论文总字数：15881字

摘 要

胶原蛋白具有许多优良的生物学特性，例如可降解性、组织相容性和止血性等，从而使其在一些领域（皮肤替代物和人工软骨等）备受关注，但是因为胶原蛋白内部存在较多数量的氢键，离子键，范德华力和疏水键，难溶于水和一般的有机溶剂中，极大地限制了胶原蛋白的应用。而表面活性离子液体的可设计性使其具有非常广泛的应用。

本文使用量子化学密度泛函理论中的B3LYP 6-31G方法，采用(d，p)基组分别模拟了表面活性离子液体EtmimC₁₂H₂₅SO₃,EtmimC₂₀H₃₇SO₇，三肽（甘氨酸-脯氨酸-羟脯氨酸）以及EtmimC₁₂H₂₅SO₃-三肽（甘氨酸-脯氨酸-羟脯氨酸），EtmimC₂₀H₃₇SO₇-三肽（甘氨酸-脯氨酸-羟脯氨酸），对其进行构型的优化，频率分析，能量分布和氢键类型分析等。

通过分子模拟发现三肽（甘氨酸-脯氨酸-羟脯氨酸）-表面活性离子液体体系中存在氢键，表面活性离子液体与三肽（甘氨酸-脯氨酸-羟脯氨酸）相互作用时主要生成C-H---O、N-H---O这两种类型的氢键，其中作用力最强的氢键键长为1.39Å，形成的键角为148.07°，表明三肽（甘氨酸-脯氨酸-羟脯氨酸）与表面活性离子液体存在强烈的分子间作用力。

关键词：表面活性离子液体 三肽 密度泛函理论 分子模拟

Mechanism and Interaction between Surface Active Ionic Liquids MESS and Collagen

Abstract

Collagen has many excellent biological characteristics, such as degradability, histocompatibility and hemostasis, which makes it attractive in some areas (skin substitutes, artificial cartilage, etc.), but because of the presence of collagen inside A great many of hydrogen bonds, ionic bonds, vander Waals forces, and hydrophobic bonds are insoluble in water and general organic solvents, greatly limiting the use of collagen. The designability of surface-active ionic liquids makes them very versatile.

Using the quantum chemistry density functional theory B3LYP in 6-31 g method, using (d, p) basis set respectively to simulate the surface activity of ionic liquid EtmimC₁₂H₂₅SO₃, EtmimC₂₀H₃₇SO₇, Tripeptide (glycine, proline-hydroxyproline) and EtmimC₁₂H₂₅SO₃-Tripeptide(glycine,proline-hydroxyproline），EtmimC₂₀H₃₇SO₇- Tripeptide (glycine, proline-hydroxyproline), the optimization of its configuration, frequency analysis, the energy distribution and hydrogen bonding type analysis, etc.

Molecular simulations revealed that there are hydrogen bonds in the tripeptide-surface active ionic liquid system. When the surface active ionic liquid interacts with the tripeptide, two major types of hydrogen bonds, CH---O and NH---O, are formed. The strongest hydrogen bond length was 1.39 Å, and the bond angle formed was 148.07°, indicating that there is a strong intermolecular force between the tripeptide and the surface active ionic liquid.

Key words: Surface active ionic liquid; Tripeptide; Density functional theory; Molecular simulation

目 录

摘要 I

Abstract II

第一章 文献综述 1

1.1 胶原蛋白 1

1.1.1 胶原蛋白概述 1

1.1.2离子液体溶解胶原蛋白 1

1.2 离子液体（ionic liquid，IL） 2

1.2.1 IL概述 2

1.2.2 IL的性质 2

1.2.3 IL类别 2

1.2.4 IL的应用 2

1.3 表面活性离子液体 3

1.3.1（Surface active ionic liquid，SAILs）表面活性离子液体分类 3

1.3.2 SAILs的应用 3

1.4 实验方法 4

1.4.1 分子模拟 4

1.4.2 量子力学（QM）方法 4

1.4.3密度泛函理论（Density Functional Theory，DFT） 4

1.4.4 分子模拟案例 4

1.5 本文思路 5

第二章 表面活性离子液体的构型优化 6

2.1 前言 6

2.2研究方法 6

2.3 表面活性离子液体的构型优化 6

2.3.1 SAILs中阴阳离子构型的优化 6

2.3.2 表面活性离子液体构型的优化 8

2.3.3振动模态分析 12

2.3.4表面活性离子液体总能量分布 13

2.4 本章小结 14

第三章 胶原蛋白与表面活性离子液体的相互作用 15

3.1 引言 15

3.2研究方法 15

3.3表面活性离子液体和三肽的相互作用 16

3.3.1三肽（甘氨酸-脯氨酸-羟脯氨酸）构型的优化 16

3.3.2表面活性离子液体与三肽（甘氨酸-脯氨酸-羟脯氨酸）的相互作用 16

3.3.3振动模态与能量 19

3.3.4能量分布图 21

3.4本章小结 22

第四章 结论与展望 24

4.1结论 24

4.2 展望 24

参考文献 26

致谢 28

第一章 文献综述

1.1 胶原蛋白

1.1.1 胶原蛋白概述

动物体内含量最多的结构蛋白是胶原蛋白，对机体生理功能的完善与增强发挥着巨大的作用。研究表明，胶原蛋白有很多种类型，超过27种，主要分为纤维性胶原蛋白和非纤维胶原蛋白，其中最主要的是纤维性胶原蛋白，包括Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ型；胶原蛋白由三条链构成，相互交联后形成特殊的三股螺旋结构；又由于其独有的空间构型及表现出来的生物特性使得胶原蛋白的应用涉及到很多领域。

请支付后下载全文，论文总字数：15881字