摘要：
采用DFT（密度泛函理论）的M06方法，结合自洽反应场理论的SMD溶剂效应模型，研究生理环境（水液相、1.013×105 Pa、310.15 K）下缬氨酸三价钴（Val→Co3+）的旋光异构机制。研究发现，Val→Co3+的旋光异构可在H质子以N原子、O原子以及O原子与N原子联合作为迁移桥梁等反应通道实现。反应历程驻点的能量图计算表明，隐性溶剂效应下，H以O为桥迁移的反应具有优势，H以O与N联合为桥和以N为桥迁移的反应处于劣势，速控步骤的自由能垒分别是168.9、191.3和194.2 kJ/mol。显性溶剂效应下，H以O为桥迁移的反应仍最具优势，速控步骤的自由能垒降到69.2-69.6 kJ/mol之间。研究结果表明，生理环境下Val→Co3+的旋光异构速率稍逊色于温和反应，缬氨酸三价钴只能短期用于生命体补充钴元素和缬氨酸。