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Previous issue date: 2003-11-13 / Ethylene glycol and glycerol are molecular liquids with many
internal degrees of freedom. Rotations along specific chemical bonds allow the
formation of intramolecular hydrogen bonding, leading to several stable
conformational possibilities. Due to the capability of these liquids to form one or
more hydrogen bonding with appropriate solutes, they have been used to verify
the influences of these bonds in the conformational and thermodynamics
properties of molecules. The studies were performed using Molecular Dynamics
methodology implemented in the TINKER package. A combination of the force
fields OPLS-AA (Optimized Potential for Liquid Simulations-All Atoms) and
AMBER was used to represent molecular interactions. Structural and
thermodynamic properties of liquid ethylene glycol in the ensemble NpT at
temperatures of 265 K, 300 K, 350 K and 465 K and 1.0 atm were calculated.
The same study was performed for glycerol at temperatures of 300 K, 400 K and
555 K. Internal rotations along all axes defined by bonds C-O and C-C had been
considered. The formation and behavior of hydrogen bonds was as a function of
time were particularly considered. / As estruturas moleculares do etilenoglicol e do glicerol permitem
enorme variedade de conformeros que, associados a propriedade destas
moléculas de formarem em fase gasosa uma, duas e até três ligações de
hidrogênio intramoleculares, as tornam interessantes candidatas para o estudo de
seus líquidos puros, onde ligações de hidrogênio intermoleculares também são
possíveis. Neste trabalho verificou-se as influências das ligações de hidrogênio
sobre as propriedades conformacionais e termodinâmicas destas moléculas.
A simulação computacional destes líquidos foi efetuada com a
metodologia de Dinâmica Molecular para se obter informações estruturais e
sobre a dinâmica de formação de ligações de hidrogênio. Ao líquido
etilenoglicol também foi aplicado o método de Monte Carlo, que apresentou
resultados termodinâmicos satisfatórios. O programa de simulação TINKER foi
utilizado para se obter dinâmicas estendidas até o tempo de 1,3 ns, no ensemble
NpT, ajustado na pressão de 1,0 atm e nas temperaturas de 265 K, 300 K, 350 K,
465 K para o etilenoglicol e 300 K, 400 K, e 555 K para o glicerol. Neste
programa as interações são descritas utilizando um campo força clássico com
parâmetros OPLS-AA e AMBER. Rotações internas ao longo dos eixos
definidos pelas ligações C-O e C-C foram consideradas, obtendo-se a evolução
temporal de conformações e de formação de ligações de hidrogênio para ambos
os líquidos. Os resultados termodinâmicos e estruturais obtidos estão em bom
acordo com os dados experimentais. Estatísticas de populações de conformeros
e de formação de ligações de hidrogênio em função da temperatura foram
obtidas; dados estruturais obtidos apresentam relação com cálculos ab initio para
a fase gasosa encontrados na literatura. Foram investigadas grandezas como
calor de vaporização, entalpia, distribuição radial de pares, calor específico, etc.
O método e campo de força utilizados mostraram-se plenamente satisfatório
para reproduzir os dados experimentais disponíveis. Informações estruturais
sobre a dinâmica da formação de ligações de hidrogênio na fase líquida
permitem a idealização do comportamento das moléculas nesta fase condensada.
Em geral, os resultados obtidos são coerentes entre si e permitem avançar na
compreensão do comportamento molecular na fase líquida.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:IBICT/oai:repositorio.ufscar.br:ufscar/6088 |
| Date | 13 November 2003 |
| Creators | Arruda Sobrinho, Aparecido de |
| Contributors | Freitas, Luiz Carlos Gomide |
| Publisher | Universidade Federal de São Carlos, Programa de Pós-graduação em Química, UFSCar, BR |
| Source Sets | IBICT Brazilian ETDs |
| Language | Portuguese |
| Detected Language | Portuguese |
| Type | info:eu-repo/semantics/publishedVersion, info:eu-repo/semantics/doctoralThesis |
| Format | application/pdf |
| Source | reponame:Repositório Institucional da UFSCAR, instname:Universidade Federal de São Carlos, instacron:UFSCAR |
| Rights | info:eu-repo/semantics/openAccess |
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