基于DFT的间羟基苯甲酸分子表面增强拉曼光谱研究

本文研究了间羟基苯甲酸(m-hydroxybenzoic acid,MHBA)的常规拉曼散射(normal Raman scattering,NRS)光谱及其吸附在Ag纳米颗粒上的表面增强拉曼散射(surface-enhanced Raman scattering,SERS)光谱。采用密度泛函理论(density functional theory,DFT),在B3LYP/6-31+G**(C、H、O)/LANL2DZ(Ag)水平上,对MHBA分子进行了几何结构优化,在此基础上计算了MHBA分子的NRS光谱以及其吸附在Ag纳米颗粒上两种不同吸附构型下的SERS光谱,并和实验值进行比较。结果表明,间羟基苯甲酸分子通过羧基与羟基共同吸附构型的计算结果比该分子通过羧基吸附构型的计算结果更符合实验值。最后,利用GaussView可视化软件对其振动模式进行了全面归属。     

吡拉西坦和3-羟基苯甲酸药物共晶体及其形成过程的光谱特性分析

药物共晶可以改善药物活性成分的物理化学性质,这一特性使其在改善药物性质特征方面具有很大的应用潜力。本文采用固体研磨的方法制备由吡拉西坦(Piracetam)和3-羟基苯甲酸(3-Hydroxybenzoic acid, 3HBA)作为原料药的药物共晶体,应用傅里叶变换红外(FTIR)、拉曼(Raman)和太赫兹(THz)光谱方法对研磨获得的共晶样品进行表征,并对两原料药和共晶体的分子振动模式进行归属。FTIR,Raman和THz光谱均表明共晶体的振动模式与原料药有着显著的区别。另外,使用Raman和THz光谱技术深入分析共晶体形成的动态过程,实验结果表明在研磨的最初几分钟反应迅速,之后共晶体形成的反应速率变得缓慢,在研磨35 min之后,共晶体的形成过程结束。这一结果为药学领域中有关药物共晶形成的实时监控及其定量分析提供了理论依据和一种有效的技术方法。     

异烟酰胺-戊二酸-吡嗪酰胺三元共晶的太赫兹光谱和DFT计算

三元共晶是在二元共晶的基础上发展的一种新型共晶设计策略,可以在不影响药物固有生物活性和相应药理活性的情况下改善药物的理化性质,因此三元共晶在药物研究和开发方面具有巨大的潜力。由于三元共晶会涉及三种不同分子的复杂组装,其复杂程度随着参与药物共晶的分子种类和数量的增加而增加,潜在的共晶氢键结合位点数量也随之增加,所以很难获得特定的三元共晶,关于特定三元共晶系统的微观分子结构方面的报道也很少。为了理解三元共晶结构的氢键形式,通过检测手段获取三元共晶体系中相关二元及三元共晶的分子结构信息对了解三元药物共晶的复杂形成过程尤为重要。采用机械研磨方法成功地合成了异烟酰胺-戊二酸、吡嗪酰胺-戊二酸二元共晶和异烟酰胺-戊二酸-吡嗪酰胺三元共晶,通过太赫兹时域光谱(THz-TDS)和密度泛函理论(DFT)计算对二元共晶和三元共晶结构进行研究。太赫兹光谱实验结果表明,二元和三元共晶都显示出各自独特的光谱特征。晶体结构分析表明异烟酰胺-戊二酸-吡嗪酰胺三元共晶结构中戊二酸一侧羧基中的羟基与异烟酰胺中的吡啶N形成羧基-吡啶N氢键异合成元,而异烟酰胺中的酰胺与吡嗪酰胺中的酰胺形成酰胺-酰胺氢键同合成元。最后,将D...     

2,3-二氯吡嗪的红外、拉曼光谱和密度泛函研究

应用KBr压片法、熔融法分别测定了2,3-二氯吡嗪(2,3-DCP)结晶相和液相下400～4 000 cm-1范围内的傅里叶变换红外光谱(FTIR),及其600～4 000 cm-1内的傅里叶变换拉曼光谱(FT-Raman)。采用密度泛函(DFT)理论之B3LYP方法在6-311++G(2df,2pd)基组水平上优化了该分子的平衡几何结构,基于此结构应用谐性力场计算获得了2,3-DCP的振动频率、红外强度和拉曼活性并进一步计算了直到四阶的非谐性力场,将该力场带入标准旋振哈密顿量并利用二阶微扰理论获得了更加准确的振动频率,相应的红外、拉曼光谱。通过非谐力场获得的振动频率位置结合谐性强度与实验结果比对,对2,3-DCP的各振动带进行了详细指认,采用简正坐标分析方法得到各振动频率的势能分布(PED),首次对2,3-DCP的振动光谱进行了全面归属。结果同时显示：考虑非谐性效应后的理论结果大大提高了振动频率的预测性,用其获得的振动频率能很好的再现实验基频,其与实验值差异大多保持在10 cm-1以下,即使在谐振预期很差的高频区域,考虑非谐效应后这种差异也迅速降低到19 cm-1以下,这对正确归属和预期振动光谱是十分有帮助的。目前的结论也可推广应用到其他分子体系。     

纳米稀土镧8-羟基喹啉间羟基苯甲酸/TiO2的红外及拉曼光谱研究

采用沉淀法/溶胶-凝胶复合方法制备了纳米稀土镧8-羟基喹啉间羟基苯甲酸/TiO2复合粒子。并应用红外和拉曼光谱对其进行了表征。红外光谱证明样品为稀土镧8-羟基喹啉间羟基苯甲酸/TiO2复合粒子。拉曼光谱证明其拉曼峰与文献报道的TiO2拉曼峰相比,部分峰位出现了蓝移,部分峰位出现了红移现象,从纳米粒子的表面结构及配合物层的压力出发对此现象进行了定性解释和讨论。     

γ-氨基丁酸和苯甲酸共晶体及其形成条件的振动光谱分析

使用太赫兹时域光谱(THz-TDS)、傅里叶红外光谱(FTIR)和傅里叶拉曼光谱(FT-Raman)技术在室温下对γ-氨基丁酸(GABA)、苯甲酸(BA)及其研磨和溶剂共晶体进行表征分析。FTIR,FT-Raman及THz光谱都能够分辨原料物质及GABA-BA共晶体。其中THz实验结果显示了GABA-BA研磨和溶剂共晶体位于0.93,1.33,1.57THz的吸收峰明显区别于原料物质,这体现了不同物质在THz波段具有明显的指纹特征。为确认GABA-BA共晶体的晶型结构,分别采用FTIR和FT-Raman光谱进行光谱归属。通过FTIR的光谱归属推断GABA-BA共晶体由GABA中的氨基H_23和BA中的羰基O1构成第一个氢键,氨基中的N18结合BA中的羟基H15形成第二个氢键。FT-Raman光谱中,原料物质GABA中位于576,886,1 250,1 283,1 337,1 423和1 470cm~(-1)处归属于—CH_2,—NH_2弯曲振动的Raman散射峰在GABA-BA共晶体内消失,判定GABA中的氮原子N18亦可作为氢键受体,从而验证了GABA-BA共晶体的晶型结构。此外,为了进一步说明溶剂pH值对GABA-BA共晶体的形成条件的影响,利用THz-TDS,FT-Raman光谱确认了该共晶体在溶剂条件2.00≤pH≤7.20可稳定地生成。这一研究结果同时也为利用THz-TDS,FTRaman光谱技术辨别固体物质晶型结构、晶型形成条件提供了实验及理论依据。     

1,1'联萘-2,2'-二胺拉曼和红外光谱的实验和DFT计算研究

实验测量了1,1''-联萘-2,2''-二胺（BINAM）的红外吸收光谱、可见光激发普通拉曼光谱、紫外共振拉曼光谱.用电子密度泛函方法计算了BINAM的基态几何构型、振动频率、普通拉曼和近共振拉曼强度.通过实验和理论计算对比,对所得红外和拉曼提出了详细的指认,并且分析了各振动模式的特征.BINAM的紫外共振拉曼光谱与普通拉曼光谱相比较,发现有若干拉曼谱带出现了选择性共振增强.基于共振拉曼强度分析,讨论了BINAM可能的激发态几何结构的变形.     

EMD时频分析拉曼光谱和近红外光谱

用时频方法分析拉曼光谱和近红外光谱。经验模态分解光谱成为特征模态分量,模态分量比重计算显示拉曼光谱能量均匀分布于各个分量,而近红外光谱的低阶特征模态分量只承载了较少的原光谱有效信息。真实光谱和数值实验均显示,经验模态分解视拉曼光谱为调幅信号,具有高频能量吸附特性; 视近红外光谱为调频信号,在一阶特征模态分量中可以较好实现高频窄带解调。一阶特征模态分量希尔伯特变换显示,经验模态分解拉曼光谱时易出现模态混叠现象。进一步在时频域分析玉米叶片近红外光谱,经验模态分解后截掉低能量的一、二阶分量,用剩余特征模态分量重构光谱信号,均方根误差为1.001 1,相关系数为0.981 3,两个指标反映出重构精度较高; 分解趋势项表明在近红外光波段,吸光度随着波长的减小呈现递增趋势; 特征模态分量的希尔伯特变换显示,657 cm-1是碱胁迫光谱特有频率,可作为碱胁迫光谱特征频率来辨识。     

二水硝酸镧钾晶体晶格振动的群论分析和拉曼光谱

本文对新型非线晶体二水硝酸镧钾（Ｋ２Ｌａ（ＮＯ３）５．２Ｈ２Ｏ）的晶格振动进行了群论分析，给出了该晶体在Г点晶格振动的对称性分类，它们是４２Ａ１＋４２Ａ２＋４５Ｂ１＋４５Ｂ２。其中声学模为Ａ１＋Ｂ１＋Ｂ２，拉曼活性模为４１Ａ１＋４２Ａ２＋４４Ｂ１＋４４Ｂ２。红外活性模为４１Ａ１＋４４Ｂ１＋４４Ｂ２，测量了该晶体不同几何配置的拉曼光谱，利用群论分析结果对谱图进行了识别和讨论。     

CaO-SiO_2二元系晶体和玻璃的拉曼光谱研究

研究了CaO-SiO_2二元系晶体和玻璃的拉曼光谱,依据CaO和SiO_2摩尔比为1∶2和1∶1分别制备了Ca_2SiO_4和CaSiO_3晶体,同时又按照CaO的摩尔分数为0.50,0.40,0.33和0.25分别制备了C50S(CaO50·SiO_2),C40S,C33S,C_25S玻璃,采用共焦拉曼光谱仪测定了拉曼光谱,运用基于Materials Studio软件的CASTEP(Cambridge Serial Total Energy Package)模块对CaSiO_3和Ca_2SiO_4晶体的拉曼光谱进行了密度泛函理论计算,并运用量子化学从头计算法模拟研究了CaO-SiO_2二元系硅酸盐玻璃团簇的结构类型、振动波数及散射截面。根据理论计算对两种晶体的振动模式进行了归属,并且在CaO-SiO_2二元系玻璃的拉曼谱图中,较强谱峰主要集中在两个区域:低波数区(500~600cm~(-1))和高波数区(800~1 200cm~(-1)),低波数区以弯曲振动为主,高波数区则以伸缩振动为主。     

1,3-二甲基尿嘧啶的拉曼光谱及其量子化学从头算(DFT)研究

研究了1,3-二甲基尿嘧啶(DMU)的激光拉曼光谱,并且利用量子化学方法B3PW91／6-31G计算了DMU分子的拉曼光谱。对计算和实验的光谱进行比照以及对DMU分子进行的振动分析结果表明,和尿嘧啶比较而言,利用DMU分子作为生物碱基的模型化合物用于拉曼研究具有一定的优势。本研究的最终目的是以DMU和1,3-二甲基尿嘧啶的环丁烷二聚体(DMUD)为模型化合物,研究它们的拉曼光谱和振动动力学,期望获得的信息能够有助于对DNA和RNA的碱基的紫外光损伤的拉曼光谱分析,并且能够对相应类似体系的拉曼光谱的变化从理论和试验上给出有益的信息。同时该研究也是对已有的关于1,3-二甲基尿嘧啶的拉曼光谱研究的有益补充。     

2-巯基噻二唑的拉曼、红外光谱、DFT计算和简正振动分析

采用B3LYP混合泛函和6-311G基函数组,并对重原子和轻原子使用离散函数和极化函数,利用密度泛函理论计算了2-巯基噻二唑的分子振动频率。实验测量了2-巯基噻二唑分子的拉曼、红外光谱,以实验频率为标准对分子内力场进行了标度,采用简正振动分析方法得到了各振动模的势能分布,从而对该分子的振动频率归属做出了全面指认。     

DFT理论探讨银电极表面吸附吡啶和水分子的表面增强拉曼光谱

本文利用密度泛函方法计算了吡啶和水分子分别吸附于粗糙银电极表面的拉曼光谱强度。结果表明,在不发生共振拉曼散射情况下,拉曼强度随电极表面负电荷量的增加而显著增大。理论预测与实验结果一致。     

对硝基苯甲酸在水溶液和银胶中的紫外拉曼光谱(英文)

本文给出了紫外激发下的PNBA水溶液的拉曼光谱图,并对图中峰位做了相应的归属认证。本文还报道了PNBA在银胶中的表面非增强拉曼散射现象,并分析了导致该现象可能的原因     

基于共聚焦显微拉曼光谱的毛竹细胞结构和成分研究

采用共聚焦显微拉曼光谱对毛竹薄壁细胞、薄壁纤维过渡细胞和纤维细胞进行研究。通过构建偏最小二乘(PLS)定量区分模型来对这三种细胞中的差异进行分析,结果表明,该区分模型的建模和交互验证决定系数(R2)分别为0.810和0.800,均方根误差(RMSE)分别为0.323和0.332。根据这一模型的回归系数,发现三种细胞的区别主要体现在1 095,1 319和1 636 cm-1三个波数,这三个波数分别为纤维素、半纤维素和木质素的指纹特征峰。以这三个波数为自变量建立多元线性回归(MLR)模型,该回归模型的建模和交互验证决定系数(R2)分别为0.644和0.643,均方根误差(RMSE)分别为0.442和0.443,表明三种细胞在这三个波数处存在明显的差异。对小波变换基线消除后的拉曼光谱信号进行化学成像分析,结果显示,纤维素微纤维与纤维轴成一个很大的角度,这一结构有利于提高细胞的弹性模量和硬度。半纤维素和纤维素微纤维通过氢键相连,并在范德华力的作用下紧密地结合在一起,因此在拉曼化学成像中可以看到半纤维素和纤维素有相似的分布规律。三种细胞的细胞角和胞间层都高度的木质化,从细胞壁外层到内层木质化程度逐渐降低,表明细胞壁的木质化从细胞角和胞间层开始,且木质化程度并不完全。     

β-三氯锗基丙酸类化合物的拉曼光谱和红外光谱

我们合成了β-三氯锗基丙酸及其类似物并测量了该化合物的拉曼光谱和红外光谱 ,经光谱分析 ,指认了主要波数所对应的分子振动。在 A、B、C、D四种化合物的拉曼光谱中 ,Ge- Cl的振动分别出现在 397cm- 1( vs)、40 0 cm- 1( vs)、394cm- 1( vs)、385cm- 1( vs)中 ,而在红外光谱中却无法证明 Ge- Cl键的存在 ,Ge- C键的振动在 Raman光谱中分别在 594cm- 1( w)、62 6cm- 1( w)、634cm- 1( w)、641 cm- 1( w)。在红外光谱中 ,各种极性基团的振动表现的更明显 ,分别出现了 O- H、CH2 、C- O和 C=O的振动峰。     

拉曼光谱和表面张力用于水质检测与分析

使用激光拉曼光谱仪测试了蒸馏水、瓶装饮用水和自来水的室温拉曼光谱,并用拉脱法测量了表面张力.实验结果表明:蒸馏水、瓶装饮用水和自来水的拉曼光谱基本相似,蒸馏水的拉曼光谱相对光滑,峰强度较大;自来水和瓶装饮用水的拉曼光谱出现杂峰与毛刺,峰强度降低,峰形宽化.蒸馏水、瓶装饮用水和自来水的表面张力随温度升高而减小.水中杂质物和溶解物对水中氢键的影响,使水分子团簇结构强化,极化率降低,振动能量减弱,拉曼光谱峰强度降低,表面张力增大.     

拉曼光谱研究n型4H-和6H-SiC晶体的载流子浓度

半导体材料的纵光学声子与等离子体激元耦合模(LOPC模)能够提供材料电学方面的相关信息。本文在室温下测得了n型4H-和6H-SiC的拉曼光谱,分析了掺入的杂质对于SiC晶体拉曼光谱的影响,通过拟合n型4H-和6H-SiC晶体的LOPC模的线型得到等离子体频率,并由此从理论上计算了载流子浓度。载流子浓度的理论计算值与霍尔测量的结果符合得很好。研究结果进一步证实了对于n型4H-和6H-SiC晶体,可以通过分析LOPC模的线形来较准确地给出相关材料的载流子浓度。     

3-三苯基锗基-1,1-二苯基-1-丁醇类化合物的拉曼光谱和红外光谱研究

我们合成３－三苯基锗基－１,１－二苯基－１－丙醇及同系物３－三苯基锗基－１,１－二苯基－１－丁醇;３－三苯基锗基－２－甲基－１,１－二苯基－１－丙醇,这些化合物都是有机锗类化合物,是具有抗肿瘤活性的化合物３－三苯基锗基－１－二苯基－１－丙醇的类似物,它们可能具有生物活性。我们测量了它们的拉曼光谱及红外光谱。经光谱分析,指认了主要波数所对应的分子振动。在这三种化合物中,Ｇｅ－Ｐｈ的伸缩振动出现在１０     

3-三苯基锗基-1,1-二苯基-1-丙烯及其同系物的拉曼光谱和红外光谱

我们合成了一类多苯基取代的烯丙基锗烷类化合物,并测量了这三种化合物的拉曼光谱和红外光谱。经光谱分析,指认了主要波数所对应的分子振动。在这三种化合物的拉曼光谱中,Ge-Ph均在1000cm-1附近出现非常强的振动峰;烯丙基中的C=C键在1615 cm-1和1595 cm-1附近出现强的振动峰;在1585 cm-1附近出现芳香环的多重振动峰;在3050 cm-1(m)1、025 cm-1(m)、615 cm-1(m)附近出现芳香环的C-H伸缩振动,C-H面内弯曲振动和C-H面外弯曲振动峰;与饱和碳原子相连接的Ge-C振动峰分别出现在595 cm-1、592 cm-1和597 cm-1。在红外光谱中,这类化合物的Ge-C振动和饱和Ge-C振动较为明显,分别出现在1090 cm-1(s)附近和625 cm-1~577 cm-1(w)之间。