采用基于密度泛函理论的 B3LYP 方法和微扰论的 MP2方法,研究了单体缬氨酸分子的手性转变机理及水分子和羟基自由基对氢迁移反应的催化作用。反应通道研究发现:缬氨酸手性对映体转变反应有 a、b、c和 d 四个通道。a 和 c 是手性 C 碳上的 H 分别以氨基 N 和羰基 O 为桥,迁移到手性碳的另一侧,实现手性转变;b 是手性碳上的 H 依次以羰基 O 和氨基 N 为桥,迁移到手性碳另一侧,实现手性转变;d 手性碳上的 H 以羟基O 为桥,迁移到手性 C 的另一侧,实现手性转变。势能面计算表明:a 为最具优势反应通道,最高能垒为257.6 kJ·mol -1;1个水分子、2个水分子链以及1个水分子和羟基自由基构成的链对 H 迁移反应有较好的催化作用,使 a 通到上的高能垒分别降为160.3、124.4和104.0 kJ·mol -1。结果表明:缬氨酸分子在生命体内的旋光异构主要是在水分子和羟基自由基共同作用下完成的。