结晶十六烷基三甲基溴化铵烷基链构象的红外光谱研究

在２９０－４００Ｋ的温度范围内用红外光谱法在分子水平上考察了结果十六烷基三甲溴化铵的分子链构象随温度的变化。结果表明：在３４３Ｋ以下分子烷基链主要以全反式构象相互平行排列，仅在链末端有少量ＴＧ式构象存在；当温度高于３４３Ｋ时，分子链中有ＧＴＧ＇式构象出现且链间相互作用开始减弱，但分子链轴仍保持相互平行排列；当温度高于３７３Ｋ时，ＴＧ和ＧＴＧ＇式构象数量显著增加，同时ＧＴＧ和ＧＧ式构象大量出现，烷基     

环丁醇温致相变的原位拉曼光谱研究

采用拉曼光谱和红外光谱解析了常温条件下环丁醇的各个振动模式及其与分子构象间的关联,结果表明液态环丁醇以赤道–反式构象为主,并含有少量的赤道间扭式构象。在此基础上结合差示扫描量热技术和变温拉曼光谱,原位研究了环丁醇的温致相变过程和分子构象随温度的变化。结果表明,冷却至140 K的过程中,环丁醇并未结晶固化,而是保持亚稳定的无序液体状态,即出现过冷现象,继续降温至138 K出现玻璃化转变。升温过程中,在170 K时出现放热峰,同时有新的拉曼峰出现,并且拉曼峰的半高宽和强度发生明显的突变,表明环丁醇由无序结构转变为有序的结晶相。因此,我们获得了环丁醇的温致相变序列： 液态→过冷液体→玻璃态→结晶态→液态。通过对环丁醇不同分子构象的拉曼特征峰的定量分析,证实环丁醇在降温过程中,反式构象和间扭式构象的比例未发生明显改变,即没有发生构象变化。然而升温时,伴随170 K时结晶态的转变,反式构象特征峰的相对强度减小,表明部分分子由赤道–反式构象转变为赤道–间扭式构象。该研究结果对进一步理解和研究其他有机小分子的温致相变和构象变化具有指导意义。     

变温红外光谱研究表面双稳态液晶分子的相变过程

运用变温红外和样本-样本相关光谱对40～150 ℃温度区间内的表面双稳态液晶分子MHOCPOOB的相变过程中的分子构象、排布及相互作用的变化进行研究。结果表明：室温时,分子烷基链中同时存在Zigzag和Gauche两种构象。随温度升高,其中有序的Zigzag构象转化为无序的Gauche 构象,链的扭曲程度增加。刚性核部分,羰基与相邻的苯环形成共轭体系,苯环之间相互倾斜排列,在相变过程中羰基与苯环的共平面作用逐渐被打破,且在相变点苯环间的二面角明显增大。由于表面稳定化的作用,使得在液晶盒表面上的一层膜,其结构并不随温度、相结构的变化而变化,因而在液晶盒的光谱中观察到的相变点较少。通过二维光谱作者发现,在122 ℃时分子出现细微结构调整。     

变温拉曼光谱和DSC探讨人参皂苷Rb1分子与DPPC双层膜的作用

研究人参皂苷分子与生物膜的作用对于深入了解中药人参的药理活性及其生物学功效至关重要。DPPC作为具有双分子层结构的脂质分子,常被许多国内外学者作为模拟膜的模型来研究药物分子与细胞膜的作用;Rb1作为中药人参中的重要皂苷成分,具有显著的药理学功效和生物性能。拉曼光谱是探讨分子间作用的有力工具,差示扫描量热技术（differential scanning calorimetry, DSC）是研究脂双层分子单体及其与药物分子作用的常用技术,而将两者结合研究药物分子对细胞膜作用的研究的报道较少。本文采用变温拉曼光谱和DSC探讨了在温度变化条件下人参皂苷Rb1单体分子与DPPC双层膜的作用。通过拉曼光谱测试,在Rb1作用前后,DPPC分子极性头部O—C—C—N+和C—C伸缩振动区域以及烷基链部分C—H键的伸缩振动区域的变化表明,随着温度的增加,含有一定浓度Rb1的DPPC磷脂极性头部旁氏构象没有发生变化,脂酰链的无序性构象增多,侧向排列的无序性增强,DPPC脂双层的流动性增加。由DSC实验得到的几个热力学常数[相变温度（T_m）、半峰宽（ΔT_1/2）及相转变焓值（ΔH）]的变化表明,DSC进一步验证了变温拉曼实验结果,随着Rb1浓度的增大,DPPC双层膜的相变温度显著下降,流动性增强,说明Rb1对DPPC双层膜的影响较大。     

利用微悬臂梁表面应力研究聚N-异丙基丙烯酰胺分子的构象转变

提出了一种基于微悬臂梁传感技术研究大分子折叠/构象转变的新方法.通过分子自组装的方法将热敏性的聚N-异丙基丙烯酰胺(PNIPAM)分子链修饰到微悬臂梁的单侧表面，用光杠杆技术检测温度在20—40℃之间变化时由于微悬臂梁上的PNIPAM分子在水中的构象转变所引起的微悬臂梁变形.实验结果显示：在升温过程中，微悬臂梁的表面应力发生了变化并且导致微悬臂梁产生了弯曲变形，这个过程对应着微悬臂梁上的PNIPAM分子从无规线团构象到塌缩小球构象的构象转变.在降温过程中，微悬臂梁发生了反方向的弯曲变形，这对应着PNIPA 关键词： 构象转变 聚N-异丙基丙烯酰胺分子链 表面应力 微悬臂梁     

不同形态MEH-PPV的构象及其光学特性

通过对在固溶体、稀溶液、薄膜和纳米孔中MEH—PPV的PL和PLE谱的测量分析,研究不同形态下MEH-PPV分子链的构象及其对电子能带和光学性质的影响。在THF稀溶液中,MEH—PPV分子链基本上皆为分立态;在MEH—PPV薄膜中,分子链基本上皆为聚集态;在MEH-PPV／PS固溶体中,MEH—PPV分子链为聚集态和分立态两构象并存,聚集态的比例随MEH-PPV浓度的增加而升高;在多孔氧化铝模板纳米孔中,MEH—PPV分子链形成链束。分立态、聚集态和链束这三种不同构象的分子链具有不同的电子能带结构和光学性质。     

肺正常组织与癌变组织的表面增强拉曼光谱

采用共焦显微拉曼光谱进行肺正常组织与癌变组织的表面增强拉曼光谱测试,拉曼位移测试范围为300～1700cm-1 。根据得到的肺正常和癌变组织的表面增强拉曼光谱,对比分析了两者的特点与差异。选取蛋白质主链构象中构象不灵敏的CH₂弯曲振动在1454cm-1的谱线为内标,发现相比肺正常组织,癌变组织蛋白质主链中酰胺Ⅲ和酰胺Ⅰ谱带的有序构象明显减少,对α螺旋和无规则卷曲的损伤比较严重,β回折几乎消失,而骨架C—N,C—C伸缩振动却出现了与前2个谱带截然相反的状况,有序构象显著增加,蛋白质侧链构象变化与主链相比则相对复杂;DNA的骨架磷酸基团、脱氧核糖、磷酸-脱氧核糖和碱基的含量总体呈增加趋势;RNA的情况与DNA类似;磷脂的链内纵向有序性参数明显下降。     

C60晶体在有序相的分子取向结构

以C60 晶体中分子两种取向排列形成的双能级系统为基础 ,通过探讨C60 晶体在有序相的热力学性质 ,得到了 38o 和 98o 两种取向排列的分子在晶体中均匀分布的结构稳定性结论 .根据已报道的C60 晶体在有序相两端点温度 85K和 2 6 0K取向分布的实验结果 ,将较高的分子取向 (38o)能级的概率转化成分数值 1/ 6和 3/ 8,得到了有序相两种取向分子在两温度端点的分布规律 .当概率的分数值为 1/ 4和 1/ 3时 ,C60 晶体将具有较大的结构稳定性和较小的介电损耗及内耗值 ,对应的温度分别为 12 2 .6和 194 .3K .因而解释了介电实验结果出现异常的现象是由 38o 取向分子均匀分布的“规则 无规 规则”变化所造成的 .     

利用微悬臂梁表面应力研究聚N-异丙基丙烯酰胺分子的构象转变

提出了一种基于微悬臂梁传感技术研究大分子折叠/构象转变的新方法.通过分子自组装的方法将热敏性的聚N-异丙基丙烯酰胺(PNIPAM)分子链修饰到微悬臂梁的单侧表面,用光杠杆技术检测温度在20-40 ℃之间变化时由于微悬臂梁上的PNIPAM分子在水中的构象转变所引起的微悬臂梁变形.实验结果显示:在升温过程中,微悬臂梁的表面应力发生了变化并且导致微悬臂梁产生了弯曲变形,这个过程对应着微悬臂梁上的PNIPAM分子从无规线团构象到塌缩小球构象的构象转变.在降温过程中,微悬臂梁发生了反方向的弯曲变形,这对应着PNIPAM分子从塌缩小球构象向无规线团构象的构象转变.整个温度变化过程中构象转变是连续进行的,而在低临界溶解温度(约32 ℃)附近转变幅度较大,这与自由水溶液中PNIPAM分子的无规线团-塌缩小球构象转变相对应.实验结果还显示:由于PNIPAM分子在塌缩过程中氢键的形成和链段间可能的缠结效应,整个温度循环过程中微悬臂梁的变形是不可逆的且有明显的迟滞效应.     

N-十六烷基聚对苯二甲酰对苯二胺的红外光谱研究

以聚对苯二甲酰对苯二胺(PPTA)和1-溴正十六烷为原料,利用N-烷基化方法合成了N-十六烷基聚对苯二甲酰对苯二胺(PPTAC16),并采用DSC和FTIR方法进行了详细研究。DSC结果表明PPTAC16存在侧链结晶行为,但侧链结晶的完善程度低于正十六烷烃的结晶。红外光谱结果表明,烷基侧链结晶中亚甲基堆积的有序度低于正十六烷烃晶体,亚甲基的构象中存在相当数量的旁式构象。变温红外光谱结果表明随着温度的升高,亚甲基的伸缩振动谱带和变角振动谱带的峰位发生突变,说明侧链结晶的熔融;该结果与DSC测试结果一致。另外,伴随着十六烷基侧链结晶的熔融,PPTAC16的主链发生了一种不可逆的变化,且熔融后的烷基侧链所处的状态与液态十六烷烃存在差别。     

四氯合钴酸二(正十六烷基铵)层状配合物结构相变的红外光谱研究

用红外光谱和差示扫描量热法(DSC)研究了具有钙钛矿型层结构标题配合物的固-固相变。在340K处发现一个新的相变。实验证明了结构相变与烷基铵链动力学和氢键有关。在374K的主相变主要来源于烷基铵链构象的有序-无序变化,该变化可能与NH_3极性头的重定向运动偶合。在高温相在烷基铵链中产生了GTG+GTG’和GG以及临近端甲基的TG结构,因而形成了构象完全无序态。     

核糖核酸酶溶液的拉曼光谱研究

报道了用硝基苯萃取处理前后的核糖核酸酶溶液的拉曼光谱。对其主链构象和侧链构象进行了分析,指出酰胺Ⅰ和酰胺Ⅱ中β一折迭和无规卷曲的构象较为明显,二硫桥键的构象是扭式—扭式—扭式,酪氨酸残基有部分是“埋藏”的。同时指出用硝基苯萃取处理蛋白质溶液是获得高质量拉曼谱图的一个简明有效的方法。     

SⅡ型R134a水合物稳定性的分子动力学模拟

SⅡ型R134a制冷剂笼状水合物是理想的蓄冷介质之一。基于分子动力学(MD)方法,建立晶体结构模型,在NPT系综下运算,通过观察最终构象,分析计算体系中粒子的均方位移(MSD)和径向分布函数(RDF),从微观上揭示了小分子和温度对SⅡ型水合物晶体结构稳定性的影响。结果表明:小分子对小晶穴(512)占有率从0.25变化到1.00,占有率为0.25和0.50时,水合物晶体结构分解严重,体系中分子混乱,晶体结构难以稳定存在,占有率在0.75以上时,水合物晶体结构清晰有序,能够稳定存在;当体系温度由260K增大到290K时,水合物结构的稳定性逐渐降低,在280K时晶体结构出现扭曲变形,此时有部分水合物开始分解。     

SⅡ型R134a水合物稳定性的分子动力学模拟北大核心

SⅡ型R134a制冷剂笼状水合物是理想的蓄冷介质之一。基于分子动力学(MD)方法,建立晶体结构模型,在NPT系综下运算,通过观察最终构象,分析计算体系中粒子的均方位移(MSD)和径向分布函数(RDF),从微观上揭示了小分子和温度对SⅡ型水合物晶体结构稳定性的影响。结果表明:小分子对小晶穴(512)占有率从0.25变化到1.00,占有率为0.25和0.50时,水合物晶体结构分解严重,体系中分子混乱,晶体结构难以稳定存在,占有率在0.75以上时,水合物晶体结构清晰有序,能够稳定存在;当体系温度由260K增大到290K时,水合物结构的稳定性逐渐降低,在280K时晶体结构出现扭曲变形,此时有部分水合物开始分解。     

C60分子在有序-无序和玻璃态相变间的取向概率与弛豫行为

用极限动力学模型研究了C60分子在有序-无序相变和玻璃态相变温度区间取向角为98°和38°的取向概率与温度的关系.计算结果在玻璃态相变点附近的85!K,90!K和有序-无序相变点的260!K分别与实验值相吻合,取向概率对实验值更精确的拟合及其对温度的二阶导数预言玻璃态相变点在84!K.导出了弛豫规律,其结果表明:双能级的C60分子从非平衡态到平衡态的弛豫行为与非指数因子β有关,其总的弛豫时间决定于其中一个较短的弛豫时间,展宽指数形式保持不变.讨论了KWW方程的非指数因子β与分子间协同作用的关系,发现与双取向态间的能级差有关,计算值与实验结果相同.     

初始碳烟颗粒形成的反应分子动力学模拟

本文采用ReaxFF反应分子动力学模拟的方法研究了温度对PAH生成初始碳烟颗粒的路径的影响。低温时(400 K),PAH单体分子通过物理成核的方式形成初始碳烟颗粒。中等温度时(1600 K),PAH只能形成二聚物或三聚物,无法发生从气相单体到固相碳烟颗粒的转变。当温度升高到2500 K,PAH通过化学成核形成碳烟颗粒,PAH分子首先分解形成碳链分子,碳链分子相互链接进一步形成富勒烯结构的碳烟颗粒。     

PTS单晶的低温热膨胀系数

本文用电容法测量了PTS单晶从77—273K平行于分子链方向和垂直于分子链方向的热膨胀系数,实验观察到沿链方向的热膨胀系数在195K附近有突变,在200K附近出现负值。对此,我们作了定性的讨论。 关键词：     

PTS单晶的低频介电常数

测量了一维聚合物PTS单晶从77—273K沿分子链方向的低频介电常数,发现在相变温度附近,介电常数存在尖锐的峰值,与反铁电相变类似。     

核自旋和离心扭曲因子对分子跃迁谱线强度的影响研究

利用分子光谱理论方法,计算并讨论了核自旋和离心扭曲常数对分子配分函数和跃迁线强度的影响.结果表明,核自旋只有在温度非常低的情况下才对分子配分函数和跃迁线强度有明显影响,对于C2H2分子,在5 K的低温其对跃迁线强度的影响为-0.18%,但其影响随着温度的降低迅速增加,到2 K时其影响达到-8.53%;离心扭曲常数对分子跃迁线强度的影响主要在中等温度和高温,对于C2H2分子,在500K时其影响为0.03%,到5000 K时达到0.81%.研究结果对极端条件下的分子光谱研究具有一定的参考价值.     

乙烯在Ni（110）表面吸附的几何结构

用理论计算的方法研究了不同覆盖度的乙烯在Ni（110）表面吸附的位置.乙烯的吸附几何结构在团簇计算中进行了局部优化.在低覆盖度下，单个乙烯分子占据了短桥位和顶位之间的中间位置.乙烯分子的C—C轴大致沿衬底的Ni原子链排列（即沿<110>晶向），C—C轴与衬底Ni（110）表面有10°的倾斜角.乙烯分子的C—C键的键长为0151nm.在高覆盖度下(05ML)，乙烯在Ni (110)上形成了有序的c（2×4）相，在一个表面元胞内的两个乙烯分子的吸附位置类似于低覆盖度时的结果，但乙烯分子的C—C 键键长分别为0142和0143nm.