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目的:通过模拟神经酰胺分子“N-(羟甲基)-乙酰胺”二聚体之间及氮酮分子“氮杂环戊烷-2-酮”和神经酰胺分子“N-(羟甲基)-乙酰胺”二聚体之间的氢键相互作用,考察神经酰胺分子之间以及氮酮和神经酰胺分子之间氢键的类型、强弱及其形成本质;通过模拟氮酮分子“氮杂环戊烷-2-酮”和神经酰胺分子“N-(羟甲基)-乙酰胺”(1:2)三聚体氢键相互作用和热力学计算,考察氮酮和神经酰胺分子间氢键的协同效应及热力学过程;最终为揭示皮肤屏障作用的根源以及氮酮的促渗机理提供理论依据。方法:根据从头算和密度泛函理论,借助Gaussian03程序包在B3LYP/6-311++G**水平下得到所有复合物的稳定构型,在B3LYP/6-311++G**、B3LYP/6-311++G(2df,2p)、MP2(full)/6-311++G**和MP2(full)/6-311++G(2df,2p)水平计算了二聚体分子间氢键相互作用能,在B3LYP/6-311++G**和MP2(full)/6-311++G**水平计算三聚体的协同效应能,在B3LYP/aug-cc-p VDZ水平计算三聚体及两种结合途径的热力学参数;借助频率分析、NBO(nature bond orbital)、AIM(Atoms in Molecules)、表面静电势、能量分解、电子密度转移方法、温度效应和溶剂效应进一步揭示复合物形成的规律和本质。结果:研究表明,N-羟甲基乙酰胺二聚体之间以及氮杂环戊烷-2-酮和N-羟甲基乙酰胺之间可以形成O–H???O、N–H???O、O–H???N和C–H???O氢键相互作用,且O–H???O、O–H???N和N–H???O氢键作用强于C–H???O氢键相互作用,频率分析、NBO、AIM、表面静电势、电子密度转移方法进一步证实了二聚体形成可以形成上述氢键,温度效应和溶剂效应分析表明在低温、介电常数较小的溶剂中复合物稳定性增加;在三聚体中存在协同效应和反协同效应,形成三聚时体伴随着原有构象的改变以及旧的氢键的断裂和新的氢键的形成;热力学计算表明氮酮先跟神经酰胺形成二聚体后再与神经酰胺形成三聚体途径的吉布斯自由能变化更小,平衡常数更大。结论:神经酰胺分子间通过O–H???O、N–H???O和O–H???N氢键形成网状结构,这可能是皮肤角质层阻止外来物质进入体内的原因之一;氮酮和神经酰胺之间可以形成较强的O–H???O=C、N–H???O=C和C–H???O=C氢键相互作用,从而导致神经酰胺分子构型的改变,这可能是氮酮起促渗作用的原因;低温、介电常数较小的溶剂有利于上述两种相互作用的进行。形成三聚体时的协同效应可以使氮酮和神经酰胺的相互作用在原有的基础上增强,更有利于氮酮破坏神经酰胺的三维网状结构,从而发挥促渗作用。氮酮在与神经酰胺作用时偏向于先与一分子的神经酰胺作用,再与另一分子的神经酰胺相作用。