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气%2f液界面上β-环糊精与十六烷基三甲基溴化铵包结物形成的分子动力学模拟.pdf



V01.30 2009年4月 高等学校化学学报 CHEMICAL JOURNAL OF CHINESE UNIVERSll'IES No.4 735—740 气/液界面上卢? 环糊精与十六烷基三甲基溴化铵 包结物形成的分子动力学模拟 庞瑾瑜,徐桂英,白 燕,赵涛涛 (山东大学胶体与界面化学教育部重点实验室,济南250100) 摘要利用分子动力学模拟的方法从分子水平上研究了气/液界面上伊环糊精(/9-CD)与十六烷基三甲基溴 化铵(CTAB)包结物的形成.对口-CD与CTAB摩尔比分别为l:l和2:l的两个体系进行了模拟研究,体系的 能量、径向分布函数和均方根位移变化的结果表明,口-CD与CTAB分子可以在气/液界面上形成包结物,相 对而言,更易形成1:1型包结物. 关键词分子动力学模拟;口.环糊精;十六烷基三甲基溴化铵;包结物;气/液界面 中图分类号0641;0647 文献标识码A 文章编号0251-0790(2009)04-0735-06 环糊精(Cyclodextrin,CD)是通过a-(1,4)一糖苷键连接的D.葡萄糖低聚环状物,其中含有6,7和 8个D.吡喃葡萄糖单元者分别称为d,/3和y一环糊精¨’2 J.其结构类似一截顶圆锥空腔,cD分子空腔 外侧为亲水性基团;腔内为疏水性基团,并有微弱的极性.由于这一独特的结构,CD可作为宿主体分 子与很多有机分子、金属配合物发生作用形成包结物”J.CD包结物的主客体相互作用和微观包合结 构的研究早已引起了人们的关注.表面活性剂是一类两亲性分子,其疏水部分可以进入CD的疏水空 腔,形成表面活性剂/CD包结物.紫外一可见光谱法【4 J、荧光法”J、磷光法∽J、电化学法"】、表面张力 法【8t9 J、电导法¨0|、核磁共振光谱法…’121等已用于表面活性剂/CD包结物的研究. 近年来,分子动力学模拟(Molecular dynamics simulation,MD)技术也被用于研究CD主一客体包结 物的相互作用.Zubiaur等¨到利用MD方法研究了叔丁酮和口一CD络合物的结构,通过MD模拟得到了 与口.cD络合后官能团的优先顺序以及包结物最可能的几何构型.Zhu等¨4 o利用MD模拟研究了异菌 脲(iprodione)和/3一CD的包结物,改善真菌活动性,得出了两种可能的异菌脲佃一CD包结物能量最低的 几何构型.Bonnet等¨纠采用MD模拟研究了a,p,y.CD不同方向二聚体的相关稳定性和分子的相互 作用,得到了能量最小的二聚体,并且得出头对头的构象最稳定.Yu等¨钊利用MD模拟研究了自由能 最低点附近的胆固醇与CD主一客复合物结构的稳定性,得到了胆固醇与CD的两种可能连结构型. Sellner等Ⅲ1使用MD模拟研究了口一CD与金刚烷衍生物形成的主一客超分子复合物,得出客体的两种不 同作用能的稳定构象.Pozuelo等¨驯使用MD模拟研究了a—CD与聚乙二醇(PEG)的包结物,结果表 明,聚乙二醇链上的Ot—CD的排列相比头对尾的排列略微倾向于头对头和尾对尾的排列,并且包结物 中的a—CD比单体a—cD的对称性更强且不易扭曲,包结物中的聚乙二醇链也更加伸展.Briquet等¨引 对a.CD和偶氮苯的MD模拟结果表明,无溶剂时,CD分子间距很近而且包结物的结构不很稳定;而在 溶液中,CD分子间距很远,而且a—CD和偶氮苯组成轮烷的三种构象的能量基本一致.Cai等Ⅲo的 MD模拟结果表明,两个酰基链同时进入a—CD内腔会产生很强的 能垒,因而磷脂分子不能通过a.CD 内腔. 采用电化学和核磁共振等技术对卢一CD与十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)的相互作用已有报 道[7'11.21|.我们曾采用表面张力和界面扩张流变方法研究了卢-cD与CTAB的相互作用心2|.结果表明, 口一CD与CTAB可以形成l:1和2:1两种类型的包结物.本文利用MD模拟的方法,根据能量、径向分布 收稿日期:2008-09-26. 基金项目:山东自然科学基金(批准号:Y2007832)资助. 联系人简介:徐桂英,女,教授,博士生导师,主要从事胶体与界面化学研究.E-mail:xuguiying@sdu.edu,cn
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