基于密度泛函理论的生命体水环境下GA分子消除OH的反应机制

摘要

采用密度泛函理论的M06-2X方法，结合自洽反应场理论的SMD模型方法，研究了没食子酸（GA）在生理环境（310.15 K、1.013×10～5 Pa的水液相）下与羟基自由基及羟基自由基水簇（OH及OH·H₂O）的反应机制。GA与OH的反应有3个通道，分别是OH提H、OH与C的加成及单电子从GA向OH转移。计算表明：在提H反应通道，OH（OH·H₂O）提取羟基H的反应最具优势，均为无势垒过程，均有显著的放热效应；在加成反应通道，OH（OH·H₂O）与苯环C的加成反应最具优势，自由能垒在24.4～58.8 kJ/mol之间，均有显著的放热效应；单电子从GA向OH和OH·H₂O转移过程热力学不允许，不能实现。研究结果表明，GA可通过提H和加成反应消除OH自由基，没食子酸可作为很好的羟基自由基清除剂。

关键词

没食子酸 / 羟基自由基 / 密度泛函理论 / 自洽反应场理论 / 过渡态 / 电子转移 / 自由能垒