水溶液中全氟表面活性剂与二肽相互作用的体积、电导和光谱性质与研究.pdf

摘要 摘 要 全氟表面活性剂是最重要的特种表面活性剂之一，是目前已知表面活性剂 中表面活性最高的一种，它与某些分子的复配体系已应用到相当多的工业和日 常生活领域。小肽结构简单，是蛋白质发挥作用的活性基础部分，研究二肽在 全氟表面活性剂水溶液中的行为对于理解多肽、蛋白质等的热力学稳定性与变 性行为有重要的意义。本研究选择二肽+全氟表面活性剂+水三元体系为研究对 象，对二肽和全氟表面活性剂之间的相互作用进行了研究。 本文采用体积法、电导法、荧光光谱、紫外光谱，系统地研究了全氟表面 活性剂+二肽+水三元体系的性质。主要研究内容和结果如下： 1．利用比重瓶，测定了全氟表面活性剂(全氟辛酸钠、全氟丁基磺酸钾、全 氟辛基磺酸钾)+二肽(甘氨酰．甘氨酸、甘氨酰．L广缬氨酸、甘氨酰．L亮氨酸、甘 氨酰．L-谷氨酰胺、L．丙氨酰．【广谷氨酰胺)+水三元体系的密度。通过密度数据 计算得到了二肽在全氟表面活性剂水溶液中的表观摩尔体积、标准偏摩尔体积、 标准偏摩尔转移体积、理论水化数、偏摩尔膨胀系数曰和Hcplcr’s常数。 2．当温度和表面活性剂的浓度一定时，二肽从水中到全氟表面活性剂溶液 中的标准偏摩尔转移体积为正值，二肽的标准偏摩尔体积随温度的升高而增大， 理论水化数随温度的升高而减小；这些表明水溶液中二肽分子的带电基团和极 性基团与全氟表面活性剂之间存在较强的相互作用，且大于全氟表面活性剂与 二肽分子非极性基团之间的相互作用，全氟表面活性剂水溶液中温度的升高对 二肽有脱水效应。二肽是溶剂结构的促进者。二肽在全氟丁基磺酸钾和全氟辛 基磺酸钾水溶液中标准偏摩尔体积随全氟表面活性剂碳氟链的增长而增大，即 矽易(全氟辛基磺酸钾)％(全氟丁基磺酸钾)。 3．全氟辛酸钠在二肽水溶液中的临界胶束浓度cmc受温度及加入二肽的浓 度和结构的影响。在同一温度下，全氟辛酸钠在二肽．水混合溶剂中的cmc随着 摘要 二肽浓度的增加而减小，二肽的疏水链越长，使SPFO的CIIlC的降低越显著，这 主要是源于二肽与SPFO相互作用过程中的疏水效应；表面活性剂的临界胶束浓 度cmc随温度呈现先减小后增大的的变化趋势。根据质量作用模型计算得到了全 氟辛酸钠胶束化过程的热力学函数，结果表明全氟辛酸钠在二肽．水混合溶剂中 的胶束化过程是自发进行的，且存在熵．焓补偿效应。 4．荧光光谱数据说明二肽加入到全氟辛酸钠水溶液中，能使表面活性剂的 临界胶束浓度和聚集数降低，降低的程度与二肽的烷基链长度有关，烷基链越 长临界胶束浓度下降的越多，表面活性剂的聚集数越大，微观极性越小。 5．采用紫外光谱方法研究了全氟辛酸钠和二肽相互作用的结合常数，说明 两者相互作用的大小与二肽烷基链的长度呈正比。 6．电导法测定了全氟丁基磺酸钾PFBS和全氟辛基磺酸钾PFOS在二肽水溶 液的电导率，计算得到它们的极限摩尔电导率。PFBS／PFOS的极限摩尔电导率 随着温度的升高而增大，这可能是由于温度的升高致使离子迁移数增大； PFBS／PFOS的极限摩尔电导率随着二肽浓度的增大而减小，这是溶液粘度的变 化和二肽的优先溶剂化作用引起的。 7．二肽．全氟表面活性剂之间的相互作用与两者的结构有关。两者之间相互 作用的强度与它们烷基链的长度呈正比，对同一系列的二肽，它们与全氟表面 活性剂相互作用的大小顺序为：甘氨酰．甘氨酸甘氨酰．L．缬氨酸甘氨酰一L-亮 氨酸，甘氨酰．L谷氨酰胺L-丙氨酰．L-谷氨酰胺；全氟辛基磺酸钾与二肽之间 的相互作用大于全氟丁基磺酸钾。 关键词：SPFO／PFBS／PFOS；二肽；标准偏摩尔体积；标准偏摩尔转移体积；理 论水化数；临界胶束浓度；热力学函数；荧光光谱；紫外光谱；极限 摩尔电导率 Abstract Abstract most Perfluorinatedsurfactantsareoneofthe surfactants， importantspecial whichhavethe surf