水液相下羟基负离子（水分子簇）催化脯氨酸旋光异构的理论研究

作者：刘军; 唐晓文; 潘宇; 刘芳; 张雪娇; 马宏源; 王佐成^*

来源：中山大学学报：自然科学版（中英文）, 2022, 61(04): 85-94.

DOI：10.13471/j.cnki.acta.snus.2020c023

• 脯氨酸
• 羟基负离子
• 水分子簇
• 密度泛函理论
• 自洽反应场理论
• 旋光异构
• 过渡态
• 能垒

采用密度泛函理论的M06-2X和MN15方法与自洽反应场理论的SMD模型方法，研究水液相下羟基负离子水分子簇催化S-型两性脯氨酸分子(S-Pro)的旋光异构。首先考察了S-Pro异构成中性亚氨基酸后，羟基负离子(水分子簇)抽取α-H，脯氨酸-碳负离子抽取水分子(簇)的质子，S-Pro旋光异构的反应通道；然后考察了羟基负离子(水分子簇)直接抽取S-Pro的α-H，脯氨酸-碳负离子抽取水分子(簇)的质子，以及S-Pro旋光异构的反应通道。势能面计算表明：S-Pro异构成中性亚氨基酸后，羟基负离子(水分子簇)抽α-H的通道最具优势，决速步的自由能垒为46.9～59.1 kJ·mol-1。羟基负离子(水分子簇)直接抽两性S-Pro的α-H的反应通道是劣势通道，决速步的自由能垒为70.8 kJ·mol-1。结果表明，碱性环境下脯氨酸的消旋反应会温和地进行。

• 单位
  物理学院; 白城师范学院; 中山大学