高壓下正戊醇的構象和氫鍵研究

任宇芬，程學瑞，王永強，楊 坤, 袁朝圣，張夢偉

鄭州輕工業大學物理與電子工程學院，河南 鄭州 450002

引 言

壓力是一個重要的熱力學參數，微小的壓力變化就可以引發物質高壓相變，出現新結構、新構象和新規律[1]。高壓研究已經發展成為研究材料物理化學性質的重要實驗手段，并且已經獲得了許多重要成果，如石墨在溫度高于1 500 ℃、壓力大于7.7 GPa條件下轉變為金剛石[2]；利用超高壓誘導冰相變研究中發現冰在超高壓下有十幾種晶相[3]；高壓金屬氫的研究等[4]。近年來，有機分子作為高壓實驗研究的對象也吸引了研究者的目光，高壓條件下有機晶體的相變、構象和機制成為一個研究熱點。

正醇作為一種重要的化工原料，廣泛應用于化工生產，并且在醫學上也有重要的用途。一直以來科學家們對正醇類化合物的物理化學性質研究從未停止，但高壓下其結構和性能研究相對較少。已有的研究表明，當壓力由1 bar增加到104bar時，壓力誘導正丙醇、正丁醇和正戊醇中大量的氧原子停留在第一溶劑化層，而正己醇和正庚醇則幾乎不受壓力影響[5]。正己醇的高壓原位研究發現，其在793.4MPa時發生液固相變，壓力增加至11.2 GPa時，又觀察到兩次固固相變[6]。因此，不同鏈長的正醇對壓力的敏感程度存在較大差異，更高的壓力可能誘導物質發生更多變化。

正戊醇是一種短鏈醇，結構相對簡單，可以作為短鏈醇的典型代表進行高壓研究。在室溫條件下，有報道對正戊醇進行了高壓研究，發現壓力在1.75 GPa時，正戊醇的拉曼譜峰呈現明顯變化，同時鏡下觀察到液-固相轉變。……