用变温ATR-IR研究聚乙二醇在纯液体和水溶液中的构象

聚乙二醇），PEG是一种非离子表面活性剂，广泛应用于药物输送、润滑、化妆品、防污表面等领域。

PEG在其结构中具有极性和非极性基团，这有助于其有机和水溶液中的溶解度和性质。

除此之外PEG构象响应其环境，这种构象不一致是其包括溶解性的属性的关键特征。

红外光谱学

红外（IR）光谱已被利用探讨溶剂温度和组合物对聚醚骨架式模式的构象的影响（1180-1000cm^－1），ch₂摇摆和扭曲模式（1400-1180cm^－1）和ch₂摇摆模式（800-1000cm^－1）作为主要受影响的人。图1显示了三种可能的配置配置PEG链段。

图1。三种可能的聚（乙二醇）构象。

TGT与螺旋聚合物有关的构象Gauche构造关于C-C键和关于C-O键的反式构象导致约1350和1288cm的红外标记吸收^－1。升高的温度导致螺旋顺序不太螺旋状，从而影响溶解度和相关性质。

一个Horizo​​ n多反射ATR配件（图2）与ZnSe槽样品板一起使用，以捕获在18,26和40℃的温度下PEG水溶液的红外光谱。

图2。地平线ATR配件。

使用的一个主要好处地平线配件在这种情况下，可以实现宽度浓度范围的光谱，具有出色的灵敏度。通过在棱镜下放置的金属块，用恒温水流调节样品的温度。在这种实验布置下，可以观察到红外差异光谱中的水溶液中PEG构象的变化。

实验框架

实验使用二甲醚形式的聚乙二醇，数平均分子量为500。用去离子水稀释聚乙二醇制备了一系列聚乙二醇-水混合物;组成被指定为%按体积。这里使用的红外光谱仪是一台配备Win IR Pro 3.4软件的Digilab FTS 4000。

然后，使用拟合具有13个反射的ZnSe槽的地平线ATR配件记录IR光谱，并在4cm处记录光谱^－1分辨率并校正路径长度的波长依赖性变化。通过加热/冷却块，实现±0.5℃的温度控制。

结果与讨论

图3（a）显示900-1400cm^－1纯PEG的红外光谱区域在18,26和40℃的温度下。该区域包括与构象相关的最关键的乐队。

强大的CO拉伸相关吸收近端至1100厘米^－1占据频谱。在这些光谱中可以含糊地看到温度的光谱差异;然而，在差异光谱中更清楚地观察到光谱变异：（a）在40至18℃和（b）之间的温度之间。

在峰值中观察到的少量噪声是由于来自该带的IR光束的近近总吸收。升高的温度导致几种光谱变化，最常见的是峰的加宽，这表示增加的疾病。

图3。（A）聚（A）聚（乙二醇）二甲醚（PEG）和（B）在18,26和40℃下的60％含水PEG水溶液的ATR-IR光谱。还示出了ATR-IR差异光谱，表示温度增加到18至26℃（A和C）和18至40℃（B和D）的影响。

图3（b）显示了60％PEG水溶液的匹配光谱数据。该组合物涉及每个（-CH）的大约两个水分子₂-ch.₂-O-）链段，在C-O键的GAUCHE /逆影率（A1288 / A1305）中呈现最小值。在解决方案光谱中，只看到温度的轻微变化，但差异谱清晰明显揭示了温度变化的影响。

1080和1350cm的吸光度降低^{- 1}带和1140cm吸光度的增加^－1乐队表示一个Gauche构造关于C-C键在较高温度下优选。

同样地，950和1288cm的吸光度降低^－1随着温度的升高，表明C-O键的反式构象变得高度稳定。结果表明，随着温度的升高，PEG的螺旋TGT构型变得不稳定。

结论

本文显示了ATR-IR技术实现的关键能力原位振动光谱从水溶液中的物种。

温度控制的包含地平线配件进一步扩展其对批量媒体和表面的热影响结构变化的应用范围。

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哈里克科学为IR和UV-VIS光谱仪提供了大量标准和定制配件。许多这些附件最初是他们领域的先行者，当代版本被认为是行业标准。哈里克科学继续推出创新的新产品。除了这些最先进的配件外，Harrick科学提供一系列完整的光学元件，包括窗户，ATR板，棱镜和半球。

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