量子化學(xué)計(jì)算法比較不同脂肪酸分子的反應(yīng)活性位點(diǎn)

王淳純，覃小麗，闞建全，劉 雄，索化夷，鐘金鋒

（西南大學(xué)食品科學(xué)學(xué)院，重慶 400715）

脂肪酸對(duì)人體有重要的生理功能，根據(jù)其碳鏈長(zhǎng)度的不同可分為短鏈脂肪酸、中鏈脂肪酸、長(zhǎng)鏈脂肪酸和超長(zhǎng)鏈脂肪酸；根據(jù)其飽和度的不同可分為飽和脂肪酸、單不飽和脂肪酸以及多不飽和脂肪酸[1]。目前對(duì)于脂肪酸的研究主要集中在具體物質(zhì)中脂肪酸的含量及其檢測(cè)方法的分析，而對(duì)于脂肪酸的反應(yīng)活性位點(diǎn)的研究還未涉及，脂肪酸反應(yīng)活性位點(diǎn)預(yù)測(cè)可為揭示脂肪酸構(gòu)效關(guān)系提供理論依據(jù)，同時(shí)對(duì)食品的油脂工業(yè)中關(guān)于脂肪酸的選擇具有參考意義。

使用實(shí)驗(yàn)觀測(cè)的方法很難對(duì)脂肪酸的反應(yīng)活性位點(diǎn)進(jìn)行精密預(yù)測(cè)，而量子化學(xué)計(jì)算對(duì)于反應(yīng)活性位點(diǎn)的預(yù)測(cè)具有相當(dāng)高的計(jì)算精度。量子化學(xué)可從微觀角度，對(duì)穩(wěn)定或不穩(wěn)定的分子結(jié)構(gòu)、性能及其結(jié)構(gòu)與性能之間的關(guān)系，分子與分子之間的相互作用以及分子與分子之間的相互碰撞和反應(yīng)等進(jìn)行研究[2]。量子化學(xué)計(jì)算是根據(jù)量子化學(xué)理論，采用不同算法獲得相應(yīng)的量化參數(shù)，并以此解釋或預(yù)測(cè)原子、分子和晶體的各種性質(zhì)[3]。Soni等[4]利用量子化學(xué)計(jì)算對(duì)γ-油酸的結(jié)構(gòu)和振動(dòng)光譜進(jìn)行了研究；Hassanzadeh等[5]使用量子化學(xué)計(jì)算法對(duì)橄欖中酚類(lèi)化合物結(jié)構(gòu)與抗氧化活性之間的關(guān)系進(jìn)行了研究，并鑒定了橄欖中的抗氧化活性位點(diǎn)為C3—OH，均說(shuō)明量子化學(xué)計(jì)算能夠探究結(jié)構(gòu)與活性的關(guān)系，并且已被廣泛應(yīng)用于食品研究領(lǐng)域中。密度泛函理論[6]是一種通過(guò)電子密度函數(shù)代替波函數(shù)作為基本量進(jìn)行研究的一種量子力學(xué)方法，Gocen等[7]基于密度泛函理論在B3LYP/6-311＋＋G（d，p）的理論水平上系統(tǒng)地研究了ω-6脂肪酸分子結(jié)構(gòu)對(duì)量子化學(xué)描述符的影響，探討了脂肪酸分子的熔點(diǎn)、能量等隨鏈長(zhǎng)及不飽和度的變化關(guān)系。脂肪酸的碳鏈長(zhǎng)度和不飽和程度對(duì)脂肪酸的分子性質(zhì)及生物活性有強(qiáng)烈影響[8]，目前在脂肪酸與甘油的結(jié)合過(guò)程的研究中，對(duì)油脂合成機(jī)理的研究方法多采用對(duì)基因轉(zhuǎn)錄組的分析，而脂肪酸的反應(yīng)活性位點(diǎn)預(yù)測(cè)對(duì)進(jìn)一步揭示油脂合成途徑以及對(duì)脂肪酸的選擇具有指導(dǎo)意義。因此，為了進(jìn)一步探究不同鏈長(zhǎng)及不飽和度脂肪酸分子之間反應(yīng)活性位點(diǎn)的區(qū)別，可采用量子化學(xué)計(jì)算方法進(jìn)行研究，而目前還鮮見(jiàn)使用該方法對(duì)脂肪酸分子的不同結(jié)構(gòu)對(duì)其反應(yīng)活性位點(diǎn)的影響的相關(guān)研究。

Qin Xiaolin等[9]在對(duì)T1脂肪酶與脂肪酸特異性結(jié)合的研究中表明辛酸與T1脂肪酶結(jié)合的特異性常數(shù)最高，其值為1，而硬脂酸與T1脂肪酶結(jié)合的特異性常數(shù)最低，其值為0.08，闡述了不同脂肪酸與T1脂肪酶之間的結(jié)合活性。因此本研究選用6 種碳鏈長(zhǎng)度以及不飽和度有差異的脂肪酸為研究對(duì)象，分別是辛酸（C8:0）、棕櫚酸（C16:0）、硬脂酸（C18:0）、油酸（C18:1）、亞油酸（C18:2）、亞麻酸（C18:3），在密度泛函理論和量子化學(xué)計(jì)算的基礎(chǔ)上對(duì)脂肪酸進(jìn)行幾何結(jié)構(gòu)優(yōu)化以及單點(diǎn)能計(jì)算，通過(guò)對(duì)定量分子表面分析預(yù)測(cè)6 種脂肪酸的反應(yīng)活性位點(diǎn)，并比較不同鏈長(zhǎng)及不同雙鍵含量脂肪酸活性位點(diǎn)之間的差異，以期為脂肪酸與甘油結(jié)合過(guò)程的反應(yīng)機(jī)理研究及脂肪酸的選擇提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

6 種脂肪酸的分子結(jié)構(gòu)取自PubChem數(shù)據(jù)庫(kù)，本實(shí)驗(yàn)所有對(duì)脂肪酸分子的結(jié)構(gòu)優(yōu)化及量子化學(xué)計(jì)算都在Gaussian 09[10]程序進(jìn)行，GaussView 5.0.9用于結(jié)構(gòu)可視化。通過(guò)構(gòu)象搜索選取處于能量最低點(diǎn)的脂肪酸分子作為結(jié)構(gòu)優(yōu)化的初始結(jié)構(gòu)，對(duì)初始結(jié)構(gòu)的幾何優(yōu)化以及單點(diǎn)能的計(jì)算均采用m06-2x[11-12]理論方法，幾何優(yōu)化使用def2tzvp基組，單點(diǎn)能和溶劑效應(yīng)的計(jì)算使用ma-def2tzvp基組。運(yùn)用Multiwfn程序[13]對(duì)分子表面靜電勢(shì)[14]、平均局部離子化能（average local ionization energy，ALIE）[15]、前線分子軌道[16]以及簡(jiǎn)縮福井函數(shù)[17]進(jìn)行計(jì)算，利用VMD可視化程序[18]作圖，其中簡(jiǎn)縮福井函數(shù)的計(jì)算需要在自洽反映場(chǎng)和SMD隱式溶劑模型[19]下進(jìn)行。

2 結(jié)果與分析

2.1 分子表面靜電勢(shì)分析

圖1 優(yōu)化結(jié)構(gòu)圖Fig. 1 Optimized fatty acid structure

由圖1可知，6 種脂肪酸分子處于能量最低點(diǎn)時(shí)，碳鏈均處于彎曲狀態(tài)，且不飽和脂肪酸均為順式結(jié)構(gòu)。對(duì)分子表面靜電勢(shì)進(jìn)行分析可以得到分子表面的靜電勢(shì)極大值點(diǎn)和極小值點(diǎn)，圖2表示出了脂肪酸分子表面靜電勢(shì)的極值點(diǎn)分布及其區(qū)域面積分布情況，表1列出了6 種脂肪酸分子的主要極值點(diǎn)大小，可以更好地對(duì)比不同鏈長(zhǎng)及不飽和度的脂肪酸分子表面靜電勢(shì)極值點(diǎn)大小的異同，靜電勢(shì)極值點(diǎn)與以靜電主導(dǎo)的弱相互作用強(qiáng)度有密切關(guān)系，可以初步預(yù)測(cè)出分子的反應(yīng)活性位點(diǎn)。

圖2 分子表面靜電勢(shì)分布圖Fig. 2 Electrostatic potential distribution on the molecular surface

表1 6 種脂肪酸的極值點(diǎn)對(duì)比Table 1 Comparison of extremum points of six fatty acids

分子表面靜電勢(shì)圖上顏色深淺反映靜電勢(shì)的強(qiáng)弱，紅色區(qū)域表示靜電勢(shì)為正，藍(lán)色區(qū)域表示靜電勢(shì)為負(fù)，橙色小球表示極大值點(diǎn)，青色小球表示極小值點(diǎn)，靜電勢(shì)值越負(fù)的地方所對(duì)應(yīng)的原子越容易發(fā)生親電反應(yīng)，靜電勢(shì)值越正的地方所對(duì)應(yīng)的原子越容易發(fā)生親核反應(yīng)[20]。由圖2可知，脂肪酸分子的極小值點(diǎn)主要分布在分子中羧基基團(tuán)中的氧原子及碳碳雙鍵附近。其中靜電勢(shì)最小值點(diǎn)在羰基氧附近，6 種脂肪酸的靜電勢(shì)最小值分別為-32.99、-28.45、-29.82、-32.70、-35.71、-30.92 kcal/mol；其次是羥基氧，6 種脂肪酸中羥基氧的靜電勢(shì)值分別為-17.95、-17.67、-17.03、-17.42、-18.86、-22.16 kcal/mol，這是由于氧原子的電負(fù)性強(qiáng)于分子中的氫原子，所以使氧原子所含電子較多，從而呈現(xiàn)極小值點(diǎn)。對(duì)于不飽和脂肪酸而言，在每個(gè)雙鍵附近均會(huì)出現(xiàn)極小值點(diǎn)，這些極小值點(diǎn)體現(xiàn)的是π電子云對(duì)靜電勢(shì)的負(fù)貢獻(xiàn)。油酸含有一個(gè)雙鍵，附近出現(xiàn)了2 個(gè)極小值點(diǎn)，其值分別為-17.25、-12.33 kcal/mol；亞油酸含有2 個(gè)雙鍵，其中C12和C13之間的雙鍵附近的一個(gè)極小值點(diǎn)較大，值為-3.06 kcal/mol，亞麻酸含有3 個(gè)雙鍵，其中C15和C16之間的雙鍵附近也有一個(gè)極小值點(diǎn)較大，這是因?yàn)檫@些極小值點(diǎn)靠近羥基氫，而羥基氫的正電性強(qiáng)，使其極小值點(diǎn)的值偏大。6 種脂肪酸分子的靜電勢(shì)極大值點(diǎn)在分子中主要分布于氫原子附近，因?yàn)闅湓与娯?fù)性弱，致使周?chē)娮虞^少。6 種脂肪酸的靜電勢(shì)最大值點(diǎn)除了亞麻酸均在羥基氫原子的附近，其中辛酸、硬脂酸和油酸的靜電勢(shì)最大值在48.43 kcal/mol左右，比其他極大值點(diǎn)都高出幾倍，其次是羰基碳以及α-H附近有極大值點(diǎn)存在，可能是由于氧原子的電負(fù)性太強(qiáng)，吸電子能力強(qiáng)，從而使得羰基碳的靜電勢(shì)呈現(xiàn)正值。對(duì)于辛酸分子，其表面的H16附近沒(méi)有極大值點(diǎn)出現(xiàn)，這可能是由于羥基氫的正電性太強(qiáng)，使其附近一大片分子表面上的靜電勢(shì)都較大，淹沒(méi)了H16附近區(qū)域，因此H16較弱的正電性無(wú)法造成極大值點(diǎn)[2]。棕櫚酸和亞油酸的靜電勢(shì)最大值點(diǎn)的值分別為21.11 kcal/mol和20.83 kcal/mol，而亞麻酸羥基氫的靜電勢(shì)值為5.37 kcal/mol和3.74 kcal/mol，其靜電勢(shì)最大值點(diǎn)在α-H附近，其值為15.18 kcal/mol，這是由于碳鏈的彎曲，羥基氫靠近碳碳雙鍵，使得其靜電勢(shì)極大值點(diǎn)變小。根據(jù)圖2中的分子表面靜電勢(shì)的區(qū)域分布面積圖可知，分子表面的靜電勢(shì)正值區(qū)域以及接近0的區(qū)域占大部分面積，負(fù)值區(qū)域是由羧基氧的明顯負(fù)電荷造成的。

從分子結(jié)構(gòu)上看，部分電子由于誘導(dǎo)效應(yīng)和共軛效應(yīng)的影響到羧基中的羰基氧上，所以靜電勢(shì)為最小；類(lèi)似地，羥基氫由于氧原子吸電子誘導(dǎo)效應(yīng)及羰基吸電子共軛效應(yīng)，使其靜電勢(shì)值為最大。Garzón等[21]在對(duì)香豆酸活性位點(diǎn)的研究中表明羥基易受到親核試劑的進(jìn)攻，這與本實(shí)驗(yàn)計(jì)算出羥基氫靜電勢(shì)值為最大值的結(jié)論吻合，趙雅靜[2]在使用靜電勢(shì)方法對(duì)植物甾醇反應(yīng)活性位點(diǎn)的研究中也表明羥基氫對(duì)應(yīng)的極大值點(diǎn)是最大值點(diǎn)，其值為44.98 kcal/mol，該結(jié)論與本實(shí)驗(yàn)中觀察脂肪酸的結(jié)果類(lèi)似。

因此，根據(jù)分子表面靜電勢(shì)分析結(jié)果可知，脂肪酸分子羧基中的羰基氧和羥基氧附近負(fù)電荷集中，其中羰基氧靜電勢(shì)最小，容易被顯正電性的親電試劑進(jìn)攻；羧基中的羥基氫、羰基碳以及α-H附近正電荷集中，其中除了亞麻酸，其他5 種脂肪酸皆是羥基氫靜電勢(shì)最大，容易被顯負(fù)電性的親核試劑進(jìn)攻；且不飽和脂肪酸中，在每個(gè)雙鍵附近也存在靜電勢(shì)極小值點(diǎn)。

2.2 ALIE分析

圖3 6 種脂肪酸的ALIE分布圖Fig. 3 Average local ionization energy of six fatty acids

由圖3可知，ALIE可用于考察分子親電反應(yīng)位點(diǎn)以及分子活性，ALIE是指在一個(gè)分子體系內(nèi)，在空間某一點(diǎn)移走一個(gè)電子所需要的平均能量[22]，由于ALIE值描述的是對(duì)電子的約束能力，因此其只能用于分析親電反應(yīng)。圖3中藍(lán)色的點(diǎn)表示ALIE的極小值點(diǎn)，其值越小，該點(diǎn)附近的電子被束縛得越弱，電子活性越強(qiáng)，越容易發(fā)生親電反應(yīng)[23]?？梢钥闯?，對(duì)于飽和脂肪酸，最小值點(diǎn)均出現(xiàn)在羧基基團(tuán)附近，辛酸、棕櫚酸和硬脂酸的ALIE最小值分別是11.68、11.81、11.78 eV；對(duì)于不飽和脂肪酸，油酸和亞油酸的羧基基團(tuán)附近會(huì)出現(xiàn)極小值點(diǎn)，其值分別為11.80 eV和11.56 eV，而亞麻酸的羧基基團(tuán)附近無(wú)較小的極小值點(diǎn)，且亞油酸羧基基團(tuán)附近的ALIE值與飽和脂肪酸相比有減小的趨勢(shì)，但是不飽和脂肪酸的碳碳雙鍵附近出現(xiàn)的極小值點(diǎn)更小，且每個(gè)雙鍵附近會(huì)出現(xiàn)2 個(gè)極小值點(diǎn)，油酸雙鍵附近的ALIE極小值點(diǎn)為9.14 eV和9.75 eV，亞油酸雙鍵附近的ALIE極小值點(diǎn)為9.28、9.72、9.70 eV和10.00 eV，亞麻酸雙鍵附近的ALIE值為9.23、9.05、9.19 eV和9.65 eV，由此可見(jiàn)亞麻酸由于碳鏈的彎曲，雙鍵靠近羥基氫，使得其C12和C13之間的雙鍵及C15和C16之間的雙鍵均只出現(xiàn)一個(gè)極小值點(diǎn)。因此對(duì)于飽和脂肪酸，ALIE的最小值點(diǎn)在羧基基團(tuán)附近；而對(duì)于不飽和脂肪酸，最小值點(diǎn)均在碳碳雙鍵附近，說(shuō)明碳碳雙鍵附近的電子活性比羧基基團(tuán)附近的電子活性更強(qiáng)，更容易發(fā)生親電反應(yīng)。

從整個(gè)分子體系看，綜合分子表面靜電勢(shì)分析以及ALIE結(jié)果可知，對(duì)于飽和脂肪酸，羧基中的羰基氧和羥基氧附近負(fù)電荷集中，容易被顯正電性的親電試劑進(jìn)攻，羧基中的羥基氫、羰基碳以及α-H附近正電荷集中，容易被顯負(fù)電性的親核試劑進(jìn)攻；對(duì)于不飽和脂肪酸而言，與飽和脂肪酸所不同的是，碳碳雙鍵比羧基基團(tuán)更容易發(fā)生親電反應(yīng)。

2.3 前線分子軌道分析

圖4 6 種脂肪酸的前線分子軌道結(jié)構(gòu)圖Fig. 4 Frontier molecular orbital of six fatty acids

如圖4所示，其中藍(lán)色和綠色表示軌道波函數(shù)的相位，綠色為正，藍(lán)色為負(fù)。前線軌道包括最高已占軌道（highest occupied molecular orbital，HOMO）和最低未占軌道（lowest unoccupied molecular orbital，LUMO），其中HOMO對(duì)于電子束縛力較弱，具有給電子性質(zhì)，EHOMO表示分子給電子的能力，其值越大代表分子給電子能力越強(qiáng)；LUMO對(duì)于電子的親和力較強(qiáng)，具有電子接受體的性質(zhì)，ELOMO表示分子吸電子能力，其值越小代表分子吸電子能力越強(qiáng)，且前線分子軌道能級(jí)差ΔE能壘值越小，則表征分子中電子越容易發(fā)生躍遷，反應(yīng)活性就越強(qiáng)[24]。

由圖4可以看出，辛酸的HOMO軌道主要分布在碳鏈和氧原子附近，表明該區(qū)域容易發(fā)生親電反應(yīng)，而LUMO軌道主要分布在羥基氫處，表明該區(qū)域容易發(fā)生親核反應(yīng)；棕櫚酸的HOMO軌道主要分布在碳鏈以及羰基氧原子附近，LUMO軌道分布在羰基和羥基氧附近，而硬脂酸的的HOMO軌道主要分布在碳鏈附近，LUMO軌道主要分布在羥基處，表明該區(qū)域容易受到親核試劑的攻擊發(fā)生親核反應(yīng)。對(duì)于油酸，HOMO軌道出現(xiàn)在雙鍵處，表明碳碳雙鍵區(qū)域易發(fā)生親電反應(yīng)，LUMO軌道主要出現(xiàn)在羧基附近；對(duì)于亞油酸和亞麻酸，HOMO軌道均主要出現(xiàn)在雙鍵附近，羧基基團(tuán)附近無(wú)前線軌道，說(shuō)明對(duì)于亞油酸和亞麻酸而言，親電反應(yīng)活性位點(diǎn)是雙鍵。對(duì)比3 種不飽和脂肪酸可以看出，隨著不飽和度的增加，前線分子軌道能級(jí)差ΔE能壘值越來(lái)越小，ΔE從8.062 eV逐漸減小至7.869 eV，說(shuō)明對(duì)于鏈長(zhǎng)相同的脂肪酸分子，不飽和度越大其反應(yīng)活性越強(qiáng)。常瑞等[25]對(duì)N-羥乙酰神經(jīng)氨酸分子的結(jié)構(gòu)分析顯示出LUMO軌道主要集中在羧基中的羰基區(qū)域；Zhao Gang等[26]對(duì)膠原蛋白氨基酸的軌道分析也表明LUMO軌道主要集中在羧基區(qū)域；Gocen等[7]在對(duì)長(zhǎng)鏈不飽和脂肪酸結(jié)構(gòu)與性質(zhì)的研究中表明對(duì)于鏈長(zhǎng)相同的脂肪酸，隨著不飽和度的增加分子能隙有減小的趨勢(shì)，與本實(shí)驗(yàn)的結(jié)論類(lèi)似。

綜上所述，對(duì)于飽和脂肪酸，其親電反應(yīng)活性位點(diǎn)是氧原子，其中辛酸和硬脂酸的親核反應(yīng)位點(diǎn)在羥基氫原子上；對(duì)于不飽和脂肪酸，油酸的親電反應(yīng)活性位點(diǎn)在碳碳雙鍵，親核反應(yīng)活性位點(diǎn)在氧原子，隨著雙鍵數(shù)量的增多，不飽和脂肪酸的反應(yīng)活性位點(diǎn)均在碳碳雙鍵。

2.4 簡(jiǎn)縮福井函數(shù)分析

表2 6 種脂肪酸簡(jiǎn)縮福井函數(shù)值Table 2 Condensed Fukui function values of six fatty acids

簡(jiǎn)縮福井函數(shù)能對(duì)分子中的原子定量分析其親電親核反應(yīng)活性，f-和f＋可分別表征親電活性和親核活性，一個(gè)分子的反應(yīng)活性位點(diǎn)上福井函數(shù)值越大，其越可能是相應(yīng)類(lèi)型反應(yīng)的活性位點(diǎn)[27-28]。選用正己烷[29-30]作為溶劑，對(duì)6 種脂肪酸進(jìn)行簡(jiǎn)縮福井函數(shù)計(jì)算，表2列出了6 種脂肪酸中一些主要原子的f-值和f＋值。由表2可知，對(duì)于辛酸分子，羰基氧原子的f-值最大，其值為0.371 9，其次是羥基氧，其值為0.128 1，說(shuō)明氧原子附近的負(fù)電荷集中，觀察辛酸分子表面的f＋值可知，f＋的最大值0.402 7在羥基氫上，說(shuō)明辛酸分子的親核反應(yīng)位點(diǎn)是羧基基團(tuán)中的羥基氫，與分子表面靜電勢(shì)分析結(jié)論一致；對(duì)于棕櫚酸和硬脂酸，可見(jiàn)其羧基基團(tuán)附近的f-值都很小，說(shuō)明對(duì)于飽和脂肪酸，隨著碳鏈長(zhǎng)度的增加，親電反應(yīng)活性逐漸降低，其中硬脂酸的羥基氫原子附近的f＋值較大，這和前線分子軌道分析結(jié)論一致，說(shuō)明硬脂酸的親核反應(yīng)位點(diǎn)在羥基氫原子上。對(duì)于不飽和脂肪酸而言，f-較大值均出現(xiàn)在碳碳雙鍵附近，羧基基團(tuán)附近的值均偏小，因此在不飽和脂肪酸中，雙鍵的反應(yīng)活性高于羧基基團(tuán)，這和ALIE以及前線分子軌道分析的結(jié)論具有良好一致性。

3 結(jié) 論

本實(shí)驗(yàn)采用量子化學(xué)計(jì)算的方法對(duì)6 種脂肪酸分子的分子表面靜電勢(shì)、ALIE、前線分子軌道以及簡(jiǎn)縮福井函數(shù)進(jìn)行分析從而預(yù)測(cè)其反應(yīng)活性位點(diǎn)。靜電勢(shì)分析結(jié)果表明6 種脂肪酸分子表面的靜電勢(shì)最小值點(diǎn)主要位于羧基基團(tuán)的羰基氧，最大值點(diǎn)除亞麻酸外均位于羥基氫，亞麻酸的最大值點(diǎn)位于α-H，不飽和脂肪酸每個(gè)雙鍵附近也會(huì)出現(xiàn)靜電勢(shì)極小值點(diǎn)；ALIE分析結(jié)果表明飽和脂肪酸的最小值點(diǎn)出現(xiàn)在羧基基團(tuán)附近，不飽和脂肪酸的最小值點(diǎn)出現(xiàn)在雙鍵附近；前線分子軌道分析結(jié)果表明對(duì)于3 種飽和脂肪酸，HOMO軌道主要出現(xiàn)在碳鏈附近，LUMO軌道出現(xiàn)在羧基附近；對(duì)于油酸，HOMO出現(xiàn)在碳碳雙鍵附近，LUMO出現(xiàn)在羧基；對(duì)于亞油酸和亞麻酸，HOMO均出現(xiàn)在雙鍵附近，而羧基基團(tuán)附近無(wú)前線軌道出現(xiàn)，且對(duì)于鏈長(zhǎng)相同的脂肪酸而言，隨著不飽和度的增加，前線分子軌道能級(jí)差ΔE能壘值越來(lái)越??；簡(jiǎn)縮福井函數(shù)分析結(jié)果可知，辛酸中氧原子的f-值較大，羥基氫附近的f＋值較大，棕櫚酸和硬脂酸的氧原子f-值均較小，其中硬脂酸的羥基氫附近的f＋值較大，不飽和脂肪酸中，雙鍵碳的f-值都比其他原子大。因此，結(jié)合4 個(gè)分析結(jié)果可知，辛酸的氧原子附近負(fù)電荷集中，易被親電試劑進(jìn)攻，其羥基氫附近正電荷集中，易被親核試劑進(jìn)攻，硬脂酸的羥基氫也易被親核試劑進(jìn)攻，而隨著飽和脂肪酸鏈長(zhǎng)的增加，棕櫚酸和硬脂酸的羧基基團(tuán)附近幾乎不發(fā)生親電反應(yīng)；對(duì)于不飽和脂肪酸，其中的油酸的親核反應(yīng)活性位點(diǎn)在氧原子，親電反應(yīng)活性位點(diǎn)在碳碳雙鍵，亞油酸和亞麻酸的反應(yīng)活性位點(diǎn)均在碳碳雙鍵，對(duì)于鏈長(zhǎng)相同的脂肪酸分子而言，隨著不飽和度的增加，脂肪酸的反應(yīng)活性逐漸增強(qiáng)。本實(shí)驗(yàn)從微觀結(jié)構(gòu)層面比較了具有不同鏈長(zhǎng)及不飽和度脂肪酸的反應(yīng)活性位點(diǎn)之間的差異，可用于加深對(duì)不同脂肪酸的結(jié)構(gòu)與性能關(guān)系的理解，也為食品油脂工業(yè)中關(guān)于脂肪酸的選擇提供了理論依據(jù)。