苯丙氨酸分子的手性对映体转变机理及水分子（簇）的催化作用

来源：吉林大学学报·理学版杂志2019年第06期北京时间：

作者：潘宇, 高峰, 王野, 李冰, 杨晓翠, 王佐成

单位：1. 白城师范学院 物理与电子信息学院, 吉林 白城 137000；2. 白城师范学院 机械工程学院, 吉林 白城 137000

摘要：在MP2/6311++G(3-df,2pd-)//WB97X-D/6-311++G(-d,p-)双水平研究苯丙氨酸(Phe)分子的手性对映体转变机理, 并用分子中的原子理论(AIM)分析驻点的成键特征. 结果表明： 经过羧羟基旋转、 质子迁移、 碳碳键旋转和氨基翻转的一系列过渡态, Phe分子在质子以氨基氮为桥梁迁移的通道a和以羰基氧与氨基氮顺次为桥梁迁移的通道b内, 实现了手性对映体转变; 当2个水分子簇作为质子迁移媒介时, 在通道b中增加了质子仅以羰基氧为桥梁迁移的反应路径； 通道a具有优势, 速控步骤的内禀能垒为25971 kJ/mol, 反应的表观能垒为27026 kJ/mol； 2个水分子簇催化使速控步骤的内禀能垒降至126.47 kJ/mol,反应的表观能垒降至80.80 kJ/mol; 考虑零点振动能后, 质子从氨基氮向羰基氧迁移的能垒消失. 即水分子（簇）催化可使Phe分子实现手性对映体转变.

关键词：苯丙氨酸,手性对映体,密度泛函理论,从头计算,活化能