作者：余冬冬; 廖圣良; 宋杰; 范国荣; 李倩倩; ...蚊虫驱避剂弱相互作用氢键结合能电荷布居热力学参数
摘要：【目的】驱避剂是蚊虫防治的重要手段之一。前期研究发现,在驱避剂的使用过程中,驱避化合物分子与人体分泌的引诱物分子存在相互作用。为深入了解这种相互作用的本质,本研究从量子化学的角度分析了3种驱避化合物分子与引诱物分子L-乳酸相互作用过程中几何结构、结合能、电荷布居和热力学参数等量化参数的变化,以期从计算机模拟角度揭示驱避化合物分子与引诱物分子相互作用的形式、强度和规律。【方法】本研究选择了3种在驱蚊方面具有代表性的驱避化合物,即8-羟基别二氢葛缕醇甲酸酯（R1）、羟基香茅醛-1,2-丙二醇缩醛（R2）和N,N-二乙基间甲基苯甲酰胺（避蚊胺）（DEET）,使用Gaussian 09量子化学计算程序包对驱避化合物分子单体R1,R2,DEET和人体引诱物分子单体L-乳酸以及驱避化合物分子与L-乳酸的缔合体进行结构构建;在M06-2X-D3/6-311G（d,p）水平上优化所有单体、缔合体的几何结构,并做振动频率计算;在M06-2X-D3/6-311＋G（d,p）水平上对单体、缔合体进行单点能计算。【结果】驱避化合物分子R1,R2和DEET与L-乳酸的缔合距离在2.64~2.74之间,缔合角度在170~175°之间,缔合后,L-乳酸羧基上氧氢键分别伸长0.019,0.029和0.022;R1,R2和DEET与L-乳酸缔合过程的结合能ΔE依次为-50.278,-72.385和-66.977 k J/mol,焓变ΔH分别为-43.715,-65.559和-60.465 k J/mol,熵变ΔS分别为-0.138,-0.159和-0.157 k J/mol·K,自由能变ΔG分别为-2.652,-18.090和-13.784 k J/mol;R1,R2和DEET与L-乳酸缔合过程中,L-乳酸的总净电荷由0 e分别变为-0.0248,-0.0250和-0.0168 e。【结论】计算结果表明,驱避化合物分子R1,R2和DEET与L-乳酸均通过中强氢键缔合,并且R2与L-乳酸的氢键作用最强,形成的缔合体也最为稳定。
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