Strukturna analiza delno fluoriranega etanolaKokalj, Katarina (Avtor) Jamnik, Andrej (Mentor) 222-trifluoroetanolPFASsimulacija molekulske dinamikeozko- in širokokotno sipanje rentgenske svetlobe (SWAXS)radialne in prostorske porazdelitvene funkcijePer- in polifluorirane spojine (PFAS) so skupina sintetičnih fluoriranih organskih spojin, ki so zaradi svojih edinstvenih kemijskih in fizikalnih lastnosti nepogrešljive v različnih aplikacijah, od potrošniških produktov pa do znanstvenih raziskav. Ne dolgo nazaj se je izkazalo, da so take spojine nevarne tako za okolje kot za zdravje ljudi, njihova sanacija pa je zaradi njihove stabilnosti in kemijske inertnosti postavljena pred številne izzive. Pri obravnavi te problematike je zato strukturna analiza PFAS spojin ključnega pomena. Izjemno pomoč pri tem nam predstavljajo računalniške simulacije molekulske dinamike (MD), saj omogočajo študij obnašanja atomov skozi izbrano časovno obdobje. V tem delu smo se osredotočili na fluorirane alkohole. Simulacije MD smo izvedli na sistemu tekočega 2,2,2-trifluoroetanola (TFE), naš cilj pa je bil ugotoviti, kako se različna polja sil obnašajo pri opisu lastnosti fluoriranih spojin. Te v primerjavi z njihovimi alkilnimi analogi izkazujejo več zanimivih in nenavadnih lastnosti, zato polje sil, ki dobro opiše lastnosti alkilnega sistema, ne pomeni nujno tudi ustreznega opisa PFAS spojin. V ta namen smo obravnavali šest različnih polj sil: TRAPPE, GROMOS-UA, GROMOS-AA, CHARMM, AMBER in OPLS. Njihovo ustreznost pri napovedi strukturnih in dinamičnih lastnosti smo vrednotili preko primerjave izračunanih rezultatov rentgenskega sipanja modelnih sistemov z eksperimentalnimi podatki, literaturne konformacijske analize in nekaterih termodinamskih količin, kot sta gostota in difuzijski koeficient molekul. Izkazalo se je, da polja sil TRAPPE, GROMOS-UA in GROMOS-AA boljše opišejo intermolekularne korelacije, medtem ko so CHARMM, AMBER in OPLS boljša za opis intramolekularnih značilnosti TFE. Slednja so namreč boljše predvidila konformacijske oblike molekul (gauche vs. trans). Te smo opazovali s pomočjo intramolekularnih prostorskih porazdelitvenih funkcij in povprečnih razdalj od konca do konca molekul. Na drugi strani pa se je položaj maksimuma teoretičnih sipalnih krivulj boljše ujemal z eksperimentalnim vrhom pri poljih sil TRAPPE, GROMOS-UA in GROMOS-AA. Izvor sipalnega vrha smo določili s pomočjo računanja delnih prispevkov posameznih podmnožic atomov k celotnemu sipanju sistema. Prostorske korelacije med molekulami pa smo opazovali tudi s pomočjo radialnih in prostorskih porazdelitvenih funkcij. Radialne porazdelitvene funkcije so nam med drugim razkrile, da fluorovi atomi kljub svoji visoki elektronski gostoti v sistemu TFE ne kažejo tendence po tvorbi H–vezi. Razvrščanje molekul v linearne in ciklične agregate je zato v prvi vrsti odvisno od števila H–vezi, ki jih v povprečju tvori OH skupina molekule TFE.20242024-09-09 08:17:49Magistrsko delo/naloga161262VisID: 24149COBISS_ID: 211184643sl