烟酰胺辅酶及其类似物负氢自交换反应活化参数测定

The main work in this project is to determine activation parameters (the activation free energy, activation enthalpy and entropy of activation) of all kinds of natural and synthetic nicotinamide coenzyme NADH and its various models and analogues for their hydride self-exchange reactions in acetonitrile or water and establish a database of the activation parameters. The purpose of this project is to make people to be able to accurately predict the rate of hydride transfer reactions only on the basis of the some characteristic parameters of reactants.

本项目主要工作是建立一些有效可靠的实验方法，测定NADH及其各种各样的天然的和人工合成的类似物在乙腈介质中或水介质中发生负氢离子自交换反应的活化参数（活化自由能、活化焓和活化熵），建立烟酰胺辅酶NADH类有机负氢化合物在乙腈介质中或水介质中的负氢离子自交换反应活化参数（活化自由能、活化焓和活化熵）数据库，实现人们仅依据反应物的一些特征物理化学参数就能准确预测负氢离子转移反应速度的目标.

还原型烟酰胺辅酶（NADH）及其各种类似物是一类非常重要的有机负氢离子供体。如何根据NADH及其类似物的物理参数准确预测NADH及其类似物参与的负氢离子转移反应速率一直是物理有机化学难题。本项目主要工作是建立一个有效的实验方法，测定NADH及其各种类似物在乙腈等介质中发生负氢离子自交换反应的活化自由能，建立NADH及其各种类似物在乙腈等介质中负氢离子自交换反应活化自由能数据库。项目目的是从根本上解决如何根据反应物的物理参数准确预测负氢离子转移反应速率常数这个世界性的难题。项目经过四年努力,已完成了下列工作：（1）设计合成了187个NADH及其类似物，用核磁和质谱以及元素分析等方法进行了结构表征和纯度鉴定，用循环伏安法分别测定了它们在乙腈介质中的氧化电位。(2) 设计合成了187个氧化型烟酰胺辅酶（NAD+）及其类似物，用核磁和质谱以及元素分析等方法进行了结构表征和纯度鉴定，用循环伏安法分别测定了它们在乙腈介质中的还原电位。（3）建立了一个有效的实验方法，成功地测定了187个NADH及其类似物与其相应共轭的NAD+及其类似物在不同温度下在乙腈介质中的负氢自交换反应活化自由能。 （4）开发了一个新的理论计算方法，成功地用DFT计算方法获得了224个新的烟酰胺辅酶类似物在室温乙腈介质中负氢自交换反应活化自由能。（4）利用实验方法和DFT方法获得的NADH及其类似物负氢自交换反应动力学活化负氢自交换反应活化参数和有关的热力学数据，我们成功地预测168510个烟酰胺辅酶及其类似物参与的负氢转移反应在乙腈介质中室温下的速率常数。 总之，本项目按研究计划任务书的规定已圆满地完成了预定的计划，取得了一些令人满意的成果。在本课题执行的四年期间共发表学术论文5篇，还有多篇学术论文待发表。本课题的研究成果已达到了国际先进水平,部分成果甚至已达到了国际领先水平。

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