Влияние структуры ароматических молекул на их солюбилизацию в обратных мицеллах

Содержание

ВВЕДЕНИЕ 3
1. ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР 4
1.1 Исследования обратных мицелл 4
1.2 Солюбилизация 7
1.3 МЕТОД МОЛЕКУЛЯРНОЙ ДИНАМИКИ 8
2. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ 12
2.1 Детали моделирования 12
2.2 Структуры выбранных ПАВ и солюбилизатов 12
3. ОБСУЖДЕНИЕ РЕЗУЛЬТАТОВ 14
3.1 Результаты для производных бензола 14
3.2 РЕЗУЛЬТАТЫ ДЛЯ производных пиридина 17
ВЫВОДЫ 20
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ 21

Введение

Обратные мицеллы представляют собой агрегаты, состоящие из молекул ПАВ, воды и неполярного растворителя, которые возникают в растворах, начиная с определенной концентрации, которая называется критической концентрацией мицеллообразования (ККМ). Такие агрегаты могут иметь различные формы, но важной особенностью их является наличие ядра, в котором находится полярный растворитель (в нашем случае это вода),окруженный гидрофильными группами молекул ПАВ (головами). Гидрофобные группы (хвосты) находятся в растворе неполярного растворителя. Обратные мицеллы имеют широкий спектр применений. Они используются в качестве реактора для приготовления наночастиц[1-3], экстракции белков [4], синтеза квантовых точек [5],а также используются для каталитических реакций[6].Они также играют важную роль в ускорении действия ферментов в некоторых реакциях. Зачастую необходимо знать, в какой части мицеллы находится и реагент, и продукт реакции. Одним из теоретических методов, решающих эту задачу является молекулярная динамика, с помощью которой можно явно установить положение молекул относительно мицеллы.
Целью данной работы было определение с помощью метода молекулярной динамики расположения органических циклических молекул в обратной мицелле AOT-декан - вода.

Возникли сложности?

Нужна помощь преподавателя?

Помощь в написании работ!

ДИПЛОМНЫЕ МАГИСТЕРСКИЕ ДИССЕРТАЦИИ

КУРСОВЫЕ СТАТЬИ ВКР

Заключение

На основании проделанных расчетов можно сделать следующие выводы:
1. Методом молекулярной динамики был проведен численный эксперимент, в результате которого была получена обратная мицелла АОТ. Среднее время сборки составило 35 нс.
2. Время наблюдения за системами было достаточно для достижения равновесия, что подтверждается независимостью полученных распределений компонентов от начальных положений молекул.
3. Количество гидроксильных групп влияет на это распределения: чем их больше, тем глубже в мицелле располагается молекула солюбилизата. Это можно объяснить водородными связями, которые образует OH-группа с водородами воды внутри мицеллы.

Литература

1. Lisiecki, I., &Pileni, M. P. (1993). Synthesis of copper metallic clusters using reverse micelles as microreactors. Journal of the American Chemical Society, 115(10), 3887-3896.
2. Taleb, A., Petit, C., &Pileni, M. P. (1997). Synthesis of Highly Monodisperse Silver Nanoparticles from AOT Reverse Micelles: A Way to 2D and 3D Self-Organization. Chemistry of Materials, 9(4), 950-959.
3. Lee, Y., Lee, J., Bae, C. J., Park, J.-G., Noh, H.-J., Park, J.-H., & Hyeon, T. (2005). Large-Scale Synthesis of Uniform and Crystalline Magnetite Nanoparticles Using Reverse Micelles as Nanoreactors under Reflux Conditions. Advanced Functional Materials, 15(3), 503-509.
4. Coklen, K. E., & Hatton, T. A. (1985). Protein Extraction Using Reverse Micelles. Biotechnology Progress, 1(1), 69-74.
5. Kwon, W., & Rhee, S.-W. (2012). Facile synthesis of graphitic carbon quantum dots with size tunability and uniformity using reverse micelles. Chemical Communications, 48(43), 5256.
6. Luisi, P. L. (1985). Enzymes Hosted in Reverse Micelles in Hydrocarbon Solution. Angewandte Chemie International Edition in English, 24(6), 439-450.
7. Chatzidaki, M. D., Papavasileiou, K. D., Papadopoulos, M. G., & Xenakis, A. (2017). Reverse Micelles As Antioxidant Carriers: An Experimental and Molecular Dynamics Study. Langmuir, 33(20), 5077-5085.
8. Kinugasa, T.; Kondo, A.; Nishimura, S.; Miyauchi, Y.; Nishii, Y.; Watanabe, K.; Takeuchi, H. Colloid Surf. A-Physicochem. Eng. Asp. 2002, 204, 193.
9. Mehta, S. K.; Sharma, S. J. Colloid Interface Sci. 2006, 296, 690.
10. Klymchenko, A. S., &Demchenko, A. P. (2002). Probing AOT Reverse Micelles with Two-Color Fluorescence Dyes Based on 3-Hydroxychromone. Langmuir, 18(15), 5637-5639.
11. Baryiames, C. P., Teel, M., &Baiz, C. R. (2019). Interfacial H-bond dynamics in reverse micelles: the role of surfactant heterogeneity. Langmuir.
12. Piletic, I. R., Moilanen, D. E., Spry, D. B., Levinger, N. E., &Fayer, M. D. (2006). Testing the Core/Shell Model of Nanoconfined Water in Reverse Micelles Using Linear and Nonlinear IR Spectroscopy. The Journal of Physical Chemistry A, 110(15), 4985-4999.
13. Li, Q., Li, T., & Wu, J. (2000). Comparative Study on the Structure of Reverse Micelles. 2. FT-IR,1H NMR, and Electrical Conductance of H2O/AOT/NaDEHP/n-Heptane Systems. The Journal of Physical Chemistry B, 104(38), 9011-9016.
14. Eskici, G., &Axelsen, P. H. (2016). The Size of AOT Reverse Micelles. The Journal of Physical Chemistry B, 120(44), 11337-11347.
15. Correa, N. M., Silber, J. J., Riter, R. E., & Levinger, N. E. (2012). Nonaqueous Polar Solvents in Reverse Micelle Systems. Chemical Reviews, 112(8), 4569-4602.
...