2H-1,3-噁嗪-2,6(3H)-二酮、肌酸酐和异胞嘧啶可以作为胞嘧啶的类似物发生水解脱氨基反应；人体中的氨基酸也会发生脱氨基反应，这些反应在人体新陈代谢以及药物研究中具有重要作用，但它们的详细反应机理还不是特别清楚。计算化学既可以补充实验化学中存在的不足，又可以为实验化学提供理论依据。其中，密度泛函理论方法具有计算量适中，计算精度高等特点，已经被广泛应用于各个科学领域。因此，本论文主要应用密度泛函理论的B3LYP方法对以下化合物的反应进行了研究。具体研究内容如下：第一章主要对生物体内几种胞嘧啶类似物如肌酸酐、异胞嘧啶以及几种氨基酸如丙氨酸、丝氨酸和苏氨酸的性能及应用做了概述，介绍了选题依据和论文的主要内容。第二章概述了量子化学的理论基础以及几种量子化学计算的方法，如从头算方法、半经验法以及密度泛函理论方法，并对其应用进展做了简要介绍。第三章主要研究了几种胞嘧啶类似物的水解反应机理，分别研究了2H-1,3-噁嗪-2,6(3H)-二酮水解脱羧基脱氨基反应以及肌酸酐和异胞嘧啶水解脱氨基反应可能的反应途径。通过分析各反应途径中各驻点的主要构型参数的变化以及反应过渡态的振动频率，得到了各反应途径的详细反应机制。计算并分析各反应途径中的相对能量变化，绘制了反应途径中的相对能量变化曲线，确定了最优反应途径。第四章研究了丙氨酸的水解脱氨基反应、磷酸吡哆醛催化丙氨酸的水解脱氨基反应以及丝氨酸和苏氨酸的裂解反应。通过分析各反应途径中各驻点的主要构型参数的变化以及反应过渡态的振动频率得到了各反应的详细反应机理。对比丙氨酸的水解反应以及磷酸吡哆醛催化丙氨酸的水解反应的反应机理可以发现，磷酸吡哆醛的参与使得反应的活化能垒降低了124.3kJ/mol，有利于丙氨酸的水解脱氨基反应的进行。这是因为与磷酸吡哆醛缩合使得丙氨酸结构发生变化，与氨基相连的碳原子上所带电荷变为正电荷，更容易接受亲核试剂的进攻，发生脱氨基反应。通过分析反应过程中主要构型参数的变化以及过渡态的振动频率得到了与磷酸吡哆醛缩合的丝氨酸和苏氨酸裂解反应的详细反应机理，并绘制了反应过程中的能量变化曲线图。第五章通过研究反应过程中各驻点的主要构型参数的变化以及过渡态的振动频率确定了烟酰胺的水解脱氨基反应以及半胱氨酸催化烟酰胺的水解脱氨基反应的反应机理。比较两反应的反应机理可以看出，由于半胱氨酸中的-SH基带有孤电子对，更容易进攻烟酰胺中碳氮键，使烟酰胺脱去氨基。将两反应过程中的相对能量变化作对比，可知半胱氨酸的参与使得烟酰胺水解脱氨基的活化能垒降低了43.8kJ/mol，使脱氨基反应易于进行，达到了催化反应的目的。