Анализ структуры полиэтиленгликолей методом спектроскопии комбинационного рассеяния света: экспериментальное исследование и квантово-химическое моделирование
Козлова Л.Ю.1, Любимовский С.О.1, Устынюк Л.Ю.2, Кузьмин В.В.1, Ивченко П.В.2, Московский М.Н.3, Николаева Г.Ю.1, Новиков В.С.1,3
1Институт общей физики им. А.М. Прохорова РАН, Москва, Россия
2Московский государственный университет им. М.В. Ломоносова, Москва, Россия
3Федеральный научный агроинженерный центр ВИМ, Москва, Россия
Email: lus.kozlowa2011@kapella.gpi.ru
Поступила в редакцию: 26 декабря 2024 г.
В окончательной редакции: 21 января 2025 г.
Принята к печати: 7 апреля 2025 г.
Выставление онлайн: 1 июля 2025 г.
Экспериментально исследованы спектры комбинационного рассеяния олигомеров этиленгликоля, а также метилированных олигомеров этиленгликоля с молекулярными массами до 750 Dа. Наиболее сильные изменения с увеличением числа мономерных звеньев наблюдаются для частот линий около 321, 832 и 1125 cm-1, а также интенсивностей линий около 885, 1043 и 1125 cm-1. Обнаружено, что в спектрах метилированных олигомеров этиленгликоля присутствует полоса около 2830 cm-1, которая относится к колебаниям группы O-CH3. В теоретической части работы проанализированы 16 приближений с использованием теории функционала плотности для расчета структуры и спектров комбинационного рассеяния молекул полиэтиленгликолей в конформации спирали 72 на примере нонамера этиленгликоля. При сопоставлении с экспериментальными данными спектроскопии комбинационного рассеяния света и рентгеновской дифракции показано, что сочетание обобщенного градиентного функционала OLYP и базисного набора функций гауссова типа 4z является наиболее подходящим для расчета структуры и спектров комбинационного рассеяния света молекул полиэтиленгликолей. Ключевые слова: спектроскопия комбинационного рассеяния света, теория функционала плотности, молекулярная масса, полиэтиленгликоль, метилированный полиэтиленгликоль.
- A.A. D'souza, R. Shegokar. Expert Opin. Drug Deliv., 13, 1257-1275 (2016). DOI: 10.1080/17425247.2016.1182485
- D. Hutanu. Mod. Chem. Appl., 02, (2014). DOI: 10.4172/2329-6798.1000132
- C. Bento, M. Katz, M.M.M. Santos, C.A.M. Afonso. Org. Process Res. Dev., 28, 860-890 (2024). DOI: 10.1021/acs.oprd.3c00428
- K.R. Santhanakrishnan, J. Koilpillai, D. Narayanasamy. Cureus, 16, (2024). DOI: 10.7759/cureus.66669
- A. Servesh, S. Lokesh Kumar, S. Govindaraju, S. Tabassum, J. Raj Prasad, N. Kumar, S.G. Ramaraj. Polym. Adv. Technol., 35, 1-13 (2024). DOI: 10.1002/pat.6433
- R.T. Rooney, K.G. Schmitt, H.F. von Horsten, R. Schmidt, A.A. Gewirth. J. Electrochem. Soc., 165, D687-D695 (2018). DOI: 10.1149/2.0581814jes
- X. Xu, Y. Sun, W. Wang, L. Ju, R. Shu, H. Gu. J. Energy Storage, 104, 114581 (2024). DOI: 10.1016/j.est.2024.114581
- M.N. Mortensen, H. Egsgaard, S. Hvilsted, Y. Shashoua, J. Glastrup. J. Archaeol. Sci., 34, 1211-1218 (2007). DOI: 10.1016/j.jas.2006.10.012
- Y. Puchkova, N. Sedush, E. Kuznetsova, A. Nazarov, S. Chvalun. Rev. Adv. Chem., 13, 152-159 (2023). DOI: 10.1134/s2634827623600056
- E.V. Kuznetsova, N.G. Sedush, Y.A. Puchkova, S.V. Aleshin, E.V. Yastremsky, A.A. Nazarov, S.N. Chvalun. Polymers (Basel)., 15, 2296 (2023). DOI: 10.3390/polym15102296
- Y.A. Puchkova, N.G. Sedush, A.D. Ivanenko, V.G. Shuvatova, G.A. Posypanova, S.N. Chvalun. Mendeleev Commun., 33, 404-407 (2023). DOI: 10.1016/j.mencom.2023.04.033
- Y.A. Kadina, E. V. Razuvaeva, D.R. Streltsov, N.G. Sedush, E.V. Shtykova, A.I. Kulebyakina, A.A. Puchkov, D.S. Volkov, A.A. Nazarov, S.N. Chvalun. Molecules, 26, 1-15 (2021). DOI: 10.3390/molecules26030602
- J. Hu, S. Liu. Curr. Opin. Biomed. Eng., 24, 100419 (2022). DOI: 10.1016/j.cobme.2022.100419
- Y. Takahashi, H. Tadokoro. Macromolecules, 6, 672-675 (1973). DOI: 10.1021/ma60035a005
- Y. Takahashi, I. Sumita, H. Tadokoro. J. Polym. Sci. Part A-2, 11, 2113-2122 (1973). DOI: 10.1002/pol.1973.180111103
- M. Kozielski, M. Muhle, Z. B aszczak, M. Szybowicz. Cryst. Res. Technol., 40, 466-470 (2005). DOI: 10.1002/crat.200410368
- M. Kozielski. J. Mol. Liq., 128, 105-107 (2006). DOI: 10.1016/j.molliq.2005.12.012
- H. Matsuura, K. Fukuhara. J. Mol. Struct., 126, 251-260 (1985). DOI: 10.1016/0022-2860(85)80118-6
- H. Matsuura, K. Fukuhara. J. Polym. Sci. Part B, 24, 1383-1400 (1986). DOI: 10.1002/polb.1986.090240702
- S. Di Fonzo, B. Bellich, A. Gamini, N. Quadri, A. Cesaro. Polymer (Guildf)., 175, 57-64 (2019). DOI: 10.1016/j.polymer.2019.05.004
- E. Talebian, M. Talebian. Optik (Stuttg)., 125, 228-231 (2014). DOI: 10.1016/j.ijleo.2013.06.095
- L. Malysheva, Y. Klymenko, A. Onipko, R. Valiokas, B. Liedberg. Chem. Phys. Lett., 370, 451-459 (2003). DOI: 10.1016/S0009-2614(03)00116-7
- L. Koenig, A.C. Angood. J. Polym. Sci. Part A-2, 8, 1787-1796 (1970)
- R. Majumdar, K.S. Alexander, A.T. Riga. Pharmazie, 65, 342-346 (2010). DOI: 10.1691/ph.2010.9280
- X. Yang, Z. Su, D. Wu, S.L. Hsu, H.D. Stidham. Macromolecules, 30, 3796-3802 (1997). DOI: 10.1021/ma961804v
- V.V. Kuzmin, V.S. Novikov, L.Y. Ustynyuk, K.A. Prokhorov, E.A. Sagitova, G.Y. Nikolaeva. J. Mol. Struct., 1217, 128331 (2020). DOI: 10.1016/j.molstruc.2020.128331
- M. Kobayashi, H. Sato. Polym. J., 40, 343-349 (2008). DOI: 10.1295/polymj.PJ2007140
- M. Kozlowska, J. Goclon, P. Rodziewicz. ChemPhysChem, 17, 1143-1153 (2016). DOI: 10.1002/cphc.201501182
- M. Naganathappa, A. Chaudhari. Vib. Spectrosc., 95, 7-15 (2018). DOI: 10.1016/j.vibspec.2017.12.006
- A.Z. Samuel, S. Umapathy. Polym. J., 46, 330-336 (2014). DOI: 10.1038/pj.2014.10
- S.M. Kuznetsov, V.S. Novikov, E.A. Sagitova, L.Y. Ustynyuk, A.A. Glikin, K.A. Prokhorov, G.Y. Nikolaeva, P.P. Pashinin. Laser Phys., 29, 085701 (2019). DOI: 10.1088/1555-6611/ab2908
- S.O. Liubimovskii, L.Y. Ustynyuk, V.S. Novikov, K.T. Kalinin, N.G. Sedush, S.N. Chvalun, S.V. Gudkov, M.N. Moskovskiy, G.Y. Nikolaeva. Phys. Wave Phenom., 32, 423-430 (2024). DOI: 10.3103/S1541308X24700420
- J. Baker, P. Pulay. J. Chem. Phys., 117, 1441-1449 (2002). DOI: 10.1063/1.1485723
- J.P. Perdew, K. Burke, M. Ernzerhof. Phys. Rev. Lett., 77, 3865-3868 (1996). DOI: 10.1103/PhysRevLett.77.3865
- R.H. Hertwig, W. Koch. Chem. Phys. Lett., 268, 345-351 (1997). DOI: 10.1016/S0009-2614(97)00207-8
- C. Adamo, V. Barone. J. Chem. Phys., 110, 6158-6170 (1999). DOI: 10.1063/1.478522
- Д.Н. Лайков. Развитие экономного подхода к расчету молекул методом функционала плотности и его применение к решению сложных химических задач. Автореф. канд. дис. (МГУ им. М.В. Ломоносова, Москва, 2000)
- T.H. Dunning. J. Chem. Phys., 90, 1007-1023 (1989). DOI: 10.1063/1.456153
- V.S. Novikov, V.V. Kuzmin, S.M. Kuznetsov, M.E. Darvin, J. Lademann, E.A. Sagitova, L.Y. Ustynyuk, K.A. Prokhorov, G.Y. Nikolaeva. Spectrochim. Acta Part A, 255, 119668 (2021). DOI: 10.1016/j.saa.2021.119668
- V.V. Kuzmin, V.S. Novikov, E.A. Sagitova, L.Y. Ustynyuk, K.A. Prokhorov, P.V. Ivchenko, G.Y. Nikolaeva. J. Mol. Struct., 1243, 130847 (2021). DOI: 10.1016/j.molstruc.2021.130847
- S.M. Kuznetsov, V.S. Novikov, G.Y. Nikolaeva, M.N. Moskovskiy, P.K. Laptinskaya, E.A. Sagitova. DOKLADY PHYSICS, 520 (1), 32-40 (2025). DOI: 10.31857/S26867400250105e3
- S.M. Kuznetsov, M.S. Iablochnikova, E.A. Sagitova, K.A. Prokhorov, G.Y. Nikolaeva, L.Y. Ustynyuk, P.V. Ivchenko, A.A. Vinogradov, A.A. Vinogradov, I.E. Nifant'ev. Polymers (Basel)., 12, 2153 (2020). DOI: 10.3390/polym12092153
- S.M. Kuznetsov, E.A. Sagitova, K.A. Prokhorov, D.I. Mendeleev, G.Y. Nikolaeva, L.Y. Ustynyuk, A. Materny, P. Donfack. Spectrochim. Acta Part A, 282, 121653 (2022). DOI: 10.1016/j.saa.2022.121653
- D.D. Vasimov, A.A. Ashikhmin, M.A. Bolshakov, M.N. Moskovskiy, S.V. Gudkov, D.V. Yanykin, V.S. Novikov. Докл. РАН. Физика, Технические науки, 513, 10-17 (2023). DOI: 10.31857/S2686740023060147
- V.V. Kuzmin, S.M. Kuznetsov, V.S. Novikov, L.Yu. Ustynyuk, P.V. Ivchenko, G.Yu. Nikolaeva, E.A. Sagitova. Results Chem., 7, 101293 (2024). DOI: 10.1016/j.rechem.2023.101293
- S.O. Liubimovskii, L.Y. Ustynyuk, A.N. Tikhonov. J. Mol. Liq., 333, 115810 (2021). DOI: 10.1016/j.molliq.2021.115810
- D.N. Laikov. Chem. Phys. Lett., 281, 151-156 (1997). DOI: 10.1016/S0009-2614(97)01206-2
- D.N. Laikov, Y.A. Ustynyuk. Russ. Chem. Bull., 54, 820-826 (2005). DOI: 10.1007/s11172-005-0329-x
- V.S. Novikov, V.V. Kuzmin, M.E. Darvin, J. Lademann, E.A. Sagitova, K.A. Prokhorov, L.Y. Ustynyuk, G.Y. Nikolaeva. Spectrochim. Acta Part A, 270, 120755 (2022). DOI: 10.1016/j.saa.2021.120755
- S. Krimm, K. Song. Macromolecules, 23, 1946-1957 (1990)
- I. Kim, S. Krimm, P. Jacobsson, L. Borjesson, L.M. Torell, M. Science, Q. Zhang, X. Yang, Z. Su, D. Wu, S.L. Hsu, H.D. Stidham, I. Kim, S. Krimm, A. Arbor. Macromolecules, 35, 1-35 (1997). DOI: 10.1016/0022-3093(91)90283-C
- F. Migliardo, S. Magazu, M.T. Caccamo. J. Mol. Struct., 1048, 261-266 (2013). DOI: 10.1016/j.molstruc.2013.05.060
- E.A. Sagitova, K.A. Prokhorov, G.Y. Nikolaeva, A.V. Baimova, P.P. Pashinin, A.Y. Yarysheva, D.I. Mendeleev. J. Phys. Conf. Ser., 999, 012002 (2018). DOI: 10.1088/1742-6596/999/1/012002
- A. Espina, S. Sanchez-Cortes, Z. Jurav sekova. Molecules, 27, 1-17 (2022). DOI: 10.3390/molecules27010279
Подсчитывается количество просмотров абстрактов ("html" на диаграммах) и полных версий статей ("pdf"). Просмотры с одинаковых IP-адресов засчитываются, если происходят с интервалом не менее 2-х часов.
Дата начала обработки статистических данных - 27 января 2016 г.