一种基于分子模拟的油析热力学相图的预测方法技术

本发明专利技术提供一种基于分子模拟的油析热力学相图的预测方法；油析热力学相图预测主要分为两个部分，即油析溶剂体系和油析曲线的预测；根据待预测模型物质分子结构，对结构进行分析并搜索其潜在的二聚体团簇构型，进行高精度的能量和波函数计算，通过对比得到的结果分析出可以发生油析现象的溶剂体系；同时结合分子动力学以及分子力学模拟手段，建立特定比例下的无定形单元，对其不同温度下体系的黏度、分子间相互作用强度、表面能以及总能量进行了计算，进而分析出特定浓度下发生油析现象的温度，即油析曲线；本方法应用域明确，具有良好的稳健性和预测能力，为有机小分子油析现象的预测和应用提供可靠的依据，具有广泛的应用前景和指导价值。和指导价值。和指导价值。

【技术实现步骤摘要】
一种基于分子模拟的油析热力学相图的预测方法


[0001]本专利技术属于化学工程工业结晶
，具体涉及一种基于分子模拟的油析热力学相图的预测方法。

技术介绍

[0002]在溶析或者冷却结晶过程中，溶液达到过饱和状态后，在出晶前会出现新的液相，这一现象通常被称作油析现象，有时也被称作液液分层或者叫作液液相分离。油析现象发生后一般会对产品质量造成影响，大部分的研究都表明油析会使晶体包藏杂质，降低最终产品的纯度，还会造成产品聚结。此外，在大规模工业生产中，因油析增加生产成本和安全隐患也同样是不可忽视的。黏附在搅拌装置上的油相会增加搅拌阻力，进而增加设备能耗。同时，黏附在结晶器器壁的油相增加了污垢热阻，扰乱了正常的传热过程。
[0003]对于有机小分子物质油析现象的报道目前较多着重于油析结晶过程的热力学性质研究，很多研究人员主要是通过测定油析结晶过程中的相图来研究结晶过程的油析现象及油析现象的控制。通过热力学相图研究油析区域形成的条件及影响因素，可为实际工艺设计提供直接的优化方案，对改善操作条件、优化结晶工艺、提高产品质量具有重要意义。然而，本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于分子模拟的油析热力学相图的预测方法，其特征在于，包括如下步骤：步骤一，溶剂体系的预测：对待预测物质分别进行气相和溶剂环境下的二聚体构型搜索，确定其稳定性，并结合独立梯度模型分析、分子静电势表面分析和分子极性指数计算结果，对溶剂范围进行划定；步骤二，油析曲线的预测：基于分子动力学的方法对所选溶剂和待测物质进行模拟，通过分析不同温度下能量计算的结果来绘制体系总能量
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温度曲线，进而得到不同浓度下发生油析的温度，即油析曲线；步骤三，油析热力学相图的预测：发生油析的溶剂体系和油析曲线即可组成油析热力学相图。2.根据权利要求1所述的基于分子模拟的油析热力学相图的预测方法，其特征在于，所述步骤一具体为：(1)确定待预测物质的化学结构；(2)对该物质进行气相下的构型搜索，进而得到气相下稳定的二聚体构型；(3)对气相下稳定的二聚体构型进行独立梯度模型分析，判断在二聚体构型中溶质分子间的相互作用类型；同时对气相下稳定的二聚体构型进行分子静电势表面分析，判断二聚体构型此时能够提供氢键供体和受体的能力；(4)以分子静电势表面分析的结果为基础计算二聚体构型的分子极性指数值，结合独立梯度模型和分子静电势表面分析的结果对溶剂范围进行划定；(5)选择在筛选范围内的溶剂，对该物质进行溶剂相下的构型搜索；如果依旧能得到稳定的二聚体构型，则把该溶剂视为可以发生油析现象的溶剂体系；如果二聚体构型被破坏，则需要更换溶剂后重新进行构型搜索。3.如权利要求2所述的基于分子模拟的油析热力学相图的预测方法，其特征在于，所述步骤(1)中待测物质分别为吡唑醚菌酯、香兰素、乙基香兰素、柠檬酸或苯甲酸中的任意一种。4.如权利要求2所述的基于分子模拟的油析热力学相图的预测方法，其特征在于，所述步骤(2)、(3)和(5)中二聚体构型的搜索是通过ORCA软件先在B97
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3c的方法下进行预处理，而后在不低于B3LYP
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D3(BJ)/ma
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def2
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TZVP的精度下完成的。5.如权利要求2所述的基于分子模拟的油析热力学相图的预测方法，其特征在...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈明洋，刘岩博，龚俊波，闫辉，汪帆，王硕，尹秋响，侯宝红，
申请(专利权)人：天津大学，
类型：发明
国别省市：