含水分子多氢键体系的理论研究

发布时间：2020-12-05 03:38

　　氢键在化学和生物研究领域有着重要的作用。水分子通过氢键,不仅能够与有机分子结合形成不同的分子构型,还能够直接参与到化学反应当中。本论文针对含有水分子的氢键在化学领域中的重要角色分别讨论以下两方面内容:1.色胺与水分子间多氢键的理论研究文献报道在中性下水分子通过双氢键与色胺分子结合形成最稳定的构型,本论文理论上首次证实色胺侧链能够与水分子形成第三个氢键（C-H...O氢键）。其中水分子通过O-H作为质子供体,氧原子的两个孤对电子作为质子受体,分别与色胺分子形成了三个氢键。结合GKS-EDA的划块方案,提出了研究该多氢键体系的能量分解方案。计算结果表明三个氢键的相互作用本质有很大不同。当化合物离子化变为正电性体系后,三个氢键依然存在且强度发生了变化。通过进一步研究复合物正电性下分子内和分子间相互作用的变化,指出色胺分子内氢键的变化是复合物从亚稳态变为最稳定构型的主要原因。2.水桥辅助质子转移的能量分解研究一般认为分子内质子转移反应通过激发态较易进行,本论文通过对3-羟基吡啶中质子转移的反应机理研究发现,通过分子内基团间水桥的辅助,反应可以在基态下进行。能量分解方法的分析结果发现反应能垒主要... 

【文章来源】：厦门大学福建省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校

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【学位级别】：硕士

【部分图文】：

图１．１色胺与水分子的相互作用双氢键示意图??

Ｍｅｅｒｔｓ等人２１通过大量的光谱数据对比发现，色胺单分子有２７种构型。但??是当与水分子相互作用后，光谱数据显示只有一个构型，而且形成了分子间氢键。??图１．１色胺与水分子的相互作用双氢键示意图??他们使用ＤＦＴ理论分析方法进行计算，发现色胺分子与水分子形成复合物的??构型是水分子在色胺分子柔软的侧链旁边形成了氢键，他们认为色胺与水分子形成??了两个氢键，锁住了色胺的侧链，使得色胺不容易发生构型的转变。Ｇｕ等人２２结??．合实验光谱分析方法和ＤＦＴ理论计算，研究了色胺与水分子从中性到阳离子过程??中构型的变化。他们发现打掉复合物中色胺的一个电子后，复合物有一个亚稳态，??光谱数据显示氢键没有被破坏，构型的变化不大。当复合物最终成为最稳定的构型??后，光谱数据显示氢键发生了变化，构型也发生了变化。ＤＦＴ的计算如图，色胺与??水的复合物

??块ｅｋ。如图２．１，相互作用块与环境块以及环境块与环境块之间一般以ａ共价单键??的形式连接，而相互作用块之间存在非共价的弱相互作用。ａ共价单键一般由两个??原子共享一对孤对电子，具有定域性质。非共价性相互作用主要与孤对电子和兀键??等有关，因此多体相关对于这些相互作用来讲，是可以分开的。因此，分子内相互??作用可以通过块与块之间的总相互作用减去ａ共价单键得到，艮Ｐ：??ＡＥ＾ｔｒａ?＝?ＡＥ＾ｔ?－?ＡＥ＾Ｖ?（２－９）??其中仙结＾表示分子内相互作用，Ｍ忠表示所有块之间的相互作用，仙忠表??示其中共价键引起的相互作用。??：（３ｉ?｝?■（?１?＞ＡＡＡＡＡ?）：??罕＿……罕?罕??６＞｜?？２?？ａａａａａ?？ｋ??图２．１分子内相互作用示意图??综上所述，ＧＫＳ－ＥＤＡ相比其他能量分解方法有以下突出特点：??１．


本文编号：2898803