李小軍（陜西省表面工程與再制造重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，西安文理學(xué)院化學(xué)工程學(xué)院，陜西西安 710065）

單環(huán)單萜化合物與金屬粒子的弱相互作用研究

李小軍（陜西省表面工程與再制造重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，西安文理學(xué)院化學(xué)工程學(xué)院，陜西西安 710065）

采用密度泛函B3LYP方法在贗勢(shì)基組LanL2DZ和全電子基組6-31++G★★級(jí)別上對(duì)銀團(tuán)簇與單環(huán)單萜α-紫羅蘭酮的弱相互作用進(jìn)行了剖析。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，此類吸附結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定主要靠配體與分子之間的弱相互作用來支撐，同時(shí)結(jié)構(gòu)內(nèi)部也存在其他的作用力形式。這些研究將對(duì)于此化合物的潛在應(yīng)用有著重要的參考依據(jù)。

單環(huán)單萜，金屬粒子，弱相互作用

在生命活動(dòng)中，原子間的弱相互作用表現(xiàn)了重要的角色，其除了穩(wěn)定結(jié)構(gòu)外，也會(huì)影響電荷轉(zhuǎn)移和電子性質(zhì)。同時(shí)，基于各種生物分子，其在各種誘導(dǎo)活動(dòng)中的特征被加強(qiáng)，比如，在DNA分子修復(fù)［1］和藥物與機(jī)體的相互作用等方面［2］都有很重要的應(yīng)用。紫羅蘭酮分子是單環(huán)單萜類化合物，其與單環(huán)相連的支鏈結(jié)構(gòu)具有不飽和的雙鍵結(jié)構(gòu)，并和過渡金屬具有很強(qiáng)的相互作用力，進(jìn)而可以穩(wěn)定生物分子在醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的應(yīng)用［3］。

1 理論方法

采用密度泛函理論B3LYP方法，并結(jié)合LanL2DZ贗勢(shì)基組（Ag）和6-31++G**全電子基組（C、H、O）對(duì)銀復(fù)合物進(jìn)行了弱相互作用研究。所研究結(jié)構(gòu)都經(jīng)過振動(dòng)頻率分析，進(jìn)而確認(rèn)其為穩(wěn)定結(jié)構(gòu)。全部計(jì)算工作采用GAUSSIAN 09軟件包［4］在I7微機(jī)上完成。

2 結(jié)果和討論

圖1 α-Ag4復(fù)合物的弱相互作用

基于優(yōu)化好的穩(wěn)定結(jié)構(gòu)，我們看到在α-紫羅蘭酮結(jié)構(gòu)中，有一個(gè)與αC遠(yuǎn)離的雙鍵，此時(shí)的支鏈結(jié)構(gòu)趨于和六元單環(huán)形成平面，分子結(jié)構(gòu)見圖1上部。同時(shí)，圖1也描述了Ag4團(tuán)簇（右下部分）與α-紫羅蘭酮的弱相互作用，不同顏色區(qū)域代表不同的弱相互作用形式。相互作用力主要有三種：氫鍵（H-bond）、范德華力（VDW interaction）和位阻效應(yīng)（Steric effect）。氫鍵：氫原子與電負(fù)性的原子X共價(jià)結(jié)合時(shí)，共用的電子對(duì)強(qiáng)烈地偏向X的一邊，使氫原子帶有部分正電荷，能再與另一個(gè)電負(fù)性高而半徑較小的原子Y結(jié)合，形成的X—H┅Y型的鍵；范德華力：分子間作用力又被稱為范德華力；位阻效應(yīng)：指分子中某些原子或基團(tuán)彼此接近而引起的空間阻礙和偏離正常鍵角而引起的分子內(nèi)的張力。

從圖1可以看出，銀團(tuán)簇和氧原子間有氫鍵形成，這是因?yàn)殂y團(tuán)簇的電負(fù)性高，對(duì)氧原子有吸附作用，形成了C=O…Ag型的氫鍵。銀團(tuán)簇內(nèi)部也有氫鍵作用，這是由于銀團(tuán)簇表面孤對(duì)電子造成的。銀團(tuán)簇和紫羅蘭酮之間有分子間的相互作用，產(chǎn)生了范德華力，同時(shí)在六元環(huán)的支鏈甲基和支鏈酮基之間也有分子間作用力產(chǎn)生。

3 結(jié)語

本文采用密度泛函B3LYP方法研究表明，銀團(tuán)簇與α-紫羅蘭酮之間存在較強(qiáng)的弱相互作用，而且通過我們理論預(yù)測(cè)發(fā)現(xiàn)了其結(jié)構(gòu)內(nèi)部存在不同的作用力形式。這些研究將對(duì)于紫羅蘭酮在生物領(lǐng)域的潛在應(yīng)用提供重要的理論參考。

［1］Cui L，Ren B，and Tian Z Q.Surface-Enhanced Raman Spectroscopic Study on the Co-adsorption of DNA Bases with Per?chlorate［J］，Acta Phys Chim Sin，2010，26（2），397-402.

［2］Nabiev I R，Efremov R G，and Chumanov G D.Surface-En?hanced Raman Scattering and Its Application to Study of Biological Molecules［J］.Sov Phys Usp，1988，31（3），241-247.

［3］孫青，舒學(xué)軍，陳茹冰，等.香料紫羅蘭酮的合成研究［J］.浙江大學(xué)學(xué)報(bào)（理學(xué)版），2012，39（1）：56-60.

［4］Frisch M.J.，Trucks G.W.，Schlegel H.B.，et al.Gaussian，Inc.，Wallingford CT，2009.

陜西省自然科學(xué)基金（2014JM2-2019，2014JM2046）；陜西省教育廳基金（14JK2128）；西安市文理專項(xiàng)（CXY1352WL20，CXY1443WL03）和博士啟動(dòng)基金

李小軍（1981-），男，陜西華縣人，博士，主要從事理論計(jì)算化學(xué)研究。