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α-甘氨酸晶体制备及其变温拉曼光谱研究

作　者: 徐永芝
导　师: 方炎；王文清
学　校: 首都师范大学
专　业: 光学
关键词: α-甘氨酸晶体制备拉曼光谱 NH3+扭曲振动铁电相变峰的分裂
分类号: O623.736
类　型: 硕士论文
年　份: 2008年
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内容摘要

构成地球上的生命体蛋白质有20种氨基酸,唯有甘氨酸没有手性,并且甘氨酸是最简单的氨基酸。研究甘氨酸对蛋白质结构和生物体手性的研究有重大意义。它在结晶状态上,有α、β、γ三种形态,并且以两性离子的形式存在(NH3+CH2COO?)。α-甘氨酸具有单斜结构,空间点群分别是P21/n。我们用恒温慢蒸发法制得了高纯度的α-甘氨酸单晶。1999年Chilcott等人发现,通常是绝缘体的α-甘氨酸,在304K左右有导电行为,但导电机理不清楚。为了了解其导电机理,本文中研究了α-甘氨酸单晶的变温拉曼光谱,发现晶体中NH3+扭曲振动模式分裂,表现为N?H(6)…O(1) (491 cm?1)和N?H(7)…O(2) (483cm?1)模式,以及CO2?摇摆模式(503 cm?1),在304K均有不连续性变化。由于α-甘氨酸晶胞中NH3+和CO2?基团构成的电偶极子在变温下重新定向,出现两性离子电荷重心变化致使晶体极化,引起晶体在304K左右发生了铁电相变。我们也研究了α-甘氨酸多晶粉末的变温拉曼光谱,发现它和单晶有类似的行为,NH3+扭曲振动模式分裂,并且在304K有不连续性变化。在整个α-甘氨酸晶体结构中,极化是晶体本身内在的一种性质,所以α型-甘氨酸多晶粉末在大约在304K也可能发生了铁电相变。同时发现晶格振动(162cm-1)、CH2弯曲振动、CH2扭曲振动、CH2反对称伸缩振动模式和COO -1弯曲振动、COO -1反对称伸缩振动、CN伸缩振动以及NH3+扭曲振动、NH3+对称变形模式在90-170K和308-400K两个温度区域的分裂,它们分裂的不同原因被解释。

全文目录

摘要  4-5
ABSTRACT  5-8
综述部分  8-29
  第一章拉曼散射  9-18
    1.1 拉曼散射简介  9-10
    1.2 拉曼散射的基本理论  10-13
      1.2.1 拉曼散射的经典理论  10-11
      1.2.2 拉曼散射的量子理论  11-13
    1.3 分析拉曼谱图的四个量  13-14
    1.4 拉曼光谱优点与不足  14-15
    1.5 拉曼光谱的应用  15
    1.6 RenishawRM-2000 型显微拉曼光谱仪  15-17
    参考文献  17-18
  第二章从溶液中培养晶体的方法  18-25
    2.1 饱和与过饱和  18-20
    2.2 从溶液中培养晶体的方法  20-24
      2.2.1 降温法  20-21
      2.2.2 恒温蒸发法  21-22
      2.2.3 循环流动法  22-23
      2.2.4 温差水热法  23-24
    参考文献  24-25
  第三章晶体生长的基本规律  25-29
    3.1 晶核的形成  25
    3.2 布拉维法则  25-26
    3.3 影响晶体生长的外部因素  26-28
    3.4 晶体的溶解与再生  28
    参考文献  28-29
实验部分  29-58
  第一章 α-甘氨酸晶体的制备  30-35
    1.1 氨基酸与氨基酸晶体  30
    1.2 氨基酸晶体结晶的一般步骤  30-31
    1.3 α-甘氨酸晶体的制备  31-33
      1.3.1 试剂与仪器  31-32
      1.3.2 α-甘氨酸晶体的制备  32-33
    1.4 α-甘氨酸的晶体结构和生长习性  33-34
    参考文献  34-35
  第二章 α-甘氨酸晶体中NH3+扭曲振动的变温拉曼光谱研究  35-46
    2.1 引言  35-37
    2.2 实验  37
    2.3 结果与讨论  37-42
    2.4 结论  42
    参考文献  42-46
  第三章 α-甘氨酸多晶粉末在不同温度下的拉曼光谱研究  46-58
    3.1 引言  46
    3.2 实验  46-47
    3.3 结果与讨论  47-56
    3.4 结论  56
    参考文献  56-58
攻读硕士学位期间论文发表情况  58-59
致谢  59-60

α-甘氨酸晶体制备及其变温拉曼光谱研究

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