构.发现Lys→Mg(Ⅱ)的对映异构可通过质子转移和R基的CC键旋转过程实现.考察了3个反应通道a、b和c,它们分别是S-Lys→Mg(Ⅱ)先失去手性,然后R-基C-C键旋转,最后实现对映体异构;S-Lys→Mg(Ⅱ)先手性转变,然后R-基C-C键旋转实现对映体异构;S-Lys→Mg(Ⅱ)先从两性向中性异构,然后实现手性转变,最后通过R-基C-C键旋转实现对映体异构.计算表明,c通道最优势,隐性溶剂效应下决速步的自由能垒是204.4 k J/mol,显性溶剂效应下该能垒降到103.9-109.9 k J/mol之间.结果表明,水液相下Lys→Mg(Ⅱ)的对映异构过程很慢,赖氨酸二价镁可短期用于生命体同补赖氨酸和二价镁.