中圖分類號：R113 文獻標識碼：A 文章編號：1005-0515（2013）7-024-01

研究背景

分子間相互作用的研究在新藥的合成與設(shè)計、晶體工程和材料的性質(zhì)的研究中也舉足輕重，其中小分子與DNA堿基的相互作用是具有代表性及研究意義的一類分子間相互作用。DFT方法是近年來比較流行的一種處理相互作用多粒子體系的量子化學(xué)似計算方法。通過對電子動能和勢能的平均化處理，借助變分法或數(shù)值方法，可以得到Schrōdinger方程的近似解，大大簡化了電子結(jié)構(gòu)的計算，且不受自旋污染的影響，在經(jīng)過對密度泛函理論的各種修正和擴充后，可以得到相當準確的體系各種性質(zhì)。一般地， DFT的計算量約與基函數(shù)個數(shù)的3次方成正比，大體與ab initio HF SCF方法的計算量相當?？梢哉f，它既克服了傳統(tǒng)的ab inito HF SCF方法難以考慮電子相關(guān)作用的缺點，又避開了CISD、CCSD（T）等方法處理較大體系耗費時間的不足。因此，DFT為研究較大的體系提供了一條可能的途徑。

甲酰胺-胞嘧啶（FC）復(fù)合物的相互作用能（ΔE）

在甲酰胺與胞嘧啶通過分子間氫鍵相互作用形成復(fù)合物時，相互作用能（ΔE）的大小直接影響所形成的復(fù)合物的穩(wěn)定性。我們在單體及復(fù)合物構(gòu)型優(yōu)化的基礎(chǔ)上，對所得的四種復(fù)合物的相互作用能進行了計算。

從表中我們可以看出：在同一基組的情況下，ΔECP和ΔECP之間存在一定差異。造成這種結(jié)果的原因是：體系結(jié)構(gòu)經(jīng)過優(yōu)化計算后，直接計算體系的能量是存在一定的誤差的，這些數(shù)據(jù)與對應(yīng)的校正后的能量值是有一定的差異的。BSSE的變化范圍為1.53-2.15 kJ.mol-1，BSSE占作用能的比例為3.4-3.8%，說明了計算分子間相互作用能時進行校正是很有必要的。

對于同一基組情況下的復(fù)合物FC1，F(xiàn)C2，F(xiàn)C3，F(xiàn)C4比較可以發(fā)現(xiàn)，校正后的結(jié)合能大小排序是 FC1 > FC2 > FC3 > FC4。FC1和FC2屬于八元環(huán)的第一類復(fù)合物，F(xiàn)C3，F(xiàn)C4屬于七元環(huán)的第二類復(fù)合物。比較第一類復(fù)合物和第二類復(fù)合物可以發(fā)現(xiàn)其中第一類復(fù)合物的氫鍵同時為N-H…O >和N-H…N 構(gòu)型或者含有這兩種中的一種構(gòu)型，而第二種復(fù)合物的氫鍵同時N-H…O 和 C-H…O 構(gòu)型或者C-H…O和 C-H…N，而根據(jù)原子電負性可以知道氫鍵強弱有如下順序：N-H…O > N-H…N > C-H…O > C-H…N，這與結(jié)合能穩(wěn)定性關(guān)系相一致，分別從兩類復(fù)合物中取一代表舉一例子，比較其中FC1構(gòu)型和FC4構(gòu)型可以發(fā)現(xiàn)FC1構(gòu)型的氫鍵只有N-H…O，F(xiàn)C4構(gòu)型的氫鍵為C-H…O 和C-H…N對比這兩類氫鍵可以發(fā)現(xiàn)N原子的電負性要高于C原子，所以氫鍵的穩(wěn)定性FC1要好于FC4，而通過構(gòu)型可以發(fā)現(xiàn)FC1類的鍵角較FC4的要更接近于1800，而可以發(fā)現(xiàn)FC1構(gòu)型復(fù)合物的結(jié)合能最高，穩(wěn)定性最強，在甲酰胺和腺嘌呤形成復(fù)合物時FC1為最易于形成的構(gòu)型。

結(jié)論：通過對甲酰胺與胞嘧啶的結(jié)合能分析得到其復(fù)合物穩(wěn)定性關(guān)系為FC1 > FC2 > FC3 > FC4，這一關(guān)系可以粗略表征甲酰胺與腺嘌呤結(jié)合是形成化合物的最大與最小可能性關(guān)系，對我們后期的研究有一定的參考作用。