Russian Journal of Biological Physics and Chemisrty Russian Journal of Biological Physics and Chemisrty АКТУАЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ БИОЛОГИЧЕСКОЙ ФИЗИКИ И ХИМИИ 2499-9962 54095 БИООРГАНИЧЕСКАЯ, БИОФИЗИЧЕСКАЯ И МЕДИЦИНСКАЯ ХИМИЯ BIOORGANIC, BIOPHYSICAL AND MEDICINAL CHEMISTRY БИООРГАНИЧЕСКАЯ, БИОФИЗИЧЕСКАЯ И МЕДИЦИНСКАЯ ХИМИЯ ALCANOLS DISTRIBUTION BETWEEN MICELLES OF 3-METHYL-1-DODECYL BROMIDE AND THEIR AQUEOUS SURROUNDING. MOLECULAR DYNAMICS SIMULATION РАСПРЕДЕЛЕНИЕ АЛКАНОЛОВ МЕЖДУ МИЦЕЛЛАМИ БРОМИДА 3-МЕТИЛ-1-ДОДЕЦИЛИМИДАЗОЛИЯ И ИХ ВОДНЫМ ОКРУЖЕНИЕМ. МОЛЕКУЛЯРНО-ДИНАМИЧЕСКОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ Беляева Е А Belyaeva E A e.a.belyaeva@spbu.ru; eabelyaeva@mail.ru Ванин А А Vanin A A Смирнова Н А Smirnova N A Санкт-Петербургский государственный университет ru Saint Petersburg State University ru Санкт-Петербургский государственный университет ru Saint Petersburg State University ru Санкт-Петербургский государственный университет ru Saint Petersburg State University ru 25 12 2016 25 12 2016 1 2 178 182 20 12 2016 20 12 2016 https://rusjbpc.ru/en/nauka/article/54095/view

Молекулярно-динамическое (МД) моделирование мицеллообразования бромида 3-метил-1-додецил-имидазолия в его водном растворе проводили с использованием параметров полноатомных силовых полей CHARM 27 и OPLS. Были оценены структурные параметры мицелл, степень связывания противоионов с мицеллой. МД моделирование распределения нормальных спиртов (этанол, бутанол, октанол) между мицеллами и их водным окружением было выполнено при различных концентрациях растворов. Определено влияние добавок спирта на структурные характеристики мицелл, рассчитаны коэффициенты распределения спиртов, показаны зависимости этих коэффициентов от концентрации спиртов. Рассчитанные характеристики хорошо согласуются с экспериментальными данными. Примененные в расчетах параметры могут быть использованы для описания поведения в водных растворах различных ионных жидкостей на основе диалкилимидазолия, для МД моделирования явлений мицеллообразования ИЖ в растворах, а также явлений солюбилизации мицеллами широкого круга веществ.

Molecular dynamics (MD) simulations of micellization of 3-methyl-1-dodecyl-imidazole bromide in its aqueous solutions were carried out using the parameters of the all atoms force field. Structural parameters of the counterions binding with the micelles were evaluated. MD simulations of the distribution of ethanol, n-butanol and n-octanol at different concentrations between the micelles and their aqueous environment were carried out. The influence of alcohol additives on the structural characteristics of the micelles was estimated, alcohols distribution coefficients were calculated, dependencies of these coefficients on the alcohol concentrations were established. The calculated characteristics are in a good agreement with the experimental data. The parameters applied can be used in MD simulations of various dialkylimidazolium ionic liquids behavior in water, and also in estimations of solubilization of a wide range of substances by their micelles.

 мицеллообразование ионные жидкости солюбилизация алифатические спирты молекулярно-динамическое моделирование micelles formation ionic liquids solubilization aliphatic alcohols molecular dynamics simulation

Somayyeh S., Rahmat S. Micellization properties and related thermodynamic parameters ofaqueous sodium dodecyl sulfate and sodium dodecyl sulfonatesolutions in the presence of 1-propanol. Fluid Phase Equilibria, 2014, vol. 377, pp. 1-8. Somayyeh S., Rahmat S. Micellization properties and related thermodynamic parameters ofaqueous sodium dodecyl sulfate and sodium dodecyl sulfonatesolutions in the presence of 1-propanol. Fluid Phase Equilibria, 2014, vol. 377, pp. 1-8. Bielawska M., Ja´nczuk B., Zdziennicka A. Volumetric properties of sodium dodecylsulfate and Triton X-100 mixture with short-chain alcohol in aqueous solution. Colloids and Surfaces A: Physicochem. Eng. Aspects, 2015, vol. 480, pp. 270-278. Bielawska M., Ja´nczuk B., Zdziennicka A. Volumetric properties of sodium dodecylsulfate and Triton X-100 mixture with short-chain alcohol in aqueous solution. Colloids and Surfaces A: Physicochem. Eng. Aspects, 2015, vol. 480, pp. 270-278. Pronk S., Pall S., Schulz R., Larsson P., Bjelkmar P., Apostolov R., Shirts M., Smith J., Kasson P., van der Spoel D., Hess B., Lindahl E. GROMACS 4.5: a high-throughput and highly parallel open source molecular simulation toolkit. Bioinformatics, 2013, vol. 29, pp.845-854. Pronk S., Pall S., Schulz R., Larsson P., Bjelkmar P., Apostolov R., Shirts M., Smith J., Kasson P., van der Spoel D., Hess B., Lindahl E. GROMACS 4.5: a high-throughput and highly parallel open source molecular simulation toolkit. Bioinformatics, 2013, vol. 29, pp.845-854. Tome L.I.N., Jorge M., Gomes J.R.B., Coutinho J.A.P. Molecular Dynamics Simulation Studies of the Interactions between Ionic Liquids and Amino Acids in Aqueous Solution. J. Phys. Chem. B, 2012, vol. 116, pp.1831-1842. Tome L.I.N., Jorge M., Gomes J.R.B., Coutinho J.A.P. Molecular Dynamics Simulation Studies of the Interactions between Ionic Liquids and Amino Acids in Aqueous Solution. J. Phys. Chem. B, 2012, vol. 116, pp.1831-1842. Jorgensen W.L., Maxwell D.S., Tirado-Rives J. Development and testing of the OPLS all-atom force field on conformational energetics and properties of organic liquids. J. Am. Chem. Soc., 1996, vol. 118, pp.11225-11236. Jorgensen W.L., Maxwell D.S., Tirado-Rives J. Development and testing of the OPLS all-atom force field on conformational energetics and properties of organic liquids. J. Am. Chem. Soc., 1996, vol. 118, pp.11225-11236. Essman U., Perela L., Berkowitz M.L., Darden T., Lee H., Pedersen L.G. A smooth particle mesh Ewald method. J. Chem. Phys, 1995, vol. 103, pp. 8577-8592. Essman U., Perela L., Berkowitz M.L., Darden T., Lee H., Pedersen L.G. A smooth particle mesh Ewald method. J. Chem. Phys, 1995, vol. 103, pp. 8577-8592. Cheng A., Kenneth M. Merz, Jr. Application of the Nose-Hoover Chain Algorithm to the Study of Protein Dynamics. J. Chem. Phys, 1996, vol. 100, pp. 1927-1937. Cheng A., Kenneth M. Merz, Jr. Application of the Nose-Hoover Chain Algorithm to the Study of Protein Dynamics. J. Chem. Phys, 1996, vol. 100, pp. 1927-1937. Parrinello M., Rahman A. Polymorphic transitions in single crystals: A new molecular dynamics method. J. Appl. Phys., 1981, vol. 52, pp. 7182-7190. Parrinello M., Rahman A. Polymorphic transitions in single crystals: A new molecular dynamics method. J. Appl. Phys., 1981, vol. 52, pp. 7182-7190. Damm W., Frontera A., Tirado-Rives J., Jorgensen W. L. OPLS all-atom force field for carbohydrates. J. Comput. Chem., 1997, vol. 18, pp. 1955-1970. Damm W., Frontera A., Tirado-Rives J., Jorgensen W. L. OPLS all-atom force field for carbohydrates. J. Comput. Chem., 1997, vol. 18, pp. 1955-1970. Smirnova N. A., Vanin A.A., Safonova E.A., Pukinsky I.B., Anufrikov Y.A., Makarov A. L. Self-assembly in aqueous solutions of imidazolium ionic liquids and their mixtures with an anionic surfactant. Journal of Colloid and Interface Science, 2009, vol. 336, pp. 793-802. Smirnova N. A., Vanin A.A., Safonova E.A., Pukinsky I.B., Anufrikov Y.A., Makarov A. L. Self-assembly in aqueous solutions of imidazolium ionic liquids and their mixtures with an anionic surfactant. Journal of Colloid and Interface Science, 2009, vol. 336, pp. 793-802.