额外氢键对甲酰胺复合物中质子转移反应影响的理论研究开题报告

1. 研究目的与意义

质子转移是一些化学，物理和生物化学发生的基础，也是理论化学研究的热点。具有分子内质子转移功能的化合物可应用于稳定聚合物、激光染色、酶催化、生物分子探针及抗癌等领域。科学家们都着重于研究不同条件下不同分子之间的质子传输过程，试图通过质子转移来更深入的研究微观世界，并且寻求更好的方法来应用于人们的生活。

2. 国内外研究现状分析

saron catak研究表明水助质子转移蛋白质和肽类水解起了至关重要的作用，并大幅度的降低其反应的活化能。natalia发现水能很好促进β-内酰胺氨解反应中质子的迁移，并以此推及到青霉素在人体血清蛋白中的分解。gian pietro研究了半胱天冬酶的作用物天冬氨酸，水很好的促进其多质子的转移。po-tuan chen在水助肽类结构质子转移中表明，水不只作为反应的溶剂，更以水分子桥的形式参与其中。

horsewill等人曾采用核磁和量子化学方法直接测量出隧道效应,从而得到了安息香酸二聚体的氢键中质子转移的动力学。质子催化的隧道效应支配着该动力学,由中氢原子的确切信息分析得到质子转移速率和势能面。通过质子的自旋一晶格弛豫时间来得到分子的几何结构,而由质子的偶极谱来推测安息香酸两个异构体的能量差异。

于海燕等人通过对气相和水相中尿嘧啶烯醇式与酮式水助质子互变异构反应的各异构体详细的理论研究，不仅得出稳定性并没有受到水分子参与反应的影响，酮式结构仍然比烯醇式结构稳定，还得出了在质子转移过程中，水分子的参与能够进一步降低反应所需的活化能，从而更好的催化反应的进行的结论。

3. 研究的基本内容与计划

采用B3LYP等量子化学研究方法，6-31g(d,p)基组，选取甲酰胺作为研究体系，分别对质子转移过程中的反应物、产物和过渡态进行构型优化，分析其电子结构，研究质子转移反应机制，探索额外氢键对甲酰胺质子转移反应过程的影响。

4. 研究创新点

1.理论计算甲酰胺在溶剂分子辅助下质子转移反应。

2.分析额外氢键对甲酰胺质子转移反应的影响规律。