酚酸物質(zhì)抗氧化性及溶劑化效應(yīng)的理論計(jì)算

盧 俊，高 涵，盧慶華，王國(guó)澤，呂俊麗，王建華，左文歡

（內(nèi)蒙古科技大學(xué)生命科學(xué)與技術(shù)學(xué)院，內(nèi)蒙古 包頭 014010）

酚酸類物質(zhì)是指1 個(gè)苯環(huán)上的氫原子被1 個(gè)或多個(gè)酚羥基取代的芳香族羧酸化合物，其廣泛存在于植物、食品和人類代謝物中[1-2]，也是水果、蔬菜等的重要組成成分之一，可以在體內(nèi)外清除氧自由基[3]。酚酸類化合物能預(yù)防與氧化應(yīng)激相關(guān)的人類疾病，尤其能防止氧化損傷引起的疾病，如冠心病、中風(fēng)和癌癥等[4]。酚酸類化合物的抗氧化能力與其結(jié)構(gòu)有關(guān)，當(dāng)酚酸類化合物與氧化過程中形成的自由基發(fā)生反應(yīng)時(shí)，烷基化和酯化作用有助于抗氧化性的提高[5]。近年來，隨著計(jì)算機(jī)軟硬件的高速迭代及基于密度泛函理論發(fā)展，理論結(jié)果經(jīng)常被用于進(jìn)一步解釋實(shí)驗(yàn)結(jié)果或預(yù)測(cè)物質(zhì)的抗氧化活性[6]。多酚類物質(zhì)的抗氧化機(jī)制主要有3 種：氫原子轉(zhuǎn)移（hydrogenatom transfer，HAT）、單電子轉(zhuǎn)移后的質(zhì)子轉(zhuǎn)移（single electron transfer followed by proton transfer，SETPT）和順序質(zhì)子電子轉(zhuǎn)移（sequential proton loss electron transfer，SPLET）[7-8]，在不同微環(huán)境下的抗氧化反應(yīng)機(jī)制可以不同的速率獨(dú)立發(fā)生或同時(shí)發(fā)生[9-10]。多年來，尋找和探索抗氧化能力更強(qiáng)的物質(zhì)是科學(xué)家們一致追求的目標(biāo)，基于此，本研究選取12 種代表性酚酸物質(zhì)作為目標(biāo)化合物，即阿魏酸（I）、鞣花酸（II）、咖啡酸（III）、沒食子酸（IV）、兒茶素（V）、二羥基查耳酮（VI）、白藜蘆醇（VII）、丁香酚（VIII）、龍膽酸（IX）、3,4-二羥基芐醇（X）、原兒茶酸（XI）及p-香豆酸（XII），通過量子化學(xué)方法計(jì)算研究其分子結(jié)構(gòu)、抗氧化性及溶劑化效應(yīng)，運(yùn)用3 種抗氧化性機(jī)制分析酚酸物質(zhì)的抗氧化性及溶劑化效應(yīng)，為多酚物質(zhì)在溶劑中表現(xiàn)出更為突出的抗氧化性，以及抗氧化劑的深入開發(fā)探究提供參考和借鑒。

1 材料與方法

利用GaussView6軟件構(gòu)造12 種酚酸物質(zhì)的分子結(jié)構(gòu)，利用泛函M06-2X/6-311G*對(duì)酚酸物質(zhì)進(jìn)行計(jì)算，得到所有分子的鍵長(zhǎng)、鍵角等結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)，計(jì)算抗氧化機(jī)制鍵解離焓（bond dissociation enthalpy，BDE）、電離勢(shì)（ionization potential，IP）、質(zhì)子解離焓（proton dissociation enthalpy，PDE）、質(zhì)子親和力（proton affinity，PA）和電子轉(zhuǎn)移焓（electron transfer enthalpy，ETE）等主要參數(shù)。BDE是衡量酚羥基向自由基給予氫原子難易程度的熱力學(xué)參數(shù)。目前普遍認(rèn)為，以BDE為理論指標(biāo)研究抗氧化劑一步抽氫反應(yīng)清除自由基的方法較為合適[11-12]；IP可直接反映分子的給電子能力，數(shù)值越小，相對(duì)應(yīng)酚酸物質(zhì)的抗氧化活性越強(qiáng)[13]；PDE受不同溶劑的溶劑效應(yīng)影響，其結(jié)果有助于分析物質(zhì)的抗氧化活性；PA越小，酚羥基的酸性越強(qiáng)，越容易電離出氫離子[14]；ETE可直接反映多酚脫氫陰離子的給電子能力，且在溶劑中多酚的ETE高于在氣相中[15]。BDE、IP、PDE、PA和ETE分別按式（1）～（5）進(jìn)行計(jì)算。

式中：H（ArO·）、H（H·）、H（ArOH·+）、H（ArOH）、H（e-）、H（H+）、H（ArO-）分別代表酚類自由基、氫自由基、酚類物質(zhì)陽(yáng)離子自由基、酚類物質(zhì)、電子、氫離子及酚類脫氫陰離子的生成焓/（kcal/mol）。氣相及溶劑計(jì)算全部在Gaussian 19量子化學(xué)程序中完成[16]。

在溶劑中優(yōu)化及能量計(jì)算利用基于密度的溶劑化模型（solvation model based on density，SMD）隱式溶劑模型，它是目前被認(rèn)為幾乎最好的隱式溶劑模型之一。本研究選取具有代表性的涵蓋極性與非極性的4 種常用溶劑，分別為苯（ε＝2.270 6，ε表示極性大小）、丙酮（ε＝20.493）、乙醇（ε＝24.852）和水（ε＝78.355 3），在4 種溶劑中計(jì)算酚酸物質(zhì)的抗氧化性，以BDE、IP、PDE、PA和ETE 5 種熱力學(xué)參數(shù)為理論指標(biāo)，并與氣相熱力學(xué)參數(shù)比較，以闡明溶劑效應(yīng)對(duì)阿魏酸類物質(zhì)抗氧化性的影響。本研究使用的氣相和溶液中的質(zhì)子、電子及氫原子的熱力學(xué)數(shù)據(jù)參考文獻(xiàn)[17-19]。

2 結(jié)果與分析

2.1 酚酸物質(zhì)的分子結(jié)構(gòu)

多酚類物質(zhì)均有不同程度抑制氧化應(yīng)激的作用，是一類良好的抗氧化劑[20]，用量子化學(xué)方法計(jì)算物質(zhì)的抗氧化性，可以明晰分子結(jié)構(gòu)和抗氧化性的關(guān)系，為進(jìn)一步的實(shí)驗(yàn)和設(shè)計(jì)性能更好的抗氧化劑提供理論依據(jù)。設(shè)計(jì)目標(biāo)化合物的分子結(jié)構(gòu)如圖1所示。

圖1 12 種酚酸物質(zhì)結(jié)構(gòu)式Fig.1 Molecular structures of 12 phenolic acids

2.1.1 酚酸物質(zhì)的結(jié)構(gòu)分析

通過計(jì)算得到酚酸代表物質(zhì)阿魏酸的結(jié)構(gòu)優(yōu)化和能量數(shù)據(jù)。對(duì)比分析阿魏酸在氣相、苯、丙酮、水及乙醇中結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)和實(shí)驗(yàn)值[21]，計(jì)算得到的鍵長(zhǎng)與阿魏酸鍵長(zhǎng)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)吻合較好，誤差較小，基本相符。阿魏酸結(jié)構(gòu)中的鍵長(zhǎng)與實(shí)驗(yàn)得出鍵長(zhǎng)的平均絕對(duì)誤差分別為0.020 07（氣相）、0.019 57（苯）、0.019 78（丙酮）、0.018 78（水）、0.018 78 ?（乙醇）。計(jì)算得出的鍵角與實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的平均絕對(duì)誤差分別為3.484 87°（氣相）、3.463 68°（苯）、3.392 81°（丙酮）、3.285 12°（水）、3.310 62°（乙醇）。由表1、2可知，鍵長(zhǎng)與實(shí)驗(yàn)值相符較好的是乙醇和水溶劑，鍵角與實(shí)驗(yàn)值最相符的是水溶劑環(huán)境。C5—C6的鍵長(zhǎng)在氣相與苯溶劑中的計(jì)算值與實(shí)驗(yàn)值完全相符。O12—C11—O13鍵角的計(jì)算值與實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)偏差較小，在氣相、苯、丙酮、水及乙醇中誤差分別僅為0.190°、-0.020°、0.029°、-0.104°、0.064°。以上數(shù)據(jù)及分析充分說明選擇的計(jì)算方法適合，得到的結(jié)果可靠。

表1 阿魏酸在氣相和溶劑中鍵長(zhǎng)的實(shí)驗(yàn)值、計(jì)算值及偏差Table 1 Calculated values,experimental values and deviation of bond lengths for ferulic acid in the gas phase and in solvents ?

表2 阿魏酸在氣相和溶劑中鍵角的實(shí)驗(yàn)值、計(jì)算值及偏差Table 2 Calculated values,experimental values and deviation of bond angle for ferulic acid in the gas phase and solvents（°）

2.1.2 酚酸物質(zhì)在氣相中的抗氧化性

酚酸物質(zhì)通過HAT機(jī)制清除自由基時(shí)，通常用BDE進(jìn)行闡釋，BDE的結(jié)果直接分析和預(yù)測(cè)多酚類物質(zhì)的抗氧化活性[22-24]，采用SETPT機(jī)制清除自由基時(shí)，以IP和PDE為理論指標(biāo)較為合適[25-27]，SPLET機(jī)制則用與之相關(guān)的熱力學(xué)參數(shù)PA和ETE進(jìn)行描述。通常，這幾種抗氧化機(jī)制的理論指標(biāo)越小，物質(zhì)的抗氧化能力越強(qiáng)，即越容易清除自由基。由圖2可知，咖啡酸的C6位、兒茶素的C16位、龍膽酸的C5位、3,4二羥基芐醇的C2位以及原兒茶酸的C4位都有較低的BDE，當(dāng)化合物與活潑基團(tuán)反應(yīng)時(shí)，與上述C原子相連的酚羥基更易斷裂，發(fā)生一步抽氫反應(yīng)生成新的物質(zhì)，從而表現(xiàn)出更好的自由基清除能力。其中龍膽酸（C5）的BDE最低，為81.78 kcal/mol，所以在氣相中龍膽酸具有最好的抗氧化活性，且C5為其最活躍位點(diǎn)。龍膽酸C5位的BDE比其C2位減少7.78 kcal/mol，這可能由于龍膽酸C5位的鄰位和對(duì)位取代基的推電子作用及分子內(nèi)氫鍵[21]使得C5位上的酚羥基BDE下降所致。IP受分子整體結(jié)構(gòu)和π電子離域的影響，能夠反映分子的給電子能力[28]，在一定程度上，IP可以用于比較不同酚酸類物質(zhì)的抗氧化能力，IP是抗氧化活性評(píng)定的主要參數(shù)之一[29]。由圖2可知，IP最低的是白藜蘆醇，為169.80 kcal/mol，說明白藜蘆醇是優(yōu)良的電子供體，清除自由基活性更強(qiáng)。在氣相中所有IP（169.80～199.52 kcal/mol）均大于BDE（81.78～98.92 kcal/mol），這說明在抗氧化機(jī)制中抽氫反應(yīng)比電子轉(zhuǎn)移更易發(fā)生，PDE反映了酚酸類物質(zhì)生成陽(yáng)離子自由基的難易程度[30]，而這與IP判斷的抗氧化活性順序相反。SETPT機(jī)制是先給出電子再失去質(zhì)子的過程。SETPT機(jī)制（IP+PDE）的最小值是龍膽酸的C5位點(diǎn)，為396.27 kcal/mol，這與HAT機(jī)制得出的強(qiáng)弱順序相同，但是比BDE大314.49 kcal/mol，所以SETPT機(jī)制不具有熱力學(xué)優(yōu)勢(shì)。

圖2 酚酸物質(zhì)在氣相中的抗氧化指標(biāo)Fig.2 Antioxidant indexes of phenolic acids in the gas phase

PA代表酚羥基去質(zhì)子化難易程度，PA越小，電離出氫離子越容易[31]，計(jì)算結(jié)果中最低的是鞣花酸C13位點(diǎn)，為322.15 kcal/mol。ETE反映的是化合物脫氫后陰離子的給電子能力，ETE最低的是3,4二羥基芐醇，為46.57 kcal/mol。從圖中還能夠看出所有的ETE均為46.57～85.14 kcal/mol，而IP 普遍在169 .80～199.52 kcal/ mol，ETE比IP低得多，說明酚酸物質(zhì)脫氫陰離子的給電子能力強(qiáng)于中性分子。SPLET機(jī)制包括2 個(gè)部分，先發(fā)生質(zhì)子解離使抗氧化劑轉(zhuǎn)化成陰離子，然后給出電子使自由基轉(zhuǎn)化為陰離子[32]。SPLET機(jī)制下抗氧化性最好的是龍膽酸C5位點(diǎn)，其（PA+ETE）值為396.27 kcal/mol，這與HAT和SETPT機(jī)制的結(jié)果相同。

2.2 溶劑效應(yīng)

通常情況下，計(jì)算得到的結(jié)果是在氣相或真空條件下，但實(shí)驗(yàn)中化學(xué)反應(yīng)很有可能在溶液中發(fā)生，溶劑會(huì)對(duì)溶質(zhì)的分子結(jié)構(gòu)和理化性質(zhì)產(chǎn)生一定的影響。在此，基于SMD模型計(jì)算苯、丙酮、乙醇和水4 種不同溶劑中酚酸物質(zhì)的抗氧化性，以5 種熱力學(xué)參數(shù)為理論指標(biāo)，并與氣相的熱力學(xué)參數(shù)相比較，以闡明溶劑效應(yīng)對(duì)酚酸物質(zhì)抗氧化性的影響。

2.2.1 苯對(duì)酚酸物質(zhì)的溶劑化作用

由圖3可知，在苯溶劑中BDE最低的是III（C6），為80.76 kcal/mol，說明在苯溶劑中咖啡酸的酚羥基鍵解離能力最強(qiáng)。除XII（C3）、XI（C4）、XI（C3）、X（C2）、IX（C2）、IX（C5），與氣相相比，苯溶劑中的酚酸類物質(zhì)BDE更低，說明它們?cè)诜菢O性溶劑中表現(xiàn)出更優(yōu)秀的給氫原子能力。但是，對(duì)IP和PDE而言，氣相中的數(shù)值高于苯溶劑中。苯溶劑中IP最低的是VII，為143.26 kcal/mol，說明在苯溶劑中白藜蘆醇更易失去電子，抗氧化性更強(qiáng)。苯溶劑中ETE最低的是VIII（C1），為64.97 kcal/mol，說明在苯中丁香酚離子的給電子能力更強(qiáng)；PDE和PA分別表示陽(yáng)離子與中性分子脫質(zhì)子的難易程度，二者在苯中最低的分別是原兒茶酸（XI（C4））和龍膽酸（IX（C2）。

圖3 苯溶劑中酚酸物質(zhì)抗氧化指標(biāo)Fig.3 Antioxidant indexes of phenolic acids in benzene

2.2.2 丙酮對(duì)酚酸物質(zhì)的溶劑化作用

由圖4可知，丙酮中BDE最低的是IX（C5），為81.51 kcal/mol，說明在丙酮中龍膽酸更易脫去氫原子，VII的IP最低，為100.96 kcal/mol，表明白藜蘆醇具有較好的給電子能力。丙酮中ETE最低的是V（C16）和VIII（C1），均為58.44 kcal/mol，表示兒茶素（C16）和丁香酚（C1）具有相同的給電子能力。丙酮中PDE最低的是IV（C3），為-2.65 kcal/mol，PDE與酚酸物質(zhì)陽(yáng)離子自由基的PA有關(guān)，說明在丙酮中沒食子酸陽(yáng)離子更易失去質(zhì)子，這有利于SETPT的反生。

圖4 丙酮溶劑中酚酸物質(zhì)抗氧化指標(biāo)Fig.4 Antioxidant indexes of phenolic acids in acetone

與氣相相比，在丙酮中大多數(shù)分子的BDE要更低，說明在丙酮溶劑中分子抽氫反應(yīng)會(huì)更易發(fā)生，然而I（C3）、III（C6）、IX（C5）、X（C2）、XI（C4）略有不同，分子在氣相中的BDE要高于丙酮中的BDE。由圖4C可知，酚酸類物質(zhì)在丙酮中的IP小于氣相中的IP，說明丙酮溶劑對(duì)分子給出電子有促進(jìn)作用，PDE與之相反，在丙酮中的PDE大于氣相中的PDE，說明在氣相中的質(zhì)子解離能力更強(qiáng)。除原兒茶素（C16）外，丙酮中的ETE比氣相中的ETE要低，說明多酚類物質(zhì)陰離子電離出電子的能力在氣相中更強(qiáng)。

2.2.3 乙醇對(duì)酚酸物質(zhì)的溶劑化作用

由圖5可知，乙醇中BDE最低的是IX（C5），為85.37 kcal/mol，故龍膽酸（IX（C5））脫氫原子更容易，抗氧化性更強(qiáng)，C5位點(diǎn)是龍膽酸的優(yōu)勢(shì)位點(diǎn)。乙醇中IP最低的是VII，為110.31 kcal/mol，IP越低，分子更易失去電子，消除自由基會(huì)更容易。乙醇中ETE最低為76.28 kcal/mol（丁香酚），低于IP，說明選取的酚酸類物質(zhì)脫氫陰離子的給電子能力強(qiáng)于中性分子。乙醇中PA最低的是鞣花酸（II（C13）），為38.78 kcal/mol，PDE最低的是沒食子酸（IV（C3）），為9.35 kcal/mol。

圖5 乙醇溶劑中酚酸抗氧化指標(biāo)Fig.5 Antioxidant indexes of phenolic acids in ethanol

乙醇溶劑中，BDE為85.37～97.14 kcal/mol，鞣花酸（II）和兒茶素（V）的苯氧自由基在乙醇中的BDE小于氣相中，在乙醇中的鍵解離能力更強(qiáng)，而阿魏酸（I（C3））和p-香豆酸（XII（C3））在氣相中的鍵解離能力更強(qiáng)。在氣相中，XII（C3）、XI（C4）、X（C2）、IX（C5）幾種酚酸類物質(zhì)BDE更低，這與苯溶劑中的計(jì)算結(jié)果一致。對(duì)于IP，乙醇中IP比氣相中平均減少69.07 kcal/mol，并且二者的變化趨勢(shì)相似，說明分子在乙醇溶劑中更易失去電子。乙醇中PDE比氣相中平均增加202.90 kcal/mol，說明在氣相中質(zhì)子解離能力比在乙醇中更強(qiáng)。乙醇中PA比氣相中平均減少291.91 kcal/mol，說明在乙醇中的質(zhì)子親和能力更強(qiáng)。乙醇中ETE比氣相中增加21.92 kcal/mol，表明在氣相中脫氫陰離子的給電子能力比在乙醇中更強(qiáng)。此外，在乙醇溶劑中計(jì)算的所有參數(shù)中PDE最小，表明酚酸陽(yáng)離子給出質(zhì)子所需要的能量最低。

2.2.4 水對(duì)酚酸類物質(zhì)的溶劑化作用

由圖6可知，水中PA與氣相相比平均減少290.21 kcal/mol，水中的ETE比氣相中高18.47 kcal/mol。此外，不論在水中還是在氣相中，PA和ETE變化趨勢(shì)大體相反，這說明失電子能力越強(qiáng)的分子，其質(zhì)子解離比較困難。此外，水中PDE比PA小，說明在水中酚酸類物質(zhì)的陽(yáng)離子自由基去質(zhì)子化更容易，其主要原因可能是SETPT中，先失去電子將自由基轉(zhuǎn)換成脫氫陰離子，水的極性可能有助于進(jìn)一步去質(zhì)子化。就BDE而言，氣相中的XI（C4）、X（C2）、IX（C5）幾種酚酸類物質(zhì)BDE更低，這與苯、乙醇溶劑中的計(jì)算結(jié)果類似。

圖6 水溶劑中酚酸類物質(zhì)抗氧化指標(biāo)Fig.6 Antioxidant indexes of phenolic acids in water

2.3 溶劑極性對(duì)熱力學(xué)參數(shù)的影響

由圖7A可知，絕大多數(shù)分子在氣相中的BDE高于溶劑中，說明酚酸類物質(zhì)在溶劑中更易脫去氫原子。另外，在弱極性溶劑丙酮中，多數(shù)酚酸物質(zhì)的BDE相對(duì)最低。在極性溶劑水和乙醇中分子BDE的變化趨勢(shì)基本一致。并且在極性溶劑水中表現(xiàn)出更好的解離能，這可能是水中的氫鍵有利于抽氫反應(yīng)的發(fā)生。還可以看到咖啡酸（III（C6））在苯中的BDE最低，說明C6位點(diǎn)在非極性溶劑苯中可以更好發(fā)揮其抗氧化活性，而龍膽酸（IX（C5））和3,4-二羥基芐醇（X（C2））在氣相和溶劑中都表現(xiàn)出很強(qiáng)的脫氫能力。

圖7 4 種溶劑中酚酸類物質(zhì)的抗氧化指標(biāo)Fig.7 Antioxidant indexes of phenolic acids in four solvents

IP受π電子離域和共軛效應(yīng)的影響，能直接反映分子的給電子能力。由圖7B可知，IP在氣相與4 種溶劑中變化趨勢(shì)基本一致，在溶劑中的IP明顯低于氣相中，隨著溶劑極性的增加IP降低，大多數(shù)分子的IP大小順序?yàn)樗家掖迹急急剑細(xì)庀?，其中白藜蘆醇是所有分子中IP最低，所以其給電子能力最強(qiáng)，這與文獻(xiàn)中計(jì)算得到的阿魏酸溶劑效應(yīng)一致[17]。此外分子在氣相和非極性溶劑中的IP相較于極性溶劑高，說明對(duì)形成的自由基陽(yáng)離子具有更強(qiáng)的穩(wěn)定性。極性溶劑中，IP變化不大。

由圖7C可知，PDE受到溶劑極性影響較大，PDE大小順序?yàn)楸家掖迹妓急剑細(xì)庀?，在弱極性溶劑丙酮中，多數(shù)酚酸物質(zhì)相對(duì)最低，這與BDE的溶劑效應(yīng)一致。這也說明酚酸陽(yáng)離子自由基在溶液中脫去氫離子的能力與極性大小有關(guān)。在強(qiáng)極性溶劑和非極性溶劑中，給出氫離子的能力相對(duì)較弱。

由圖7D可知，選取的12 種酚酸物質(zhì)在氣相與溶劑中PA變化趨勢(shì)也基本一致，氣相中具有最大的數(shù)值，苯溶劑中次之。在3 種極性溶劑中PA相近，大多數(shù)酚酸類物質(zhì)在丙酮中保持最低的PA。酚酸分子在非極性溶劑中給出氫離子生成脫氫陰離子較困難，在極性溶劑水、乙醇與丙酮中較容易，這說明溶劑的極性促進(jìn)了酚酸分子的電離。

由圖7E可知，極性溶劑中ETE強(qiáng)于非極性溶劑及氣相中。乙醇與水有相近的ETE，表明非極性和強(qiáng)極性溶劑中，可能是因?yàn)槭艿诫娮尤軇┗实挠绊懀焕诜铀彡庪x子給出電子形成脫氫自由基。ETE比IP普遍較低，說明多酚脫氫陰離子比中性分子更易給出電子。另外，對(duì)酚酸類物質(zhì)而言，5 種表征抗氧化性指標(biāo)的參數(shù)IP、BDE、PDE、PA和ETE，無論是酚酸脫氫陰離子還是酚酸陽(yáng)離子生成脫氫自由基的能力，受溶劑極性大小的影響相似。特別對(duì)于IP、PDE、PA來說，弱極性溶劑丙酮中的抗氧化能力相對(duì)最強(qiáng)，強(qiáng)極性溶劑中稍弱，非極性溶劑中酚酸的抗氧化能力相對(duì)最弱。這也與文獻(xiàn)報(bào)道的極性抗氧化劑在弱極性溶劑中比在極性溶劑中表現(xiàn)出更好的抗氧化性結(jié)論[5]一致。就抗氧化機(jī)制而言，無論是在氣相還是在溶劑中，因?yàn)锽DE最低，所以酚酸物質(zhì)抗氧化性主要是HAT機(jī)制的抽氫反應(yīng)，其次是SET、SETPT或SPLET機(jī)制。

3 結(jié)論

本研究選取12 種酚酸物質(zhì)，使用M06-2X泛函理論，在氣相及4 種溶劑中對(duì)其進(jìn)行結(jié)構(gòu)優(yōu)化和頻率計(jì)算，研究苯、丙酮、乙醇和水4 種不同溶劑及氣相中酚酸物質(zhì)的抗氧化性，以BDE、IP、PDE、PA和ETE為理論指標(biāo)，對(duì)比氣相的熱力學(xué)參數(shù)，探究溶劑對(duì)酚酸物質(zhì)抗氧化性的影響。結(jié)果表明：經(jīng)過熱力學(xué)參數(shù)計(jì)算結(jié)果的對(duì)比分析，以BDE為標(biāo)準(zhǔn)，氣相中龍膽酸（IX（C5））的BDE最低；以IP為標(biāo)準(zhǔn)，在4 種溶劑中抗氧化性最好的均為白藜蘆醇；以PA為標(biāo)準(zhǔn)：在苯中抗氧化性最好的為龍膽酸（IX（C2）），丙酮、乙醇和水中為鞣花酸（II（C13））；以PDE為標(biāo)準(zhǔn)，在苯中抗氧化性最好的為原兒茶酸（XI（C4）），丙酮、乙醇和水中為沒食子酸（IV（C3））；以ETE為標(biāo)準(zhǔn)，在4 種溶劑中最好的均為丁香酚（VIII（C1））；絕大多數(shù)分子在氣相中的BDE高于溶劑中?？傮w來說，在弱極性溶劑丙酮中的抗氧化能力相對(duì)最強(qiáng)，強(qiáng)極性溶劑水和乙醇中抗氧化指標(biāo)稍弱于丙酮中，在非極性溶劑中，酚酸的抗氧化能力相對(duì)較弱。

為使人體免受自由基的侵害，酚酸作為天然的抗氧化劑，因具有無毒、無害等優(yōu)點(diǎn)而被廣泛關(guān)注，因此，尋找更高效的抗氧化劑已經(jīng)成為食品、藥品、生物等領(lǐng)域的重要研究課題，本研究可以為進(jìn)一步深化開發(fā)酚酸物質(zhì)抗氧化性提供理論參考和數(shù)據(jù)支撐。