细菌光合反应中心QA和QB间电子转移反应的量子化学研究

摘要

用量子化学半经验的AM1和密度泛函DFT(B3LYP/6-31G(d))方法分别优化了质体醌MQ1(QA)、泛醌UQ1(QB)及其阴离子自由基的结构.用Nelsen方法计算了电子转移反应MQ-1UQ1→MQ1UQ-1的内重组能λi.用线性反应坐标方法构造了该电子转移反应的双势阱,两透热势能面在反应坐标R≈0.30处相交.对该电子转移体系进行闭壳层的单点计算,并用Koopmans定理计算了体系的分裂能△,得到△随线性反应坐标R的变化关系.结果表明,在R=0.342处△有一极小值,从而得到该电子转移反应的电子转移矩阵元Vrp,并由此确定了反应的过渡态.在此基础上,用两球模型计算了反应的溶剂重组能λo.本文还计算了该电子转移反应的活化自由能△G*.最后,根据Marcus电子转移理论计算了该反应的速率常数ket为5.93×104s-1,由此得到该反应的半衰期与文献报道的结果一致.