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α-丙氨酸限域在扶椅型SWBNNT(9,9)与水复合环境下的手性转变机制

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中山大学学报（自然科学版） 2015年第3期54卷 85-92页

作者：梅泽民佟华夏立利吕洋杨晓翠王佐成白城师范学院化学学院吉林白城137000 白城师范学院物理学院吉林白城137000 吉林大学原子分子物理研究所吉林长春130000

用量子化学ONIOM(B3LYP/6-311++G(3df,3pd):UFF)∥ONIOM(B3LYP/6-31+G(d,p):UFF)方法,研究α-Ala在SWBNNT(9,9)与水复合环境的手性转变。分子结构计算表明:反应物S型α-Ala和中间体INT1在SWBNNT(9,9)与水复合环境,与单体相比,氢转移断的O-H和C-H键都略长,H与其要转移到的目标原子O的距离均短很多。反应通道研究发现:在SWBNNT(9,9)与水复合环境下,α-Ala手性转变有4条路径,每条路径上氢转移都能以1个或2个水分子为媒介实现。势能面计算发现:手性转变反应的最高能垒来自H从手性C向羰基O转移的过渡态;在氨基先异构接着羧基H转移和H从手性C向羰基O转移顺次实现的路径,并以2H2O为氢转移媒介时最高能垒被降到最小值153.8 k J·mol-1。比只在SWBNNT(9,9)内的302.7 k J·mol-1明显降低,比只在水环境的167.8 k J·mol-1也有所降低。结果表明:SWBNNT(9,9)与水复合环境,对α-Ala手性转变有较好的催化作用。

关键词：氮化硼纳米管 α-丙氨酸手性转变 ONIOM方法密度泛函过渡态

α-丙氨酸分子手性转变反应通道及水分子作用的理论研究

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浙江大学学报（理学版） 2015年第2期42卷 189-197页

作者：王佐成高峰赵衍辉佟华梅泽民白城师范学院物理学院吉林白城137000 吉林大学原子与分子物理研究所吉林长春130012 白城师范学院化学学院吉林白城137000

基于密度泛函理论,对孤立条件下的α-丙氨酸分子手性转变过程和水分子对此过程中氢转移的催化作用进行了研究.通过寻找过渡态和中间体等极值点的结构,绘制了孤立条件下α-丙氨酸分子手性转变的过程以及水环境中重要氢转移过程的势能面.... 详细信息

基于密度泛函理论,对孤立条件下的α-丙氨酸分子手性转变过程和水分子对此过程中氢转移的催化作用进行了研究.通过寻找过渡态和中间体等极值点的结构,绘制了孤立条件下α-丙氨酸分子手性转变的过程以及水环境中重要氢转移过程的势能面.结果表明,孤立条件下α-丙氨酸分子手性转变有2条路径:路径1由3个中间体和4个过渡态组成,最高能垒337.4kJ·mol-1来自羧基的氢向甲基迁移和甲基的氢向手性碳迁移的协同过程.路径2由4个中间体和5个过渡态组成,最高能垒316.3kJ·mol-l来自手性碳上的氢向羧基上氧的转移.单个水分子和2个水分子作为氢转移的桥梁,使路径2的最高能垒从316.3kJ·mol-1分别降到198.0和167.8kJ·mol-1.

关键词：手性 α-丙氨酸密度泛函过渡态

α-丙氨酸分子在扶手椅型SWCNT(9,9)内的手性转变机制

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浙江大学学报（理学版） 2015年第3期42卷 316-324页

作者：王佐成杨晓翠佟华赵衍辉梅泽民白城师范学院物理学院吉林白城137000 吉林大学原子与分子物理研究所吉林长春130012 白城师范学院化学学院吉林白城137000

采用组合的量子化学ONIOM(B3LYP/6-31++G(d,p):UFF)方法,研究了限域在SWCNT(9,9)内α-丙氨酸的分子结构和手性转变机制.为得到相对高水平的体系能量和反应势能面,在ONIOM(B3LYP/6-311++G(3df,3pd):UFF)水平上计算了各个包结物的单点能.... 详细信息

采用组合的量子化学ONIOM(B3LYP/6-31++G(d,p):UFF)方法,研究了限域在SWCNT(9,9)内α-丙氨酸的分子结构和手性转变机制.为得到相对高水平的体系能量和反应势能面,在ONIOM(B3LYP/6-311++G(3df,3pd):UFF)水平上计算了各个包结物的单点能.分子结构分析表明:与单体α-丙氨酸相比,受限在SWCNT(9,9)碳纳米管内时,键长均略缩短,骨架原子的二面角基本不变.反应路径研究发现,α-丙氨酸分子在SWCNT(9,9)内的手性转变路径有2条与单体情况大致相同.不存在单体情况的有羰基H和甲基H协同转移过程的反应通道.对手性转变反应过程势能面的计算发现,S型α-丙氨酸在SWCNT(9,9)内向R型转变与单体α-丙氨酸手性转变反应过程的主要能垒相比较,路径1的最高能垒同样是由在纸外面的氢从手性碳直接到羰基氧的过渡态产生的,能垒基本不变;路径2是氢先在羧基内转移,此过程的能垒由194.5降到137.6kJ·mol-1.而后纸外面的氢从手性碳转移到羰基,此过程的能垒由317.1降到302.9kJ·mol-1.研究结果表明,SWCNT(9,9)对α-丙氨酸的限域影响使手性转变反应过程的某些能垒降低,改变或部分改变了反应路径.

关键词：碳纳米管 α-丙氨酸手性转变密度泛函过渡态

α-丙氨酸Co^(3+)配合物旋光异构及水溶剂效应的理论研究

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复旦学报（自然科学版） 2021年第5期60卷 607-617页

作者：彭国强刘军徐锐英雷泽平杨清荟崔金玉赵丽红郝成欣王佐成佟华白城医学高等专科学校基础医学部吉林白城137000 白城师范学院物理学院吉林白城137000 营口理工学院基础教研部辽宁营口115000

采用密度泛函理论的M06和MN15方法,研究了α-丙氨酸(α-Ala)与Co^(3+)配合物的旋光异构及水溶剂效应.反应通道的研究结果显示:气相α-Ala·Co^(3+)可在2个通道a和b实现旋光异构,a是羰基氧作质子迁移媒介;b是羰基氧和甲基碳联合作质子迁... 详细信息

采用密度泛函理论的M06和MN15方法,研究了α-丙氨酸(α-Ala)与Co^(3+)配合物的旋光异构及水溶剂效应.反应通道的研究结果显示:气相α-Ala·Co^(3+)可在2个通道a和b实现旋光异构,a是羰基氧作质子迁移媒介;b是羰基氧和甲基碳联合作质子迁移媒介.水液相下α-Ala·Co^(3+)可在3个通道a、b和c实现旋光异构,a和b通道与气相的相同;c是羰基氧和氨基氮联合作质子迁移媒介.势能面计算结果表明:气相α-Ala·Co^(3+)在a和b通道旋光异构的活化能都是113.2 kJ·mol^(-1);隐性水溶剂效应下α-Ala·Co^(3+)在a、b和c通道旋光异构的活化能都是235.6 kJ·mol^(-1),显性水溶剂效应下该能垒降到143.5 kJ·mol^(-1).结果表明:气相α-Ala·Co^(3+)可以缓慢地消旋,水液相下的α-Ala·Co^(3+)很难消旋.

关键词： α-丙氨酸三价钴离子密度泛函理论旋光异构溶剂效应能垒

α-丙氨酸分子在扶手椅型SWBNNT(9,9)内的手性转变机制

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南京大学学报（自然科学版） 2015年第1期51卷 206-216页

作者：王佐成梅泽民吕洋白城师范学院物理学院白城137000 吉林大学原子与分子物理研究所长春130012 白城师范学院化学学院白城137000 白城师范学院网络管理中心白城137000

采用组合的量子化学ONIOM(our own n-layered integrated molecule orbit and molecule mechanics)(B3LYP/6-31++G(d,p):UFF)方法,研究了限域在SWBNNT(9,9)内α-丙氨酸的分子结构和手性转变通道.为得到高水平的能量,在ONIOM(B3LYP/6-311++G(3df,3pd):UFF)水平,计算了各个包结物的单点能.分子结构分析表明:与单体α-丙氨酸相比,受限在SWBNNT(9,9)内时,骨架碳氮原子间的键长不同程度地缩短,骨架碳原子的键角及骨架碳氮原子的二面角略有增大.反应路径研究发现:α-丙氨酸分子在SWBNNT(9,9)内的手性转变有两条同单体情况大致相同的反应通道,不存在单体情况的含有羰基H和甲基H协同转移过程的反应通道.手性转变反应过程的势能面计算发现:与单体α-丙氨酸手性转变反应过程的主要能垒相比较,在纸外面的氢从手性碳直接到羰基氧的过渡态产生的能垒,从326.5kJ·mol-1降到319.7kJ·mol-1;氢首先在羧基内转移,而后手性碳的氢在纸面外转移到羰基,这两个过程的能垒从198.0kJ·mol-1和320.3kJ·mol-1降到135.5kJ·mol-1和302.7kJ·mol-1.结果表明:限域在SWBNNT(9,9)内的α-丙氨酸,其手性转变过程中不同的氢转移反应能垒被不同程度地降低.

关键词：氮化硼纳米管 α-丙氨酸手性转变密度泛函理论过渡态 ONIOM方法

α-丙氨酸限域在螺旋手性SWCNT(12,6)与水复合环境下的手性转变机理

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复旦学报（自然科学版） 2015年第3期54卷 261-276页

作者：王佐成高峰佟华赵衍辉梅泽民白城师范学院物理学院白城137000 吉林大学原子分子物理研究所长春130012 白城师范学院化学学院白城137000

用量子化学ONIOM(B3LYP/6-311++G(3df,3pd):UFF)//ONIOM(B3LYP/6-31+G(d,p):UFF)方法,研究了α-Ala限域在SWCNT(12,6)与水复合环境的手性转变.分子结构计算表明:反应物S型α-Ala在SWCNT(12,6)和水的复合环境与单体相比,氢转移需要断的O—H键长都略长,氢转移的H与其要转到的目标原子O的距离均短很多.中间体在SWCNT(12,6)和水的复合环境下与单体相比,涉及到氢转移的C—H键略长;涉及到氢转移的H和O的距离都短.反应通道研究发现:α-Ala在SWCNT(12,6)与水复合环境下,手性转变反应有4条路径,每条路径上的氢转移都能以1个或2个水分子为媒介实现.势能面计算发现:各反应路径上的最高能垒均来自氢从手性碳向羰基氧转移的过渡态.最高能垒的最小值在氨基先异构接着羧基氢转移的路径,并以2H2O为氢转移媒介,能垒为100.3kJ·mol-1.比α-Ala在SWCNT(9,9)与水复合环境手性转变过程最高能垒的最低值154.3kJ·mol-1明显降低.结果表明:对于α-Ala的手性转变反应,螺手性SWCNT是比扶椅型SWCNT更好的纳米反应器.

关键词：碳纳米管 α-丙氨酸手性转变 ONIOM方法密度泛函过渡态

α-丙氨酸Cr(Ⅲ)配合物手性反转及水溶剂效应的理论研究

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武汉大学学报（理学版） 2023年第3期69卷 363-372页

作者：马宏源乔朝阳张雪娇刘芳于秀斌佟华王佐成白城师范学院物理学院吉林白城137000 白城师范学院网络中心吉林白城137000

在M06/6-311++G(d,p)和MN15/6-311++G(2df,pd)双水平,研究了α-丙氨酸(α-Ala)与Cr^(3+)的配合物S-α-Ala·Cr^(3+)的手性反转,结合极化连续介质的SMD模型方法研究了水溶剂的作用。S-α-Ala·Cr^(3+)的手性反转有3个通道:a通道是氨基N作质子转移媒介;b通道是羰基O和氨基N联合作质子转移媒介;c通道是羰基O作质子转移媒介。势能面研究表明:气相S-α-Ala·Cr^(3+)在a、b、c通道手性反转的活化能分别是295.6、305.5、123.6 k J/mol;水液相S-α-Ala·Cr^(3+)在a通道的活化能降至95.8 k J/mol,在b通道和c通道的活化能降至108.0 k J/mol。结果表明:气相α-Ala·Cr^(3+)能缓慢消旋,因此光学纯的α-Ala·Cr^(3+)不能在气固相下长期保存;水液相下α-Ala·Cr^(3+)能缓慢消旋,α-Ala·Cr^(3+)只能短期且少量的用于生命体同补α-Ala和Cr^(3+)。

关键词： α-丙氨酸三价铬密度泛函理论手性反转水溶剂效应能垒

β-(取代色酮-3-基)-α-丙氨酸的合成

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有机化学 2006年第4期26卷 533-536页

作者：刘俊惠永海曹玲华新疆大学化学化工学院乌鲁木齐830046

3-甲酰基色酮1a～1h与马尿酸反应,生成缩合产物色酮-3-基吖内酯2a～2h,水解后得到相应的β-(取代色酮-3-基)-α-丙氨酸3a～3h.

关键词： 3-甲酰基色酮吖内酯 α-丙氨酸

水液相下α-丙氨酸Se(Ⅳ)配合物手性翻转的密度泛函理论研究

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中山大学学报（自然科学版）（中英文） 2023年第1期62卷 149-160页

作者：乔朝阳刘芳张雪娇徐亚华王旭杨清荟杨晓翠王佐成白城师范学院计算机科学学院吉林白城137000 白城师范学院物理学院吉林白城137000 白城市中心医院心血管内科吉林白城137000

采用密度泛函理论的M06和MN15方法,结合极化连续介质的SMD模型方法,研究了S-α-丙氨酸(S-α-Ala)与4价硒(Se(Ⅳ))配合物(Se(Ⅳ))的手性翻转机理。反应通道研究发现,S-α-Ala·Se(Ⅳ)可在α-H质子只以羰基O作媒介迁移;α-H质子向羰基O迁... 详细信息

采用密度泛函理论的M06和MN15方法,结合极化连续介质的SMD模型方法,研究了S-α-丙氨酸(S-α-Ala)与4价硒(Se(Ⅳ))配合物(Se(Ⅳ))的手性翻转机理。反应通道研究发现,S-α-Ala·Se(Ⅳ)可在α-H质子只以羰基O作媒介迁移;α-H质子向羰基O迁移后,质子再从氨基N向α-C迁移;质子从质子化氨基向羰基O迁移后,α-H质子再以氨基N作媒介迁移的3个通道上实现手性翻转。势能面计算表明:第3个反应通道最具优势,隐性水溶剂效应下的自由能垒是227.6 kJ/mol,来自于质子从氨基N向α-C迁移的过渡态;显性水溶剂效应下的自由能垒是155.6 kJ/mol,来自于质子从质子化氨基N向羰基O迁移的过渡态。结果表明:水液相下手性α-Ala·Se(Ⅳ)很难消旋,其用于生命体同补α-Ala和Se(Ⅳ)有较好的安全性。

关键词： α-丙氨酸 4价硒密度泛函理论手性翻转能垒

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