低共熔溶劑(DESs)是由一定的氫鍵供體(HBDs)和氫鍵受體(HBAs)按照一定比例混和組成的低共熔混合物，常見的DESs是由氯化膽堿與不同配體按照一定摩爾比形成的，主要由于氯化膽堿價格便宜、來源廣泛、無毒且可生物降解。低共熔溶劑的物理化學性質對于DESs的應用至關重要，大量研究結果證實不同的氫鍵供受體具有不同的物化性質。因此低共熔溶劑作為一種新型綠色溶劑，在礦物分選、生物質催化轉化、無機功能材料制備以及電化學等方面已經得到了廣泛的應用。而對于低共熔溶劑的分子模擬主要在于氫鍵供體與氫鍵受體相互作用。因此，運用Materials Studio軟件對于膽堿類低共熔溶劑中的氯化膽堿（ChCl）與丙二酸（MA）進行模型搭建與計算。

主要步驟如下：1.利用Materials Studio畫圖面板畫出氯化膽堿與丙二酸分子模型（如圖1），并應用Dmol3進行模型優化得到最穩定的優化構型并計算前線分子軌道性質（如圖2）以及態密度（如圖3）。 2.將氯化膽堿與丙二酸放入同一面板中應用Dmol3進行相互作用計算得到氯化膽堿-丙二酸低共熔溶劑分子構型（ChCl-MA）（如圖4），得到穩定構型后可以進行徑向分布函數性質分析（如圖5）。

                                                                                          ChCl                  

                                                                                MA

                                   

                                                          圖1氯化膽堿、丙二酸優化構型

                                                                              ChCl-HOMO軌道                                                                    ChCl-LUMO軌道                                                                    MA HOMO軌道

                                                                                              MA LUMO軌道

                                                                         圖2 前線分子軌道

                                                                                 圖3  ChCl分波態密度            

                                                                           圖4  ChCl-MA穩定構型

由圖1可以看出氯化膽堿中的氯離子和膽堿陽離子之間以氫鍵相互作用。由圖2可以看出氯化膽堿中失電子活性位點位于氯離子上，而得電子活性位點聚集膽堿基團上。其中膽堿陽離子上得電子位點主要分布在C-H上。丙二酸主要失電子位點為一個C=O上的O，得電子主要分布在C、O上。通過圖3可以看出氯離子與氧、碳原子發生強烈共振,最高占據態內是由Cl-3s、Cl-3p、O-2s、O-2p、C₂-2s、C₂-2p、C₄-2s、C₄-2p、C₅-2s、C₅-2p貢獻，其中Cl-3p、O-2p、C₂-2p、C₄-2p、C₅-2p占主導地位，說明形成的p-p雜化軌道是陰陽離子間電子轉移的主要通道。圖4為經過優化得到的氯化膽堿-丙二酸穩定構型，發現兩種物質以

多重分子間氫鍵相結合，圖5徑向分布函數證明氫鍵供受體之間主要以分子間氫鍵相互作用。

   ChCl-MA徑向分布函數

Dmol3計算面板：

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