水液相环境下α-丙氨酸分子的旋光异构及氢氧根和羟基自由基的作用

摘要：

在MP2/6-311++G(3df,2pd)//B3LYP/6-31 +G(d,p)水平,采用自洽反应场(SCRF)理论的SMD模型研究了水液相环境下具有氨基和羧基间双氢键的α-丙氨酸(α-Ala)分子的旋光异构.研究发现:α-Ala的旋光异构有a、b和c三个反应通道,分别是质子以羰基氧、羧基及氨基为桥从手性碳的一侧迁移到另一侧.势能面计算结果显示:2个水分子簇的催化及溶剂效应的作用下,三个反应通道的决速步骤能垒分别为154.96、171.79和123.98 kJ ·mol-1,反应通道c为优势通道;3个水分子簇作氢迁移媒介时,反应通道c的决速步骤能垒降至109.61 kJ·mo1-1.氢氧根水分子团簇的催化使该能垒降至61.83kJ·mol-1.羟基自由基水分子簇致α-Ala损伤有水分子拔氢和羟基自由基拔氢两种机理,反应能垒分别为23.84、80.34kJ·mol-1.结果表明:水液相环境下,α-Ala分子可缓慢地发生旋光异构,氢氧根水分子簇的催化可使α-Ala分子较快地旋光异构,羟基自由基水分子簇可使α-Ala分子迅速损伤.

关键词：旋光异构、α-丙氨酸、密度泛函理论、过渡态、微扰理论、自洽反应场、溶剂效应

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分类号：O641.12(物理化学（理论化学）、化学物理学)

资助基金：吉林省科技发展计划自然科学基金20130101308JC

在线出版日期：2019-04-01（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共11页

页码：19-29