江西师范大学学报(自然科学版)2024,Vol.48Issue(2) :147-157,188.DOI:10.16357/j.cnki.issn1000-5862.2024.02.05

水溶液环境下维生素C与羟基自由基反应的DFT研究

The DFT Study on the Reaction of Vitamin C with Hydroxyl Radical in Aqueous Solution

苏旭发 杨应 杨清荟 王佐成 姜春旭 张强
江西师范大学学报(自然科学版)2024,Vol.48Issue(2) :147-157,188.DOI:10.16357/j.cnki.issn1000-5862.2024.02.05

水溶液环境下维生素C与羟基自由基反应的DFT研究

The DFT Study on the Reaction of Vitamin C with Hydroxyl Radical in Aqueous Solution

苏旭发 1杨应 2杨清荟 3王佐成 2姜春旭 2张强4
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作者信息

  • 1. 海南科技职业大学信息工程学院,海南海口 571126
  • 2. 白城师范学院理论计算中心,吉林白城 137000
  • 3. 徐州市丰县新城初级中学,江苏徐州 221744
  • 4. School of Computerscience and Information Engineering,Hainan Vocational University of Science and Technology,Haikou Hainan 571126,China
  • 折叠

摘要

该文采用密度泛函理论(DFT)的M06-2X和MN15方法,结合自洽反应场理论的SMD模型方法,研究了在水液相下维生素C(Vitamin C)分子消除羟自由基的反应机制.研究结果发现:Vitamin C可通过提供给OH氢原子(OH抽H)、与OH加成反应以及单电子从Vitamin C分子向OH自由基转移等3个途径消除OH.势能面计算结果表明:OH抽H的能垒为1.5~55.3 kJ·mol-1(多数分布在1.5~10.8 kJ·mol-1之间),OH加成的能垒为0.0~54.7 kJ·mol-1(多数分布在0.0~0.9 kJ·mol-1之间),电子从Vitamin C向OH转移的能垒为80.9 kJ·mol-1.研究结果表明:在水液相下Vitamin C容易与OH反应,Vitamin C是很好的OH自由基清除剂.

Abstract

M06-2X and MN 15 methods of DFT(density functional theory)and SMD model method of self-consistent reaction field theory are used to study the mechanism of hydroxyl radical(OH)elimination by vitamin C(Vitamin C)molecules in aqueous liquid phase.The results show that Vitamin C can eliminate OH by providing hydrogen atoms to OH(OH extraction H),reacting with OH addition(OH addition to the unsaturated C of Vitamin C),and single electron transferring from Vitamin C to OH.The potential energy surface calculation shows that the energy barrier of OH extraction H ranges from 1.5 to 55.3 kJ·mol-1(mostly distributed from 1.5 to 10.8 kJ·mol-1),and the energy barrier of OH addition ranges from 0.0 to 54.7 kJ·mol-1(mostly distributed from 0.0 to 0.9 kJ)·mol-1.The barrier of electron transfers from Vitamin C to OH is 80.9 kJ·mol-1.The results show that Vitamin C is easy to react with OH in aqueous liquid phase,and Vitamin C is a good OH radical scavenger.

关键词

维生素C/羟自由基/密度泛函理论/过渡态/电子转移/能垒

Key words

Vitamin C/hydroxyl radical/density functional theory/transition state/electron transfer/energy barrier

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基金项目

吉林省自然科学基金(20160101308C)

吉林省教育厅科学技术研究课题(JJKH20240033KJ)

出版年

2024
江西师范大学学报(自然科学版)
江西师范大学

江西师范大学学报(自然科学版)

CSTPCD北大核心
影响因子:0.538
ISSN:1000-5862
参考文献量8
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