尼古丁-酒石酸盐晶体的结构分析

尼古丁-酒石酸盐作为尼古丁的新型固态形式,在新型烟草制品研发中具有潜在的应用价值。本文应用CrystalExplorer晶体学软件,对其该盐的晶体结构进行了较为详细分析。“赫希菲尔德”表面分析结果显示,晶体内部存在众多的氢键,使其相邻分子之间的间距减小,O…H相互作用在“赫希菲尔德”表面中占主导作用;相互作用能分析的结果是:尼古丁分子与周围分子间的相互作用最强,水分子与周边分子间的相互作用最弱,且盐晶容易受到外界因素的影响而失去水分子;能量框架结果表明,层状结构明显,层与层间相互作用能较弱,晶体结构的化学及物理稳定性较差。理论上深刻剖析尼古丁-酒石酸盐晶体结构特性的结果,对其该盐晶在实际中的应用具有重要的指导意义。

尼古丁-扁桃酸盐晶的制备及晶体结构分析

以制备尼古丁有机酸盐复合物并提供一种无烟气烟草制品中尼古丁新的添加形式为主要目的,利用超声加热搅拌方法合成了尼古丁-扁桃酸复合物,并在溶剂挥发条件下获得了尼古丁-扁桃酸盐晶单晶体。X射线单晶衍射结果显示:尼古丁-扁桃酸盐晶体为正交晶系,P212121空间群,晶胞参数a=0.950 74 nm,b=1.272 46 nm,c=2.04101 nm,α=90°,β=90°,γ=90°,Z=4。应用CrystalExplorer软件进一步解析其晶体结构,晶体中分子堆积方式表明,尼古丁离子与扁桃酸根离子两两紧密结合且整体形成菱形网格状结构,每个菱形格中都插入一个中性扁桃酸分子。“赫希菲尔德”表面分析显示,尼古丁-扁桃酸盐晶体中形成N2-H2···O5,O6-H6A···O5,O8-H8···N1这3种氢键使得分子在该处电子密度更加密集,在基于标准距离函数的“赫希菲尔德”表面上表现为红色圆点。2D指纹图谱说明,H原子在尼古丁-扁桃酸晶体中的分子间相互作用中起着至关重要的作用。相互作用能分析表明:尼古丁-扁桃酸盐晶体结构中存在21种不同类型的分子间相互作用能。由于N2-H2···O5,O6-H6A···O5,O8-H8···N1氢键的存在,尼古丁离子与邻近扁桃酸离子和扁桃酸分子间的相互作用能数值最大。采用能量框架模型实现了晶体结构中相互作用能的可视化,加深了对尼古丁-扁桃酸晶体结构中分子间相互作用能的深刻理解。本研究对探究尼古丁化学结合形态以及在无烟气烟草制品配方设计中具有一定的理论指导和应用价值。