含长链的水杨醛席夫碱在水、乙醇中形成的有序分子膜
运用STO--3G基函数计算的红外光谱数据
(一) 稀水溶液中形成的有序分子膜
生命现象最本质的内容是自复制。（self-replication)和自组织(self-organization)。实际上，在不同的物质流存在下，生物膜两侧所建立起来的不同物理场诸如静电场。电子/质子场。氧化还原梯度场。应力场等。不反对细胞显示活力起核心作用，而且也是导致膜反应具有快速。方向性和选择性的原因。生物膜具有能量转换。物质输送。信息传递和分子识别等功能。以能量转换为例，质膜。类 体膜。线粒体内膜。视网膜和神经膜就分别可将电化学能转化为内能，光能转化为化学能。内能转化为化学能。光能转为电能和以及化学能转为电能。这五种不同的生物膜，虽然各自的组分是特殊的，但其基本结构却都是双层膜。流动镶嵌模型认为，双层脂膜是由磷脂分子的亲水端向外的，暴露于膜外侧的水溶液中，它的流水端向内，形成疏水端内层。更确切地说，它们是由磷脂分子通过分子间的弱的相互作用，自发形成的一种稳定的自组织的结构。
生物膜结构的复杂性和功能的多重性及其结构内的磷脂分子的多样性，使得对结构和功能的深入研究非常困难，通常使用双分子膜。LB膜和BLM膜等有序分子膜模拟体系的进行膜模拟研究(1)。随着人们对生命现象及其功能过程的认识层次研究层次的逐步的深入，以及仿生材料应用与研究的迅猛发展，对开发新型膜模拟体系的要求日益提高，大力推动了合成有序分子膜的兴起和发展。
自从Kunitake首次报道双链季铵盐两亲分子在稀水溶液内能够自组织形成具有类似于磷脂囊泡状聚集形态和聚集结构的、以双分子层为基本结构单元的聚集体以来，已发现
了几百种不同类型的成膜两亲分子。各种研究结果表明(2)，合成双分子膜不仅具有类似于脂质双分子膜的聚集结构特征，且具有和脂质双分子膜基本相同的物理化学性质。尤其是都具有以下两个最基本的特性：
（1）二维有序自组织性。一方面，成膜两亲分子即使在非常稀的水溶液内，也能够自动形成稳定的双分子膜；另一方面，如果将稀水溶液双分子膜铺展在固定的基片上，即可制得不流动的具有二维有序堆积结构的水溶液双分子膜的铸模，它不仅保持着水溶液双分子膜的双层堆积结构特征，而且可以把水溶液内的无机分子均匀地组装在两个又分子层之间，形成夹心面包状二维有序有机/无机超分子体系。
（2）热致凝胶--液晶相变性质：当双分子膜被加热到高于其凝胶--液晶相临界转变温度时，膜内两亲分子的脂链构象随之由全反式转变到部分斜式，从而导致脂链填充结构松弛、横向流动性显著提高，但仍保持双分子膜聚集结构特征；再降温至其原来的凝胶温度时，其又恢复原来的聚集结构。
1979年首次报道了单链双季铵盐头基两亲分子稀水溶液自组织形成具有类似于双分子膜的聚集形态和结构的以单分子层为基本结构单元的有序聚集体。此后，带有各式头基的不同类型的双头基两亲分子（包括无环的和具有环状的结构）的合成与自组装被不断报道(3)。与单头基两亲分子相比，第二个头基的引入，通常情况下会引成溶解度的升高和临界胶束浓度的增加，以及聚集体数目的降低等。相对于双分子膜，单分子膜除了具有成膜两亲分子的自组织聚集共性外，还具有本身独特而新奇的个性。如在热致相变方面表现出令人迷惑不解的性质。除了少数头基连接有短烷基链的双头基两亲分子外，大多数对称的双头基两亲分子所形成的单分子膜没有观察到类似于双分子膜的热致凝胶---液晶相变行为。和单头基合成又分子膜比较，关于双头基单分子膜研究相对较少。本文是对一双基两亲分了通过STO?3G的基函数对该分子进行在稀水溶液当中的红外光谱的测定。测出的光
谱数据如下：（KBr pellet）
3437，3010，2920，2852，1630，1577，1470，1221。，1189，1119，720，625。
(二)在有机溶剂（CH3CH2OH）中形成的有序分子膜
传统的分子自组装。包括胶束、双（单）分子层膜以及LB膜，通常情况下是在水相或气液界面上制备的，憎水作用是两亲分子有效自组装的必要条件。最近，在有机相中形成的有序分子膜也渐引起人们的关注(4)。一为带有极性头基的两亲分子：如一些天然磷脂和含双链的两亲分子在水或类水极性溶剂中形成瓤泡，或者用两种阴、阳离子型表面活性剂混合在类水极性溶剂中自聚集成膜，此外非在质子性溶剂中，钙离子络合的磷酸盐两亲分子、多肽的类脂形成的亲水头基向内而疏水链和向外的反双分子膜。另一方面，由双全氟碳链和碳氢链组成的两亲分子在碳氢中形成氟碳型双分子膜，长的全氟`碳链化合物在碳氢溶剂中的溶解度较差，因此液态的全氟碳链在碳氢气氛中能自聚集。这种憎溶---亲溶亲系是可逆的，在氟碳型溶剂中同样可形成反氟碳型的双分子膜。因此，分子欲在水、类水介质、非质子性溶剂中组织聚集，其必须包括憎溶和亲溶两部分，溶质憎溶部分和溶剂分子间有限的可混溶性是产生分子缔合的主要驱动力，氢键和芳香基团间的范德华作用力成为成膜的另一类驱动力。这些结果说明溶质的憎溶---亲溶本性决定有序分子膜有可能在任意的介质中形成. 对于有序分子膜在水溶液中的自组装，分子的憎水亲水本性是其进行有效组装的必需条件。若分子的憎溶作用占优势，就有可能设计出适合在其它介质中形成稳定有序分子膜的两亲分子。尽管伟统的表面活性剂如长烷基链的铵盐在质子性非水溶剂中的临界胶束浓度和相应的更高级组织如双分子膜。是期的研究认为。水溶液中添加CH3CH2OH能破坏双层膜的分子的有序排列，因此对于伟统的两亲分子在非水溶剂中一般获得足够稳定的有序聚集体。近年来，人们发现一些天然磷脂和含双链的两亲分子在类
水极性溶剂如CH3CH2OH中形成嚷泡，或者用两种阴、阳离子型表面活性剂混合在类水极性溶剂中自聚集成膜。本文对双头基单链席夫碱两亲分子在CH3CH2OH中进行了红外光谱的测定，数据如下：
3454，2954，2919，2850，1624，1572，1518，1471，1290，1242，1197，1022, 746, 634.
讨论：
根据上面的红外光谱数据，我们可以知道论分子在CH3CH2OH中也可能形成有序分子膜。通常认为乙醇使两亲分子的憎溶效应减弱，这对于两亲分子形成有序分子聚集体非常不利。这种效应适于各种不同的含碳氢链的两亲分子，因从本质上说，它们的憎溶基团是一样的，均为碳氢链。另一方面，乙醇对于两亲分子的极性头基间的相互作用的影响到响也将与水不同。根据库仑定律，介质的相对介电常数将对两个两亲分子间静电作用产生直接影响。乙醇与水相比，其的相对介电常数明显较少。水为78、5，而乙醇为24、3。如此以来，在乙醇溶液中极性头基间的相互吸引作用将明显增强。从能量需求来说，这种增强作用将有利于有序分子膜的形成。对我本文的分子。它有可能克服乙醇对憎溶基团的不利因素，产生满足形成聚集体的能量条件的有利结果。另外，氢键作用与芳香基团间的范德华作用力对于两亲分子形成有序聚集体也起重要的作用，成为分子组装的第二驱动力。
参考文献
1、W. H. Jain, R. C. Wagner, introduction to biological membranes, Wileyinterscience, New York , 1980
2、H. Ringsdorf, B, Schlarb, J. Venzmer, Angew. Chew. Int. Ed. Engl. 1998,27,113
3、T． Shimizu, M. Masuda, J. Am. Chem. soc.1997,119,2812.
4、T. J. Mcdaniel, A. D. Mcintosh, Sinmon, Biochemistry 1989,28,7907
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