气相环境下丙氨酸Ca2+配合物的手性转变机理及水分子的催化作用

采用基于密度泛函理论的M06方法,研究了气相环境下2种稳定构型的丙氨酸(Ala)与Ca2+配合物的手性转变及水分子的催化.研究发现,Ala_1·Ca2+的手性转变有a和b 2个通道,a通道是α-氢只以羰基氧为桥迁移;b通道是α-氢迁移到羰基氧后,氨基上的质子在纸面内侧向α-碳迁移.Ala_2·Ca2+的手性转变有a、b、c、d 4个通道,a和b通道分别是羧基内质子迁移后,α-氢只以羰基氧为桥迁移和α-氢迁移到羰基氧接质子从氨基氮向α-碳迁移;c通道是钙与氮的配位键断裂后,α-氢向氨基氮迁移;d通道是钙与氮的配位键断裂后,Ala_2·Ca2+向Ala_1·Ca2+异构,再接Ala_1·Ca2+的手性转变.势能面计算表明,Ala_1·Ca2+手性转变的a通道具有优势,总包能垒为134.8 kJ·mol-1,Ala_2·Ca2+手性转变的d通道具有优势,总包能垒为235.3 kJ·mol-1;水分子的催化使能垒分别降至40.8和141.3 kJ·mol-1.结果表明,Ca2+对Ala的手性转变具有催化作用,水分子对丙氨酸Ca2+配合物的手性转变具有极好的催化作用.