气相环境下丙氨酸Ca2+配合物的手性转变机理及水分子的催化作用

• 作者: 刘芳 张雪娇 徐锐英 杨晓翠 潘宇 王佐成 马宏源
• 来源期刊: 浙江大学学报（理学版）
• 学科: 化学
• 关键词: 丙氨酸 钙离子(Ca2+) 手性转变 密度泛函理论 过渡态 能垒
• 年，卷（期）: 2020,（5）
• 所属期刊栏目: 化学
• 页码范围: 630-641
• 页数: 12页
• 分类号: O641.12
• 语种: 中文
• DOI: 10.3785/j.issn.1008-9497.2020.05.015

摘要

采用基于密度泛函理论的M06方法,研究了气相环境下2种稳定构型的丙氨酸(Ala)与Ca2+配合物的手性转变及水分子的催化.研究发现,Ala_1·Ca2+的手性转变有a和b 2个通道,a通道是α-氢只以羰基氧为桥迁移;b通道是α-氢迁移到羰基氧后,氨基上的质子在纸面内侧向α-碳迁移.Ala_2·Ca2+的手性转变有a、b、c、d 4个通道,a和b通道分别是羧基内质子迁移后,α-氢只以羰基氧为桥迁移和α-氢迁移到羰基氧接质子从氨基氮向α-碳迁移;c通道是钙与氮的配位键断裂后,α-氢向氨基氮迁移;d通道是钙与氮的配位键断裂后,Ala_2·Ca2+向Ala_1·Ca2+异构,再接Ala_1·Ca2+的手性转变.势能面计算表明,Ala_1·Ca2+手性转变的a通道具有优势,总包能垒为134.8 kJ·mol-1,Ala_2·Ca2+手性转变的d通道具有优势,总包能垒为235.3 kJ·mol-1;水分子的催化使能垒分别降至40.8和141.3 kJ·mol-1.结果表明,Ca2+对Ala的手性转变具有催化作用,水分子对丙氨酸Ca2+配合物的手性转变具有极好的催化作用.