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摘 要

胶原蛋白存在于大多数动物体内，来源丰富。可广泛应用于各种日常的生活领域。胶原三肽为胶原蛋白的最小结构单位，我们经常用胶原三肽代替胶原蛋白参与DFT计算。胶原三肽比较常见的结构为：Gly-X-Y，其中Gly为甘氨酸，X为脯氨酸，Y为羟脯氨酸。

本文根据密度泛函理论中的B3LYP 6-31G方法，使用了(d，p)基组，分别优化了3-甲基-1-乙氧羰基甲基咪唑辛基磺酸盐（EtmimC₈H₁₇SO₃）、3-甲基-1-乙氧羰基甲基咪唑癸烷磺酸盐(EtmimC₁₀H₂₁SO₃）、胶原三肽以及胶原三肽与3-甲基-1-乙氧羰基甲基咪唑辛基磺酸盐、胶原三肽与3-甲基-1-乙氧羰基甲基咪唑癸烷磺酸盐，得到了它们稳定的几何构型。并且，对它们进行了氢键分析，频率、能量分析，总能量分布分析等。在胶原三肽与表面活性离子液体相互作用时，分子间会形成大量的C-H---O类型与N-H---O类型的氢键，表明胶原蛋白与表面活性离子液体具有很强的分子间作用力。

关键词：表面活性离子液体 胶原三肽 密度泛函理论 分子模拟

Study on the interaction mechanism between surface active ionic liquid MEDD and collagen molecules

Abstract

Collagen exists in most animals and has abundant sources. It can be widely used in every field of daily life. Collagen tripeptide is the smallest structural unit of collagen, we often use collagen tripeptide instead of collagen to participate in DFT calculation. The more common structure of collagen tripeptide is Gly-X-Y, of which Gly is glycine, X is proline, and Y is hydroxyproline.

Based on the B3LYP 6-31G method in the density functional theory, the (d,p) basis set was used to optimize the 3-methyl-1-ethoxycarbonylmethyl imidazole octyl sulfonate (EtmimC₈H₁₇SO₃), 3-methyl-1-ethoxycarbonylmethyl imidazole decyl sulfonate (EtmimC₁₀H₂₁SO₃), collagen tripeptides, and collagen tripeptides with 3-methyl-1-ethoxycarbonylmethyl imidazole octyl sulfonate (EtmimC₈H₁₇SO₃), collagen tripeptides with 3-methyl-1-ethoxycarbonylmethyl imidazole decyl sulfonate (EtmimC₁₀H₂₁SO₃). In addition, they were carried out hydrogen bond analysis, frequency, energy analysis, and total energy distribution analysis. When the collagen tripeptide interacts with the surface active ionic liquid, a large amount of C-H---O type and N-H---O type hydrogen bonds are formed between the molecules, indicating that the collagen and the surface active ionic liquid have strong intermolecular force.

Key Words: Surface active ionic liquids; Collagen tripeptide; Density functional theory; Molecular simulation

目 录

摘 要 I

Abstract II

第一章 文献综述 1

1.1 ILs 1

1.1.1 ILs的性质 1

1.1.2 ILs的制备 1

1.1.3 ILs的应用 2

1.2 SAILs 3

1.2.1 SAILs的简介 3

1.2.2 SAILs的应用 3

1.3 Collagen 4

1.3.1 collagen的概述 4

1.3.2 collagen的改性 4

1.3.3 collagen的作用 5

1.3.4 collagen在SAILs中的溶解 5

1.4 实验方法 6

1.4.1 分子模拟的优势 6

1.4.2 Density Functional Theory 6

1.5 论文思路 6

第二章 SAILs的构型优化 8

2.1 引言 8

2.2 研究方法 8

2.3 SAILs的构型优化 8

2.3.1 SAILs构型的优化 8

2.3.2 氢键分析 10

2.3.3 总能量分析 10

2.3.4 振动模态与构型能量分析 11

2.4 本章小结 12

第三章 SAILs与胶原三肽的相互作用 13

3.1 引言 13

3.2 研究方法 13

3.3胶原三肽与SAILs的相互作用 13

3.3.1 胶原三肽构型的优化 13

3.3.2 胶原三肽与SAILs的相互作用 14

3.3.3 氢键的分析 20

3.3.4 总能量分布图 22

3.3.5 振动模态与构型能量的分析 24

3.4 本章小结 25

第四章 总结与展望 27

4.1 总结 27

4.2 展望 27

参考文献 28

致谢 30

第一章 文献综述

1.1 ILs

1.1.1 ILs的性质

离子液体是指温度在-30至50℃的特定状态下，一般呈现液态并且由正、负离子构成的物质。早在二十世纪初期1914年的时候，乙基硝酸铵已经被合成，但是当时并没有受到足够的重视。直到二十世纪末期1992年，Wilkes小组的发现，才使得离子液体被广泛应用于生活。因为与一些传统的溶剂相比，离子液体具有以下特定的性质^[1]：

(1) 离子液体的密度：主要受正、负离子的类型以及温度的影响；

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