分子内氢键及其相关现象的理论研究

在材料合成和生命过程的化学反应中，分子内和分子间的氢键作用强烈影响着反应的方向与进程，特别与分子自组装、质子转移（传递）等过程密切相关。目前关于分子间氢键研究的理论与实验方法较为成熟，但是对分子内氢键的研究还相当薄弱。主要是因为分子内氢键作为分子内部复杂作用的一部分，很难直接单独获取分子内氢键作用的信息。我们基于量子化学、电子密度分析方法并结合分子动力学理论方法将研究以下几个方面的问题：（1）几种不同类型分子内氢键的键能及其作用机理；（2）氨基酸分子内氢键及其对各种构像稳定性的影响；（3）氨基酸和短肽分子内质子传递（转移）的机理，即分子间氢键和分子内氢键机制之间的竞争；（4）解释与分子内氢键有关的实验谱学现象。此研究将提供一套分析分子内氢键的理论方案，深化对氢键本质的认识，并为操控与氢键相关的化学反应提供理论基础。