烷烃、芳香烃、醇表面力与分子能量项关系

论文摘要

基于表面力化学的广泛应用,本文采用hyperchem7.5软件,用分子模拟方法对表面内力和表面外力分别进行研究。首先,在四种不同力场（Amber、Opls、MM+、Bio+）下模拟了一系列烷烃类、芳香烃类、醇类物质的能量项:总能量（total energy）、键能（bond）、角度（angle）、二面角（dihedral）、范德华作用能（vdw）、扭转力（stretch-bend）、势能（epot）。用origin软件分析了上述物质不同力场下各种能量项与表面内力的相关性,结果表明范德华作用能（vdw）与表面内力的相关性最佳。同时通过SAS软件对上述物质建立数学模型（多元线性回归方程）,回归模型表明在Bio+力场下,各能量项与表面内力的相关性最佳,其最大相关系数为0.8777。同样采用hyperchem7.5软件,模拟了一系列水-烷烃、水-芳香烃、水-醇两相体系的能量项。用上述方法研究了两相体系在不同力场下各种能量项与表面外力的相关性,并且分别分析了每种物质能量项与其表面外力的相关性。通过SAS软件对上述物质建立数学模型方程,回归模型表明同样在Bio+力场下,各能量项与表面外力的相关性最佳。我们也对不同力场下各能量项与文献报道的表面内力和表面外力分别进行非线性拟合。探讨了多项式拟合和指数拟合在能量项与表面力（表面内力和表面外力）回归分析中的适用性。结果表明,非线性拟合与线性相关分析有较好的一致性,同样是范德华力项及总能量项与表面内力有较好的相关性。通过这些分析,我们不仅描述了相应物质各能量项与表面力的相关性,同时开辟了一种从理论计算上研究表面力的方法。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 1.1 表面力的概念与应用
• 1.2 化学信息学
• 1.2.1 结构数据库
• 1.2.2 定量结构与活性关系
• 1.2.3 分子模拟
• 1.2.4 结构解析
• 1.2.5 化学反应与合成设计
• 1.3 分子模拟方法
• 1.3.1 分子力学方法（Molecule Mechanics, MM）
• 1.3.2 分子动力学模拟方法
• 1.4 线性回归分析
• 1.5 立题依据和主要研究设想
• 第二章 烷、芳香烃、醇表面内力与各能量项的关系
• 2.1 引言
• 2.2 模拟方法及过程
• 2.3 结果与讨论
• 2.3.1 表面内力单元线性相关研究
• 2.3.2 表面内力逐步线性回归相关研究
• 2.4 结论
• 第三章 水－有机物体系表面外力和各能量项的关系
• 3.1 前言
• 3.2 模拟方法及过程
• 3.3 结果与讨论
• 3.3.1 表面外力单元线性相关研究
• 3.3.2 表面外力单元线性相关研究
• 3.4 结论
• 第四章 表面内力和各能量项的非线性回归分析
• 4.1 前言
• 4.2 分析方法及过程
• 4.3 结果与讨论
• 4.3.1 表面内力单元多项式拟合分析
• 4.3.2 表面内力单元指数拟合分析
• 4.4 结论
• 第五章 表面外力和各能量项的非线性回归分析
• 5.1 前言
• 5.2 分析方法及过程
• 5.3 结果与讨论
• 5.3.1 表面外力单元多项式拟合分析
• 5.3.2 表面外力单元指数拟合分析
• 5.4 结论
• 第六章 结论及展望
• 致谢
• 参考文献
• 作者在攻读硕士学位期间发表的论文