中文摘要：

运用生物正交反应修饰生物大分子是化学生物学研究的重要技术方法。有机膦具有较好的生物相容性，又能诱发许多高度化学选择性反应，因而在生物正交反应中被广泛应用，发展出施陶丁格连接等重要化学生物学方法。然而这些膦参与的生物正交反应也存在一些问题限制其应用，如反应速率还不够高、反应底物范围有限等。在深入理解反应机理及结构-活性关系基础上，对反应进行系统优化是行之有效的手段。因此，本项目计划使用量子计算化学方法对有机膦诱导的多类生物正交反应进行机理研究，揭示其结构-活性关系。具体内容为研究施陶丁格-亚磷酸酯反应和三芳基膦-亚硝基硫醇反应的详细机理，获得与机理相关的各种信息（决速步、过渡态构象等），解释实验中观测到的选择性。系统考察反应底物变化对反应速率和选择性的影响，总结出底物的结构-活性规律，在此基础上设计一些新的可能具有较高反应活的反应物，并通过理论进行预测，对理论预测效率高的反应用实验进行验证。