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MOR分子筛12元环孔道对α丙氨酸手性转变反应的限域影响

2016-09-02马宏源王佐成赵晓波闫红彦

复旦学报(自然科学版) 2016年1期

马宏源,王佐成,赵晓波,高 峰,闫红彦,佟 华

(1. 白城师范学院 物理学院,白城 137000; 2. 白城师范学院 计算机科学学院,白城 137000)



马宏源1,王佐成1,赵晓波,高峰1,闫红彦2,佟华1

(1. 白城师范学院 物理学院,白城 137000; 2. 白城师范学院 计算机科学学院,白城 137000)

采用量子力学与分子力学相结合的ONIOM方法,研究了α-丙氨酸限域在MOR分子筛12元环孔道内的手性转变.反应通道研究发现: 手性转变反应有a,b和c 3个通道.a通道上,手性C上的H以氨基N作为迁移桥梁;b通道上,手性C上的H先后以羰基O和氨基N作为迁移桥梁;c通道上,先是在羧基内实现H迁移,而后手性C上的H再以羰基O为桥梁迁移,进而实现手性转变.反应势能面计算发现: 相对于孤立环境,α-Ala 限域在MOR分子筛12元环孔道,在各通道的手性转变能垒被不同程度地降低.在c通道,羧基内H迁移和手性C上的H向羰基迁移的能垒分别为124.4和298.2kJ·mol-1,比单体此过程的能垒195.1和316.5kJ·mol-1明显降低.结果表明: MOR分子筛12元环孔道对α-Ala的手性转变反应具有催化作用,对羧基内H迁移反应的限域催化作用明显.

MOR分子筛;α-丙氨酸; 手性转变; ONIOM方法; 密度泛函; 微扰论; 过渡态

光学纯α-丙氨酸(α-Ala)有着极其重要的作用,左旋体可以预防肾结石、缓和低血糖以及协助葡萄糖代谢,右旋体具有抑菌和对皮肤保湿的作用.基于此,人们对它进行了深入广泛的研究.文献[1-3]报道了α-Ala 手性对映体的结构特性、红外振动谱和振动圆二色光谱;文献[4-5]报道了有微量的右旋α-Ala存在于生命体内,并且过量将导致某些疾病.猜测其部分来源于左旋体的异构化,但没有给出其手性转变机理.

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