有机小分子在跨膜环肽纳米管中的传输及多种环肽纳米管对醇/水混合物的分离
发布时间：2020-12-22 06:26
本文采用多种分子动力学（MD）模拟技术探究了单个甲烷、甲醇和乙醇分子在完全水化的跨膜环八肽纳米管8?（WL）4/POPE中的传输性质、探讨了完全脱水的8?（WL）4/POPE对醇/水混合物的分离,以及五种不同结构的（单纯的）环八肽纳米管对甲醇/水混合物的分离效果。分子的亲疏水性质及其尺寸都会影响分子在纳米通道中的扩散行为。疏水性的甲烷与肽管管壁间主要存在范德华相互作用,其在α-plane区域扩散较快,在midplane区域出现的概率较大。尺寸适中且具两亲性的甲醇分子,由于其与周围水分子间的静电相互作用和与管壁间的范德华相互作用相当,其在α-plane区域和midplane区域的扩散没有明显的差异,沿管轴的分布以α-plane区域略占优势。同样两亲性的乙醇分子,由于疏水基团较大,其与管壁间的范德华作用大于其与周围水分子间的静电相互作用,使得乙醇在α-plane区域扩散很快,并且很少出现在狭小的α-plane区域。PMF曲线揭示了三种分子通过环肽纳米管（CPNT）时扩散行为的差异。甲醇分子的偶极取向受到管口裸露羰基的影响,在管两端分别取正、负偶极态,在gap4内会发生翻转,然而肽管内腔受限...
【文章来源】：苏州大学江苏省
【文章页数】：89 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
中文摘要
Abstract
第一章 绪论
1.1 研究背景
1.1.1 环肽纳米管简介
1.1.2 水分子在环肽纳米管中的传输扩散
1.1.3 药物分子及气体小分子在环肽纳米管中的传输扩散
1.1.4 单组分醇类分子以及醇/水混合物在纳米管中的传输扩散
1.2 课题的提出以及研究的主要内容
参考文献
第二章 分子动力学模拟及相关研究方法
2.1 分子动力学模拟简介
2.2 分子动力学模拟基本原理
2.2.1 牛顿运动方程
2.2.2 分子力场
2.2.3 MD模拟中的时间步长
2.2.4 周期性边界条件
2.2.5 MD模拟中常用系综
2.3 MD模拟的步骤
2.4 MD模拟常用软件简介
参考文献
第三章 有机小分子在跨膜环肽纳米管中的传输性质
3.1 引言
3.2 模拟体系和研究方法
3.2.1 MD模拟体系
3.2.2 恒速拉伸分子动力学（cv-SMD）模拟
3.2.3 平均力势（PMF）
3.2.4 模拟细节
3.3 结果与讨论
3.3.1 客体分子通过环八肽纳米管的平均力势（PMF）
3.3.2 客体分子与CPNT管壁以及水分子间的静电相互作用和范德华相互作用
3.3.3 客体分子在管内的轴向分布及轴向运动
3.3.4 CPNT内客体分子的取向
3.3.5 客体分子与肽管管壁及周围水分子间的氢键相互作用
3.3.6 客体分子与肽管管壁间的水桥作用
3.4 本章小结
参考文献
第四章 醇/水混合物在跨膜环八肽纳米管中的扩散以及不同结构的环肽纳米管对甲醇/水混合物的分离
4.1 引言
4.2 模拟体系和研究方法
4.2.1 MD模拟体系
4.2.2 模拟细节
4.3 结果与讨论
4.3.1 醇/水混合物在跨膜环八肽纳米管中的吸附
4.3.2 醇/水混合物在跨膜环八肽纳米管中的扩散
4.3.3 五种环八肽纳米管的平衡结构
4.3.4 不同种类的环八肽纳米管对甲醇/水混合物的分离
4.3.5 甲醇和水分子在五个 CPNTs 内的分布特征
4.4 本章小结
参考文献
全文结论
攻读学位期间本人参与发表的论文
致谢
【参考文献】：
期刊论文
[1]Theoretical Studies on Interaction Between Methanol and Functionalized Single-Walled Carbon Nanotubes[J]. M.D.Ganji,M.Goodarzi,M.Nashtahosseini,A.Mommadi-nejad. Communications in Theoretical Physics. 2011(02)
[2]受限于纳米碳管中的乙醇分子的结构和扩散的分子模拟研究[J]. 邵庆,黄亮亮,陆小华,吕玲红,朱育丹,沈文枫. 化学学报. 2007(20)
[3]利用可再生农林生物质资源的炼油厂——推动化学工业迈入“碳水化合物”新时代[J]. 闵恩泽. 化学进展. 2006(Z1)
[4]定向含硼MFI型沸石膜对纯气体的渗透性以及对乙醇/水体系的分离选择性[J]. 董维阳,程晓维,成云飞,龙英才. 化学学报. 2004(16)
[5]分子动力学模拟的主要技术[J]. 文玉华,朱如曾,周富信,王崇愚. 力学进展. 2003(01)
本文编号：2931303
【文章来源】：苏州大学江苏省
【文章页数】：89 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
中文摘要
Abstract
第一章 绪论
1.1 研究背景
1.1.1 环肽纳米管简介
1.1.2 水分子在环肽纳米管中的传输扩散
1.1.3 药物分子及气体小分子在环肽纳米管中的传输扩散
1.1.4 单组分醇类分子以及醇/水混合物在纳米管中的传输扩散
1.2 课题的提出以及研究的主要内容
参考文献
第二章 分子动力学模拟及相关研究方法
2.1 分子动力学模拟简介
2.2 分子动力学模拟基本原理
2.2.1 牛顿运动方程
2.2.2 分子力场
2.2.3 MD模拟中的时间步长
2.2.4 周期性边界条件
2.2.5 MD模拟中常用系综
2.3 MD模拟的步骤
2.4 MD模拟常用软件简介
参考文献
第三章 有机小分子在跨膜环肽纳米管中的传输性质
3.1 引言
3.2 模拟体系和研究方法
3.2.1 MD模拟体系
3.2.2 恒速拉伸分子动力学（cv-SMD）模拟
3.2.3 平均力势（PMF）
3.2.4 模拟细节
3.3 结果与讨论
3.3.1 客体分子通过环八肽纳米管的平均力势（PMF）
3.3.2 客体分子与CPNT管壁以及水分子间的静电相互作用和范德华相互作用
3.3.3 客体分子在管内的轴向分布及轴向运动
3.3.4 CPNT内客体分子的取向
3.3.5 客体分子与肽管管壁及周围水分子间的氢键相互作用
3.3.6 客体分子与肽管管壁间的水桥作用
3.4 本章小结
参考文献
第四章 醇/水混合物在跨膜环八肽纳米管中的扩散以及不同结构的环肽纳米管对甲醇/水混合物的分离
4.1 引言
4.2 模拟体系和研究方法
4.2.1 MD模拟体系
4.2.2 模拟细节
4.3 结果与讨论
4.3.1 醇/水混合物在跨膜环八肽纳米管中的吸附
4.3.2 醇/水混合物在跨膜环八肽纳米管中的扩散
4.3.3 五种环八肽纳米管的平衡结构
4.3.4 不同种类的环八肽纳米管对甲醇/水混合物的分离
4.3.5 甲醇和水分子在五个 CPNTs 内的分布特征
4.4 本章小结
参考文献
全文结论
攻读学位期间本人参与发表的论文
致谢
【参考文献】：
期刊论文
[1]Theoretical Studies on Interaction Between Methanol and Functionalized Single-Walled Carbon Nanotubes[J]. M.D.Ganji,M.Goodarzi,M.Nashtahosseini,A.Mommadi-nejad. Communications in Theoretical Physics. 2011(02)
[2]受限于纳米碳管中的乙醇分子的结构和扩散的分子模拟研究[J]. 邵庆,黄亮亮,陆小华,吕玲红,朱育丹,沈文枫. 化学学报. 2007(20)
[3]利用可再生农林生物质资源的炼油厂——推动化学工业迈入“碳水化合物”新时代[J]. 闵恩泽. 化学进展. 2006(Z1)
[4]定向含硼MFI型沸石膜对纯气体的渗透性以及对乙醇/水体系的分离选择性[J]. 董维阳,程晓维,成云飞,龙英才. 化学学报. 2004(16)
[5]分子动力学模拟的主要技术[J]. 文玉华,朱如曾,周富信,王崇愚. 力学进展. 2003(01)
本文编号：2931303
本文链接：https://www.wllwen.com/kejilunwen/cailiaohuaxuelunwen/2931303.html
