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        對(duì)乙酰氨基酚-水復(fù)合物中氫鍵作用的理論研究

        2016-12-14 06:04:24李玉瑩王曉紅黃正國(guó)
        關(guān)鍵詞:氧原子供體質(zhì)子

        原 媛,孫 樂,李玉瑩,王曉紅,黃正國(guó)

        (天津師范大學(xué) a.化學(xué)學(xué)院,b.無機(jī)-有機(jī)雜化功能材料化學(xué)教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,c.天津市功能分子結(jié)構(gòu)與性能重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,天津 300387)

        對(duì)乙酰氨基酚-水復(fù)合物中氫鍵作用的理論研究

        原 媛,孫 樂,李玉瑩,王曉紅,黃正國(guó)

        (天津師范大學(xué) a.化學(xué)學(xué)院,b.無機(jī)-有機(jī)雜化功能材料化學(xué)教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,c.天津市功能分子結(jié)構(gòu)與性能重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,天津 300387)

        為了解對(duì)乙酰氨基酚(AP)在水溶液中的構(gòu)象,在MP2/6-311++G(d,p)水平上研究了AP與水分子通過不同種氫鍵作用形成的6種AP-H2O復(fù)合物.首先分析這些復(fù)合物的幾何結(jié)構(gòu)、能量和振動(dòng)頻率,然后運(yùn)用分子中原子的量子理論(QTAIM)、自然鍵軌道理論(NBO)和定域分子軌道-能量分解分析(LMO-EDA)等理論和方法對(duì)AP-H2O復(fù)合物中的氫鍵相互作用進(jìn)行定性和定量分析.研究結(jié)果表明:(1)AP分子中的—CH基團(tuán)與羰基氧原子之間形成的C8H8A···O2A分子內(nèi)氫鍵在多數(shù)AP-H2O復(fù)合物中被保留下來;(2)AW1和AW6中的分子間氫鍵強(qiáng)于其他氫鍵;(3)AP的羰基氧原子是最有可能與H2O分子形成氫鍵的位點(diǎn),第2個(gè)最有可能與H2O分子形成氫鍵的位點(diǎn)是AP的酚羥基,前者中H2O是質(zhì)子供體,而后者中H2O則是質(zhì)子受體;(4)AP-H2O的形成過程中,氫鍵作用與結(jié)構(gòu)畸變都會(huì)在一定程度上決定AP-H2O復(fù)合物的相對(duì)穩(wěn)定性,但前者的作用更大.

        對(duì)乙酰氨基酚;復(fù)合物;氫鍵作用;自然鍵軌道理論(NBO);分子中原子的量子理論(QTAIM)

        對(duì)乙酰氨基酚(acetaminophen,AP)的分子式為C8H9NO2,通常為白色結(jié)晶粉末.由于具有解熱鎮(zhèn)痛的作用,因此臨床上常被用于感冒發(fā)燒、關(guān)節(jié)痛、神經(jīng)痛、偏頭痛、癌痛的緩解以及術(shù)后止痛等方面[1].AP作為止痛劑,具有較低的腎毒性[2].如AP和布洛芬都可以緩解成人骨關(guān)節(jié)炎的慢性疼痛[3],如果按照推薦劑量用藥,AP的副作用相對(duì)于布洛芬更低[4].目前關(guān)于AP分子結(jié)構(gòu)的研究較少,多采用紅外和拉曼光譜技術(shù)進(jìn)行.如Beames等[5]研究了噴射冷卻的AP的共振雙光子離子光譜,根據(jù)理論計(jì)算分析了其基態(tài)的構(gòu)型和振動(dòng)頻率.Danten等[6]研究了AP分別和乙醇和丙酮形成的復(fù)合物.Lee等[7]在超分子束中發(fā)現(xiàn)了AP的2個(gè)同分異構(gòu)體,并通過UV-UV燒孔光譜區(qū)分出二者為正反異構(gòu).

        由于AP在臨床上應(yīng)用廣泛,因此有必要通過研究其在水溶液中的構(gòu)象來了解其藥理學(xué)活性.表征藥物或生物體系的構(gòu)象時(shí),通常弱相互作用尤其是氫鍵作用非常重要.為此本研究在計(jì)算了AP和H2O單體構(gòu)成的AP-H2O復(fù)合物的能量、結(jié)構(gòu)和簡(jiǎn)諧振動(dòng)頻率的基礎(chǔ)上,運(yùn)用分子中原子的量子理論(QTAIM)[8-10]和自然鍵軌道理論(NBO)[11-12],結(jié)合定域分子軌道分解分析法(LMO-EDA)[13],深入探討了AP-H2O復(fù)合物的氫鍵本質(zhì).

        1 計(jì)算細(xì)節(jié)

        首先,采用MP2方法結(jié)合6-311++G(d,p)基組分別對(duì)AP和H2O單體的構(gòu)型進(jìn)行全優(yōu)化,在此基礎(chǔ)上構(gòu)建AP-H2O復(fù)合物,并在同一計(jì)算水平上對(duì)所有復(fù)合物進(jìn)行全優(yōu)化.通過簡(jiǎn)諧振動(dòng)頻率計(jì)算可以獲得APH2O復(fù)合物的零點(diǎn)振動(dòng)能(ZPVE),并確保獲得的復(fù)合物具有能量極小值.考慮到基組重疊誤差(basis set superposition error,BSSE)的影響,采用均衡校正方法對(duì)優(yōu)化后的結(jié)構(gòu)進(jìn)行BSSE校正.在ZPVE和BSSE修正的基礎(chǔ)上進(jìn)行相互作用能計(jì)算.最后,通過NBO、QTAIM和LMO-EDA等方法分析AP-H2O復(fù)合物中氫鍵相互作用的性質(zhì).用Gaussian09程序完成NBO分析[14],在MP2/6-311++G(d,p)水平上用AIM2000[15]軟件獲得的波動(dòng)函數(shù)來進(jìn)行QTAIM分析,在相同水平上采用Gamess程序完成LMO-EDA分析[16-17].

        2 結(jié)果與分析

        在MP2/6-311++G(d,p)水平上優(yōu)化的AP和H2O單體的分子結(jié)構(gòu)如圖1所示.由圖1可以看出,H2O中的羥基和氧原子可以作為質(zhì)子供體/受體形成氫鍵. AP中,質(zhì)子供體主要是苯環(huán)中的亞氨基和酚羥基,在一些復(fù)合物中—CH基團(tuán)也可作為質(zhì)子供體;質(zhì)子受體主要有羥基氧原子、亞氨基氮原子和羰基氧原子,而且羰基氧原子通常接受—CH基團(tuán)中的質(zhì)子形成分子內(nèi)氫鍵.

        圖1 AP與水分子單體的分子圖Fig.1 Molecular graphs of acetaminophen(AP)and water(W)monomers

        2.1 AP-H2O復(fù)合物的結(jié)構(gòu)

        優(yōu)化后的AP-H2O復(fù)合物的分子結(jié)構(gòu)如圖2所示.

        圖2 AP-H2O復(fù)合物的分子圖Fig.2 Molecular graphs of AP-H2O complexes

        由圖2可以看出,AP-H2O復(fù)合物的結(jié)構(gòu)多樣,共有6種類型.根據(jù)QTAIM理論,不論是分子間氫鍵還是分子內(nèi)氫鍵,都可以用質(zhì)子供體(X—H)和質(zhì)子受體(Y)之間的鍵臨界點(diǎn)(BCP)來表征;同時(shí),多個(gè)氫鍵形

        成的環(huán)結(jié)構(gòu)中存在環(huán)臨界點(diǎn)(RCP),RCP和相應(yīng)的BCP之間的距離可以表征氫鍵結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性,距離越短則穩(wěn)定性越弱[18-21].AP苯環(huán)中的環(huán)臨界點(diǎn)與氫鍵的形成無關(guān).AP單體中的—CH基團(tuán)和氧原子之間形成了1個(gè)C8H8A…O2A分子內(nèi)氫鍵(上標(biāo)A代表對(duì)乙酰氨基酚),該氫鍵存在于復(fù)合物AW1、AW2、AW4和AW6中,并且這4種復(fù)合物中都有2個(gè)分子間氫鍵. AW1中,H2O單體中的氧原子同時(shí)接受來自AP單體的—CH基團(tuán)和羥基提供的2個(gè)質(zhì)子,形成分叉分子間氫鍵;AW2中的氫鍵形成類似于AW1;AW4和AW6中,H2O單體同時(shí)作為質(zhì)子供體和質(zhì)子受體與AP單體形成2個(gè)分子間氫鍵,分子間氫鍵OH1W…O2A和CHA…OW(上標(biāo)中的W代表H2O)之間存在協(xié)同作用.與這4種AP-H2O復(fù)合物相比,AW3和AW5中發(fā)生了嚴(yán)重的結(jié)構(gòu)形變,AW3有2個(gè)分子間氫鍵,而AW5只有1個(gè)分子間氫鍵.這是因?yàn)锳W3中,AP單體的C8H8A…O2A分子內(nèi)氫鍵被破壞后,H2O單體同時(shí)作為質(zhì)子供體和質(zhì)子受體與AP單體形成了2個(gè)分子間氫鍵;而AW5中的C8H8A…O2A分子內(nèi)氫鍵被破壞后,H2O單體中的羥基向AP單體中的羰基氧原子提供質(zhì)子形成了1個(gè)分子間氫鍵.

        AP-H2O的6種復(fù)合物、AP單體以及H2O中氫鍵的結(jié)構(gòu)參數(shù)如表1所示.

        復(fù)合物中X—H鍵與自由單體(AP或H2O)中X—H鍵的差異可用來表征形成復(fù)合物后氫鍵的性質(zhì),X—H鍵伸長(zhǎng)表明其為紅移氫鍵,X—H鍵縮短表明其為藍(lán)移氫鍵.X—H鍵或者H…Y改變的程度還可以反映氫鍵作用的強(qiáng)度.由表1可以看出,對(duì)于復(fù)合物中大多數(shù)以—CH基團(tuán)作為質(zhì)子供體而形成的氫鍵來說,其ΔRX—H值為負(fù)或者幾乎不變,表明這些為很弱的藍(lán)移氫鍵.而復(fù)合物中其他氫鍵的ΔRX—H為正值,表明其為紅移氫鍵.AW6的OH1W…O2A分子間氫鍵ΔRX—H值最大,為0.001 0 nm,表明該氫鍵作用最強(qiáng);其次是復(fù)合物AW1中的分子間氫鍵O1H6A…OW,該氫鍵作用也較強(qiáng).ΔRX—H并不是判斷氫鍵強(qiáng)度的唯一標(biāo)準(zhǔn),可以用RH…Y來代替ΔRX—H判斷氫鍵強(qiáng)弱.一般來說,H…Y越短,表明氫鍵作用越強(qiáng).根據(jù)這一判斷標(biāo)準(zhǔn),AW1中的分子間氫鍵O1H6A…OW的RH…Y最小,因此強(qiáng)度大于AW6的分子間氫鍵OH1W…O2A.這種判斷標(biāo)準(zhǔn)只適用于相似環(huán)境中種類相近的氫鍵.由于在很多情況下氫鍵的質(zhì)子供體或受體類型不同,因此無法直接根據(jù)RH…Y判斷氫鍵作用的強(qiáng)度.為此,本研究引入了氫鍵參數(shù)δRH…Y[22]來評(píng)價(jià)不同類型的成對(duì)原子之間的氫鍵強(qiáng)度,計(jì)算公式如下:

        以氫鍵參數(shù)δRH…Y作為判斷標(biāo)準(zhǔn),AW1中分子間氫鍵的δRH…Y為0.084 2 nm,作用強(qiáng)度大于AW6中分子間氫鍵(0.083 5 nm)的強(qiáng)度,二者均為強(qiáng)氫鍵.在AW1、AW2、AW3、AW4和AW6中,以—CH基團(tuán)作為質(zhì)子供體與O原子形成的分子內(nèi)氫鍵和分子間氫鍵,其δRH…Y均較小(<0.05 nm),表明這些氫鍵中—CH基團(tuán)和Y原子的相互作用非常弱,二者之間存在部分范德華相互作用.另外,AW3和AW6中的分子間氫鍵OH1W…O2A的δRH…Y值大于AW5中的數(shù)值,這可能是由于前兩者中的分子間氫鍵存在協(xié)同效應(yīng),使其強(qiáng)度增大,這種效應(yīng)并未在其他的AP-H2O復(fù)合物中找到.

        表1 在MP2/6-311++G(d,p)水平上計(jì)算的AP-H2O復(fù)合物中的氫鍵結(jié)構(gòu)參數(shù)Tab.1 Structural parameters of H-bonds in AP-H2O complexes calculated at the MP2/6-311++G(d,p)level

        2.2 氫鍵振動(dòng)頻率

        在MP2/6-311++G(d,p)水平上計(jì)算AP-H2O復(fù)合物和單體中氫鍵的簡(jiǎn)諧振動(dòng)頻率及其變化值,結(jié)果如表2所示.

        表2 AP-H2O復(fù)合物及其單體中氫鍵的伸縮振動(dòng)頻率(強(qiáng)度)Tab.2 Stretching vibrational frequencies(strength)of H-bonds both in AP-H2O complexes and monomers

        對(duì)于常規(guī)的X—H…Y,氫鍵的形成會(huì)使X—H變?nèi)?,從而X—H伸縮振動(dòng)頻率發(fā)生紅移,并且氫鍵越強(qiáng)其紅移值越大,這也是X—H…Y的主要特征之一.如果X—H伸縮振動(dòng)模與其他振動(dòng)?;旌?,情況就會(huì)變得比較復(fù)雜.由表2結(jié)果可知,在AP單體中C1H1和H3—C2—H2間的對(duì)稱和反對(duì)稱伸縮振動(dòng)模相混合,振動(dòng)頻率分別為3 086.2 cm-1和3 178.3 cm-1,因此對(duì)于以C1H1作為質(zhì)子供體的氫鍵來說,就有2個(gè)ΔνX—H值.類似情況也出現(xiàn)在AP-H2O復(fù)合物中.如AW4中OH1W…O1A對(duì)稱伸縮振動(dòng)?;旌狭薕1H6的伸縮振動(dòng)模,根據(jù)二者各自在H2O單體中的伸縮振動(dòng)模計(jì)算得到的ΔνX—H值分別為-33.2cm-1和-67.9cm-1.6種復(fù)合物的分子間氫鍵進(jìn)行比較,AW6中OH1W…O2A的紅移值最大,為-173.8 cm-1;AW1中的O1H6A…OW和AW3中的OH1W…O2A紅移值略低,分別為-151.2 cm-1和-104.1 cm-1.這表明后兩者的分子間氫鍵作用弱于AW6.AW4中的OH1W…O1A和AW5中的OH1W…O2A的紅移值最低,即二者的氫鍵作用最弱.比較不同復(fù)合物的OH1W…O2A,AW6和AW3中的ΔνX—H顯著大于AW5復(fù)合物中的數(shù)值,即后者的氫鍵作用小于前兩者,這也證實(shí)了AW6和AW3中分子間氫鍵存在較強(qiáng)的協(xié)同效應(yīng).

        2.3 QTAIM分析

        QTAIM是研究氫鍵相互作用的常用方法[23-24],H…Y鍵之間臨界點(diǎn)(BCP)的電子密度(ρb)及其Laplacian值(Δ2ρb)能夠很好地衡量氫鍵強(qiáng)度.本研究中所有AP-H2O復(fù)合物和單體中氫鍵BCP上的電子密度拓?fù)湫再|(zhì)如表3所示.

        表3 AP-H2O復(fù)合物中H…Y氫鍵臨界點(diǎn)處的電子密度拓?fù)湫再|(zhì)Tab.3 Topological features of electronic density at H…Y BCPs of H-bonds in AP-H2O complexes

        由表3可以看出,所有的復(fù)合物和AP單體中氫

        鍵的Hb和Δ2ρb均為正值,且都落在Koch等[25]所提出的標(biāo)準(zhǔn)范圍之內(nèi),因此這些氫鍵的強(qiáng)度均為微弱或中等,尤其是以—CH基團(tuán)作為質(zhì)子供體所形成的氫鍵,ρb和Δ2ρb的值都非常接近Popelier[10]所提出標(biāo)準(zhǔn)的下限,這表明它們是非常弱的氫鍵,具有部分色散作用的性質(zhì).比較OH1W…O2A分子間氫鍵在不同復(fù)合物中的強(qiáng)度,AW3和AW6中該氫鍵有較大的ρb和Δ2ρb值,顯著高于AW5中的數(shù)值,表明前兩者的氫鍵作用較強(qiáng),驗(yàn)證了2.1中的結(jié)論.

        2.4 NBO分析

        對(duì)6種AP-H2O復(fù)合物進(jìn)行NBO分析,結(jié)果如表4所示.

        表4 AP-H2O復(fù)合物中H…Y氫鍵的二階微擾能E(2)Tab.4 Second-order perturbation energies E(2)of H-bonds in AP-H2O complexes kJ/mol

        由表4可知,在AW2的C8H8A…O2A分子內(nèi)氫鍵和AW6的C1H1A…OW分子間氫鍵中,作為質(zhì)子受體的氧原子只有1個(gè)sp分支,而其他復(fù)合物中作為質(zhì)子受體的氧原子有2個(gè)分支:一個(gè)是sp雜化軌道,另一個(gè)是p雜化軌道,分別對(duì)應(yīng)1個(gè)E(2)值.6種復(fù)合物中,AW1復(fù)合物中的O1H6A…OW分子間氫鍵有較大的E(2)值(47.52 kJ/mol),表明其發(fā)生了最強(qiáng)的電荷轉(zhuǎn)移(CT)效應(yīng),這種效應(yīng)對(duì)于氫鍵相互作用的貢獻(xiàn)最大;其次是AW6中的OH1W…O2A分子間氫鍵,其E(2)值也較大,為42.51 kJ/mol,即CT效應(yīng)在該分子間氫鍵中也起著重要作用.比較不同復(fù)合物中OH1W…O2A分子間氫鍵的強(qiáng)度,AW6和AW3中該氫鍵的E(2)值明顯比AW5中的數(shù)值大,這也證實(shí)了前2種復(fù)合物中分子間氫鍵存在協(xié)同效應(yīng).以—CH基團(tuán)作為質(zhì)子供體的氫鍵的E(2)值小于3.5 kJ/mol,且遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于其他氫鍵,表明這種氫鍵非常弱,與前面分析一致.對(duì)于QTAIM分析所證明的一些氫鍵,NBO分析無法找到,可能是由于這些氫鍵太弱,運(yùn)用該方法檢測(cè)不到.

        2.5 LMO-EDA分析

        為了探索氫鍵相互作用的本質(zhì),本研究在MP2水平上用LMO-EDA[13]方法進(jìn)行了能量分解分析,結(jié)果如表5所示.

        表5 在MP2水平上計(jì)算的AP-H2O復(fù)合物的LMO-EDA結(jié)果Tab.5 LMO-EDA results of AP-H2O complexes at MP2 level kJ/mol

        由表5可以看出,復(fù)合物中AP單體和H2O之間的總相互作用能范圍為-26.29~-15.72 kJ/mol.6種復(fù)合物中,AW6的相互作用能的絕對(duì)值最大,為-26.29 kJ/mol,因此AW6是最穩(wěn)定的復(fù)合物,H2O分子最傾向與AP的羰基氧原子形成氫鍵.在AW6中,絕對(duì)值最大的穩(wěn)定能是交換能(-56.18 kJ/mol);其次是靜電能(-53.38 kJ/mol);AW6中又有強(qiáng)大的排斥能(100.53 kJ/mol);氫鍵的形成改變了單體片段原來的軌道形狀,從而產(chǎn)生了-15.63 kJ/mol的極化能;相互作用能中最小的一部分是色散能,僅為-1.63 kJ/mol. AW1的相互作用能為-25.75 kJ/mol,穩(wěn)定性僅次于AW6,其AP的酚羥基是第2個(gè)最有可能與H2O分子形成氫鍵的位點(diǎn).不同于AW6中以羰基氧原子為質(zhì)子受體與H2O形成分子間氫鍵,AW1中是以酚羥基作為質(zhì)子供體與H2O形成分子間氫鍵.AW1中,對(duì)相互作用能貢獻(xiàn)最大的也是靜電能(-47.44 kJ/mol)和交換能(-49.12 kJ/mol),極化能(-14.04 kJ/mol)和色散能(-3.76 kJ/mol)對(duì)相互作用能的貢獻(xiàn)都較小.AW3的穩(wěn)定性較弱,相互作用能僅為-15.72 kJ/mol.

        AP-H2O復(fù)合物中氫鍵的相互作用并不是影響其穩(wěn)定性的唯一因素.根據(jù)NBO理論,AP-H2O復(fù)合物的穩(wěn)定性還受到單體(AP和H2O)結(jié)構(gòu)形變的影響,即形成復(fù)合物的過程中會(huì)產(chǎn)生變形能.由表5可以看出,所有復(fù)合物的變形能均小于2.2 kJ/mol,這預(yù)示著APH2O復(fù)合物都具有微小的結(jié)構(gòu)形變,但對(duì)這些復(fù)合物穩(wěn)定性的影響不大.

        3 結(jié)論

        本研究通過MP2方法結(jié)合6-311++G(d,p)基組分析了AP-H2O復(fù)合物的結(jié)構(gòu)、能量和振動(dòng)頻率.除了復(fù)合物AW3和AW5之外,C8H8A…O2A分子內(nèi)氫鍵在其他AP-H2O復(fù)合物中都被保留下來.AW3和AW6中的OH1W…O2A分子間氫鍵由于存在協(xié)同效應(yīng),氫鍵作用增強(qiáng),這種協(xié)同效應(yīng)并沒有在其他復(fù)合物中發(fā)現(xiàn).AW1中的O1H6A…OW分子間氫鍵和AW6中的OH1W…O2A分子間氫鍵都屬于強(qiáng)氫鍵,AP-H2O復(fù)合物中以—CH基團(tuán)作為質(zhì)子供體的氫鍵屬于弱氫鍵. AP的羰基氧原子是最有可能與H2O分子形成氫鍵的位點(diǎn),而第2個(gè)最有可能與H2O分子形成氫鍵的位點(diǎn)是AP的酚羥基,前者中H2O是質(zhì)子供體,而后者中H2O則是質(zhì)子受體.氫鍵的相互作用和結(jié)構(gòu)形變?cè)趶?fù)合物的相對(duì)穩(wěn)定性中均起作用,但前者起主要作用. AW6的相互作用能最大,表明它是最穩(wěn)定的復(fù)合物,其中分子間氫鍵(OH1W…O2A)的相互作用對(duì)復(fù)合物的穩(wěn)定性貢獻(xiàn)最大,而結(jié)構(gòu)形變的影響較弱.

        需要指出的是,由于AP中存在多個(gè)氫鍵形成位點(diǎn),而本研究中涉及的僅是AP單體與水分子以分子數(shù)量比例為1∶1形成的AP-H2O復(fù)合物.隨著H2O分子數(shù)目的增加,將會(huì)形成結(jié)構(gòu)構(gòu)象更為復(fù)雜的AP-H2O復(fù)合物.總之,H2O作為溶劑對(duì)AP的結(jié)構(gòu)和性能的影響相當(dāng)復(fù)雜,本研究?jī)H是探討AP微溶劑化的第一步,希望能夠?yàn)檫M(jìn)一步研究AP在水溶液中的結(jié)構(gòu)提供重要信息.

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        (責(zé)任編校 紀(jì)翠榮)

        Theoretical study on the role of hydrogen bonds in acetaminophen-water complexes

        YUAN Yuan,SUN Le,LI Yuying,WANG Xiaohong,HUANG Zhengguo
        (a.College of Chemistry,b.Key Laboratory of Inorganic-Organic Hybrid Functional Materials Chemistry,Ministry of Education,c.Tianjin Key Laboratory of Structure and Performance for Functional Molecules,Tianjin Normal University,Tianjin 300387,China)

        To learn the conformation of acetaminophen in water,six acetaminophen-water(AP-H2O)complexes formed by various types of hydrogen bonds(H-bonds)were characterized by geometries,energies,vibrational frequencies at the MP2/ 6-311++G(d,p)level.Natural bond orbital(NBO),quantum theory of atoms in molecules(QTAIM)analyses and the localized molecular orbital energy decomposition analysis(LMO-EDA)were performed to explore the nature of the hydrogen bonds in these complexes.The results showed that:(1)The intramolecular H-bond C8H8A…O2Aformed between the—CH and carbonyl oxygen atom of AP is retained in most of complexes;(2)The intermolecular H-bonds in AW1 and AW6 are stronger than the other intermolecular H-bonds;(3)The carbonyl oxygen atom of AP is the most likely site which can form H-bond with H2O molecule,and the second most likely site forming H-bond with H2O is the phenolic hydroxyl group of AP. Moreover,in the former case H-bonds are formed by the donation of proton from H2O to AP,while H2O acts as proton acceptor to form H-bond in the latter;(4)Both the hydrogen bonding interaction and structural deformation can determine the relative stabilities of AP-H2O complexes in some degrees,but the former had more important roles than the latter.

        acetaminophen;complex;hydrogen bonding interaction;natural bond orbital(NBO);quantum theory of atoms in molecules(QTAIM)

        O64

        A

        1671-1114(2016)04-0039-06

        2016-03-12

        天津市自然科學(xué)基金資助項(xiàng)目(12JCYBJC13400);天津市高等學(xué)校創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)培養(yǎng)計(jì)劃資助項(xiàng)目(TD12-5038).

        原 媛(1991—),女,碩士研究生.

        黃正國(guó)(1972—),男,副教授,主要從事計(jì)算化學(xué)方面的研究.

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