【摘 要】
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β-环糊精（β-CD）及其衍生物在超分子化学中占有重要地位,能够通过疏水和范德华相互作用将各种有机小分子结合到疏水腔中,在食品、医药、农药、日用化工、分析化学等多个领域得到了很好的应用。分析环糊精主客体复合物的结构对于帮助正确解释发生在该系统中的各类复合机理具有重要意义,尤其是设计新的、具有理想性质的主客体系统已经成为目前的研究热点。由于β-CD主客体体系的构象空间的复杂性,在分子模拟过程中,提取
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β-环糊精（β-CD）及其衍生物在超分子化学中占有重要地位,能够通过疏水和范德华相互作用将各种有机小分子结合到疏水腔中,在食品、医药、农药、日用化工、分析化学等多个领域得到了很好的应用。分析环糊精主客体复合物的结构对于帮助正确解释发生在该系统中的各类复合机理具有重要意义,尤其是设计新的、具有理想性质的主客体系统已经成为目前的研究热点。由于β-CD主客体体系的构象空间的复杂性,在分子模拟过程中,提取主客体代表性构象（RC）时,需要结合一定的实验数据,才能进行准确的筛选。在研究环糊精主客体系统时,基于课题组之前提出的分子动力学/量子力学/连续介质溶剂模型（MD/QM/CSM）,并结合诱导圆二色谱（ICD）与电子圆二色谱（ECD）进行代表性构象（RC）的筛选,再通过QM/CSM作为自由能计算模型,计算出溶剂条件下的主客体复合自由能。以ICD实验与ECD计算结合主客体复合自由能的计算值与实验值线性相关性作为依据,进一步验证所筛选主客体复合结构的代表性构象的可靠性。基于所筛选的代表性构象,在分子水平分析了所研究主客体体系的相互作用机理。使用MD/QM/CSM方法研究了β-CD包合下乙酸乙酯与对硝基苯甲酸甲酯的水解机理。构建多种不同的MD初始构象,在MD构象空间中筛选了具有代表性的复合结构。通过构建合理的β-CD包合下乙酸乙酯与对硝基苯甲酸甲酯的水解结构模型,进行QM/CSM计算,准确的分析了β-CD包合下对硝基苯甲酸甲酯的水解机理。β-CD的包合对乙酸乙酯的水解反应起到了阻碍作用,对对硝基苯甲酸甲酯的水解反应起到了促进作用。在研究β-环糊精对四种N-甲基氨基甲酸酯类杀虫剂包合机理的研究时,使用了改进的MD/QM/CSM方法,针对不同的体系,通过构建多种不同的初始构象,扩大了构象采样的范围,基于ICD实验数据与ECD计算结合筛选具有代表性的优势构象。计算表明所筛选的代表性构象的ECD计算值与ICD实验值相符合,通过计算各体系的复合自由能大小将四种主客体体系进行相对稳定性排序,相对稳定性顺序为与实验结果一致,且计算结果与实验值有很高的线性相关性,R~2=0.99。这表明对MD/QM/CSM方法的改进是很有成效的。
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