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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
  • ISSN号:1000-6818
  • 期刊名称:Acta Physico - Chimica Sinica
  • 时间:0
  • 页码:2809-2816
  • 分类:O641[理学—物理化学;理学—化学]
  • 作者机构:[1]辽宁师范大学化学化工学院,辽宁大连116029
  • 相关基金:国家自然科学基金(20973088,21173109,21133005)和教育部高等学校博士点基金(20102136110001)资助项目.
  • 相关项目:快速预测蛋白质多肽体系中氢键强度及其协同效应的计算化学新方法
中文摘要:

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M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…O2C氢键键长厂(H…O)缩短,氢键强度增强;吸电子取代基使N~H…O2C氢键键长,(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门(O)对N-H的反键轨道矿(N—H)的二阶相互作用稳定化能增强,吸电子基团伎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.

英文摘要:

Theoretical calculations on a series of N-H…O-C hydrogen-bonded complexes containing 1-methyluracil and N-methylacetamide were carried out using B3LYP and MP2 methods. Substituent effects in the hydrogen bond acceptor molecule (1-methyluracil) on the hydrogen bond strength and hydrogen bond cooperativity were explored. The calculation results show that electron donating groups shorten the H…O distance and strengthen the N-H…O=C hydrogen bond, whereas electron withdrawing groups lengthen the H…O distance and weaken the N- H…O=C hydrogen bond. Natural bond orbital (NBO) analysis further indicates that electron donating groups result in a larger positive charge on the H atom and a larger negative charge on the O atom in the N-H…O=C bond, and result in increased charge transfer between the proton donor and acceptor molecules. Electron withdrawing groups show the opposite results. NBO analysis also indicates that electron donating groups result in larger second-order interaction energies between the oxygen lone pair and the N - H antibonding orbital when compared to the 1-methyluracil-containing complex (R=H), while electron withdrawing groups result in smaller second-order interaction energies.

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期刊信息
  • 《物理化学学报》
  • 中国科技核心期刊
  • 主管单位:中国科学技术协会
  • 主办单位:北京大学化学与分子工程学院承办
  • 主编:刘忠范
  • 地址:北京大学化学楼
  • 邮编:100871
  • 邮箱:whxb@pku.edu.cn
  • 电话:010-62751724
  • 国际标准刊号:ISSN:1000-6818
  • 国内统一刊号:ISSN:11-1892/O6
  • 邮发代号:82-163
  • 获奖情况:
  • 中文核心期刊
  • 国内外数据库收录:
  • 俄罗斯文摘杂志,美国化学文摘(网络版),荷兰文摘与引文数据库,美国科学引文索引(扩展库),英国科学文摘数据库,日本日本科学技术振兴机构数据库,中国中国科技核心期刊,中国北大核心期刊(2004版),中国北大核心期刊(2008版),中国北大核心期刊(2011版),中国北大核心期刊(2014版),英国英国皇家化学学会文摘,中国北大核心期刊(2000版)
  • 被引量:24781