極性溶液中酸堿電離平衡常數(shù)的理論研究.pdf

1、眾所周知，氫鍵在化學(xué)、生物等廣泛的領(lǐng)域內(nèi)起著非常重要的作用。氫鍵不僅能影響到分子和生物大分子中的結(jié)構(gòu)和穩(wěn)定性，同時它也能影響到許多化學(xué)、物理和生物過程。將氫鍵理論運用到酸堿標(biāo)度的研究作為一個嶄新的課題近年來已經(jīng)引起廣泛的關(guān)注。對有機物的pKa理論研究是對實驗測試方法的補充，更能從微觀角度揭示電離的現(xiàn)象和本質(zhì)。因此，這是一個有趣而且很有指導(dǎo)意義的課題，人們期盼著能從理論上對有機物的pKa進(jìn)行研究，以求彌補實驗的缺陷。溶劑化效應(yīng)在化學(xué)反應(yīng)速

2、率、化學(xué)平衡、甚至反應(yīng)機理中都廣泛存在著，目前，國內(nèi)外對溶劑化效應(yīng)的研究是理論化學(xué)計算中一個炙手可熱的領(lǐng)域。 本文主要研究了有機酸、有機胺、氨基酸等，運用高水平從頭計算方法詳細(xì)研究了它們的水合分子簇體系。我們主要在各物種的平衡構(gòu)型基礎(chǔ)上，分析其最優(yōu)化幾何參數(shù)和相互作用能，同時進(jìn)行了最穩(wěn)定構(gòu)型的指認(rèn)。接下來，我們采用不同方法(主要是B3LYP和HF方法)結(jié)合極化連續(xù)模型(PCM)對不同官能團(tuán)有機物在極性溶劑(水)中的pKa值進(jìn)行理

3、論計算，探討何種方法更適合于pKa的理論研究。在最后一章中把氨基酸的酸性基團(tuán)和堿性基團(tuán)綜合起來考慮時，我們將以氫鍵為基礎(chǔ)形成的簇．連續(xù)理論運用到氨基酸等兩性物質(zhì)等電點pKI的計算中，同時探討了形成分子簇時溶劑分子的最佳數(shù)目和位置。 本文采用水分子圍繞在有機酸、有機胺、氨基酸的極性基團(tuán)周圍，使之形成分子簇，然后探尋相應(yīng)的最優(yōu)化構(gòu)型，并構(gòu)建合適的熱動力學(xué)循環(huán)，最終取得了理論模擬計算的結(jié)果與實驗值的較好吻合。本文對有機物酸堿標(biāo)度研究的