[发明专利]一种建立木糖-木酮糖相互转化时微观动力学模型的方法

权利要求书

1.一种建立木糖-木酮糖相互转化时微观动力学模型的方法，其特征在于，包括：

基于密度泛函理论，计算木糖-木酮糖互相转化时的反应能垒；

根据木糖-木酮糖互相转化时的反应能垒建立木糖-木酮糖相互转化时的微观动力学模型。

2.根据权利要求1所述的建立木糖-木酮糖相互转化时微观动力学模型的方法，其特征在于，反应能垒建立木糖-木酮糖相互转化时的微观动力学模型为：

其中，c_acid、c₁及c₂分别为液体酸、木糖及木酮糖的浓度，k₁及k₂分别为木糖转化为木酮糖以及木酮糖转化为木糖的反应速率常数。

3.根据权利要求2所述的建立木糖-木酮糖相互转化时微观动力学模型的方法，其特征在于，反应速率常数k，其中，

其中，κ为透射系数，k_B为波兹曼常数，T为反应温度，h为普朗克常数，为反应能垒，R为气体常数，M为摩尔浓度，m为反应分子数。

4.根据权利要求1所述的建立木糖-木酮糖相互转化时微观动力学模型的方法，其特征在于，基于密度泛函理论，计算木糖-木酮糖互相转化时的反应能垒的具体过程为：

绘制木糖-木酮糖互相转化过程中的分子及离子结构；

确定量子计算的计算级别及溶剂模型；

对木糖-木酮糖互相转化过程中的分子及离子结构进行几何优化及频率分析；

计算木糖-木酮糖互相转化过程的过渡态及内禀反应坐标；

计算木糖-木酮糖互相转化过程中分子及离子的单点能，并以此计算木糖-木酮糖互相转化过程的吉布斯自由能；

绘制吉布斯自由能-反应坐标图，并以此确定木糖-木酮糖互相转化时的反应能垒。

5.根据权利要求4所述的建立木糖-木酮糖相互转化时微观动力学模型的方法，其特征在于，吉布斯自由能-反应坐标图的绘制包含以下七个坐标；

第一个坐标为：分离状态下的反应物和未解离的酸；第二个坐标为：分离状态下的反应物、H⁺以及酸解离后对应的阴离子；第三个坐标为：键合状态下的反应物、H⁺以及A^-；第四个坐标为：过渡态；第五个坐标为：键合状态下的产物、H⁺以及A^-；第六个坐标为：分离状态下的产物、H⁺以及酸解离后对应的阴离子；第七个坐标为：分离状态下的产物和未解离的酸。

6.根据权利要求1所述的建立木糖-木酮糖相互转化时微观动力学模型的方法，其特征在于，吉布斯自由能G(T)为：

G(T)＝ε₀+G_corr(T) (1)

其中，ε₀为电子能量，由单点能计算得到，G_corr(T)为吉布斯自由能校正量。