基于疏水性深共晶溶剂的氧氟沙星对映体分离：分子动力学模拟研究

《Scientific Reports》：Enantioselective separation of ofloxacin in hydrophobic deep eutectic solvent-based aqueous two-phase systems: a molecular dynamics study

　　

摘要

本研究通过分子动力学（MD）模拟，评估了三种疏水性深共晶溶剂（HDESs）作为绿部分离介质，在水性两相体系（ATPS）中对氧氟沙星（OFX）进行对映体分离的效果。这三种HDESs通过系统调节氢键化学性质、疏水性和溶剂手性来配制：DES1（辛酸/癸酸，2:1）、DES2（辛酸/十二酸，2:1）和DES3（L-薄荷醇/癸酸，1:2），其中羟丙基-β-环糊精（HPβCD）作为水相中的手性选择剂。模拟体系中的密度分布表明两种对映体均分配到三种DES相中，其中DES3在DES相中表现出最高的OFX总群体浓度。分配选择性计算表明，DES3中（S）-OFX具有优先分配特性（β = 2.66 ± 0.15），而DES1（β = 0.40 ± 0.05）和DES2（β = 0.54 ± 0.10）则有利于（R）-OFX的分配。径向分布函数、联合分布函数以及氢键分析表明，（S）-OFX在DES3的手性微环境中与癸酸形成了更强且方向性更明确的相互作用（（S）-OFX与（R）-OFX的氢键数分别为3.35和0.70）。相互作用能分解结果证实，在所有体系中范德华力均起主导作用，其中（S）-OFX在DES3中表现出最有利的总相互作用能，这是由L-薄荷醇介导的协同氢键作用和疏水互补性共同驱动的。均方位移和扩散系数分析进一步验证了这些趋势，揭示了结合强度与对映体迁移性之间存在一致的负相关关系。这些结果将DES3确定为（S）-OFX优先分配的有计算前景的候选介质，并为后续实验研究提供了分子层面的假说。