有机膦酸阻垢剂与方解石晶体相互作用的DFT研究

用周期性边界条件下的密度泛函方法,模拟计算了6种有机膦酸阻垢剂[氨基三亚甲基膦酸(ATMP)、甲胺二亚甲基膦酸(MADMP)、甘氨酸二亚甲基膦酸(GDMP)、乙二胺四亚甲基膦酸(EDTMP)、羟基亚乙基二膦酸(HEDP)、氨基亚乙基二膦酸(AEDP)|与方解石(104)晶面的相互作用。结果表明,有机膦酸分子与方解石(104)晶面的结合能排序为ATMP>EDTMP>HEDP>GDMP>AEDP>MADMP。电荷、亲核Fukui指数计算数据表明,膦羧基以及羧基上的氧原子供电子能力很强,与晶面Ca~(2 )之间存在强静电相互作用,是阻垢剂的活性中心。     

油类分子在棉纤维上吸附的分子模拟研究

采用分子动力学方法,以水溶性分子作对比研究了油类分子在棉纤维上的吸附行为。不同压力下的吸附等温线表明,油类大分子在100 kPa内吸附量很快达到最大值,当高于100 kPa时吸附量基本变化不大。由于水溶性小分子六元环和纤维的相互作用较强,吸附量最大;油溶性分子空间位阻较大,吸附量较小。由吸附能分布来看,水溶性L-阿拉伯糖吸附相互作用比较单一;其他各油类大分子吸附相互作用较复杂。由吸附构型得知他们以平铺的方式吸附到纤维表面。L-阿拉伯糖,正构十八烷吸附能绝对值较小,主要为物理吸附。小分子六元环的阿拉伯糖,结合能最高,范德华力和静电力的影响较大;单链疏水烷烃次之,双链疏水分子结合能较小;三链分子其结合能最低,吸附量最小。     

不同功能单体制备水杨酸分子印迹聚合物的分子模拟研究

采用分子模拟技术,研究水杨酸分子制备印迹聚合物过程中,水杨酸(SA)与不同功能单体之间的结合能.作者等先计算水杨酸与常用功能单体之间的结合能,再选出适合制备水杨酸分子印迹聚合物的功能单体.其次详细讨论丙烯酰胺(AM)和甲基丙烯酸(MAA)与SA的结合能以及聚合物与水杨酸分子之问的结合能.发现,(1)制备分子印迹聚合物过程中,水杨酸的作用功能基团是-COOH,AM、MAA的作用功能基团分别是-NH2、-COOH.(2)SA与AM形成的复合物结合能大于与MAA形成复合物的结合能.由此,推断以AM为功能单体的水杨酸分子印迹聚合物,比以MAA为功能单体的水杨酸分子印迹聚合物的吸附量大,与实验结果一致.     

乙烯-醋酸乙烯酯体系的汽液相平衡分子模拟

本文采用分子模拟手段对乙烯-醋酸乙烯酯体系的汽液相平衡性质进行了研究。首先,采用量化模拟方法分析了醋酸乙烯酯分子的电子特性,揭示其相互作用特点,并采用格点取样法模拟计算了醋酸乙烯酯分子对构型的分子间相互作用能,拟合了CHo=c(sp~2)原子基团的非键作用项参数;其次采用GEMC方法,在T=303.15 K,P=310 kPa、724 kPa、1138 kPa条件下对乙烯-醋酸乙烯酯二元混合物体系的汽液相平衡性质进行了模拟考察。模拟值与文献值相对偏差较小,说明采用修正后的力场可以较好地描述醋酸乙烯酯体系的汽液相平衡性质。     

芘加氢的分子模拟研究

石油资源短缺和原油重质化、劣质化的趋势,以及不断上涨的对清洁油品的需求,使得通过加氢充分利用石油中多环芳组分成为近期石油炼制工业研究的热点问题。本文采用量子力学方法对模型化合物芘的加氢位置及反应历程进行了考察,结果表明,芘倾向于在端环边位先加氢,有三条主要的加氢路径。在反应初期,中间环边位碳原子的加氢稍占优势,但随着反应的深入进行继续加氢困难。模拟计算结果与不同温度下芘在NiMo催化剂上加氢得到的反应产物分布试验数据吻合较好。     

分子筛催化甲苯歧化SE1反应机理的分子模拟研究

应用分子模拟半经验量子力学Mopac 6．0-AM1近似计算方法分析了分子筛催化甲苯歧化反应的S_E~1反应历程,确定了反应历程中的反应态、过渡态和产物态,得到了反应活化能和反应热等相关信息,对内禀反应坐标的计算进一步验证了反应过程中的能量变化。计算结果表明,分子筛催化的甲苯歧化反应沿S_E~1反应历程可通过两步基元反应完成;质子由分子筛向甲苯分子转移的过程为反应的快速步骤,其活化能达到428．54 kJ·mol~(-1),需要在高温下进行;甲苯歧化总反应的热效应很小,与实验数据相吻合。     

依达拉奉-β-环糊精包合物的分子模拟研究

环糊精主客体包合物在药剂学方面具有众多的应用,药物分子形成环糊精包合物后具有缓释、控释、提高疗效和降低毒副作用等功能。为了消除普通依达拉奉药物的不良反应,本文用分子动力学模拟和量子化学计算2种方法模拟了依达拉奉的β-环糊精包合物的动态稳定性,并分析了该包合物的相对稳定结构。通过对分子模拟结果的分析,揭示了依达拉奉的2种β-环糊精包合物的相对稳定性,得出了依达拉奉的β-环糊精包合物的最稳定结构为:依达拉奉分子的杂环位于β-环糊精的窄口处。根据量子化学计算对单体和包合物的化学热力学分析,进一步得出了包合物的稳定能和优势稳定结构,并对分子动力学模拟的结果进行了验证。     

三嗪除草剂与豌豆D1蛋白作用的分子模拟研究

报道了三嗪类化合物与豌豆Ｄ１蛋白结合的分子模拟研究,。结果表明,三嗪类化合物主要以氢键方式与Ｄ１蛋白结合,同时亦发现,ＳＥＲ２６８域ＨＩＳ２１５是经合物与Ｄ１艇时重要的结合位点。     

2-苯乙醇-α-环糊精包合物的分子模拟研究

用分子动力学的方法模拟了2-苯乙醇的α-环糊精包合物在真空中的动态结构和运动轨迹.通过对分子模拟结果的分析,揭示了2-苯乙醇的两种α-环糊精包合物的相对稳定性,并根据PM3量化计算的包合稳定能、包合作用的结果得出了2-苯乙醇的α-环糊精包合物的最稳定结构为A型,即2-苯乙醇的羟乙基在α-环糊精窄口处.最后利用紫外光谱的变化规律给予了实验验证.分子模拟的统计分析结果表明,苯乙醇与α-环糊精形成的A构型包合物不仅物理稳定性最好,而且化学稳定性也最佳.     

自组装二十烷二羰基二-L-谷氨酸纳米管的分子模拟

为了洞察自组装二十烷二羰基二-L-谷氨酸(Eicosanedioyl—di—L—glutamic acid)EDGA球形螺旋纳米管微观结构，我们在大型计算机工作站SGI3800上，利用CERIUS2分子模拟软件，进行了计算机分子模拟。首先，根据EDGA分子在纳米管壁中的受力情况，确定了相当于二维周期边界条件的三维周期边界模型，由分子动力学构象搜索法寻找低能量的分子构象，进而运用分子力学、分子动力学交替进行的退火算法对EDGA单层膜聚集体进行模拟计算；结果得到分子两端基谷氨酸的构象不同的最低能量的分子构象，和螺旋与弯曲两种趋势同时存在的EDGA单层膜聚集体。模拟结果可以合理地描述自组装二十烷二羰基二-L-谷氨酸球形螺旋纳米管的一些结构特征。     

烷烃在分子筛孔中吸附和扩散的分子模拟

用巨正则系综蒙特卡罗(grand canonical monte carlo,GCMC)和构型偏倚蒙特卡罗(configurational-bias monte carlo,CB- MC)相结合的模拟方法,研究300 K下,烷烃(甲烷、乙烷、丙烷、丁烷)在ISV、MEL型分子筛上的吸附,饱和吸附量的大小顺序为:甲烷>乙烷>丙烷>丁烷。模拟甲烷-乙烷、乙烷-丙烷混合物在分子筛(ISV、MOR、MEL型)中的吸附分离,结果甲烷-丙烷比乙烷-丙烷混合物更易分离。采用分子动力学(molecular dynamics,MD)模拟方法,研究甲烷在MEL、MOR分子筛上的扩散系数,分别为2.76-3.86 m~2·s~(-1)、3.14-13.30 m~2·s~(-1),烷烃在分子筛中的扩散与吸附相关,且扩散系数的大小与分子筛的结构有关。模拟所得的有关吸附扩散性质的数据对于化工生产、研发和设计具有指导意义。     

基于并行计算的大规模群体行为建模与仿真方法研究

为解决当前群体行为模型因规模扩大而导致计算量剧增的问题,采用并行离散事件方法构建了大规模群体行为模型,利用YH-SUPE仿真引擎实现了群体行为模型的并行计算。重点介绍了模型中仿真对象和仿真对象信息交互的设计方法,并对该模型在不同数量的节点和仿真实体的环境下进行了测试。实验结果表明,将并行计算引入群体行为建模之中,可以显著提高仿真个体的数量,更加有效地支持了群体模型的实时运行。     

羧酸膦酸型化合物的阻垢缓蚀性能的量子化学研究

运用密度泛函(DFT)理论,在B3LYP／6—31G*水平下,系统研究了2-膦酸基丁烷-1,2,4-三羧酸(PBTCA)、1,2,2-三膦酸基丁烷-4-羧酸(TPBCA)、3,3-二膦酸基戊烷-1,5-二羧酸(DPPDCA)这3种羧酸膦酸型阻垢缓蚀剂的分子结构与阻垢缓蚀性能之间的构效关系。结果表明,3种膦酸分子中的羧基和膦酸基中氧原子的负电荷较多,氧原子与垢晶体中的钙离子产生静电,这些氧原子对间距与方解石晶体生长面上的钙离子对间距匹配,产生晶格畸变,阻止垢体生长。计算得到3种分子的缓蚀能力为PBTCA>DPPDCA>TPBCA,并且得到羧基中的O原子、膦酸基中的O原子对缓蚀能力贡献较大。     

A systematic methodology for large scale compound screening: A case study on the discovery of novel S1PL inhibitors

Decrease in sphingosine 1-phosphate (S1P) concentration induces migration of pathogenic T cells to the blood stream, disrupts the CNS and it is implicated in multiple sclerosis (MS), a progressive inflammatory disorder of the central nervous system (CNS), and Alzheimer’s disease (AD). A promising treatment alternative for MS and AD is inhibition of the activity of the microsomal enzyme sphingosine 1-phosphate lyase (S1PL), which degrades intracellular S1P. This report describes an integrated systematic approach comprising virtual screening, molecular docking, substructure search and molecular dynamics simulation to discover novel S1PL inhibitors. Virtual screening of the ZINC database via ligand-based and structure-based pharmacophore models yielded 10000 hits. After molecular docking, common substructures of the top ranking hits were identified. The ligand binding poses were optimized by induced fit docking. MD simulations were performed on the complex structures to determine the stability of the S1PL-ligand complex and to calculate the binding free energy. Selectivity of the selected molecules was examined by docking them to hERG and cytochrome P450 receptors. As a final outcome, 15 compounds from different chemotypes were proposed as potential S1PL inhibitors. These molecules may guide future medicinal chemistry efforts in the discovery of new compounds against the destructive action of pathogenic T cells.     

PLS模糊多模型建模方法在航煤干点估计中的应用研究

针对常压塔复杂工况下的航煤干点估计困难的问题,本文提出一种基于PLS模糊多模型软测量建模方法:(FuzzyMulti-model based on PLS,FMM-PLS)。该方法:采用减法c-均值聚类进行数据划分,按隶属度最大原则,合理划分子空间,确定予空间个数为3个,然后利用PLS方法:建立3个子模型,并对各子模型的输出进行隶属度加权预测输出值。同时,也建立PLS、QPLS、RBF-PLS单模型,并与提出的FMM-PLS方法:相比较。PLS、QPLS、RBF-PLS和FMM-PLS的最大误差分别为4.9541、4.6282、4.7517、3.8040;均方根误差分别为1.8599、1.7025、1.7381、1.5327。研究结果:表明,与PLS、QPLS、RBF-PLS相比,在航煤干点的估计中本文提出的FMM-PLS方法:预测精度更高,泛化性能更好。