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低聚壳聚糖几何结构和物理化学属性的理论研究

李鑫 张梁 羊梦诗 储修祥 徐灿 陈亮 王悦悦

低聚壳聚糖几何结构和物理化学属性的理论研究

李鑫, 张梁, 羊梦诗, 储修祥, 徐灿, 陈亮, 王悦悦
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  • 运用密度泛函B3LYP/6-31G+(d)方法对gg构象的低聚壳聚糖进行了结构优化、频率计算和电子结构,并用更高精度的WB97XD/6-311+G(d,p)方法计算了平均结合能及零点能校正,分析了热力学性质. 结果表明,由于低聚壳聚糖中的氢键作用,使其形成螺旋结构;聚合度的增加,使平均结合能随之下降,结构的稳定性增强;在降解过程中,均为放热反应,验证了利用降温来提高降解产率的实验的可行性;此外,聚合度的增加,使能隙减小且快速收敛于聚合度为7的6.99 eV,稳定的反应活性与实验相符;HOMO、LUMO的电子密度分布表明,化学活性集中在C2位的氨基、C6位的羟基以及链的两端位置. 该结果对低聚壳聚糖模型的建立和低聚壳聚糖降解过程、活性位置以及物理化学属性的尺寸依赖等现象的研究有着指导意义.
    • 基金项目: 国家杰出青年科学基金(批准号:50925103)、浙江省教育厅科研基金(批准号:Y201225803)和2014 年浙江省新苗人才计划项目资助的课题.
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出版历程
  • 收稿日期:  2013-10-15
  • 修回日期:  2013-12-11
  • 刊出日期:  2014-04-05

低聚壳聚糖几何结构和物理化学属性的理论研究

  • 1. 浙江农林大学工程学院, 临安 311300;
  • 2. 浙江农林大学理学院, 临安 311300;
  • 3. 兰州大学磁学与磁性材料教育部重点实验室, 兰州 730000
    基金项目: 

    国家杰出青年科学基金(批准号:50925103)、浙江省教育厅科研基金(批准号:Y201225803)和2014 年浙江省新苗人才计划项目资助的课题.

摘要: 运用密度泛函B3LYP/6-31G+(d)方法对gg构象的低聚壳聚糖进行了结构优化、频率计算和电子结构,并用更高精度的WB97XD/6-311+G(d,p)方法计算了平均结合能及零点能校正,分析了热力学性质. 结果表明,由于低聚壳聚糖中的氢键作用,使其形成螺旋结构;聚合度的增加,使平均结合能随之下降,结构的稳定性增强;在降解过程中,均为放热反应,验证了利用降温来提高降解产率的实验的可行性;此外,聚合度的增加,使能隙减小且快速收敛于聚合度为7的6.99 eV,稳定的反应活性与实验相符;HOMO、LUMO的电子密度分布表明,化学活性集中在C2位的氨基、C6位的羟基以及链的两端位置. 该结果对低聚壳聚糖模型的建立和低聚壳聚糖降解过程、活性位置以及物理化学属性的尺寸依赖等现象的研究有着指导意义.

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参考文献 (37)

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