合理预测甘氨酸-α-多肽构象稳定性的有效途径

使用B3LYP／6-31G^*方法,优化得到了甘氨酸多肽分子CH3CO(NHCH2CO)-NHCH3(n=1,2,3)的18个稳定构象．对构象中存在的非键作用进行了分析,确定了影响构象稳定性的主要非键作用,并估算了相关非键作用的能量．将之应用于判断二肽、三肽、四肽分子构象的相对稳定性,得到了满意的结果．该方法和B3LYP／6—31G^*方法得到的相对能量的线性相关方程为;y=0．8873x 0．6473,相关系效为R=0．9397,最大偏差为3．SkJ／mol,标准偏差为1．47kJ／mol．     

丙氨酸-α-五肽构象稳定性的快速预测

定义了丙氨酸-α-多肽中的特殊氢原子,对构象中与特殊氢原子有关的主要非键作用进行分析,提出使用与特殊氢原子有关的主要非键作用预测多肽构象稳定性,并将之称为特殊氢方法.基于丙氨酸-α-二肽和三肽分子共12个构象,我们确定了与特殊氢原子有关的7个非键作用参数.利用特殊氢方法定量预测丙氨酸-α-五肽分子65个低能构象的相对稳定性,与B3LYP/6-31G^＊方法比较,得到了满意的结果.     

光散射法研究聚丙烯腈/1-乙基-3-甲基咪唑甲基磷酸酯盐的稀溶液特性

采用激光光散射法研究了聚丙烯腈(PAN)在1-乙基-3-甲基咪唑甲基磷酸酯盐[EMIM][(CH3O)HPO2]中的稀溶液性质.研究结果表明,[EMIM][(CH3O)HPO2]是PAN的良溶剂,PAN在[EMIM][(CH3O)HPO2]中是以单分子链形式存在的,呈无规线团构象;同时PAN分子链在[EMIM][(CH3O)HPO2]中的柔顺性比在常规溶剂如二甲基亚砜(DMSO)中要小很多.推测阴离子与PAN有很强的相互作用以及阳离子的空间位阻效应都能有效破坏PAN分子链间的偶极结构,这是导致PAN以单分子链形式溶解在[EMIM][(CH3O)HPO2]中的主要原因.     

尿素与甘氨酸二肽相互作用的量子化学研究

应用高水平量子化学计算方法 MP2/6-311++G(d,p)//B3LYP/6-311++G(d,p)对尿素与甘氨酸二肽形成的复合物Urea(Gly)2进行了结构优化和频率计算.结果表明:尿素与甘氨酸二肽之间通过3种类型的氢键形成稳定复合物:第1种是甘氨酸二肽的氧与尿素的氢形成的OG…HU,第2种是尿素中的氧与甘氨酸二肽中亚氨基的氢形成的OU…HNG,第3种是由尿素中的氧与甘氨酸二肽中的甲基氢形成的OU…HCG.氢键强度为OU…HNGOG…HUOU…HCG.在Urea(Gly)2复合物中形成氢键位置上的原子的电荷变化明显.复合物所含氢键强度越大,结合能越大.     

特殊氢原子与丙氨酸二肽构象稳定性的理论研究

使用B3LYP／6-31G^*方法，优化得到了丙氨酸二肽分子的6个稳定构象，从特殊氢原子之间的相互作用及其所形成氢键环和五元环的结构特点，探讨了影响二肽构象稳定性的因素，并估算了相关弱相互作用的能量。     

对乙酰氨基酚-水复合物中氢键作用的理论研究

为了解对乙酰氨基酚(AP)在水溶液中的构象,在MP2/6-311++G(d,p)水平上研究了AP与水分子通过不同种氢键作用形成的6种AP-H2O复合物.首先分析这些复合物的几何结构、能量和振动频率,然后运用分子中原子的量子理论(QTAIM)、自然键轨道理论(NBO)和定域分子轨道-能量分解分析(LMO-EDA)等理论和方法对AP-H_2O复合物中的氢键相互作用进行定性和定量分析.研究结果表明:(1)AP分子中的—CH基团与羰基氧原子之间形成的C8H8A···O2A分子内氢键在多数AP-H_2O复合物中被保留下来;(2)AW1和AW6中的分子间氢键强于其他氢键;(3)AP的羰基氧原子是最有可能与H_2O分子形成氢键的位点,第2个最有可能与H_2O分子形成氢键的位点是AP的酚羟基,前者中H_2O是质子供体,而后者中H_2O则是质子受体;(4)AP-H_2O的形成过程中,氢键作用与结构畸变都会在一定程度上决定AP-H_2O复合物的相对稳定性,但前者的作用更大.     

氨基酸与甘氨酰-甘氨酸形成质子配合物的稳定性研究

用pH电位滴定法测定了甘氨酰-甘氨酸(GG)与甘氨酸(Gly)、丙氨酸(Ala)、缬氨酸(Val)、亮氨酸(Leu)、异亮氨酸(Ile)、苯丙氨酸(Phe)在离子强度为0.1mol/L(NaNO3)、25.0±0.1℃时形成质子配合物的稳定常数.从静电作用、氢键作用及配体间弱相互作用等方面讨论了二肽配体对氨基酸分子的识别.结果表明,二肽与氨基酸配体间的结合主要受到配体间静电、氢键作用的控制,同时受到疏水缔合作用等其它弱相互作用的影响.     

丙氨酸甘氨酸混合三、四肽构象稳定性的快速预测

使用特殊氢方法预测丙氨酸甘氨酸混合三肽和四肽分子共111个构象的相对稳定性,并与B3LYP/6-31G^＊方法的相对能量比较,得到了满意的结果.在所有111个构象中,特殊氢方法相对能量与B3LYP/6-31G^＊方法相对能量偏差绝对值大于2.0 kcal/mol的只有3个,偏差在1.0～2.0 kcal/mol之间的有18个,其余均小于1.0 kcal/mol.本文结果表明特殊氢原子在决定多肽构象稳定性方面的内秉重要性.     

丙氨酸三肽的稳定构象的探究

探究快速地获得丙氨酸三肽的稳定构象。利用Gaussian09程序包中的 H F/6-31G （d ，p ）方法得到丙氨酸三肽势能面。固定二面角φ2、ψ2的度数，改变二面角φ1、ψ1，计算了丙氨酸三肽不同结构的相对能量，这些结构的相对能量的图像趋势大致相同，可知两组二面角之间影响不大。使用丙氨酸二肽稳定构象所对应的骨架二面角的组合，获得丙氨酸三肽的初始构型，使用B3LYP/6-31G（d ，p）方法优化获得其稳定构象。这种方法可为多肽分子寻找稳定构象提供1种简单而快速的方法。     

气-液界面上的Gemini表面活性剂/DNA复合膜

用Langmuir-Blodgett(LB)膜技术和原子力显微镜探讨平衡时间、盐浓度和连接基团长度对气-液界面上阳离子型Gemini表面活性剂([C18H37(CH3)2N+-(CH2)s-N+(CH3)2C18 H37]·2Br－,简写成18-s-18,s=3、4、6、8、10、12)与DNA分子之间相互作用的影响.结果表明,表面活性剂与DNA分子之间的相互作用达到平衡时需较长时间;随着盐浓度的增加,盐的屏蔽作用增大,致使表面活性剂与DNA分子之间的相互作用减弱;当连接基团为刚性(s=3、4)时,分子间的空间位阻较小,Gemini表面活性剂/DNA复合膜主要形成纤维结构;而当连接基团为柔性(s≥8)时,分子间的位阻效应增大,则主要形成片状聚集体.     

均相体系中含氮双齿膦配体对1-十二烯氢甲酰化反应的影响

含氮双齿膦配体(ph2PCH2)2NCH2CH2OCH2CH2NHCH2CH2PO3Na2(以A表示)在1-十二烯的氢甲酰化反应中的实验结果表明双膦配体的螯合作用降低了催化活性以及双膦-铑配合物有利于直链醛的生成.A与油溶性催化剂HRh(CO)(PPh3)3在合成气氛下发生配体交换形成配合物HRh(CO)(A)(PPh3),其催化活性比单膦-铑配合物的催化活性更低.由于双膦与铑配位后形成的络合物中铑的配位空间更拥挤,因此1-十二烯的端碳原子更容易与铑中心络合配位,形成直链烷基-铑络合物,使得产物醛中直链醛的含量增大.     

2-[2-(1H-1,2,4-三氮唑-1-基)乙基]-1H-苯并咪唑水合物的合成、晶体结构及光谱研究

利用1H-1,2,4-三氮唑-1-丙酸与邻苯二胺的缩合反应合成了一种非对称双杂环化合物2-[2-(1H-1,2,4-三氮唑-1-基)乙基]-1H-苯并咪唑的水合物,通过元素分析、红外光谱、荧光光谱和X-射线单晶衍射对其组成和结构进行了分析表征。该化合物属于正交晶系,空间群为Pbcn,晶胞参数为:a=2.873 55(13)nm,b=0.766 68(3)nm,c=1.011 59(4)nm,β=90°,V=2.228 62(15)nm3,Z=4。双杂环分子在固态时采用对位交叉构象,相应的C7—C8—C9—N3扭转角为174.30(19)°。苯并咪唑环上的两个N原子都参与了N—H…N分子间氢键的形成,将相邻的双杂环化合物分子连接成一维超分子链,两条一维链通过与结晶水分子间的O—H…N氢键作用进一步构筑成一维超分子管道。     

取代基位置对钌(Ⅱ)配合物与DNA的作用及荧光性质影响

利用紫外吸收和荧光光谱法研究了不同钌(Ⅱ)配合物[Ru(bpy)2MDHIP]2+(MDHIP=2,4-二羟基-咪唑并[4,5-f]][1,10]邻菲咯啉)和[Ru(bpy)2ODHIP]2+(ODHIP=3,4-二羟基-咪唑并[4,5-f]][1,10]邻菲咯啉)与DNA的作用机制,并研究了这两个配合物与Cu2+的配位情况及配位形成双核配合物后的荧光性质变化.结果表明取代基的位置对配合物与DNA的作用机制及荧光性质等都具有较大影响.配体MDHIP上的2-位OH可以与相邻咪唑环上的N原子形成分子内氢键,增强配合物与DNA的插入作用.但其4-位OH取代基又会产生一定的位阻,使配合物只能以部分插入模式与DNA作用.而配体ODHIP上3-和4-位的两个OH取代基不能与相邻咪唑环上的N原子形成分子内氢键,并会产生更大的空间位阻,使得配合物不能插入到DNA的碱基对中.但ODHIP上的2个OH可以同时与Cu2+配位形成双核配合物,使配合物与DNA的作用模式由沟面结合改为插入结合,配合物的荧光减弱.     

两相体系中含氮双齿膦配体对1-十二烯氢甲酰化反应的影响

含氮双齿膦配体(Ph2PCH2)2NCH2CH2OCH2CH2NHCH2CH2PO3Na2(以A表示)在1-十二烯的氢甲酰化反应中的实验结果表明双膦配体的螯合作用降低了催化活性和有利于直链醛的生成.A与水溶性催化剂RhCl(CO)(TPPTS)2在合成气氛下发生配体交换后,形成配合物HRh(CO)(A)(TPPTS),其催化活性比单膦-铑配合物的催化活性更低.又由于双膦与铑配位后形成的络合物中铑的配位空间更拥挤,因此1-十二烯的端碳原子更容易与铑中心络合配位,形成直链烷基-铑络合物,使得产物醛中直链醛的含量增大.     

fac-[Re{η^3-MeN（CH2CH2O）（CH2CH2OH）}-（CO）3]的合成、晶体结构与表征

详细研究了[Re2（CO）10]在TMNO·2H2O的作用下与配体MeN（CH2CH2OH）2的反应,反应产物用二氯甲烷一已烷混合溶剂重结晶,得到Re（I）单核配合物fac-[Re{η^3-MeN（CH2CH2O）（CH2CH2OH）}-（CO）3]。采用元素分析、红外光谱和^1H NMR对配合物的结构进行了表征。用SMARTCCDX射线衍射仪测定了晶体结构,结果表明该晶体属单斜晶系,P21／n空间群。在此晶体结构中,每个铼（I）阳离子与2个氧原子、1个氮原子和3个羰基六配位构成变形的八面体结构。     

基于氢键作用结合的两个羧酸配体的超分子化合物

用羧酸配体合成[Co(H2O)6]·(BPC)·8H2O和氢键作用构筑的H3BTC·CH3OH两个化合物,并对其进行了单晶X-射线衍射结构测定。分子间通过氢键作用和苯环间的π-π作用形成三维超分子结构。     

二肽分子内氢键键能的计算

以含甲基侧链和无甲基侧链的二肽结构为研究对象，在保持其他位置原子和结构不变的情况下，用C原子取代形成氢键的N原子，并以全铺展结构作为基准，C原子取代后，视原有构象中库仑作用和空间位阻不发生变化，初步估算了“氢键键能”，与经验结果相近．在估算氢键键能上具有一定的参考价值．     

精氨酸侧链与生物小分子间离子氢键强度的快速计算

提出了1种快速模拟生物分子间离子氢键作用的新方法,并将该方法用于计算模拟带有1个正电荷的精氨酸侧链与甘氨酸二肽分子、碱基尿嘧啶分子、碱基胸腺嘧啶分子等中性分子间的N—H…O=C离子氢键相互作用.计算结果表明:新方法可以快速计算带电精氨酸侧链分子和甘氨酸二肽分子、碱基尿嘧啶分子、碱基胸腺嘧啶分子间形成的N—H…O=C离子氢键的平衡氢键键长和分子间相互作用能;得到的平衡氢键键长与从头计算MP2/6-31+G(d,p)方法得到的平衡氢键键长的绝对偏差均小于0.005nm;分子间相互作用能与从头计算MP2.5/CBS方法得到的分子间相互作用能的绝对误差均小于8.2kJ/mol,相对偏差均小于5.5%;在同等计算条件下,新方法的计算效率比从头计算方法快数千倍以上.这些结果表明新方法准确快捷,在生物大分子体系的分子模拟领域有潜在应用价值.     

CH4…PH3体系分子间相互作用的从头算研究

采用MPS方法，在不同基组水平上（3－21G、6－31G（d）、6－311＋G（2d,2p）水平上，对CH4…PH3体系进行了从头算研究，给出了复合物的最优构型及其结合能（BDE），结果表明该体系有两种稳定构象，通过对这两种构象稳定性的分析，揭示了空间位阻对橡稳定性的影响，经计算在MP2／6－311＋G（2d,2p）水平上，CH4…PH3体系的结合能为1．9kJ/mol，考虑基集超位误差校正（BSSE）后，结合能为1．0kJ/mol，将此结果与其它氢键体系作了比较，并分析了产生这种结果的原因。     

硝基甲烷正、负带电离子氢转移反应位垒的计算研究

采用DFT（UB3LYP）方法,在6—311＋＋G^＊＊基组水平上,计算研究了硝基甲烷2种带电结构[CH3NO2]^＋和[CH3NO2]^-分子内H原子向O原子转移后的O-N键的解离机理和反应位垒．结果表明,[CH3NO2]^＋发生氢转移后,O-N键的断裂是2步反应,第一步是分子内的H原子转移到O原子上,生成中间体[CH2N（OH）O]^＋,反应位垒为106．5kJ／mol;第二步是中间体中O-N键断裂,这步的反应位垒为105．5kJ／mol,理论计算得出的产物带电状态与实验一致．[CH3NO2]^-中H原子向O原子转移及O-N键断裂反应一步完成,生成一氢键复合物（H-Complex）,该反应位垒为176．2kJ／mol,H—Complex进一步解离成CH2NO自由基和OH^-,或是OH自由基和[CH2NO]^-．