第35卷，第5期 2015年5月
光谱学与光谱分析 Spectroscopy and Spectral Analysis
Vol. 35,No. 5 -pp1258-1261
May,2015
拉曼光谱法研究1.3-二甲基脲溶液中的相互作用
朱垣，周密1.2
1.吉林大学物理学院，吉林长春130012
2.超硬材料国家重点实验室，吉林大学原子与分子物理研筑所，吉林长春130012
料形成氢键。氢键是生命分子体系中较常见和重要的分子间弱的相互作用，振动光谱方法为分子间氢键相互作用的研究提供有力的测量手段，其中拉受光谱为研究水溶液中氢锂形成和变化规律提供广可能。测得了1,3-二甲基脲(DMU)晶体的拉曼光谱，利用密度泛函理论（DFT)在B3LYP/6-311G*水平上对气态单体 DMU进行结构的优化，并结合文献对拉受光谱的谱线进行广归属认证。然后测得广1，3-DMU与水二元体系的拉曼光谱。相比与DMU晶体，当DMU分子溶于水后，水-DMU氢键相互作用将取代DMU-DMU分子间相互作用，导致氮原子杂化方式由3p向&p”杂化转变。由此溶解过程中DMU分子的骨架从平面结构变成了非平面结构。
关键词氢键；拉曼光谱；1,3-二甲基脲
中图分类号：0657.3文献标识码：A
引言
DOI: 10. 3964 /j. issn. 1000-0593(2015 )05-1258-04
决(20]。DMU既含有疏水集团也含有亲水基团，因此它不能以任意比例与水混溶。所以在室温常压条件下观察不到溶液达到频率临界点前的波数改变，只能观测到达到频率临界点
氢键的键能介于化学键与范德瓦尔斯作用之间，一般为 5～30kJ·mol-1D]。强于静电引力。氢键相互作用对于生物高分子具有极其重要的意义3」，它是蛋白质和核酸的二、三和四级结构得以稳定的部分原因[35}。由此对溶液分子间氢键的研究从未停止，汀。氢键不同于范德瓦尔斯相互作用，氢键具有饱和性与方向性。分子中的氢键给体和受体官能团受分子间相互作用影响较大，因此可通过材料中官能团的变化规律研究分子间相互作用规律。其中振动光谱（红外吸收和拉曼散射)方法，是研究分子间氢键给体一受体相互作用的有力手段[8-15]。根据氢键给体和受体相关振动的特征谱线频率、强度和半高宽的变化规律得到丰富的分子内，分子间相互作用信息。
DMU是一种尿素类化合物。尿素类化合物在生命科学中表现着极大的作用7.18，有研究表明铂-尿素类化合物能起到抗癌的作用汀。尿素类化合物中的氨基与碳基是亲水基团，易与其他分子形成氢键。氢键的稳定性直接决定着核首酸等生物大分子是否稳定。虽然尿素类化合物是最简单的具有生物活性的分子，但仍有一些光谱问题没有得到解
收稿日期：2014-12-24，修订日期：2015-03-11
基金项目：国家自然科学基金青年科学基金项目(11104107)资助
后的状态，这时频率受浓度的影响极其微小。本工作着重利用振动光谱来研究1,3-DMU分子在溶解前后与相邻分子相
互作用的改变以及分子构型的改变。 1实验部分
实验所用1,3-DMU为光谱纯购于AIfa公司，实验用水为二次去离子水。Raman光谱仪为RenishawinVia显微共聚焦型拉曼光谱，激发波长为514.5nm（美国光谱物理公司 160M型氢离子激光器），激发功率为12mW，积分时间为 30s，积分次数为1。经过20倍Nikon长焦物镜背向散射进行测量。实验前的拉曼光谱仪通过单晶硅的520cm-拉受线定标。实验测得了DMU晶体光谱(图1)与不同浓度下DMU 与水二元体系的光谱(图2)其中溶液样品于毛细管中测量，内径和外径分别为0.9和1.1mm，光谱收集范围为100~ 3500cm-1。所有测量都于室温下进行。拉曼光谱数据通过 Orgin8.0软件进行光谱分峰处理。然后采用Gaussian03程序在B3LYP/6-311G*水平上对气态单体DMU分子体系进
作者简介：朱垣哗，1993年生，吉林大学物理学院国家基础学科拨尖学生培养试验计划本科生
e-mail : mzhot@ jlu, edu. en
*通讯联系人
e-mail : zhuyy1112@ mails. jlu. edu, cn