第61卷第3期2015年6月武汉大学学报(理学版)J．WuhanUniv．(Nat．Sci．Ed．)Vo1．61No．3June2015，239～246DOI：10．14188／j．1671—8836．2015．03．009扶手椅型单壁硼氮纳米管的尺寸对一Ala手性转变的限域影响王佐成，梅泽民，佟华，赵衍辉，夏立利，杨小翠(1．白城师范学院物理学院，吉林白城137000；2．白城师范学院化学学院，吉林白城137000)摘要：采用量子化学ONIOM(B3LYP／6—31++G(d，p)：UFF)方法研究限域在扶手椅型单壁硼氮纳米管r(SWBNNT(5，5)、SWBNNT(6，6)和SWBNNT(7，7)]内，口一Ala的结构和手性转变机制．分子结构分析表明：与单体a—Ala相比，受限于SWBNNT(5，5)内的口一Ala分子沿纳米管轴向被拉伸，骨架C—C-C键角和C-C—N—C二面角明显增大，其他结构参数略有变化；受限于SWBNNT((6，6)、(7，7))内的a—Ala结构变化愈来愈不明显．手性转变反应势能面计算结果表明：与单体a-Ala相比较，a—Ala在SWBNNT((5，5)、(6，6)、(7，7))内时，羧基内氢转移和氢从手性碳转移至羰基的能垒，随纳米管管径的降低而降低．手性转变反应路径研究发现：a—Ala在不同直径的SWBNNT((5，5)、(6，6)、(7，7))内时，完成手性转变所经历的反应路径条数以及过渡态和中间体的个数不同，体现了扶手椅型SWBNNT尺寸的变化对a-Ala手性转变反应通道的影响．关键词：口一Ala；硼氮纳米管(BNNT)；手性转变；密度泛函理论中图分类号：O641．12文献标识码：A文章编号：1671—8836(2015)03—0239—08ConfinedEffectsofDimensionoftheArmchairSingle—WalledBoronNitrideNanotubeonChiralTransitionof口一AlanineMoleculesWANGZuocheng，MEIZemin计，TONGHua，ZHAOYanhui，XIALili，YANGXiaocui(1．PhysicsDepartment，BaichengNormalCollege，Baicheng137000，Jilin，China；2．ChemistryDepartment，BaichengNormalCollege，Baicheng137000，Jilin，China)Abstract：Themolecularstructureandchira1shiftmechanismofa—alanineconfinedinsingle—walledarmchairSWBNNT(5，5)，SWBNNT(6，6)andSWBNNT(7，7)wereinvestigatedbyusingthecombinedmethodofquantumchemistryONIoM(B3LYP／6—31++G(d，p)：UFF)．Theresearchonthemolecularstructureshowsthat，corn—paredwiththecaseofmonomer0t-Ala。{2-AlamoleculeinsideSWBNNT(5，5)isstretchedalongthenanotubeaxis．Inaddition，thebondangleofC-C—CanddihedralangleofC—C—N—Csignificantlyincreaseandotherstructuralparameterschangeslightly．Thestructuralchangesof{2-AlaconfinedinSWBNNT((6，6)，(7，7))areincreasingobscure．Thecalculationofpotentialenergysurfaceinchiralshiftreactionshowsthat：when{2-alanineislimitedinBNNTofsmalldiameter，theenergybarriersofchiraltransitionofa—alaninedecreasewiththedecreasingdiameterofcarbonnano—tubes，especiallyfortheenergybarriersofhydrogentransferinhydrogen．Theresearchtoreactionchannelofchiralshiftshowsthat：When{2-alaninesarelimitedinsingle-walledarmchairBNNT(5，5)，BNNT(6，6)andBNNT(7，7)ofdifferentdiameters，therearedifferentnumbersofreactionpaths，transientstatesandmidbodiesduringthetransi—tionprocess。whichreflectstheconfinedeffectsofdimensionofsingle—walledboronnitridenanotubeonchiraltransi—tionofa—alaninemolecules．Keywords：{2-alanine；boronnitridenanotubes(BNNT)；chiraltransition；densityfunctionaltheory(DFT)收稿日期：2015-01—08十通信联系人E—mail：Zeminmei@163．com基金项目：国家自然科学基金(11004076)，吉林省自然科学基金(20130101131JC)资助项目作者简介：王佐成，男，副教授，现从事原子与分子物理学研究．E—mail：wangzcl88@163．corn第3期王佐成等：扶手椅型单壁硼氮纳米管的尺寸对a—Ala手性转变的限域影响241表1单体a-Ala与SWBNNT内的口一Ala主要几何参数结构S口一AlaSa-Ala@SWBNNT(5，5)Sa—Ala@SWBNNT(6，6)R1／nm0．1535380．152386O．15O494R2／nmR3／nm／(。)(。)7八。)／(。)C(1)一N(6)...
