两种联苯酚类化合物的太赫兹时域光谱研究

利用太赫兹时域光谱技术获得了295 K时2,2′-二羟基联苯(2,2′-biphenol, 2BP)和4,4′-二羟基联苯(4,4′-biphenol, 4BP)在0.1~1.6 THz波段的光谱. 实验结果显示, 两种同分异构体在太赫兹频率范围内的吸收谱有显著的差异. 结合量子化学计算, 2BP中的两个羟基间能够形成分子内氢键, 在1.45 THz的运动模式初步判断为包含氢键在内的两个苯环的低频摆动.     

蒽醌及其衍生物的THz时域光谱研究

利用太赫兹(terahertz,THz)时域光谱技术室温下进行了蒽醌及其衍生物2_甲基蒽醌、蒽醌_2_磺酸钠、蒽醌_2,6_二磺酸钠、蒽醌_2,7_二磺酸钠在10～55cm-1(0.3～1.65THz)频谱范围内的光谱测量。结果表明,蒽醌及其衍生物在此波段有不同的吸收特征,它们的吸收可能是由于晶格振动引起的。THz时域光谱不仅能够鉴别分子结构存在微小差别的化合物而且还能鉴别同分异构体。     

萘醌及其衍生物的太赫兹时域光谱研究

用太赫兹(THz)时域光谱技术研究了室温条件下的萘醌及其衍生物1,2-萘醌、1,2-萘醌-4-磺酸钠、甲萘醌、白花丹素、胡桃醌的光谱特征,得到了各自的吸收谱和折射率。结果表明,萘醌及其衍生物在此波段有不同的吸收特征,利用太赫兹时域光谱能够鉴别分子结构存在微小差别的化合物。在对样品的吸收谱进行比较的基础上,讨论了分子结构和分子间晶格振动与THz光谱特征吸收的关系。     

乐果分子的太赫兹时域光谱研究

研究了有机磷农药乐果在0.2~2.5 THz波段的光谱特性。应用密度泛函理论的Becke-3-Lee-Yang-Parr(B3LYP)方法计算了乐果分子在THz波段的振动吸收谱,同时利用THz时域光谱系统(THz-TDS)测得了乐果在此波段的吸收谱和折射率谱。根据理论计算结果,借助于Gaussian View软件对乐果的THz吸收谱进行了指认,并给出了与光谱特征吸收对应的分子振动构象。研究表明:乐果分子在THz波段存在吸收峰,理论计算与实验结果符合较好,且乐果分子在THz波段的吸收是由分子内和分子间振动共同引起。本研究证明了将THz-TDS技术用于乐果分子探测和识别的可行性,为THz时域光谱技术在其它农药分子识别和残留检测中的应用提供了有益的借鉴。     

β-丙氨酸的THz时域光谱研究

运用THz时域光谱测试技术(THz-TDS)与理论模拟相结合的方法, 研究了β-丙氨酸在THz波段的光谱特性. 在室温氮气环境中, 得到了样品在0.2～2.4 THz波段的吸收谱和折射率谱, 表明其特征吸收峰位于2.11 THz处, 平均折射率为1.96. 同时利用Gaussian 03软件的半经验理论计算了该分子在0.1～10.0 THz的振动吸收谱, 其在0.2～2.4 THz波段的吸收峰与实验相互对应, 且峰位符合较好. 研究了分子低频的振动模式, 并给出了分子的构象参数.     

胆酸和脱氧胆酸分子的远红外与THz吸收光谱研究

胆酸和脱氧胆酸是胆汁酸中的主要成分, 是人体中重要的生物表面活性剂. 两种分子只相差一个羟基, 在远红外和太赫兹波段有不同的吸收光谱. 胆酸分子的太赫兹(THz)吸收光谱有1.26 THz(42 cm-1)和2.02 THz(67 cm-1)两个吸收峰, 脱氧胆酸分子的THz吸收光谱有1.13, 1.26, 1.69和2.17 THz(即38, 42, 56, 72 cm-1)等几个吸收峰. 两个分子的THz吸收光谱都包含有1.26 THz(42 cm-1) 峰, 反映出二者结构的相似性. 它们的远红外光谱都有部分频率相近的谱带, 但对比之下可以观察到峰位位移和相对峰强的改变. 指认了两种物质的某些可能与羧基振动有关的特征吸收峰. 为找出THz光谱隐含的信息, 利用Omnic程序采用二阶导数方法来处理THz光谱数据, 观察到多个子峰, 说明分子结构中可能存在更复杂的氢键状态. 实验结果表明, 远红外和THz吸收光谱是研究生物分子及鉴别生物分子结构的很好方法.     

四-（4-吡啶基）卟啉二酸聚集体的共振拉曼光谱

研究了近激子吸收带激发下四-（4-吡啶基）卟啉二酸（H8TPyP^6＋）聚集体的共振拉曼光谱。测量了H8TPyP^6＋单体和聚集体的紫外可见吸收谱和共振光散射光谱．在氘代位移的基础上结合相关体系振动光谱研究,对测得的H8TPyP^6＋单体和聚集体的拉曼谱带进行了指认．聚集体的形成导致H8TPyP^6＋的卟啉环CC／CN面内伸缩振动向低波数方向位移2-6cm^-1,而卟啉环鞍形面外振动带向高波数方向位移12cm^-1．基于拉曼谱带的强度和频率变化分析了聚集引起的H8TPyP^6＋分了内结构变化和分子间氢键作用．     

太赫兹光谱和密度泛函理论(DFT)分析呋喃妥因和尿素共晶体

利用太赫兹时域光谱(Terahertz time-domain spectroscopy, THz-TDS)技术对呋喃妥因、尿素及其研磨和溶剂共晶体进行表征分析, 实验结果显示了呋喃妥因和尿素的研磨和溶剂共晶体位于0.85、1.23、1.60 THz的吸收峰明显区别于原料物质. 该结果表明太赫兹光谱技术可以有效鉴别呋喃妥因、尿素及其共晶体. 运用密度泛函理论(Density functional theory, DFT)对呋喃妥因和尿素共晶体的2种可能结构进行了结构优化和光谱模拟, 模拟结果显示其中的结构A在0.49、0.81、1.25、1.61 THz处具有吸收峰, 与实验结果较吻合. 推断共晶体氢键的形成位置为尿素中的氨基H6和呋喃妥因上的酰胺基O30, 该处形成第一处氢键, 而呋喃妥因的酰胺基H31和尿素上的羰基O1形成第二处氢键. 同时结合理论模拟结果对呋喃妥因和尿素共晶体分子振动模式进行归属.     

含硫氨基酸的太赫兹光谱

利用太赫兹时域光谱(THz-TDS)技术研究室温条件下多晶含硫氨基酸L-蛋氨酸(Met)和L-半胱氨酸(Cys)的光谱特性, 得到相应的吸收谱和折射率谱, 表明含硫氨基酸在THz波段具有区别于其它氨基酸的显著特征. 在实验测量的有效光谱范围0.2～2.8 THz内, L-蛋氨酸的THz吸收峰分别位于1.06, 1.88和2.70 THz; L-半胱氨酸的吸收峰分别位于1.40, 1.70, 2.33和2.61 THz, 两种氨基酸的平均折射率均为1.44. 利用GAUSSIAN 03软件包中的Hartree-Fock理论计算了蛋氨酸双分子的低频振动谱, 表明了与蛋氨酸各吸收峰对应的分子微观振动模式, 并对实验光谱进行了解析讨论.     

百菌清晶体太赫兹光谱理论模拟分析

本研究从实验和理论分析两方面探讨了杀菌剂百菌清固体在0.4～3.0 THz的光谱特性。利用太赫兹时域光谱技术(THz-TDS)获得了在这一频谱范围内百菌清固体分子的折射率谱和吸收谱。为了更好地对实验吸收谱进行解析,克服单分子模拟缺陷,从晶体分子结构方面分析在0.4～3.0 THz波段百菌清分子结构变化和振动吸收谱,对百菌清THz实验吸收谱进行了指认,并分析了百菌清固体分子特征吸收峰产生机理。研究表明,晶体结构理论模拟弥补了单分子模拟的缺陷,完成了对11处所有实验特征吸收峰的验证。实验谱主要由分子之间Cl—C—C,N—C—C键相互作用和晶胞内分子的集体振动产生。     

元素有机化合物在有机合成中的应用

本文简要介绍磷、硫、砷、硅、硼和锡有机化合物在有机合成应用中研究得较活跃的一些例子,并着重讨论应用元素有机化合物合成立体专一性、光学活性和生理活性的化合物。