天然产物分离分子动力学模拟的研究

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1、摘要天然产物分离的分子动力学模拟研究本论文的研究工作主要采用分子动力学模拟，对大孔树脂D101分离人参皂苷Rgl的机理，以及碳纳米管的特性进行了模拟研究。所使用的模拟软件为GROMACS软件包，除此之外，还使用了很多辅助的分析软件，如Accelrysviewerpro，Tinker，NanotubeModeler等。大孔树脂D101常用于人参皂苷Rgl的分离以提高分离效果。为了更有效地研究人参皂苷Rgl的分离机理，我们对水体系中的D101，人参皂苷Rgl和蔗糖进行了分子动力学模拟。首先我们研究了D101的四种同分异构体并选出了最优结构。我们用结构因子RDF来分析Rgl

2、的吸附机理及整个体系的稳定构象。我们研究了不同的杂质浓度，不同体系温度(300，330和360K)，不同压力(1．0，2．0，3．O和4．0bar)对体系的吸附的影响。我们发现低浓度杂质有利于吸附，高浓度反而会破坏D101和人参皂苷Rgl之间的吸附平衡，这与实验的结果是一致的；低温环境中，D101与Rgl间的结合能远远强于D101与蔗糖间的结合能，并且能量很稳定；在低压环境中，体系在4ns左右就可以到达平衡，随着压力升高，能量差增大但是同时到达平时的时间也增长，所以我们认为：适当的高压是有利于R91分离的。这些模拟数据与实验数据有很好的一致性。在对碳纳米管特性的研究中

3、，我们将碳纳米管置于水中，发现水分子会进入碳纳米管的空腔内，并且在碳纳米管的空腔内规则地排列成一行，在碳纳米管的外壁则会形成了一个疏水的环境，环绕碳纳米管外壁一圈；在正己烷体系中也有类似的性质。在混合气体的体系中，分子量大的分子更容易被碳纳米管吸引。关键词：分子动力学模拟，大孔树脂D101，人参皂苷Rgl，碳纳米管北京化丁人学硕Ij学位论文THESEPARATIONMECHANISMOFRglBYMoLECULARDYNAMICSIMULATIoNABSTRACTThepaperresearchedtheseparationmechanismoftheRglandth

4、echaracteristicsofcarbonnanotubeusingmoleculardynamicsimulation．GROMACSsoftwarepackageandsomeanalysissofiwares，suchasAccelrysviewerpro，Tinker，NanotubeModelerandSOonwereused．WeusedMacroporousresinD101(D101)astheadsorbentinachromatographycolumntoseparateginsenosideRglfromitssolutioncontai

5、ningwaterandsucrose．Theoperationconditionswereoptimized．TheseparationefficiencywasanalyzedthroughHPLC．Theeffectofsucroseamountwasstudied．Moleculardynamic(MD)simulationwasperformedtostudytheseparationmechanismofRg1．Fordifferentconcentrationsofsucroseandattemperaturesof300，330or360Kandpre

6、ssuresof1．0，2．0or4．0bar，theseparationefficiencywasstudiedbyMD．IthasbeenfoundthatalowerconcentrationofsucrosewasfavorablefortheseparationofRg1．Atlowertemperatures，theinteractionenergybetweenD101andRglWasmuchstrongerthanthatbetweenD101andsucrose．Oursimulationdatawerecomparedwithavailablee

7、xperimentalresultsandgoodagreementwasobtained．1I摘要Duringthestudyofthecharacteristicsofcarbonnanotube(CNT)，CNTwasinsertedintotheaqueoussystem．ItwasfoundthatwatermoleculeswouldenterintothecavityofCNTandarrangeintoalineinregular,andtherewashydrophobicroomontheektexineofCNT．Thesame