氮酮與神經(jīng)酰胺分子間氫鍵的從頭算和密度泛函研究.pdf

1、目的：
　　通過模擬神經(jīng)酰胺分子“N-(羥甲基)-乙酰胺”二聚體之間及氮酮分子“氮雜環(huán)戊烷-2-酮”和神經(jīng)酰胺分子“N-(羥甲基)-乙酰胺”二聚體之間的氫鍵相互作用，考察神經(jīng)酰胺分子之間以及氮酮和神經(jīng)酰胺分子之間氫鍵的類型、強弱及其形成本質(zhì)；通過模擬氮酮分子“氮雜環(huán)戊烷-2-酮”和神經(jīng)酰胺分子“N-(羥甲基)-乙酰胺”（1：2）三聚體氫鍵相互作用和熱力學(xué)計算，考察氮酮和神經(jīng)酰胺分子間氫鍵的協(xié)同效應(yīng)及熱力學(xué)過程；最終為揭示皮膚屏障作

2、用的根源以及氮酮的促滲機理提供理論依據(jù)。
　　方法：
　　根據(jù)從頭算和密度泛函理論，借助Gaussian03程序包在B3LYP/6-311++G**水平下得到所有復(fù)合物的穩(wěn)定構(gòu)型，在B3LYP/6-311++G**、B3LYP/6-311++G(2df,2p)、MP2(full)/6-311++G**和MP2(full)/6-311++G(2df,2p)水平計算了二聚體分子間氫鍵相互作用能，在B3LYP/6-311++G**

3、和MP2(full)/6-311++G**水平計算三聚體的協(xié)同效應(yīng)能，在B3LYP/aug-cc-pVDZ水平計算三聚體及兩種結(jié)合途徑的熱力學(xué)參數(shù)；借助頻率分析、NBO(nature bond orbital)、AIM(Atoms in Molecules)、表面靜電勢、能量分解、電子密度轉(zhuǎn)移方法、溫度效應(yīng)和溶劑效應(yīng)進一步揭示復(fù)合物形成的規(guī)律和本質(zhì)。
　　結(jié)果：
　　研究表明，N-羥甲基乙酰胺二聚體之間以及氮雜環(huán)戊烷-2-酮

4、和N-羥甲基乙酰胺之間可以形成氫鍵相互作用，且氫鍵作用強于氫鍵相互作用，頻率分析、NBO、AIM、表面靜電勢、電子密度轉(zhuǎn)移方法進一步證實了二聚體形成可以形成上述氫鍵，溫度效應(yīng)和溶劑效應(yīng)分析表明在低溫、介電常數(shù)較小的溶劑中復(fù)合物穩(wěn)定性增加；在三聚體中存在協(xié)同效應(yīng)和反協(xié)同效應(yīng)，形成三聚時體伴隨著原有構(gòu)象的改變以及舊的氫鍵的斷裂和新的氫鍵的形成；熱力學(xué)計算表明氮酮先跟神經(jīng)酰胺形成二聚體后再與神經(jīng)酰胺形成三聚體途徑的吉布斯自由能變化更小，平衡常

5、數(shù)更大。
　　結(jié)論：
　　神經(jīng)酰胺分子間通過氫鍵形成網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，這可能是皮膚角質(zhì)層阻止外來物質(zhì)進入體內(nèi)的原因之一；氮酮和神經(jīng)酰胺之間可以形成較強的氫鍵相互作用，從而導(dǎo)致神經(jīng)酰胺分子構(gòu)型的改變，這可能是氮酮起促滲作用的原因；低溫、介電常數(shù)較小的溶劑有利于上述兩種相互作用的進行。形成三聚體時的協(xié)同效應(yīng)可以使氮酮和神經(jīng)酰胺的相互作用在原有的基礎(chǔ)上增強，更有利于氮酮破壞神經(jīng)酰胺的三維網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，從而發(fā)揮促滲作用。氮酮在與神經(jīng)酰胺作用時偏