本文關鍵詞： 環(huán)丁醇 拉曼光譜 相變 差示量熱掃描　出處：《光譜學與光譜分析》2016年02期 　論文類型：期刊論文

【摘要】：采用拉曼光譜和紅外光譜解析了常溫條件下環(huán)丁醇的各個振動模式及其與分子構(gòu)象間的關聯(lián),結(jié)果表明液態(tài)環(huán)丁醇以赤道 反式構(gòu)象為主,并含有少量的赤道間扭式構(gòu)象。在此基礎上結(jié)合差示掃描量熱技術和變溫拉曼光譜,原位研究了環(huán)丁醇的溫致相變過程和分子構(gòu)象隨溫度的變化。結(jié)果表明,冷卻至140K的過程中,環(huán)丁醇并未結(jié)晶固化,而是保持亞穩(wěn)定的無序液體狀態(tài),即出現(xiàn)過冷現(xiàn)象,繼續(xù)降溫至138K出現(xiàn)玻璃化轉(zhuǎn)變。升溫過程中,在170K時出現(xiàn)放熱峰,同時有新的拉曼峰出現(xiàn),并且拉曼峰的半高寬和強度發(fā)生明顯的突變,表明環(huán)丁醇由無序結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)變?yōu)橛行虻慕Y(jié)晶相。因此,我們獲得了環(huán)丁醇的溫致相變序列:液態(tài)→過冷液體→玻璃態(tài)→結(jié)晶態(tài)→液態(tài)。通過對環(huán)丁醇不同分子構(gòu)象的拉曼特征峰的定量分析,證實環(huán)丁醇在降溫過程中,反式構(gòu)象和間扭式構(gòu)象的比例未發(fā)生明顯改變,即沒有發(fā)生構(gòu)象變化。然而升溫時,伴隨170K時結(jié)晶態(tài)的轉(zhuǎn)變,反式構(gòu)象特征峰的相對強度減小,表明部分分子由赤道 反式構(gòu)象轉(zhuǎn)變?yōu)槌嗟?間扭式構(gòu)象。該研究結(jié)果對進一步理解和研究其他有機小分子的溫致相變和構(gòu)象變化具有指導意義。
[Abstract]:The vibrational modes of cyclobutanol at room temperature and their correlation with molecular conformation were analyzed by Raman and infrared spectra. The results show that the liquid cyclobutanol is mainly equatorial trans-conformation. On the basis of differential scanning calorimetry (DSC) and variable-temperature Raman spectroscopy, the temperature induced phase transition of cyclobutanol and the variation of molecular conformation with temperature are studied in situ. In the process of cooling to 140 K, cyclobutanol did not crystallize and solidify, but maintained a metastable disordered liquid state, that is, the phenomenon of undercooling, and then the glass transition occurred at 138K. During the heating process, the exothermic peak appeared at 170 K. At the same time, a new Raman peak appeared, and the peak width and intensity of the Raman peak changed obviously, which indicated that cyclobutanol changed from disordered structure to ordered crystalline phase. Therefore, we obtained the temperature induced phase transition sequence of cyclobutanol: liquid phase change. 鈫扴upercooled liquid. 鈫扜lass state. 鈫扖rystalline state. 鈫扡iquid state. By quantitative analysis of Raman characteristic peaks of cyclobutanol in different molecular conformations, it is proved that the ratio of trans-conformation to inter-torsional conformation does not change obviously during the cooling process of cyclobutanol, that is, no change of conformation occurs. With the transition of crystalline state at 170 K, the relative strength of the trans-conformational characteristic peak decreases. The results show that some of the molecules are transformed from the equatorial trans conformation to the equatorial torsional conformation. The results of this study are useful for further understanding and studying the thermo-induced phase transitions and conformation changes of other organic small molecules.
【作者單位】： 鄭州輕工業(yè)學院物理與電子工程學院;
【基金】：國家自然科學基金項目(11404292)資助
【分類號】：TQ233.1;O657.37

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本文編號：1512597