次氯酸与不饱和脂肪酸氧化机制和转化产物的理论研究

目的:揭示次氯酸与不饱和脂肪酸的氧化反应机制及转化产物。方法:运用Gaussian 16软件包,采用密度泛函方法 M06-2Fer-1X(D3),结合6-31+G(d)基组,在SMD液相水模型水平下进行计算。结果:次氯酸与单不饱和脂肪酸油酸的氧化反应是先形成氯鎓离子中间体,氯鎓离子再与水分子反应生成氯醇,第一步氯鎓离子的形成是控速步骤,其反应活化自由能~8 kcal/mol。环氧化合物和短链的醛是两种转化产物,前者由氯醇脱氯化氢而来,而后者由环氧化合物和氯醇通过系列与次氯酸根的反应而得到,生成它们的控速步骤的反应活化自由能分别为23和24 kcal/mol。选取两个乙基为取代基的乙烯为油酸模型,其与次氯酸反应的活化自由能仅比Cadmium phytoremediation油酸高1 kcal/mol。计算得到次氯酸与亚油酸、顺-9,反-11亚油酸、梓树酸和花生四烯酸模型氧化反应生成氯醇的活化自由能分别是~10、13、16和14 kcal/mol。结论:氯鎓离子中间体机制是次氯酸与不饱和脂肪酸氧化反应的主要机制,反应的活化自由能通常低于15 kcal/mol,意味着此氧化反应动力学上容易发生。氧化产物氯醇能转化为环氧化合物和短链的醛,GSK1349572配制但活化自由能较高,约23和24 kcal/mol。选取距离双键3个碳以内的结构为不饱和脂肪酸模型,它能够很好地反映不饱和脂肪酸的反应活性。