氮酮與神經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，考察神經酰胺分子之間以及氮酮和神經酰胺分子之間氫鍵的類型、強弱及其形成本質；通過模擬氮酮分子“氮雜環(huán)戊烷-2-酮”和神經酰胺分子“N-(羥甲基)-乙酰胺”（1：2）三聚體氫鍵相互作用和熱力學計算，考察氮酮和神經酰胺分子間氫鍵的協(xié)同效應及熱力學過程；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**水平下得到所有復合物的穩(wěn)定構型，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)同效應能，在B3LYP/aug-cc-pVDZ水平計算三聚體及兩種結合途徑的熱力學參數(shù)；借助頻率分析、NBO(nature bond orbital)、AIM(Atoms in Molecules)、表面靜電勢、能量分解、電子密度轉移方法、溫度效應和溶劑效應進一步揭示復合物形成的規(guī)律和本質。
　　結果：
　　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，溫度效應和溶劑效應分析表明在低溫、介電常數(shù)較小的溶劑中復合物穩(wěn)定性增加；在三聚體中存在協(xié)同效應和反協(xié)同效應，形成三聚時體伴隨著原有構象的改變以及舊的氫鍵的斷裂和新的氫鍵的形成；熱力學計算表明氮酮先跟神經酰胺形成二聚體后再與神經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。
　　結論：
　　神經酰胺分子間通過氫鍵形成網狀結構，這可能是皮膚角質層阻止外來物質進入體內的原因之一；氮酮和神經酰胺之間可以形成較強的氫鍵相互作用，從而導致神經酰胺分子構型的改變，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)同效應可以使氮酮和神經酰胺的相互作用在原有的基礎上增強，更有利于氮酮破壞神經酰胺的三維網狀結構，從而發(fā)揮促滲作用。氮酮在與神經酰胺作用時偏