● 摘要
摘要 本论量子化学从头算法和密度泛函方法主要对以下三部分内容进行了理论研究：
第一部分是研究的重点，对铜离子(II)与Ab多肽形成可溶性配合物结构进行了理论研究。X射线分析发现在人的大脑中铜锌金属离子的浓度高于人体的其他组织和血浆。在患者的大脑中铜锌金属离子更加丰富，尤其在淀粉样沉淀中更为突出。这就暗示了金属离子的卷入诱发了老年痴呆症。锌离子即使在生理浓度也可以诱导Ab聚合，暗示了锌离子参与Ab聚合成淀粉样沉淀。不同于锌离子的是，铜离子也可以强烈的诱导Ab聚合聚合，但是铜离子依赖于pH值的变化。锌离子可以在pH＞6的较大范围诱导Ab聚合，而铜离子仅在pH值在6到7的范围诱导Ab聚合。拉曼光谱分析发现了两种不同的金属离子键合Ab多肽的模式。一种是键合组氨酸咪唑环上的Nτ形成不溶解的沉淀，另一种键合组氨酸咪唑环上的Nπ及主链上的去质子N或O配位生成可溶的配位化合物。锌离子只形成前者的模式，形成一个分子间His(Nτ)-Zn(II)-His(Nτ)桥式结构。而铜离子在微酸性形成前者模式聚合，在中性主要形成后者的模式。另外在低浓度一定范围时，在含有Zn2+的Ab多肽溶液加入Cu2+,可使沉淀量减少，所以Cu2+也有阻止Ab多肽聚合作用。研究发现His-13是金属离子诱导Ab多肽聚合至关重要的位置，所以我们就选取了HHQK和铜离子为理论模型。
本部分应用密度泛函理论(B3LYP)方法，研究Cu2+与Ab多肽中的四肽(HHQK)形成可溶性配合物的结构,结果得到N3O1及N4O1两类配位方式，其中以N3O1配位形成变形的平面正方形配位结构，而以N4O1配位形成变形的四方锥结构，由于分子内氢键的形成，优化得到了6个不同的结构，进行能量对比发现出了最稳定的结构，并深入探讨了最稳定的结构的原子电荷布居规律、一些前沿分子轨道组成、以及配合物的振动光谱，在振动光谱方面，理论与实验符合的很好。重要的结论如下：
结构方面，确立了最稳定的结构为N4O1的配位模式，分子内形成了两个氢键，氢键间有协同作用，一个氢键的形成为另一个氢键形成创造了有利的空间结构，在振动光谱方面，理论与实验符合的很好，在pH在7.4时，实验发现铜与Ab形成的可溶性化合物是有1588cm-1的C4=C5(图4-2)的伸缩振动及环在1275cm-1的环呼吸振动，在1415cm-1有强的C=O及C与去质子N的伸缩振动。而我的计算值为计算结果为His-13上C(3)-C(26) 伸缩振动为1596cm-1，His-14上的C(16)-C(20)为1576.9 cm-1，His-13上的咪唑环呼吸振动为1286.7cm-1，His-14上的咪唑环呼吸振动为1279.3cm-1。C(9)- N(10)和C(9)- O(25) 的伸缩振动的频率为1417.8cm-1，C(6)- N(7)和C(6)- O(14)在相同频率下振动（原子编号见图4-2）。有意义的是，铜离子与His上的Nπ原子配位越强，咪唑环上的原子伸缩振动频率将越大。
第二部分对二硫代氨基甲酸镉配合物Cd2(S2CNR2) 4(R=-CH3,-C2H5)几何异构体进行了量子化学研究。采用密度泛函理论(B3LYP)方法，使用了SDD和6-31G(d)混合基组，计算出了配合物的两种几何异构体。一种结构是C2点群，另一种结构是Ci点群。进一步计算并对比了两种几何异构体的结构、能量、原子电荷布居规律、一些前沿分子轨道组成、以及化合物的振动光谱。振动频率结果分析，均未出现虚频，说明两种结构都是稳定结构，再结合能量数值分析，两种配合物的能量几乎相等，所以从理论上能得出在实验上都可以合成这两种结构配合物的结论。
第三部分对二硫代氨基甲酸汞配合物Hg2(S2CNR2) 4(R=-CH3,-C2H5)几何异构体的量子化学研究。研究方法及结论与第二部分相同。