柱撑壳聚糖的氢键密堆积结构制备生物安全的高性能保润材料

保润剂材料内部含有大量亲水基团,能够增加或长期保持物质的含水量,在医疗保健、食品、化妆品和药品等领域应用广泛.壳聚糖分子具有可生物降解、无毒及抗菌等多种优点,是一种高性能的保润剂.然而,其链中存在多个氢键,这种氢键密堆积结构导致水分子无法储存在颗粒内部,严重削弱了材料的吸水和储水能力.本文采用共价偶联方法,使苯甲酸与壳聚糖发生脱水聚合反应.疏水性苯基结构单元能够将亲水性的柔性链进行柱撑,从而形成水分子的存储空间.基于这种独特的设计,制得材料的比表面积比原来的壳聚糖提高了9倍多,吸水能力也相应提高了3倍多.安全性测试结果表明,小鼠在口服壳聚糖基多孔保润剂后,蛋白质水平均无明显变化,证实了壳聚糖基多孔保润剂没有生物毒性.将壳聚糖多孔保润材料均匀分布在试纸上后,试纸的失水量比商用丙二醇分布的试纸减少了20%.     

部分水解的预交联凝胶型聚丙烯酰胺的水化层结构

部分水解的预交联凝胶型聚丙烯酰胺在水溶液中的吸水溶胀能对油藏高渗透区域产生有效封堵,有利于提高驱油效率.分子模拟结果表明,凝胶颗粒的溶胀主要归因于侧链亲水基团在水溶液中的水化作用,这些带负电的亲水基团中心原子通过氢键和静电作用在其周围极化出一层排列规整、有序而紧密的水化层,并将水分子束缚其中;同时水化层内的水分子之间依赖氢键网络促进水化层的稳定.本文从微观结构、动力学和氢键等方面比较了各亲水基团中心原子的水化能力,发现—COO-官能团具有较强的束缚水分子的能力,对水化层的稳定有重要影响.     

模板分子中作用基团的数目及位置对印迹聚合物印迹效应的影响

为了研究模板分子中作用基团的数目和位置对印迹聚合物印迹效应的影响, 分别以含有羟基数目和位置不同的羟基苯甲酸化合物3,4,5-三羟基苯甲酸(3,4,5-THBA), 3,4-二羟基苯甲酸(3,4-DHBA), 2,4-二羟基苯甲酸(2,4-DHBA)和3-羟基苯甲酸(3-HBA)为模板分子, 以丙烯酰胺为功能单体, 乙二醇二甲基丙烯酸酯为交联剂和乙腈(MeCN)为致孔剂, 采用非共价本体聚合方法制备了对应的印迹聚合物, 用色谱法评价了其分子识别性能. 结果表明, 制备的印迹聚合物对相应的模板分子均具有印迹效应, 在流动相H₂O/MeCN(体积比1/99)中, 各印迹聚合物对相应的模板分子3,4,5-THBA, 3,4-DHBA, 2,4-DHBA和3-HBA的印迹因子分别为5.51, 5.55, 2.60和2.03. 通过与同样条件下制备的龙胆酸(GA)、水杨酸(SA)和对-羟基苯甲酸(4-HBA)印迹聚合物对其模板分子印迹效应的比较发现, 模板分子中作用基团数目越多, 印迹效率越高; 模板分子中作用基团-COOH和-OH的相对位置对印迹效率影响很大, 当-COOH和-OH在苯环上处于对位时的印迹效率, 高于其处于间位的印迹效率; 当-COOH和-OH在苯环上处于邻位时, 由于形成分子内氢键会降低其印迹效率. 实验还发现, 3,4-DHBA的印迹聚合物可以实现其结构类似物3,4,5-THBA和2,4-DHBA的基线分离, 为生物活性组分3,4,5-THBA的分离和测定提供了依据.     

精化的1.8埃分辨率胰岛素晶体结构——氢键网络和结合水

本文研究了胰岛素晶体中的氢键网络三种情况:螺旋氢键,分子自身极性基团间形成的非螺旋氢键,以及水分子与胰岛素分子间形成的氢键。它们形成错综复杂的交互作用,对胰岛素的结构和功能具有重要意义。修正后的结构显示了较可靠的水结构信息,表明晶胞中大约三分之一的水呈结合状态,它们与胰岛素分子且彼此以氢键结合。胰岛素分子各氨基酸残基的极性和荷电基团表现出最大限度结合氢键倾向,是稳定三维结构的重要因素。     

几种保润剂对卷烟烟气化学成分的影响

考察了不同类别的保润剂(丙二醇、甘油、27664号保润剂、木糖醇和山梨醇)对卷烟烟气化学成分的影响,包括对烟气总粒相物、烟碱、水分、焦油含量及卷烟烟气中致香成分组成和有害物质含量的变化。结果表明:①加入不同种类的保润剂后对卷烟烟气的化学成分有明显的影响,而且其影响随着添加量的变化而变化。②随着各种保润剂的加入,卷烟烟气中致香成分总量均比空白卷烟烟气显著增大,同时烟气中苯类和胺类有害物质含量也增大。     

醋酸酯淀粉的溶解性能、形貌与XRD结构分析

淀粉是一种多糖类天然高分子,来源广泛,价格低廉,可生物降解并且降解产物环境友好。但天然淀粉脂溶性差、颗粒大、稳定性差、加工成型及使用受限。当分子中的羟基被亲脂基团取代后,淀粉原有的氢键将被破坏而使其脂溶性增强,同时原有的结晶区被破坏而引起淀粉聚集状态变化、颗粒尺寸减小、热稳定性增强。乙酰基是比较     

碱/脲水溶液体系中纤维素包合物构型及纤维素与溶剂分子间相互作用力的分子动力学模拟

采用分子动力学模拟方法研究了纤维素分子在碱/脲水溶液体系中形成的包合物结构,研究了纤维素包合物的空间构型、氢键网格结构、纤维素分子与溶剂分子的相互作用以及碱金属阳离子对包合物稳定性的影响.在纤维素包合物结构中,碱金属阳离子和OH-主要吸附在纤维素分子链羟基的附近,与纤维素上的羟基氧直接接触形成稳定的吸附构型;尿素分子更倾向于在纤维素糖环面结构上聚集,可以与纤维素上的羟基氧和醚键氧相互作用形成氢键.通过对纤维素与溶剂分子间非键相互作用的研究发现,在纤维素羟基附近,羟基与金属阳离子之间的相互作用能最大,其次为与尿素分子、氢氧根离子的相互作用,最小的为与水分子的相互作用;在纤维素糖环面结构上,Na~+、OH~-、尿素、水与纤维素醚键氧的相互作用远小于与纤维素羟基的相互作用,纤维素上的醚键氧与尿素分子相互作用能最大.比较KOH/尿素和NaOH/尿素2种溶剂体系中碱金属阳离子与纤维素羟基形成的吸附构型的结合能,发现Na~+对纤维素分子内和分子间的氢键具有更强的破坏作用,NaOH/尿素溶剂体系中的分子与纤维素分子形成的包合物构型更稳定.     

不同浓度聚乙烯醇对甲烷水合物分解作用的分子动力学模拟

采用分子动力学方法,模拟了273.15K下聚乙烯醇(PVA)对甲烷水合物的分解作用.研究发现,PVA浓度为2.7wt%时,水分子始终在其平衡位置附近波动,扩散系数仅为1.04×10-11m2/s;PVA浓度为5.2wt%时,水合物笼型结构坍塌,水分子以液态水的形式存在,甲烷分子从孔穴中逸出,聚乙烯醇的羟基在分子内部形成氢键,形成团簇,产生空间位阻,阻止了水分子再生成水合物,水分子的扩散系数1.61×10-9m2/s;PVA浓度为7.6wt%时,甲烷水合物周围有部分笼型结构被破坏,部分甲烷分子从孔穴中逸出,水分子扩散系数为3.55×10-10m2/s.得出聚乙烯醇对甲烷水合物的分解作用大小为:5.2wt%7.6wt%2.7wt%,为PVA溶液促进甲烷水合物分解实验研究提供参考.     

3,4,5-三羟基苯甲酸二聚体氢键结构性质

分子间相互作用在生物和材料等科学中发挥着关键作用,研究分子间相互作用的本质意义重大。氢键是分子间相互作用的一种主要形式,在确定分子构象和晶体结构以及生物分子尤其是核酸和蛋白质的结构功能中起着重要作用[1-3]。苯甲酸衍生物广泛存在于生物大分子内,与生物活性离子通过氢键作用等改变生物活性分子的活性功能,研究苯甲酸衍生物分子间氢键相互作用对于了解生物体内的化学现象具有重要意义。研究表明菱角的抗肿瘤作用明显,实验上已经从菱角中成功提取了活性单体化合物:3,4,5-三羟基苯甲酸二聚体[4],理论研究标题化合物的氢键结构与氢…     

三聚氰胺和对苯二氧乙酸共晶中的三维氢键网络

合成了一个新的超分子聚合物{(MAH+)2(p-BDOA2-)·4H2O}n(MA=三聚氰胺;p-BDOAH2=对苯二氧乙酸),通过X-射线对其结构进行了表征。在该聚合物中,三聚氰胺被质子化,相邻的三聚氰胺分子通过氢键形成一维阳离子链(MAH+)n,相邻的阳离子链由p-BDOA2-阴离子连接构成波浪状的二维层,层状结构通过水分子的氢键和π-π堆积形成三维结构。     

三聚氰胺和对苯二氧乙酸共晶中的三维氢键网络(英文)

合成了一个新的超分子聚合物{(MAH+)2(p-BDOA2-)·4H2O}n(MA=三聚氰胺;p-BDOAH2=对苯二氧乙酸),通过X-射线对其结构进行了表征。在该聚合物中,三聚氰胺被质子化,相邻的三聚氰胺分子通过氢键形成一维阳离子链(MAH+)n,相邻的阳离子链由p-BDOA2-阴离子连接构成波浪状的二维层,层状结构通过水分子的氢键和π-π堆积形成三维结构。     

铜(Ⅱ)-牛磺酸缩2-吡啶甲醛席夫碱-3,5-二羟基苯甲酸三元配合物的合成及其晶体结构

牛磺酸缩2-吡啶甲醛席夫碱,3,5-二羟基苯甲酸与醋酸铜在50%甲醇中反应合成了铜(Ⅱ)-牛磺酸缩2-吡啶甲醛席夫碱-3,5-二羟基苯甲酸三元配合物{[Cu(C8H9N2O3S)(C7H6O4).(H2O)2].2H2O(1)},其结构经IR,元素分析和X-射线单晶衍射法表征。1属三斜晶系,空间群P-1,晶胞参数a=7.066(2),b=11.891(4),c=12.859(4),α=104.034(14)°,β=96.884(13),°γ=99.053(10)°,V=1020.9(6)3,Z=2,Dc=1.633 g.cm-3,μ=1.233 mm-1,F(000)=518,R1=0.1108,wR2=0.322。1的中心铜离子与席夫碱配体的两个N原子,3,5-二羟基苯甲酸羧酸根上一个O原子以及两个水分子的O原子配位,形成一个五配位的四方锥结构。由结晶水分子,没参与配位的磺酸基氧,配位水分子间形成的氢键以及吡啶环、苯环间的π┈π相互作用,使1分子堆积成三维超分子网状结构,稳定了整个晶体结构。     

高岭石-水体系中水分子结构的分子动力学模拟

以Hendricks模型为初始结构, 利用CLAYFF力场对高岭石-水体系进行无晶体学限制的分子动力学模拟. 结果表明, 层间水有三种类型: I型类似于Costanzo提出的“洞水”分子, 其HH矢量(水分子中从一个氢原子位置指向另一个氢原子位置的方向矢量)平行于(001)平面, 而C2轴稍微倾斜于(001)面法线; II型类似于“连接水”, 一个氢氧键指向临近的层间四面体氧形成氢键, 另一个氢氧键与(001)面近似平行; III型水分子在层间近似保持为竖直状, 一个氢与层间四面体氧形成氢键, 而另一个氢与对面层的羟基氧形成氢键. 高岭石羟基氢沿(001)晶面法线的浓度曲线显示一部分羟基指向变为近似平行于(001)面, 羟基氧因此能够暴露出来与层间水分子氢形成氢键. 此外, 模拟中还观察到部分II型水分子氧偏离于层间的平均位置而更靠近四面体层, 这和Costanzo的实验结果一致, 可能是X射线谱图中(002)弱衍射峰出现的原因.     

有机酸在γ-Al2O3表面自发单层分散及苯甲酸-γ-Al2O3表面结构的研究

有机酸如苯甲酸,水杨酸,邻-或对-苯二甲酸,酒石酸均可在γ-Al~2O~3表面自发单层分散,分散的临界温度取决于有机酸分子中极性基团的数目和极性的强弱。XRD,Raman,FT-IR,UV-vis和TG对苯甲酸-γ-Al~2O~3体系的表征结果表明,苯甲酸在室温下即可在γ-Al~2O~3表面自发单层分散;分散后,苯甲酸分子间的氢键缔合结构垮塌;苯甲酸的羧基与γ-Al~2O~3表面羟基发生相互作用并缩水形成类似羧酸盐的结构;分子中的苯环与载体表面没有直接的相互作用。XRD相定量测得的分散阈值为1.1mmol苯甲酸/100m^2γ-Al~2O~3,与按苯环垂直表面计算所得的最大分散容量1.2mmol/100m^2相近。     

有机酸在γ-Al~2O~3表面自发单层分散及苯甲 酸-γ-Al~2O~3表面结构的研究

有机酸如苯甲酸,水杨酸,邻-或对-苯二甲酸,酒石酸均可在γ-Al~2O~3表面自发单层分散,分散的临界温度取决于有机酸分子中极性基团的数目和极性的强弱。XRD,Raman,FT-IR,UV-vis和TG对苯甲酸-γ-Al~2O~3体系的表征结果表明,苯甲酸在室温下即可在γ-Al~2O~3表面自发单层分散;分散后,苯甲酸分子间的氢键缔合结构垮塌;苯甲酸的羧基与γ-Al~2O~3表面羟基发生相互作用并缩水形成类似羧酸盐的结构;分子中的苯环与载体表面没有直接的相互作用。XRD相定量测得的分散阈值为1.1mmol苯甲酸/100m^2γ-Al~2O~3,与按苯环垂直表面计算所得的最大分散容量1.2mmol/100m^2相近。     

DFT方法研究没食子酸对树脂吸附苯的影响

用密度泛函B3LYP/6-311++G**理论,气相和水相中(PCM溶剂模型应用于水相计算),对所研究物种进行全自由度优化,通过研究没食子酸与水或苯分子间的氢键作用,探讨树脂对没食子酸及苯吸附的影响.计算结果显示,没食子酸的羟基不仅与水分子能形成双聚氢键,显示极强的亲水性;且与苯分子亦可形成双氢键,其作用力强于苯分子与水分子间的作用力,没食子酸的存在显著影响树脂吸附苯.同时,溶剂化效应对树脂吸附没食子酸和苯具有一定的影响.     

特殊缔合体系TFE水溶液分子动力学模拟

三氟乙醇(TFE)水溶液是一类特殊的缔合体系. 采用分子动力学模拟方法结合核磁共振化学位移研究了TFE水溶液体系全浓度范围的氢键网络, 并对动力学模拟结果和核磁共振化学位移进行了比较. 从径向分布函数(RDF)发现, TFE水溶液中存在着强氢键, 而体系中的C—H…O弱相互作用较为明显, 也不能忽略. 氢键网络分析发现TFE 水溶液体系的氢键大致分为以下三个区域: 在水富集区域, 水分子倾向于自身缔合形成稳定的簇结构, 随着TFE 浓度的增加, 水的有序结构受到破坏, 水分子和TFE分子发生交叉缔合作用形成氢键; 在TFE富集区域, 水分子较少, TFE分子自身通过氢键形成多缔体结构. 此外, 分子动力学统计的平均氢键数的变化和文献报导的核磁共振化学位移变化趋势相同, 实验和理论的结果吻合较好.     

邻羟基苯甲酸分子印迹聚合物对于异构体的识别及色谱行为研究

采用分子印迹技术，以邻羟基苯甲酸（水杨酸）为模板分子，α-甲基丙烯酸 为功能单体，采用不同的交联剂和致孔剂，合成了用于分离羟基苯甲酸异构体的印 迹聚合物，并以高效液相色谱及平衡吸附的方法对聚合物进行了评价。实验结果表 明，以氢键为主要结合作用力的水杨酸印迹聚合物具有特定的空间识别位点，在弱 极性溶剂中对模板分子有较强的选择性，可以对官能团位置异构体进行很好地分离 。研究了以氢键为主要作用力所形成的分子印迹聚合物在色谱分离中的应用，并讨 论了流动相对分离的影响及印迹聚合物和客体分子的作用机制。     

氢键对水杨酸酸度影响的量子化学研究

分子内氢键的形成影响羧酸的酸性,实验测定表明,水杨酸的酸性大约比苯甲酸强18倍,而其异构体——对羟基苯甲酸的酸性仅为苯甲酸的一半,已有文献从氢键形成角度定性讨论这一问题,我们采用CNDO/2法对其影响实质给予进一步的探讨,从微观角度阐述了该过程的可能机理,得到了与实验一致的结果。     

二维红外光谱研究聚碳酸酯薄膜中水的扩散

利用二维衰减全反射红外光谱方法,研究了水在聚碳酸酯(PC)薄膜中的扩散过程,发现水的羟基弯曲振动谱带中可以分辨出分别位于1672、1646和1621 cm-1的吸收峰,而羟基伸缩振动谱带中可以分辨出分别位于3560、3425和3255 cm-1的吸收峰,由此可知水分子在聚碳酸酯薄膜中存在3种状态,分别为与羰基形成强、中强氢键作用的水分子和进入PC微孔中的弱氢键作用的水分子。 经过二维相关分析得到水分子进入PC薄膜的顺序为首先形成中等强度的氢键,然后形成弱和强2种强度的氢键。