乙二醇的分子间氢键结构动力学的飞秒非线性红外光谱

利用稳态线性红外光谱和飞秒泵浦-探测红外光谱技术,研究了在乙腈(Me CN)、丙酮(AC)、四氢呋喃(THF)和二甲基亚砜(DMSO)溶剂中乙二醇(EG)的结构和羟基(―OH)伸缩振动动力学.结果表明,乙二醇的―OH伸缩振动的频率位置、峰宽以及振动弛豫动力学都表现出强烈的溶剂依赖性.乙二醇溶液中至少存在两种形式的分子间氢键,一种是溶质-溶剂团簇的分子间氢键,另一种是溶质-溶质团簇的分子间氢键.量子化学计算预测的―OH伸缩振动频率的溶剂依赖性与我们的红外光谱实验观测结果一致.进一步,我们发现在乙腈中参与形成溶质-溶剂团簇氢键的乙二醇―OH伸缩振动具有最慢的弛豫动力学,丙酮和四氢呋喃次之,而最快的弛豫动力学过程发生在二甲基亚砜中.在每一溶剂条件下,乙二醇/乙二醇溶质团簇中―OH伸缩振动弛豫都更快一些.本文结果有助于认识在溶质-溶质、溶质-溶剂分子团簇共存的体系中不同分子间氢键的结构动力学特性.