水中のn-ブタンのモンテカルロシミュレーション。疎水効果に関する立体構造的証拠

25°C、1 atmの条件下で、水中の希薄なn-ブタン溶液に対してモンテカルロ統計力学シミュレーションが行われました。分子間相互作用は、TIPSフォーマットにおけるクーロン項とレナード-ジョーンズ項によって記述され、水に対するTIPS2パラメータが含まれています。n-ブタン中の中央CC結合に関する内部回転は、分子力学（MM2）計算に基づく回転ポテンシャルを使用して考慮されました。シミュレーション結果の精度は、優先サンプリングおよびカットバリアに対する内部回転のためのアンブレラサンプリングによって向上しました。純粋な液体n-ブタンに対する長時間のモンテカルロランの結果も報告されています。純粋な液体n-ブタンにおける立体平衡には凝縮相効果は見られませんが、気相から水溶液への移行時にn-ブタンのゴーシュ構造の数が著しく増加します。この発見は、プラットとチャンドラーによって彼らの理論モデルから予測されたシフトとほぼ定量的に一致しています。また、自然および合成ポリマーの水中でのフォールディングに関する疎水効果の基本的な原理とも一致しています。さらに、システムに関する詳細な構造結果が報告されています。特に、n-ブタンの周囲の第一殻に存在する水分子は、体積水の通常の結合エネルギーと水素結合プロファイルを持っています。しかしながら、彼らの配位数が低いため、この状況はエントロピー的にコストが高いより大きな秩序によってのみ達成されることがあります。観察結果の有効性は、計算された熱と溶液の体積によって裏付けられており、これは実験データと一致しています。