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中图分类号：R113 文献标识码：A 文章编号：1005-0515（2013）7-024-01
研究背景
分子间相互作用的研究在新药的合成与设计、晶体工程和材料的性质的研究中也举足轻重，其中小分子与DNA碱基的相互作用是具有代表性及研究意义的一类分子间相互作用。DFT方法是近年来比较流行的一种处理相互作用多粒子体系的量子化学似计算方法。通过对电子动能和势能的平均化处理，借助变分法或数值方法，可以得到Schrōdinger方程的近似解，大大简化了电子结构的计算，且不受自旋污染的影响，在经过对密度泛函理论的各种修正和扩充后，可以得到相当准确的体系各种性质。一般地， DFT的计算量约与基函数个数的3次方成正比，大体与ab initio HF SCF方法的计算量相当。可以说，它既克服了传统的ab inito HF SCF方法难以考虑电子相关作用的缺点，又避开了CISD、CCSD（T）等方法处理较大体系耗费时间的不足。因此，DFT为研究较大的体系提供了一条可能的途径。
甲酰胺-胞嘧啶（FC）复合物的相互作用能（ΔE）
在甲酰胺与胞嘧啶通过分子间氢键相互作用形成复合物时，相互作用能（ΔE）的大小直接影响所形成的复合物的稳定性。我们在单体及复合物构型优化的基础上，对所得的四种复合物的相互作用能进行了计算。
从表中我们可以看出：在同一基组的情况下，ΔECP和ΔECP之间存在一定差异。造成这种结果的原因是：体系结构经过优化计算后，直接计算体系的能量是存在一定的误差的，这些数据与对应的校正后的能量值是有一定的差异的。BSSE的变化范围为1.53-2.15 kJ.mol-1，BSSE占作用能的比例为3.4-3.8%，说明了计算分子间相互作用能时进行校正是很有必要的。
对于同一基组情况下的复合物FC1，FC2，FC3，FC4比较可以发现，校正后的结合能大小排序是 FC1 > FC2 > FC3 > FC4。FC1和FC2属于八元环的第一类复合物，FC3，FC4属于七元环的第二类复合物。比较第一类复合物和第二类复合物可以发现其中第一类复合物的氢键同时为N-H…O >和N-H…N 构型或者含有这两种中的一种构型，而第二种复合物的氢键同时N-H…O 和 C-H…O 构型或者C-H…O和 C-H…N，而根据原子电负性可以知道氢键强弱有如下顺序：N-H…O > N-H…N > C-H…O > C-H…N，这与结合能稳定性关系相一致，分别从两类复合物中取一代表举一例子，比较其中FC1构型和FC4构型可以发现FC1构型的氢键只有N-H…O，FC4构型的氢键为C-H…O 和C-H…N对比这两类氢键可以发现N原子的电负性要高于C原子，所以氢键的稳定性FC1要好于FC4，而通过构型可以发现FC1类的键角较FC4的要更接近于1800，而可以发现FC1构型复合物的结合能最高，稳定性最强，在甲酰胺和腺嘌呤形成复合物时FC1为最易于形成的构型。
结论：通过对甲酰胺与胞嘧啶的结合能分析得到其复合物稳定性关系为FC1 > FC2 > FC3 > FC4，这一关系可以粗略表征甲酰胺与腺嘌呤结合是形成化合物的最大与最小可能性关系，对我们后期的研究有一定的参考作用。
研究背景
分子间相互作用的研究在新药的合成与设计、晶体工程和材料的性质的研究中也举足轻重，其中小分子与DNA碱基的相互作用是具有代表性及研究意义的一类分子间相互作用。DFT方法是近年来比较流行的一种处理相互作用多粒子体系的量子化学似计算方法。通过对电子动能和势能的平均化处理，借助变分法或数值方法，可以得到Schrōdinger方程的近似解，大大简化了电子结构的计算，且不受自旋污染的影响，在经过对密度泛函理论的各种修正和扩充后，可以得到相当准确的体系各种性质。一般地， DFT的计算量约与基函数个数的3次方成正比，大体与ab initio HF SCF方法的计算量相当。可以说，它既克服了传统的ab inito HF SCF方法难以考虑电子相关作用的缺点，又避开了CISD、CCSD（T）等方法处理较大体系耗费时间的不足。因此，DFT为研究较大的体系提供了一条可能的途径。
甲酰胺-胞嘧啶（FC）复合物的相互作用能（ΔE）
在甲酰胺与胞嘧啶通过分子间氢键相互作用形成复合物时，相互作用能（ΔE）的大小直接影响所形成的复合物的稳定性。我们在单体及复合物构型优化的基础上，对所得的四种复合物的相互作用能进行了计算。
从表中我们可以看出：在同一基组的情况下，ΔECP和ΔECP之间存在一定差异。造成这种结果的原因是：体系结构经过优化计算后，直接计算体系的能量是存在一定的误差的，这些数据与对应的校正后的能量值是有一定的差异的。BSSE的变化范围为1.53-2.15 kJ.mol-1，BSSE占作用能的比例为3.4-3.8%，说明了计算分子间相互作用能时进行校正是很有必要的。
对于同一基组情况下的复合物FC1，FC2，FC3，FC4比较可以发现，校正后的结合能大小排序是 FC1 > FC2 > FC3 > FC4。FC1和FC2属于八元环的第一类复合物，FC3，FC4属于七元环的第二类复合物。比较第一类复合物和第二类复合物可以发现其中第一类复合物的氢键同时为N-H…O >和N-H…N 构型或者含有这两种中的一种构型，而第二种复合物的氢键同时N-H…O 和 C-H…O 构型或者C-H…O和 C-H…N，而根据原子电负性可以知道氢键强弱有如下顺序：N-H…O > N-H…N > C-H…O > C-H…N，这与结合能稳定性关系相一致，分别从两类复合物中取一代表举一例子，比较其中FC1构型和FC4构型可以发现FC1构型的氢键只有N-H…O，FC4构型的氢键为C-H…O 和C-H…N对比这两类氢键可以发现N原子的电负性要高于C原子，所以氢键的稳定性FC1要好于FC4，而通过构型可以发现FC1类的键角较FC4的要更接近于1800，而可以发现FC1构型复合物的结合能最高，稳定性最强，在甲酰胺和腺嘌呤形成复合物时FC1为最易于形成的构型。
结论：通过对甲酰胺与胞嘧啶的结合能分析得到其复合物稳定性关系为FC1 > FC2 > FC3 > FC4，这一关系可以粗略表征甲酰胺与腺嘌呤结合是形成化合物的最大与最小可能性关系，对我们后期的研究有一定的参考作用。