Atomistic simulations of cosolvent-water mixtures [Elektronische Ressource] : force field development and application to cosolvent effects on nonpolar solubility and hydrophobic interactions / Maeng Eun Lee

Atomistic simulations of cosolvent/water mixtures: Force field development and application to cosolvent effects on nonpolar solubility and hydrophobic interactions Dissertation Zur Erlangung des Grades “Doktor der Naturwissenschaften” am Fachbereich Chemie, Pharmazie und Geowissenschaften der Johannes Gutenberg-Universität in Mainz Maeng Eun Lee geboren in Jeonju, Südkorea Mainz 2006 Zusammenfassung In dieser Arbeit werden hydrophobes Lösungsverhalten und hydrophobe Wechselwirkungen in binären Lösungsmittel-Wasser-Mischungen mit Hilfe atomistischer Simulationen untersucht. Viele dieser Mischungen zeigen nicht-ideales Verhalten; die Lösungsmittelmoleküle aggregieren, obwohl sich auf makroskopischer Ebene stabile und homogene Mischungen ausbilden. Auf Kraftfeldern basierende atomistische Simulationen eröffnen eine Möglichkeit, atomare Strukturen und Wechselwirkungen mit den thermodynamischen Eigenschaften des Lösungsmittels in Verbindung zu bringen. Die erwarteten Eigenschaften hängen sehr stark von den Werten der Parameter ab, mit denen die molekularen Wechselwirkungen beschrieben werden. Im ersten Teil der Arbeit wird als binäre Mischung t-Butanol (TBA) und Wasser verwendet. Ausgehend von der Kirkwood-Buff-Theorie für Lösungen wird ein neues Kraftfeld entwickelt, das es ermöglicht, die Ausbildung von Alkohol-Alkohol-, Wasser-Wasser- und Alkohol-Wasser-Aggregaten in der Mischung zu beschreiben.