氫鍵驅(qū)動(dòng)的BIC-HA體系分子表面手性自組裝的模擬研究.pdf

1、本文采用理論模擬的方法，運(yùn)用第一性原理密度泛函理論(Density functional theory，DFT)、分子力學(xué)方法(Molecular mechanics，MM)和分子動(dòng)力學(xué)方法(Moleculardynamics，MD)對(duì)5-（芐氧基）-間苯二甲酸衍生物(5-(benzyloxy)-isophthalic acidderivative，BIC)與庚醇(Heptanol，HA)分子的三種同分異構(gòu)體在高定向熱解石墨(Highl

2、yoriented pyrolytic graphite，HOPG)表面的自組裝行為進(jìn)行了研究，并通過(guò)模擬溫度的調(diào)節(jié)，探尋溫度對(duì)BIC/HA體系分子自組裝的影響。
　　本文首先運(yùn)用密度泛函理論(DFT)對(duì)能夠反映BIC/HA自組裝體系化合鍵特征的苯甲酸/甲醇分子簡(jiǎn)化模型進(jìn)行了計(jì)算，進(jìn)而對(duì)DFT計(jì)算結(jié)果進(jìn)行了鍵長(zhǎng)和鍵角等相關(guān)參數(shù)的測(cè)量，對(duì)比MMFF94力場(chǎng)中相關(guān)鍵伸長(zhǎng)項(xiàng)和角彎曲項(xiàng)的特征項(xiàng)力場(chǎng)參數(shù)，驗(yàn)證原始力場(chǎng)的合理性，并對(duì)相關(guān)參數(shù)進(jìn)

3、行擬合優(yōu)化。進(jìn)而運(yùn)用優(yōu)化后的力場(chǎng)(MMFF94_1)，通過(guò)分子力學(xué)(MM)和分子動(dòng)力學(xué)方法(MD)計(jì)算一組BIC/HA體系，與優(yōu)化前的原始力場(chǎng)的分子動(dòng)力學(xué)計(jì)算結(jié)果進(jìn)行對(duì)比，以驗(yàn)證MMFF94力場(chǎng)的優(yōu)化是否合理。
　　進(jìn)而，分別建立BIC分子與正庚醇(HA)、R型手性庚醇R-HA和S型手性庚醇S-HA構(gòu)成的六種具有順/逆時(shí)針(Closewise/Counterclockwise，CW/CCW)特征的自組裝體系，分別記為HA/CW，H

4、A/CCW，R-HA/CW，R-HA/CCW，和S-HA/CW，S-HA/CCW。使用擬合優(yōu)化力場(chǎng)參數(shù)后的MMFF94_1力場(chǎng)，在室溫（實(shí)驗(yàn)溫度）條件下，對(duì)以上六種體系進(jìn)行分子力學(xué)優(yōu)化和分子動(dòng)力學(xué)模擬計(jì)算。通過(guò)幾何結(jié)構(gòu)、能量、氫鍵數(shù)目、氫鍵鍵長(zhǎng)、氫鍵鍵角等特征性參數(shù)的定量分析，并與實(shí)驗(yàn)結(jié)果比照，進(jìn)行氫鍵與手性自組裝結(jié)構(gòu)的形成趨勢(shì)和穩(wěn)定性的相關(guān)性研究。
　　文章最后，選取在室溫下能夠形成穩(wěn)定二維手性網(wǎng)格結(jié)構(gòu)的HA/CW，HA/CCW