紫罗兰酮吸附在银粒子表面的拉曼光谱研究

李小军（陕西省表面工程与再制造重点实验室，西安文理学院化学工程学院， 陕西 西安 710065）

紫罗兰酮吸附在银粒子表面的拉曼光谱研究

李小军（陕西省表面工程与再制造重点实验室，西安文理学院化学工程学院， 陕西 西安 710065）

紫罗兰酮在生物领域有着重要的应用价值。本文采用密度泛函方法对紫罗兰酮以及它的银复合物进行了系统的理论研究，并探究了银复合物的拉曼光谱和弱相互作用。

紫罗兰酮；银团簇；复合物

金属材料由于具有独特的光学和电子性质，而被广泛应用于纳米电子器件的结构单元。尤其是小的纳米材料可作为吸附生物分子的基材，并提供重要的理论数据［1］。主要归因于金属团簇的表面具有较强的等离子共振和电磁场［2］，其会引起生物分子在金属团簇表面的结构和电子性质等的改变。本研究主要通过理论模拟对紫罗兰酮吸附在银离子表面的拉曼光谱和弱相互作用做深入研究，为其以后实验和潜在应用提供重要的理论依据［3］。

1 实验方法

通过密度泛函B3LYP方法对银复合物进行系统的研究。其中，对银原子采用含赝势的LanL2DZ基组，对于其它原子（C、H、O）采用6-31++G**基组。以上全部计算均通过GAUSSIAN 09软件包［4］，在I7微机上完成。

2 结果和讨论

2.1 稳定结构

我们对α-和β-紫罗兰酮以及它们的银复合物进行了模拟。结果发现，两种紫罗兰酮中α-紫罗兰酮为63%，β-紫罗兰酮为37%，说明在自然界中α-紫罗兰酮的成分更多。α-紫罗兰酮作为稳定结构的基础上，研究了其吸附在银团簇表面的复合物，稳定结构如下图1所示。通过预测，我们发现C原子与Ag团簇之间的距离在2.719～2.741范围内，其表现了很强的弱相互作用。

2.2 模拟的拉曼光谱

图1 优化的稳定结构

图2图 模2 拟模的拟单的体单体及及其其复复合合物物的的拉曼光谱

从图2中我们可知，α-复合物的拉曼特征峰3050cm-1为-CH3官能团的C-H伸缩振动峰，附近3046cm-1峰来自于C-H的非对称伸缩振动。次强拉曼吸收峰出现在1677cm-1，归功于C=C和C=O伸缩振动，1480和1733cm-1是苯环骨架上CH3官能团的C-H摇摆振动峰。我们也可以看出，位于1651 cm-1处的特征峰明显被增强了约50%，其表明银团簇对生物分子的增强效果有较强的选择性。同时，与α-紫罗兰酮的拉曼光谱相比较，α-复合物的特征峰发生了“红移”，这是由于银团簇表面是吸电子基，其强的磁场改变α-紫罗兰酮单体的电子结构造成的。

3 结语

采用密度泛函B3LYP方法研究了紫罗兰酮以及它们的银复合物，探究了复合物的拉曼光谱。通过预测。结果发现，模拟的拉曼光谱以及在银复合物上的特征峰都表明银团簇对生物分子拉曼光谱的增强效果有较强的选择性。

［1］Alexander K.，Roland M.，Vlasta B.K.，Bruno B.，Isabelle C.， Michel B.，Rodolphe A.，Philippe D.Doubly Charged Silver Clusters Stabilized by Tryptophan:Ag2+4as an Optical Marker for Monitoring Particle Growth［J］，Angew.Chem.Int.Ed.2011，50（4）：878-881.

［2］孙向荣，刘家仁，孙文广，等.β紫罗兰酮诱导GC7901细胞凋亡作用［J］.卫生研究，2007，36（6）:667-670.

［3］孙青，舒学军，陈茹冰，等.香料紫罗兰酮的合成研究［J］.浙江大学学报（理学版），2012，39（1）:56-60.

［4］ Frisch M.J.，Trucks G.W.，Schlegel H. B.，et al.Gaussian，Inc.，Wallingford CT，2009.

李小军（1981- ），男，陕西华县人，博士，主要从事理论计算化学研究。

陕西省自然科学基金（2014JM2-2019，2014JM2046）； 陕西省教育厅基金（14JK2128）；西安市文理专项（CXY1352WL20， CXY1443WL03）和博士启动基金。