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

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Material Studio 3.1软件中的Amorphous Cell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NVT系综,Nose-Hoover热浴法控温；时间步长为0.5fs；1.0×10<'5>步平衡,2.0×10<'5>步分析；截断半径为1/2L,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.

目录

文摘

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前言

第一章文献综述

1.1超临界流体萃取过程

1.1.1超临界流体萃取的特性及优点

1.1.2夹带剂在超临界二氧化碳流体萃取过程中的作用

1.2分子模拟研究方法

1.2.1分子模拟

1.2.2分子力场

1.2.3分子动力学模拟原理

1.3扩散系数的测定与计算

1.3.1实验方法测定扩散系数

1.3.2预测模型计算扩散系数

1.3.3分子动力学模拟计算扩散系数

第二章芳香族同系物扩散系数的分子动力学模拟

2.1软件介绍

2.1.1 Material Studio软件

2.1.2 Discover和Amorphous Cell模块

2.1.3 COMPASS力场

2.1.4模拟计算分析方法

2.2分子模拟条件的确定

2.2.1基本原理的探讨

2.2.2参数的确定

2.3芳香族同系物在纯超临界二氧化碳中的扩散系数模拟

2.3.1温度的影响

2.3.2压力的影响

2.3.3官能团的影响

第三章叔丁基苯扩散系数的分子动力学模拟

3.1前言

3.2流体密度的关联计算

3.2.1关联方程的选取

3.2.2密度的计算

3.3甲醇-二氧化碳流体中叔丁基苯扩散系数的比较

3.4混合流体微观结构的研究

3.4.1叔丁基苯-甲醇-二氧化碳混合流体微观结构的研究

3.4.2 RDF图随温度与压力的变化

3.4.3两种不同夹带剂甲醇与正己烷的比较

3.5小结

第四章植物基体中咖啡因传质机理的分子动力学模拟

4.1前言

4.2超临界二氧化碳中咖啡因扩散系数的模拟计算

4.2.1实验条件的确定

4.2.2不同系统中咖啡因扩散系数的计算

4.3浓度分布曲线的比较与讨论

4.4结论

第五章鹿茸中抗衰老活性物质的超临界流体萃取

5.1前言

5.1.1衰老的机理研究

5.1.2抗衰老药物的开发

5.1.3天然产物中含有的抗衰老活性物质

5.1.4鹿茸中的抗衰老活性物质

5.2实验部分

5.2.1试剂来源

5.2.2实验仪器设备

5.3结果与讨论

5.3.1正交实验

5.3.2均匀实验

第六章结论

参考文献

附录 正交试验方差分析表（收率）

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