基于超临界流体扩散性质的分子动力学模拟和鹿茸中活性成分的萃取

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1、天津大学硕士学位论文超临界流体扩散性质的分子动力学模拟和鹿茸中活性成分的萃取姓名：刘颖申请学位级别：硕士专业：化学工艺指导教师：李淑芬20060101中文摘要本文主要利用分子动力学模拟方法进行了超临界流体萃取扩散机理的研究：同时也对超f临界流体萃取技术提取鹿茸中抗衰老活性物质的工艺条件进行了初步优化实验。分子动力学模拟研究利用的是MaterialStudio3．1软件中的AmorphousCell模块，Discover模块和COMPASS力场进行的。分子动力学模拟方法研究超临界流体萃取的扩散机理主要包括以下几方面：(1)以芳香族代表物质苯分子为目标分子，模拟了苯分

2、子在超临界二氧化碳分子中的扩散系数，确定了芳香族化合物扩散系数计算的最佳模拟参数为M仃系综，Nose--Hoover热浴法控温：时间步长为O．5fs；1．0x105步平衡，2．0×105步分析；截断半径为I／2L，利用长程校正的方法，周期性边界条件；系统粒子数为303个，其中溶剂分子数为300，溶质分子数3。(2)通过苯、甲苯、乙苯三种物质的扩散系数实验测定值与模拟值的比较，检测了模拟条件的可行性；(3)利用Aalto密度经验关联公式计算了夹带剂甲醇摩尔浓度为5％和10％时，甲醇一二氧化碳混合流体的密度，并在此基础上，以叔丁基苯为溶质考察对象，研究了该溶质在混合流

3、体中的扩散系数，进一步分析流体的微观结构，对扩散现象进行了解释；(4)以咖啡因分子为参考对象，对超临界流体萃取植物基体中的有效成分的固相一流体相传质机理进行了初步探讨，并确定了进一步的研究方向。鹿茸是我国的传统中药，具有多种有效成份和药理药效，本文主要从抗衰老角度，即抗自由基氧化作用出发，考察了萃取条件对鹿茸中看抗衰老活性成分次黄嘌呤及其它有效成分的萃取收率的影响。通过正交实验的初步探索，以及均匀实验的进一步优化，得到了以萃取收率为目标的最佳工艺条件参数，为进一步的生化分析试验做了准备。关键词：分子动力学模拟扩散系数超临界流体萃取抗衰老ABSTRACTMolecu

4、lardynamicssimulationwasusedinthisworktoexplorethediffusionmechanismofsupercriticalfluidextraction．Extractionofanti-agingcomponentsfromantlervelvetwithsupereriticalfluidWasalsocarriedouttofindtheoptimumexperimentalparameters．MoleculardynamicssimulationwascarriedoutbyMaterialStudio3．1m

5、odelingsoftware，includingAmorphousCellmodule，DiscovermoduleandCOMPASSforce-field．ItCanbedividedintofourparts(1)BenzenemoleculeWaSchosenasthetargetsolutemoleculetofixthesimulationparameterofaromacompoundsinsupercriticalC02：NVTensemblewithHoover-Nosethermostatmethod；thenumberofequilibra

6、tionstepsWaS1．0×105andthatoftheproductionstepsWas2．0x105：timestepofthecalculationwas0．5Is；cut-offradiusWashalflengthofthesimulationcell，long·rangecorrectionWasapplied；303moleculeswithchargegroupinacubicboxwithperiodicboundaryconditions，3solutemolecules，300solventmolecules．(2)Diffusion

7、coefticienteomparisonbetweenexperimentaldataandsimul撕ondataofbenzene，tolueneandethylbenzeneatdifferentT,Pshownthefeasibilityofthesimulationparameters．(3)Methanol、)l，ithpercentageoY5％and10％Wasused鹤theeosolventinsupercritiealC02．BasedontheAaltodensitycorrelation,diffusioncoefficientofte

8、rt,bu