微量热法研究烟酰胺和异烟酰胺在KCl水溶液中的焓对自缔合作用

利用等温滴定微量热法(ITC)分别测定了298.15 K时烟酰胺(NA)和异烟酰胺(INA)在纯水及不同浓度KCl(m=0~0.3 mol/kg)水溶液中的稀释焓,根据McMillan-Mayer理论计算得到相应的焓对自缔合作用系数(h xx),发现两者的h xx都是很大的负值,且在较高KCl浓度时都随KCl浓度的增大而减小.从溶质-溶质、溶质-溶剂相互作用的观点出发,对这2种吡啶羧酸酰胺异构体的疏水和亲水作用平衡进行了讨论:NA和INA都是亲水-亲水作用占优势,芳香性的吡啶环与酰胺基团羰基的π电子共轭使得对位异构体的共振结构分子电荷分离而更具亲水性;吡啶环之间的π-π堆叠对焓对自缔合作用的贡献几乎可忽略;溶液离子强度(I)的增大有利于加强亲水-亲水作用,从而使h xx的绝对值都随溶液中KCl浓度的增大而逐渐增大.     

α-氨基丁酸对映异构体在DMF+水混合溶剂中的焓对作用

利用等温滴定微量热法(ITC)分别测定了298.15K时L-α-氨基丁酸和D-α-氨基丁酸两种对映异构体在不同组成的二甲基甲酰胺(DMF)+水混合溶剂中的稀释焓.根据统计热力学的McMillan-Mayer理论计算各溶剂组成下的同系焓对作用系数(hxx).从溶质-溶质和溶质-溶剂相互作用的观点出发探讨了三元水溶液中疏水-疏水、疏水-亲水和亲水-亲水作用的竞争平衡.实验发现,在所研究的混合溶剂组成范围内(wDMF=0-0.3),α-氨基丁酸两种对映体的hxx都是较大的正值,且都随wDMF的增大而逐渐减小,而有趣的是L型对映体的hxx值普遍比D型的大(hLLhDD),说明ITC可以区分对映异构体的同手性焓对作用.结果表明:在α-氨基丁酸+水+DMF三元溶液体系中,疏水-疏水和疏水-亲水作用在分子对作用过程中占优势;在α-氨基丁酸的同种对映体发生分子对作用时,L-L分子对比D-D分子对在构型上更有利于α-碳上疏水侧链(CH3CH2-)的靠拢,疏水基团的水合壳层发生交盖,局部破坏而释放出部分结构化的水,过程自发、吸热且伴随显著熵增(ΔG0,ΔH0,ΔS=(ΔH-ΔG)/T0),因而在稀释时释放出更多热量,hxx具有较大的正值.