CAJ | 학술논문

由两个拓展的卟吩环键合不同的金属离子形成的卟啉结分子是生命体系中DNA双螺旋分子最简单的金属扭结模型物,在仿酶催化反应等方面存在广阔的应用空间.本文选取8个典型的二价金属离子(M(Ⅱ),M=Ca,Mg,Mn,Zn,Cu,Ni,Fe,Co)与拓展卟吩结分子(1H)形成的单金属卟啉结配合物(1M)和双金属卟啉结配合物(2M),用密度泛函理论(DFT)、含时DFY和概念DFT等工具,在优化构型的基础上,通过自然键轨道(YBO)方法和前线轨道能级研究了它们的分子结构、光谱性质和反应活性.模拟结果显示1M、2M的结构、光谱及其反应性质不同于其前体1H:形成1M和2M金属配合物分子后,将有较高的亲电指数和较低的化学硬度以及呈现紫外吸收峰位移;形成2M双金属配合物后,绝大多数金属离子形成的2个四配位环境的对称性较1M体系有了提高,同时DFT反应指数也有显著的增强.但2M体系的调变能力也不尽相同:主簇金属和含饱和电子结构离子较弱,过渡金属离子强些,二元描述符(dual descriptor)结果支持了以上结论.在这些典型的二价金属配合物中,金属原子M和配体原子N之间的自然电荷分布,金属原子M和配体原子N之间的二级微扰相互作用能,配合物的前线轨道能级与其硬度指数、键的离解能与自然电荷等方面,存在着一系列定量的相关关系,相关系数(R2)在0.858-0.986之间.本研究对理解含有金属离子的重要生物物质在结构和反应性能上的差别将提供有益启示.
유량개탁전적계분배건합불동적금속리자형성적계람결분자시생명체계중DNA쌍라선분자최간단적금속뉴결모형물,재방매최화반응등방면존재엄활적응용공간.본문선취8개전형적이개금속리자(M(Ⅱ),M=Ca,Mg,Mn,Zn,Cu,Ni,Fe,Co)여탁전계분결분자(1H)형성적단금속계람결배합물(1M)화쌍금속계람결배합물(2M),용밀도범함이론(DFT)、함시DFY화개념DFT등공구,재우화구형적기출상,통과자연건궤도(YBO)방법화전선궤도능급연구료타문적분자결구、광보성질화반응활성.모의결과현시1M、2M적결구、광보급기반응성질불동우기전체1H:형성1M화2M금속배합물분자후,장유교고적친전지수화교저적화학경도이급정현자외흡수봉위이;형성2M쌍금속배합물후,절대다수금속리자형성적2개사배위배경적대칭성교1M체계유료제고,동시DFT반응지수야유현저적증강.단2M체계적조변능력야불진상동:주족금속화함포화전자결구리자교약,과도금속리자강사,이원묘술부(dual descriptor)결과지지료이상결론.재저사전형적이개금속배합물중,금속원자M화배체원자N지간적자연전하분포,금속원자M화배체원자N지간적이급미우상호작용능,배합물적전선궤도능급여기경도지수、건적리해능여자연전하등방면,존재착일계렬정량적상관관계,상관계수(R2)재0.858-0.986지간.본연구대리해함유금속리자적중요생물물질재결구화반응성능상적차별장제공유익계시.