使用从头算MP2方法和密度泛函DFT方法,本文研究和探讨了胞嘧啶异构体及水合异构体以及它们之间所发生的质子转移机理。优化了基态胞嘧啶异构体及其水合异构体,并对优化的几何结构执行了频率分析。在异构体和过渡态之间进行了详尽的内禀反应坐标计算。给出了胞嘧啶异构体以及水合异构体的稳定性顺序。在孤立和水合条件下,键C2-O7以及键C4-O8的键型明显地影响了胞嘧啶异构体的稳定性。探究了水分子辅助胞嘧啶分子内质子转移的机理和影响。第一个水分子明显降低了异构化能垒,而第二个、以及第三个水分子加入质子传输环内,这些水分子进一步较小地影响异构化能垒。同时研究和探讨了溶剂化效应对胞嘧啶异构化能垒的影响,对孤立胞嘧啶影响最大,对一水合胞嘧啶异构体、尤其是对二水合、和三水合的胞嘧啶的异构化能垒的影响,就微不足道了。水合胞嘧啶异构体复合物中的水可以看做是显性水,那么显性水模型的结果要比隐性水模型PCM更可靠。