计算化学是理论化学的执行者，又称计算机虚拟化学实验，它不仅可以验证理论模型，还可以帮助科研人员理解、预测和发现新的化学现象和物理本质。计算化学的内容主要包括基于量子力学的量子化学计算和基于统计力学的分子模拟技术。本文主要应用计算化学中常见的计算模拟技术对化学和生命科学领域的若干问题进行了初步研究：一方面，利用量子化学计算研究了α，β-不饱和酯的选择性亲核取代可能的反应机理；另一方面，运用分子模拟的技术对基于IgG结构的吸附剂分子进行了初步设计。　　 2-氰基-3-甲硫基-3-(4-氯苄胺基)-丙烯酸乙氧乙酯是一种植物光合作用抑制剂，具有一定的除草活性。经研究发现，用CH3OH/CH3ONa做亲核试剂，在不同的温度下会得到两种不同的产物，并且它们的除草活性差别比较大，清楚的认识上述反应机理对合理调节反应条件得到高除草活性的目标分子至关重要。免疫球蛋白分子G(Immunoglobulin G，IgG)在人体生理活动中扮演着十分重要的角色，一方面它可以被制造成单克隆抗体，用作医学诊断和疾病治疗；另一方面它还扮演着清除人体入侵物，维护人体健康的角色，但是有时也会出现一些意外，如，在自身免疫性疾病中，抗体常常会损害人类自身。单克隆抗体制备过程中的关键步骤是抗体纯化，约占其制备消费支出的50-80％；在自身免疫性疾病的治疗方案中有一种免疫吸附疗法，其原理是利用免疫吸附剂对血液中有毒、有害物质的特异性吸附作用以达到去除血液中的致病物质，净化血液的治疗目的。上述两个过程都涉及怎样从溶液或血浆中提取IgG的问题，一个比较巧妙的方法是让含有IgG的溶液或血浆通过固定有其配体分子的色谱柱，利用IgG分子与该配体分子的特异性的结合作用，把IgG分子“钓出来”，这种方案又称亲合层析法。那么准确的捕捉IgG与其配体分子特异性结合的信息，并由此进行吸附剂分子的合理设计是十分的关键。　　 本文研究结果和结论如下：　　 1.应用密度泛函理论结合过渡态理论对CH3OH/CH3ONa与2-氰基-3-甲硫基-3-(4-氯苄胺基)-丙烯酸乙氧乙酯的亲核取代反应机理进行了初步研究。研究发现该α，β-不饱和酯烯基碳的反应产物：2-氰基-3-乙氧基-3-(4-氯苄氨基)-丙烯酸乙氧乙酯在热力学和动力学上都是优势产物。温度较低时，由于能垒较高(13.22 kcal/mol)，羰基碳不反应；随温度升高，该能垒被越过，羰基碳也发生反应生成产物：2-氰基-3-乙氧基-3-(4-氯苄氨基)-丙烯酸乙酯。但在热力学上，羰基碳的反应自由能差△G=-3.52 kcal/mol，远大于烯基碳的△G=-27.82kcal/mol，故烯基碳为优势产物；动力学上，速控步上羰基碳的能垒要比烯基碳高出7.27 kcal/mol，根据质量作用定理和过渡态理论可知羰基碳的产物远小于烯基碳位点的反应产物。　　 2.应用基于分子力学的分子动力学模拟和分子对接技术对IgG分子的吸附剂的合理设计进行了初步探讨。利用分子动力学模拟得到了IgG-Protein A和IgG-A2P复合物的不同构象，分析了两种复合物间的相互作用信息，找到了起特异性结合的主要作用残基。并结合分子对接的技术对其进行了虚拟筛选，分析了对结合有主要贡献的弱相互作用的类型，初步得出了几个先导化合物供实验测试。