卤代2-Pyridone-(NH3)n(n=1,2)质子转移反应机理的理论研究开题报告

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1. 研究目的与意义

质子转移反应是指质子供体官能团将H转移到质子受体官能团的过程，广泛存在于分子内和分子间，是互变异构以及氧化还原反应中最基本的现象，是理论研究的热点。质子转移反应不只存在于广泛的化学反应过程中，还对许多生物过程有着重要的作用和意义。

研究发现，具有2-吡啶酮结构的小分子化合物具有抗菌、抗病毒、抗肿瘤等多种生物活性，能够预防和治疗肝纤维化以及预防老年痴呆症等。2-吡啶酮与2-羟基吡啶互为异构体，对二者的质子转移过程进行研究有助于获得实验难以得到的性质，因此对2-吡啶酮的质子转移过程进行研究很有必要。

2. 国内外研究现状分析

靳玲侠等通过采用密度泛函（dft）方法研究5-甲基胞嘧啶的互变异构体及质子转移的机理，通过对互变异构过程的活化能、活化吉布斯自由能、反应焓和质子转移反应的速率常数等性质的计算，比对5-甲基胞嘧啶的不同互变异构体以及异构化过渡态。得出氨-酮式结构为5-甲基胞嘧啶最稳定的互变异构体。此外，5-甲基胞嘧啶的部分异构体之间可以相互转化，其中键旋转较质子迁移更易实现，原因在于其过程所需活化能更低。

任宏江等采用b3lyp/6.311g方法对6种5-氟胞嘧啶异构体质子转移引起的酮式、烯醇式、氨基式、亚胺式互变异构反应机理进行预测，对获得的零点能、吉布斯自由能及质子转移过程的反应焓、活化能、活化吉布斯自由能和速率常数等参数进行了计算，结果表明，气相中烯醇-氨基式为5-氟胞嘧啶最稳定的异构体，5-氟胞嘧啶的质子转移反应机理为水助催化质子转移。

林月霞等采用密度泛函理论oniom(m06-2x/6-31g*:pm3)方法对单个鸟嘌呤-胞嘧啶（gc）碱基对和四种不同排序的含gc碱基对的dna三聚体的双质子转移反应进行了研究。通过对其双质子转移机理的预测，对其质子转移过程中各结构的参数以及氢键的变化进行计算分析表明，气相中上下相邻碱基对的静电相互作用和质子接受位的质子亲和势影响质子转移的方式；水溶剂中, 该过程为分步双质子转移，静电相互作用减弱，但增加了双质子转移反应的反应能。

3. 研究的基本内容与计划

本课题将选取密度泛函方法，6-31g(d,p)基组，选取2-Pyridone-(NH3)n(n=1,2)复合物为研究体系，优化该分子结构，分析电子结构，并研究在一个氨和两个氨分子辅助下质子转移反应机理，并计算反应活化能。

4. 研究创新点

1.研究卤代2-吡啶酮在一个氨分子辅助下的质子转移过程。

2.研究气相条件下卤代2-吡啶酮在两个氨分子辅助下的质子转移过程，并计算反应活化能。