A glicin + OH reakció termékcsatornáinak ab initio konformációs analízise

A glicin egyike a fehérjéket felépítő aminosavaknak, kémiai formulája NH2-CH2- COOH. Relatív kis mérete miatt lehetőség nyílik a molekula magmozgásának és elektronszerkezetének modern elméleti módszerekkel történő leírására, továbbá a szabadgyökök hatására lejátszódó oxidációs reakciók tanulmányozására. Kutatómunkám célja az volt, hogy meghatározzam, valamint vizsgáljam a glicin molekula – gázfázisban történő – hidrogén atom absztrakciója során keletkező termékeit, azok konformációs izomereit. Az egyes eredmények értékeléséhez a reakcióhoz szükséges szabadgyökként hidroxilgyököt használtam, nagy reaktivitása és az aminosavak oxidatív károsításában bizonyított részvétele miatt. Fontos részét képezte a feladat teljesítésének a termékek további, különböző kvantumkémiai módszerekkel való feltérképezése, amely később segíthet a megfelelő metodika kiválasztásában nagyobb rendszerek tanulmányozásakor. Ehhez a konformerek meghatározását eltérő méretű bázisokon (STO3G, 3-21G és aug-cc-pVDZ), különféle elektronszerkezet számító eljárásokat (HF, MP2, MCSCF és CCSD(T)-F12b) alkalmazva végeztem. A termékkonformerekhez magasabb szintű, pontosabb energiaértéket adó számításokat is végeztem. Kiszámítottam a termékek konformereinek nagypontosságú klasszikus és adiabatikus (zérusponti energiával korrigált) relatív energiáit, valamint meghatároztam az OH + glicin reakció termékkonformerspecifikus reakcióhőit. A legpontosabb számítások alapján az NH2-CH-COOH termék esetén 4 (0,00; 1,50; 5,03; 9,64), az NH-CH2-COOH esetén 7 (0,00; 1,02; 2,05; 3,06; 3,34; 4,79; 8,85) és az NH2-CH2-COO esetén 5 (0,00; 1,45; 2,14; 1,76; 2,45) különböző konformert találtam, amelyek adiabatikus relatív energiáit zárójelben tüntettem fel kcal/mol egységben. A kapott reakcióhők alapján megállapítható, hogy a glicin absztrakciós reakciója során az NH2-CH-COOH termék keletkezése termodinamikailag kedvezőbb, mint az NH-CH2-COOH képződése.