化学论文_基于太赫兹辐射的糖类异构体信息提取

文章目录

引 言

1 实验部分

1.1 仪器

1.2 样品

1.3 数据处理

2 结果与讨论

2.1 方法

2.2 单分子构型模拟

2.3 晶胞构型模拟

2.4 振转模式分析

2.5 分子间弱相互作用分析

3 结 论

文章摘要:应用太赫兹时域光谱系统（THz-TDS）获取了两种互为异构体的糖类D-（+）-葡萄糖和D-（-）-果糖的太赫兹吸收谱,发现D-（+）-葡萄糖和D-（-）-果糖在0.3～1.72 THz频段内太赫兹吸收峰位存在明显区别,可以由1.41和1.66 THz两个吸收峰位鉴别D-（+）-葡萄糖和D-（-）-果糖。为研究D-（+）-葡萄糖太赫兹光谱吸收峰形成机理,首先构建了D-（+）-葡萄糖的单分子构型,采用密度泛函理论中的B3LYP泛函,利用Gaussian09完成对D-（+）-葡萄糖单分子构型的结构优化与频率计算。将量子化学计算结果与实验谱对比发现,基于D-（+）-葡萄糖单分子构型的量子化学计算结果与实验谱差异较大。然后构建了D-（+）-葡萄糖晶胞构型,采用广义梯度近似中的PBE泛函,利用CASTEP软件完成对D-（+）-葡萄糖晶胞构型的结构优化与频率计算。将量子化学计算结果与实验谱对比发现,基于D-（+）-葡萄糖晶胞构型的量子化学计算结果与实验谱较为吻合。D-（+）-葡萄糖晶胞构型量子化学计算时,因较为全面的考虑了分子间的氢键及范德华力的作用,说明D-（+）-葡萄糖在1.41 THz处吸收峰的形成为分子间弱相互作用。其次通过Materials Studio 2017软件指认了D-（+）-葡萄糖在1.41 THz吸收峰处的振转模式,发现D-（+）-葡萄糖在1.41 THz吸收峰主要是分子之间的相互作用,进一步说明D-（+）-葡萄糖在1.41 THz处的吸收峰主要是分子间的弱相互作用。在量子化学计算结果的基础上利用Multiwfn软件对D-（+）-葡萄糖晶胞进行RDG计算,利用VMD软件对D-（+）-葡萄糖晶胞中分子间的弱相互作用的类型、位置和强度进行可视化研究。研究结果表明,利用太赫兹时域光谱技术能够敏锐地感知糖类物质结构的细微变化,并能够正确鉴别其同分异构体。

文章关键词:

项目基金:《中国辐射卫生》 网址: http://www.zgfswszz.cn/qikandaodu/2022/0106/1227.html