清华大学学报(自然科学版)

作者：柴士阳, 刘奇磊, 梁馨元, 张颂, 郭彦锁, 徐承秋, 张磊, 都健, 袁志宏

单位：1. 大连理工大学 化工系统工程研究所, 大连 116024;<br>2. 中国尚舜化工控股有限公司, 菏泽 274300;<br>3. 清华大学 化学工程系, 北京 100084

关键词：计算机辅助分子设计,2-巯基苯并噻唑,结晶溶剂,基于片段活度系数的类导体屏蔽模型(COSMO-SAC),实验验证

基金：都健,教授,

2-巯基苯并噻唑作为一种重要的硫化促进剂，广泛应用于橡胶行业。对于溶剂法制备高纯2-巯基苯并噻唑，选择合适的结晶溶剂至关重要。传统溶剂的筛选方法为实验试错，需要耗费大量的时间和金钱。该文提出了一种基于计算机辅助分子设计的结晶溶剂设计方法。计算机辅助分子设计问题可以表示为混合整数非线性规划模型，该模型包括目标函数、结构约束、性质约束和过程约束，目标函数为产品纯度和收率，同时对熔点、沸点、闪点、溶解度系数和固液相平衡进行约束。其中与过程约束相关的活度系数采用基于片段活度系数的类导体屏蔽模型（COSMO-SAC）进行预测。采用分步求解法对混合整数非线性规划模型进行求解，得到10种候选溶剂，其中8种溶剂所得产品的性能优于目前工业水平。对部分候选溶剂进行实验验证，结果显示所得产品的性能与模拟结果较为一致，从而证明了模型的有效性。

来源：2020年第8期

《清华大学学报(自然科学版)》期刊编辑部

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