苯乙烯作为一种重要的化工原料,主要来源于日趋减少的石油资源。目前,生物酶提供了一种运用可再生资源生产苯乙烯的方法。阿魏酸脱羧酶（Fdc1）在异戊二烯环化的维生素B2（PrFMN）的作用下,可以用来催化α,β-不饱和酸的脱羧反应。本论文运用密度泛函理论（DFT）研究了Fdc1与α-甲基取代的肉桂酸脱羧反应以及Fdc1与抑制剂（α-羟基取代肉桂酸）的作用机理。找到了反应过程中的各个中间体和过渡态,并绘制了相应的能量曲线。本论文还研究了以苯乙烯为原料合成γ-酮腈的作用机理。主要结果如下:（1）Fdc1催化α-甲基取代肉桂酸脱羧采取的是1,3-偶极环加成的机理。反应过程包含四个协同的步骤。最后一步（吡咯烷化合物的分解）是决速步,能垒为18.9 kcal mol^-1。（2）谷氨酸282（E282）无论在催化还是抑制中都有着关键的作用:当底物是α-甲基取代的肉桂酸时,它可以质子化α碳（C_α）。当底物换成α-羟基取代的肉桂酸时,E282却有着相反的功能:E282的羟基氢将β碳（C_β）质子化,从而促进α羟基取代的肉桂酸由烯醇式结构向酮式结构的转换,从而抑制了Fdc1酶的活性。（3）PrFMN在催化过程中有着重要的作用:在PrFMN中,异戊二烯基部分作为亲电试剂与α,β不饱和键相互作用;其次PrFMN的另一部分（维生素B2部分）可以分散反应过程中产生的负电荷;最后FMN的平面结构可以通过π堆积的弱相互作用辅助底物的定位。（4）苯乙烯及其衍生物与烷基腈反应生成γ-酮腈是通过一个自由基机理完成的。反应的决速步是:生成乙腈自由基。反应能垒为27.3 kcal mol^-1。