N、N—二羟乙基—3—胺基—2—甲基丙酸甲酯单体的合成及结构的分子模拟.pdfVIP

N 、N-二羟乙基-3-胺基-2- 甲基丙酸甲酯单体的合成及结构 的分子模拟 李红霞，王坤杰* 塔里木大学文理学院，新疆阿拉尔（843300 ） E-mail：wangkj80@163.com 摘 要：应用分子模拟技术模拟真实分子体系的结构和性质来寻找目标分子，已大大推动了新材料 的研制进程。本文在合成 N 、N—二羟乙基—3—胺基—2— 甲基丙酸甲酯单体的基础上，利用 MP 软件对分子进行了分子力学优化，寻找最优构型，并进行系统构象有哪些信誉好的足球投注网站，探讨了分子构象与能量的 关系。 关键词：合成，分子力学，构象能，分子模拟 应用分子模拟技术来模拟真实分子体系的结构和性质已成为一个比较前沿、新兴的研究方向， 尤其是在材料领域，如果能够通过计算机模拟出真实的分子体系，不仅能提供定性的描述，而且能 模拟出高分子材料的一些结构与性能的定量的结果[1] 。即先模拟，再合成，这无疑会提高寻找具有 特定性质分子的命中率，节省人力，财力，提高效率,推动新材料的研制进程。 MP 软件能够对一些 分子量较小、原子数较少的柔性分子模型进行分子力学(MM)、分子动力学(MD)、量子力学(QM)计 算。超支化分子是一种通过支化单元（多功能单体）逐步重复反应得到的具有树状超支化结构的大 分子。由于超支化物是一种单分子组成的纳米级分子，因而具有一些特殊的性能，从而成为拓扑学、 生物学、材料学等领域中的一个新的研究方向[2-3] 。经过十多年的研究，超支化合物的基础研究已有 了较大发展，但其应用受到了合成的限制[4-5] 。本文在合成超支化分子的单体(N、N—二羟乙基—3— 胺基—2— 甲基丙酸甲酯单体)后，应用MP 软件，采用Dreiding 力场，通过分子力学方法对其进行 构型优化及构象分析，得到优化后的分子构型。 1. N 、N-二羟乙基-3-胺基-2- 甲基丙酸甲酯单体的合成 在250ml 三颈瓶反应釜中加入0.10mol 甲基丙烯酸甲酯，0.10mol 二乙醇胺和 10ml 甲醇，混合 物在室温和通N2 的条件下搅拌30min 后升温至35℃保持6h，然后抽真空以除去原来加入的溶剂甲 醇及生成的甲醇，得到一种无色透明油状物。通过薄层色谱对比分析证明反应物已反应完全，生成 物较纯，达到应用要求。 为了深入研究超支化合物的性能与应用，并为其提供理论依据，我们从合成单体伊始就进行构 型与构象的分析。 2. 分子力学（MM ）优化 分子力学方法用经典力学处理分子，认为分子是由一系列球体组成的。其基本思想最早可追朔 到1930 年的Andrews D.H.提出的经典力学模型。分子力学是基于分子经典力学的计算方法，计算的 基本依据是分子中原子之间的作用可分解为化学键和非键作用。计算的核心是构筑力场，把分子处 理成为一套由经典力学势能函数支配的原子的排列。力场的势能包括非键和价键的相互作用(有不同 的势能函数表示)，所有势能的总和即为分子的构象能。力场的势能函数一般包括键的伸缩，键角的 弯曲，柔性键旋转的内旋转, Vander Waals 作用力、静电力和偶极相互作用等[6] 。本文选用Dreiding [7] 力场 。 *本课题得到塔里木大学校长基金硕士资金（TDZKSS06007 、TDZKSS06011 ）项目的资助。 *通信联系人简介：王坤杰（1980-） ，男，甘肃静宁人，讲师；研究方向为功能纳米材料。 - 1 - V 总=V 键合+V 非键合 V 键合=V 键伸缩+V 键角弯曲+V 中心排斥+V 扭转 V 非键合=V 范德华+V 静电+V 氢键 2.1 构造分子初始构型 在MP 主界面中选择相应的原子基团构造单体分子，如图1 所示。 图1 分子初始构型 该分子由33 个原子构成，共有 71 个二面角，系统的改变二面