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赵红霞

铁杆木虫 (著名写手)

[求助] 分子模拟中刚柔性和亲水性怎么表示 已有2人参与

如题,在聚合物链中,由于主链上是否还带其它基团(如甲基)对宏观性能影响很大,现在只能猜测是这两个因素,
一个是链的刚柔性不一样,另一个是链的亲水性不一样,想通过分子模拟来求证,可是要怎么表征呢?
请大侠指点,金币好说
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ktwyw

木虫 (小有名气)

【答案】应助回帖

★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★
赵红霞: 金币+20, ★★★★★最佳答案 2014-12-26 14:27:44
关于在分子模拟里表征高分子链的柔顺性,你可考虑去计算
(1)二面角内旋转位能曲线,这一点fanc232已经提到了,表征链的静态柔顺性的重要参数是旁式与反式的势能位垒,位垒越低,链越柔顺;
(2)计算链的末端距与聚合度的关系,然后构建高斯等效链段模型,由此可以得到Flory特征比或者Kuhn链段长度,这两个值越小,链越柔顺;
(3)计算键取向的相关函数(correlation function of bond orientation), 相关函数衰减的越快,链越柔顺。根据相关函数的衰减你可以可以得到链的持久长度,持久长度越小,链越柔顺。

关于在分子模拟里表征链的水溶性,你可以考虑去计算聚合物和水各自的Hildebrand溶度参数(solubility parameter)(注:其实这些对于常见高分子,你查表也可以查得到),然后得到Flory-Huggin Chi-parameter,  chi值越小,说明聚合物的水溶性与好。

聚合物和蛋白还是不太一样,我个人觉得fanc232提出的方案可能行不通。

另外,就你给的两个分子,看上去柔顺性和水溶性应该都是PAA要比PCA好一点吧,你想通过分子模拟证实这一点么?
好好学习,天天向上。
10楼2014-12-26 14:03:37
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普通回帖

赵红霞

铁杆木虫 (著名写手)

补充一点,这个聚合物本身就具有一定的水溶性,我看论坛里都说用接触角仪测接触角,对于水溶性的聚合物也适用吗?
2楼2014-12-25 18:25:53
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ktwyw

木虫 (小有名气)

【答案】应助回帖

感谢参与,应助指数 +1
没看懂你具体的问题。高分子物理里表征链的静态柔顺性的参数是持久长度,水溶性你可以去查聚合物与水的Flory-huggins参数,这些物理量实验上都可以测,分子模拟里面原则上也可以算,这样算回答你的问题么?

[ 发自手机版 http://muchong.com/3g ]
好好学习,天天向上。
3楼2014-12-25 18:46:12
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赵红霞

铁杆木虫 (著名写手)

打个比方,如下图,左边和右边聚合物的区别在于右边的主链上挂了一个甲基,那么我现在想比较两者的分子刚柔性和亲水性,请问如何通过分子模拟来表征呢?
分子模拟中刚柔性和亲水性怎么表示
1.png

4楼2014-12-25 19:00:17
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赵红霞

铁杆木虫 (著名写手)

引用回帖:
3楼: Originally posted by ktwyw at 2014-12-25 18:46:12
没看懂你具体的问题。高分子物理里表征链的静态柔顺性的参数是持久长度,水溶性你可以去查聚合物与水的Flory-huggins参数,这些物理量实验上都可以测,分子模拟里面原则上也可以算,这样算回答你的问题么?
...

非常感谢您的回复,请看看我下面的补充
5楼2014-12-25 19:01:54
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fanc232

新虫 (小有名气)

【答案】应助回帖

感谢参与,应助指数 +1
亲水性疏水性,你把没加甲基的体系,和加了甲基的体系,分别放在溶剂里做个比较彻底的能量最小化,找到它在溶剂里最可能的构象,然后分别测一下暴露在溶剂中的亲水性基团和疏水基团的面积,做个比例,二者比较一下大小。
刚柔性,你指的是,加入甲基引进了空间位阻和其它作用力,有没有影响链的构象变化吧。要不你试试在链上选几个重要的可旋转键形成的二面角,看看在分子模拟过程中,二面角的范围有没有变狭窄,如果是,那估计就是刚性增加柔性减弱了。
NOTE!!我没做过那么多分子动力学模拟,这就是我一个想法而已,你再跟其他人多商量商量再确定吧。
我很喜欢计算机辅助药物设计
6楼2014-12-26 09:01:43
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pigrass

专家顾问 (著名写手)

伊卡斯特的小猪

柔顺性 的话可以看看高分子物理,里面讲到均方末端距、无扰尺寸什么的
#有问题发论坛,不接受私聊#爱晶体,爱MaterialsStudio#MS专辑点击右边#http://emuch.net/taotie/41673.html#物性数据#http://webbook.nist.gov/chemistry/#
7楼2014-12-26 09:16:50
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赵红霞

铁杆木虫 (著名写手)

引用回帖:
6楼: Originally posted by fanc232 at 2014-12-26 09:01:43
亲水性疏水性,你把没加甲基的体系,和加了甲基的体系,分别放在溶剂里做个比较彻底的能量最小化,找到它在溶剂里最可能的构象,然后分别测一下暴露在溶剂中的亲水性基团和疏水基团的面积,做个比例,二者比较一下大 ...

非常感谢您的回复,很有启发,对于亲水性还有些许疑惑:
1. 聚合物在溶剂中做完能量最小化,难道不是所有的原子或基团都暴露在溶液中吗?
2. 基团的面积如何测呢?
再次感谢您
8楼2014-12-26 09:39:13
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fanc232

新虫 (小有名气)

引用回帖:
8楼: Originally posted by 赵红霞 at 2014-12-26 09:39:13
非常感谢您的回复,很有启发,对于亲水性还有些许疑惑:
1. 聚合物在溶剂中做完能量最小化,难道不是所有的原子或基团都暴露在溶液中吗?
2. 基团的面积如何测呢?
再次感谢您...

您好,我是生物背景的,而且经验不多,很抱歉在解答您问题的时候没有跳出我自己的思维圈子。
1.我一直认为长链化合物放在溶剂里,跟溶剂亲和的部位倾向于暴露在外,跟溶剂排斥的部位倾向于互相聚合,被包裹在内。就跟蛋白质折叠似的。所以我不认为所有原子或基团都暴露在溶液中,除非聚合物的链很短。
2.关于基团的亲水面积和疏水面积,我只知道肯定有软件可以自动计算,比如schrodinger、SYBYL、Discovery Studio之类,这些是我自己常用的分子编辑软件。楼主可以翻翻自己常用的分子编辑软件的说明书,找找这个功能应该怎么用。
我很喜欢计算机辅助药物设计
9楼2014-12-26 10:46:23
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