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手性分子螺旋结构与旋光性的理论研究

侯志强

  许多生物小分子大都具有手性的,文中以理论化学计算的方法研究了其于性构型结构、手性原子及其相连原子带的电荷和旋光性的关系。 物质的结构决定其性质,因此旋光性和结构必然有着密不可分的联系,螺旋理论指出:旋光性和结构有着直接的联系,螺旋结构才是引起旋光性的原因,并通过大量事实证明了这一点,如螺旋的铜丝虽然它没有手性碳原子但也具有旋光性。 本文在继承了螺旋理论的基础上进一步探讨了手性原子及其相连的原子所带的电荷和旋光性的关系,其中手性原子带的电荷和旋光度的关系有了初步的认识,并且从计算出的数据有很好的一致性。因为物质构成的原子电荷排布导致了物质不同的结构,因此从电荷角度考虑对旋光性的影响,进一步从电子角度揭开引起旋光性神秘面纱,深入了解其真正的本质。 在螺旋理论的基础上,我们以密度泛函理论,在B3LYP/6-311++G(d,p)和B3LYP/6-311++G(2d,2p)计算水平上,我们研究了2-五醇的旋光度和手性原子及其相连原子所带电荷之间的关系。我们通过优化计算,得到了六种2-五醇的稳定构型和它们的旋光度,并根据假设做了讨论,但是旋光性有很多因素决定,因此少数实验数据定性讨论。得出了手性原子带的电荷越正贡献就越大和键角及原子所带电荷越多对旋光度贡献就越大,但大部分实验数据还是可以说明一些问题的。 我们优化了丙氨酸的中性态,带正电荷体和负电荷体的不同构象并算出其旋光度,讨论了激发态的旋光度,分别从构型,键角和电荷考虑了对旋光度的影响。得出了键角越大越有利于旋光度。 在优化了八种具有两个具有不同手性碳原子的丙酰胺氨基酸构型,并得到其旋光度,讨论了不同手性碳原子对分子旋光度的贡献,得出了手性原子带的电荷越正贡献就越大。……   
[关键词]:旋光性;密度泛函理论;丙酰胺氨基酸;电荷;螺半径
[文献类型]:硕士论文
[文献出处]:曲阜师范大学2011年