Asp分子手性对映体转变机理及水的催化作用

来源：吉林大学学报·理学版杂志2019年第04期北京时间：

作者：乔朝阳, 庄严, 姜春旭, 高峰, 杨晓翠, 王佐成

单位：1. 白城师范学院 计算机科学学院, 吉林 白城 137000； 2. 白城师范学院 理论计算中心, 吉林 白城137000;3. 白城师范学院 传媒学院, 吉林 白城 137000； 4. 白城师范学院 物理与电子信息学院, 吉林 白城 137000

摘要：用色散校正密度泛函WB97XD方法、 微扰理论的MP2方法和自洽反应场的SMD模型方法, 研究两种天冬氨酸(Asp)分子在优势反应通道的手性对映体转变、 水分子催化及溶剂效应. 结果表明： Asp分子经α羧羟基、 β羧羟基、β羧基和R基旋转及质子从α碳向氨基氮、 质子从氨基氮向α碳和羧基内质子迁移的一系列过渡态, 实现了手性对映体转变, 并得到几种不同构型的旋光异构产物； 具有2条较强单氢键和2条中等强度单氢键的Asp分子在优势通道旋光异构的内禀能垒分别为258.5,253.8 kJ/mol, 均来自α氢向氨基氮迁移的过渡态； 2个水分子簇的催化使其能垒分别降至133.3,134.3 kJ/mol, 水溶剂环境下分别降至106.3,107.8 kJ/mol. 表明水分子簇的催化可使Asp分子缓慢实现手性对映体转变, 水溶剂化效应可加快反应速度.

关键词：手性对映体,天冬氨酸,密度泛函理论,微扰理论,SMD模型,过渡态,溶剂效应