咪唑桥连双核铜SOD模拟物的电子结构及催化活性的理论研究

摘要

利用半经验PM3和密度泛函B3LYP方法研究了β环糊精咪唑桥连双核铜SOD模拟物({[Cu(L)5(H2O)(β-CD)]2(im)}3+)、 模拟物的衍生物及模拟物与底物分子结合的复合物分子的电子结构,运用自然键轨道(NBO)方法对该体系的电荷分布及成键特征进行了分析.计算结果表明,该模拟物中核心Cu离子与配体H2O分子的结合较弱,在进行超氧阴离子自由基催化反应中可被其它配体所取代.胍基的存在使得超氧化物歧化酶中Cu所带的正电荷增多,而有利于催化反应的进行.与其它配位原子相比,与两个五元环连接的N原子与Cu配位能力相对下降,这也将有利于提高Cu离子与底物的结合能力.由于自由基分子形式,使得超氧化物歧化酶模拟物与反应底物(O5-2)在酸性条件下结合后的络合物中五重态构型比相应的单重态构型更加稳定.同时双核之间的咪唑桥环也对稳定该模拟物的构型起到了一定的作用.