类蜘蛛丝聚合物结构及分子运动的固体核磁共振研究

运用固体核磁共振(nmr)技术研究了聚丙氨酸多肽片段(ala)5与高分子齐聚物聚苯乙烯(ps,分子量2000)及聚异戊二烯(pi,分子量2210)共聚而成的类蜘蛛丝蛋白聚合物——聚苯乙烯-co-聚丙氨酸聚合物(ps-co-pal)和聚异戊二烯-co-聚丙氨酸聚合物(pi-co-pal)的结构及分子运动.聚合物13ccp/masnmr(交叉极化/魔角旋转核磁共振)谱及其旋转坐标系中自旋-晶格弛豫时间(t1ρ(13c))的结果表明,此两种聚合物中多肽片段(ala)5具有相同的化学位移,即相似的化学环境和二级结构,并具有相近的t1ρ(13c),即类似的聚集态结构.聚合物的宏观力学性质明显不同:常温下,ps-co-pal呈硬颗粒状,pi-co-pal呈橡胶状且易拉伸.结果说明聚合物力学性质与高分子链段的性质密切相关.pi-co-pal聚合物的pi链段,其骨架—ch2ch—的t1ρ为(5.3±0.4)ms,而ps-co-pal聚合物的ps链段,其骨架—ch2ch—的t1ρ为(47.0±5.5)ms,说明二聚合物中pi链段较ps链段更为柔软.另外,基于密度泛函理论(dft)的化学位移计算证明,聚合物ps-co-pal和pi-co-pal中多肽片段(ala)5的二面角均为(-131°,142°),说明它们以β-折叠构象存在.