取代基对腺嘌呤与胸腺嘧啶氢键复合物体系结合能的影响简

优化得到了17个取代胸腺嘧啶与腺嘌呤形成的氢键复合物的结构,并计算了这些复合物的结合能,探讨了胸腺嘧啶上不同取代基对结合能的影响. 结果表明,CF3取代的胸腺嘧啶与腺嘌呤间的结合能大于胸腺嘧啶与腺嘌呤间的结合能,这可能是屈氟尿苷具有阻止病毒及肿瘤扩散功能的原因所在. SO3H,CN和NO2取代的胸腺嘧啶与腺嘌呤间具有更大的结合能,表明这3个基团取代的胸腺嘧啶也可能具有潜在的抗肿瘤作用. 分子中原子理论与自然键轨道分析表明,在所有体系中,氢键N—H…N最强,N—H…O=C次之,C—H…O=C最弱,轨道作用在氢键作用中占有重要地位.     

取代基对1-甲基尿嘧啶与N-甲基乙酰胺氢键复合物中氢键强度的影响

使用密度泛函理论B3LYP方法和二阶微扰理论MP2方法对由1-甲基尿嘧啶与N-甲基乙酰胺所形成的氢键复合物中的氢键强度进行了理论研究, 探讨了不同取代基取代氢键受体分子1-甲基尿嘧啶中的氢原子对氢键强度的影响和氢键的协同性. 研究表明: 供电子取代基使N－H…O＝C氢键键长r(H…O)缩短, 氢键强度增强; 吸电子取代基使N－H…O＝C氢键键长r(H…O)伸长, 氢键强度减弱. 自然键轨道(NBO)分析表明: 供电子基团使参与形成氢键的氢原子的正电荷增加, 使氧原子的负电荷增加, 使质子供体和受体分子间的电荷转移量增多; 吸电子基团则相反. 供电子基团使N－H…O＝C氢键中氧原子的孤对电子轨道n(O)对N－H的反键轨道σ^*(N－H)的二阶相互作用稳定化能增强, 吸电子基团使这种二阶相互作用稳定化能减弱. 取代基对与其相近的N－H…O＝C氢键影响更大.     

槲皮素与尿嘧啶和胸腺嘧啶氢键的结合位点

深入理解药物分子和核酸碱基间的相互作用机制对合理设计研发新型高效药物有重要意义. 本文运用密度泛函理论B3LYP方法对核酸碱基尿嘧啶和胸腺嘧啶与药物分子槲皮素间的氢键相互作用位点进行了研究. 使用B3LYP/6-31G(d)方法优化得到了30个稳定的氢键复合物结构, 使用B3LYP/6-311++G(3df,2p)方法计算了这些复合物的结合能. 研究结果表明, 槲皮素可以使用5个不同的结合位点与尿嘧啶或胸腺嘧啶形成氢键复合物, 尿嘧啶或胸腺嘧啶可以使用3个不同的结合位点与槲皮素形成氢键复合物. 当槲皮素的结合位点固定时, 槲皮素与尿嘧啶的位点u1或胸腺嘧啶的位点t1形成的氢键作用最强, 与位点u2或位点t2形成的氢键强度最弱; 当尿嘧啶或胸腺嘧啶的作用位点固定时, 二者与槲皮素的位点qu1 形成的氢键作用最强, 与位点qu5 作用强度次之, 与位点qu3的作用强度最弱. 分子中原子(AIM)和自然键轨道(NBO)分析计算结果表明, 轨道作用在氢键中起重要作用.     

取代基对N-H…O=C氢键三聚体中氢键强度的影响

使用MP2方法研究了氢键三聚体中N—H…O=C氢键强度, 探讨了氢键受体分子中不同取代基对N—H…O=C氢键强度的影响. 研究表明, 不同取代基对氢键三聚体中N—H…O=C氢键强度的影响是不同的: 取代基为供电子基团, 氢键键长r(H…O)缩短, 氢键强度增强; 取代基为吸电子基团, 氢键键长r(H…O)伸长, 氢键强度减弱. 自然键轨道(NBO)分析表明, N—H…O=C氢键强度越强, 氢键中氢原子的正电荷越多, 氧原子的负电荷越多, 质子供体和受体分子间的电荷转移越多. 供电子基团使N—H…O=C氢键中氧原子的孤对电子n(O)对N—H的反键轨道滓*(N—H)的二阶相互作用稳定化能增加, 吸电子基团使这种二阶相互作用稳定化能减小. 取代基对与其相近的N—H…O=C氢键影响更大.     

槲皮素与腺嘌呤氢键作用的最佳位点

本文优化得到了16个由槲皮素与腺嘌呤形成的氢键复合物的稳定结构,并计算了它们的结合能.研究发现,在气相和水相中,槲皮素均通过qu1位点与腺嘌呤作用形成稳定的氢键复合物.比较了腺嘌呤与槲皮素形成的氢键复合物、腺嘌呤与胸腺嘧啶形成的Watson-Crick碱基对的相对稳定性.在气相条件下Watson-Crick碱基对更稳定,在水相条件下腺嘌呤与槲皮素形成的氢键复合物更稳定,说明水相条件下腺嘌呤与槲皮素之间的相互作用强于与胸腺嘧啶之间的相互作用.基于标准反应Gibbs自由能变的计算结果估算了水相条件下腺嘌呤与槲皮素形成的氢键复合物和Watson-Crick碱基对的相对平衡浓度.     

取代基对N—H…O＝C氢键三聚体中氢键强度的影响

使用MP2方法研究了氢键三聚体中N-H…O=C氢键强度,探讨了氢键受体分子中不同取代基对N-H…O=C氢键强度的影响.研究表明,不同取代基对氢键三聚体中N-H…O=C氢键强度的影响是不同的:取代基为供电子基团,氢键键长r(H…O)缩短,氢键强度增强;取代基为吸电子基团,氢键键长r(H…O)伸长,氢键强度减弱.自然键轨道(NBO)分析表明,N-H…O=C氢键强度越强,氢键中氢原子的正电荷越多,氧原子的负电荷越多,质子供体和受体分子间的电荷转移越多.供电子基团使N-H…O=C氢键中氧原子的孤对电子n(O)对N-H的反键轨道σ~*(N-H)的二阶相互作用稳定化能增加,吸电子基团使这种二阶相互作用稳定化能减小.取代基对与其相近的N-H…O=C氢键影响更大.     

通过三嗪荧光探针的多氢键作用识别胸腺嘧啶

发展新型光学受体分子, 研究其对核酸碱基的选择性识别不仅有助于了解生物体内分子作用和转化的机理, 同时对发展新的生物分子检测方法和研制新药等都具有重要意义. 然而, 由于核酸碱基的性质相近, 因此实现单一碱基的选择性识别较难[1]. 氢键是一种重要的分子间相互作用力, 在生物化学和分子药理学研究中, 尤其在生物大分子的三维结构中起着重要的作用[2,3].     

酰基硫脲分子内氢键与取代基效应的定量关系

对２３个Ｎ－二茂铁甲酰基－Ｎ’－芳基硫脲和４个Ｎ－苯甲酰基－Ｎ’－芳基硫脲的δβ－ＮＨ与各种取代胺的碱性强度ｐＫｂ及苯环下取代基常数σ进行了系统的定量关系研究。结果提示了此类化合物的分子内氢键与取代基效应之间的定量关系。     

HCCO自由基与水分子氢键复合物的从头算研究

在MP2/aug-cc-pvdz水平下,对二体氢键复合物H2O…HCCO(Ⅰ)和HCCO…H2O(Ⅱ)以及三体氢键复合物(H2O)2…HCCO(Ⅲ),H2O…H2O…HCCO(Ⅳ)和H2O…HCCO…H2O(Ⅴ)的几何和相互作用能进行了计算.轨道分析表明Ⅲ中HCCO中的H(1),C(2)通过2个氢键与2个水分子形成了环...     

碱基腺嘌呤与多肽酰胺间氢键作用的最佳位点

正确理解核酸碱基和蛋白质多肽间的作用机制有助于人们利用这些生物分子有效地进行分子设计,进而制备具有特殊纳米结构和功能的生物分子材料.本文优化得到了碱基腺嘌呤与N-甲基乙酰胺、甘氨酸二肽、丙氨酸二肽形成的20个氢键复合物的结构并计算了结合能,探讨了腺嘌呤与多肽酰胺间氢键作用的最佳位点.研究发现:腺嘌呤可以使用两个不同位点(A1位点和A2位点)与N-甲基乙酰胺形成N―H…N型或者N―H…O=C型氢键复合物,腺嘌呤使用A1位点与N-甲基乙酰胺形成的N―H…N型氢键复合物更稳定;二肽分子可以使用主链上两个不同位点(丙氨酸的Ala7位点和Ala5位点或者甘氨酸的Gly7位点和Gly5位点)与腺嘌呤形成含有N―H…N和N―H…O=C两条氢键的复合物,二肽分子使用Ala7或Gly7位点与腺嘌呤形成的氢键复合物更稳定;腺嘌呤与多肽间的氢键作用强于其与N-甲基乙酰胺的作用.基于分子中的原子理论与自然键轨道计算结果分析了氢键作用的本质.     

含酰胺和尿嘧啶的氢键复合物的三体效应

采用包含BSSE校正的MP2/aug-cc-pVTZ方法对酰胺、二肽、尿嘧啶和水分子形成的氢键复合物的三体效应进行了研究,分析了三体作用能对体系总作用能的贡献.结果表明,在这些氢键复合物中,三体作用能占体系总作用能的10%~20%,三体作用属于近程作用,因此在分子模拟中至少应考虑近处的三体效应.     

H2XP…SHY复合物中磷键与硫键的理论研究

用从头算量子化学方法MP2 与CCSD(T)研究了H₂XP和SHY (X, Y=H, F, Cl, Br)分子的P与S之间形成的磷键X―P…S与硫键Y―S…P的本质与规律以及取代基X与Y对成键的影响. 计算结果表明, 硫键比磷键强, 连接在Lewis 酸上的取代基的电负性增大导致形成的磷键或硫键增强, 键能增大, 对单体的结构和性质的影响也增大; 而连接在Lewis 碱上的取代基效应则相反. 硫键键能为8.37-23.45 kJ·mol^-1, 最强的硫键结构是Y 电负性最大而X 电负性最小的HFS…PH₃, CCSD(T)计算的键能是16.04 kJ·mol^-1; 磷键键能为7.54-14.65 kJ·mol^-1, 最强的磷键结构是X 电负性最大而Y 电负性最小的H₂FP…SH₂, CCSD(T)计算的键能是12.52 kJ·mol^-1. 对磷键与硫键能量贡献较大的是交换与静电作用. 分子间超共轭lp(S)-σ^*(PX)与lp(P)-σ^*(SY)对磷键与硫键的形成起着重要作用, 它导致单体的极化, 其中硫键的极化效应较大, 从而有一定的共价特征.     

Molecular assemblies of bis- and tris-adenine derivatives

Molecular assemblies of bis- and tris-adenine derivatives were studied by means of NMR, IR, and DSC. Mixtures of the adenine derivatives and 1-hexadecylthymine showed multiple phase transitions in the temperature range of the solid phase. A difference of the NMR, IR, and DSC data between bis-adenine and tris-adenine derivatives may be attributable to a formation of intramolecular hydrogen bonds.     

Effects of Phenyl‐ and Methyl‐Substituents on p‐Phenylenediamine,an Electrochemical and Spectral Study

Two series of substituted p‐phenylenediamines have been studied for their electronic effects on redox potential and spectral properties. p‐Phenylenediamines and N,N,N′,N”‐tetramethyl‐p‐phenylenediamine substituted with different numbers of phenyl groups have been synthesized and their cyclic voltammograms have been obtained. The correlation between the substituent number and the redox potential appears linear. The slope reflects the additive effect of electron‐donating methyl and electron‐withdrawing phenyl groups. The absorption spectra of the cation radicals indicate that phenyl‐substituted ones have broad intervalence‐charge transfer bands. The p‐phenylenediamines exhibit different properties from triphenylamines in that the oxidized forms are more stable in CH₃CN then those in CH₂Cl₂. Some of the cation radicals or dications could undergo follow‐up chemical reactions and form products that are more easily oxidized.     

外围取代基团对卟啉铂(Ⅱ)配合物发光性能的影响

设计合成了具有不同外围取代基的卟啉铂(Ⅱ)配合物PtTEMP, PtTBMP, PtOMPP和PtDMPP, 并对其结构和光电性能进行了表征. 晶体结构分析结果表明, 这些卟啉铂(Ⅱ)配合物具有较理想的平面配位构型, β-位叔丁基的引入有效抑制了分子间的π-π相互作用. 外围取代基几乎不影响配合物的吸收和发光性质, 最大发射峰位于646~656 nm之间, 为配体中心的 ³π^*-π磷光发射. 空间位阻效应更强的叔丁基取代配合物(PtTBMP)的溶液态荧光量子效率和外量子效率最高, 分别为0.58和6.3%. 3个甲氧基取代的PtDMPP的发光效率优于2个甲氧基取代的PtOMPP, 二者的溶液态荧光量子效率分别为0.36和0.29, 外量子效率分别为2.4%和1.7%.     

Fapy-G对碱基氢键复合物影响的理论研究

应用量子化学方法对2,6-二氨基-4-羟基-5-甲酰胺嘧啶(Fapy-G)与正常碱基作用形成的20种氧化碱基对的多种性质进行了理论分析,碱基G的C8位被氧化后N7和N9位分别增加一个H原子,使其由氢键受体变成氢键供体,N7,N9及O6原子所带的电荷变负,同时O6作为氢键受体的能力增强.与碱基单体相比,碱基对中形成氢键的受体原子所带的电荷平均减小0.05 e;供体H原子所带的电荷平均增大0.02 e.Fapy-G分子中六元环上受体N原子参与形成氢键时,环的呼吸振动模式和N与对位C的振动模式的振动频率蓝移;与氢键相关的振动频率红移.所有氧化碱基对中,NH…N比NH…O氢键作用更强,且在NH…N氢键中,在六元环上的供体N原子形成的氢键比在氨基或开环上的供体N原子形成的氢键强.Fapy-G与碱基A作用结合能区域顺序为1>2>4>3,与碱基T(R)作用区域顺序为3=4>1>2;水溶液使Fapy-G与碱基C作用的结合能减弱程度最大,结合能达到41.84~58.58 k J/mol,且使碱基对结合能力次序发生改变.