zhpsЖурнал прикладной спектроскопииZhurnal Prikladnoii Spektroskopii0514-7506B. I. Stepanov Institute of Physics of the National Academy of Scienceszhps-1011Research ArticleСтатьиИсследование молекулярных взаимодействий в кристаллическом моногидрате оротовой кислоты методами терагерцовой спектроскопии и теории функционала плотностиTerahertz Spectroscopy and Density Functional Theory Analysis of the Molecular Interactions in Crystalline Orotic Acid MonohydrateZhengZh.ZhengZh.

 Сиань 

 Xi’an 

zhengzhuanp@xupt.edu.cnZengF.ZengF.

 Сиань 

 Xi’an 

ZhiY.ZhiY.

 Сиань 

 Xi’an 

ZhuL.ZhuL.

 Сиань 

 Xi’an 

Школа электронной инженерии Сианьского университета почты и телекоммуникацийSchool of Electronic Engineering at Xi’an University of Posts & Telecommunication202224032022892269274Copyright © Zheng Z., Zeng F., Zhi Y., Zhu L., 20222022Zheng Z., Zeng F., Zhi Y., Zhu L.Zheng Z., Zeng F., Zhi Y., Zhu L.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://zhps.ejournal.by/jour/article/view/1011

Терагерцовый спектр поглощения моногидрата оротовой кислоты в кристаллической фазе получен экспериментально и смоделирован с помощью теории функционала плотности. Четыре отчетливых максимума в диапазоне 12—128 см–1 воспроизведены моделированием с использованием функции Пердью–Берка–Эрнцерхофа. Сравнение экспериментальных и расчетных данных показало, что измеренные максимумы появляются в основном из-за межмолекулярных сил, в которых доминируют взаимодействия молекул оротовой кислоты. Особенность при 110.2 см–1 объяснена взаимодействием оротовой кислоты и молекул воды.

The terahertz (THz) absorption spectrum of orotic acid monohydrate in the crystalline phase was experimentally obtained by using THz time-domain spectroscopy and computationally simulated by using density functional theory. Four distinct peaks were observed within the range of 12–128 cm–1, and were computationally reproduced by simulations using the Perdew–Burke–Ernzerhof functional. A comparison of the experimental and calculated data indicated that the measured peaks mostly originated from intermolecular forces in which the interactions between orotic acid molecules dominated. In addition, the feature located at 110.2 cm–1 was attributed to the interactions between orotic acid and water molecules. These findings demonstrate that THz spectroscopy can be used to monitor molecular dehydration during industrial production.

терагерцовая спектроскопия во временной областитеория функционала плотностимоногидрат оротовой кислотыterahertz time-domain spectroscopydensity functional theoryorotic acid monohydrateThis work was supported by the National Natural Science Foundation for Young Scientists of China (Grant No. 11604263) and the education department of Shaanxi Province (Grant No. 16JK1698). We thank Edanz (https://jp.edanz.com/ac) for editing a draft of this manuscript.This work was supported by the National Natural Science Foundation for Young Scientists of China (Grant No. 11604263) and the education department of Shaanxi Province (Grant No. 16JK1698). We thank Edanz (https://jp.edanz.com/ac) for editing a draft of this manuscript.ReferencesY. Ueno, K. Ajito, Anal. Sci., 24, 185–192 (2008).Y. Ueno, K. Ajito, Anal. Sci., 24, 185–192 (2008).L. Xie, Y. Yao, Y. Ying, Spectrosc. Rev., 49, 448–461 (2014).L. Xie, Y. Yao, Y. Ying, Spectrosc. Rev., 49, 448–461 (2014).M. Walther, B. M. Fischer, P. U. Jepsen, Chem. Phys., 288, 261–268 (2003).M. Walther, B. M. Fischer, P. U. Jepsen, Chem. Phys., 288, 261–268 (2003).Z. P. Zheng, W. H. Fan, H. Yan, Chem. Phys. Lett., 525-526, 140–143 (2012)Z. P. Zheng, W. H. Fan, H. Yan, Chem. Phys. Lett., 525-526, 140–143 (2012)Z. X. Li, J. Zhou, X. S. Guo, B. B. Ji, W. Zhou, D. H. Li, J. Appl. Spectrosc., 85, 840–844 (2018).Z. X. Li, J. Zhou, X. S. Guo, B. B. Ji, W. Zhou, D. H. Li, J. Appl. Spectrosc., 85, 840–844 (2018).Y. Ma, H. Huang, S. Hao, K. Qiu, H. Gao, L. Gao, W. Tang, Z. Zhang, Z. Zheng, Sci. Rep., 9, 9265 (2019).Y. Ma, H. Huang, S. Hao, K. Qiu, H. Gao, L. Gao, W. Tang, Z. Zhang, Z. Zheng, Sci. Rep., 9, 9265 (2019).E. M. Kleist, C. L. Koch Dandolo, J. P. Guillet, P. Mounaix, T. M. Korter, J. Phys. Chem. A, 123, 1225–1232 (2019)E. M. Kleist, C. L. Koch Dandolo, J. P. Guillet, P. Mounaix, T. M. Korter, J. Phys. Chem. A, 123, 1225–1232 (2019)M. D. King, W. Ouellette, T. M. Korter, J. Phys. Chem., 115, 9467–9478 (2011).M. D. King, W. Ouellette, T. M. Korter, J. Phys. Chem., 115, 9467–9478 (2011).M. Takahashi, N. Okamura, X. Fan, H. Shirakawa, H. Minamide, Phys. Chem. A, 121, 2558–2564 (2017).M. Takahashi, N. Okamura, X. Fan, H. Shirakawa, H. Minamide, Phys. Chem. A, 121, 2558–2564 (2017).P. U. Jepsen, S. J. Clark, Chem. Phys. Lett., 442, 275–280 (2007).P. U. Jepsen, S. J. Clark, Chem. Phys. Lett., 442, 275–280 (2007).G. Portalone, Acta Crystallogr. E, 64, 0656 (2008).G. Portalone, Acta Crystallogr. E, 64, 0656 (2008).J. Dong, Z. Zhang, H. Zheng, M. Sun, Nanophotonics, 4, 472–490 (2015).J. Dong, Z. Zhang, H. Zheng, M. Sun, Nanophotonics, 4, 472–490 (2015).B. Lei, J. Wang, J. Li, J. Tang, Y. Wang, W. Zhao, Y. Duan, Opt. Express, 27, 20541–20557 (2019).B. Lei, J. Wang, J. Li, J. Tang, Y. Wang, W. Zhao, Y. Duan, Opt. Express, 27, 20541–20557 (2019).A. Hernanz, F. Billes, I. Bratu, R. Navarro, Biopolymer, 57, 187–198 (2000).A. Hernanz, F. Billes, I. Bratu, R. Navarro, Biopolymer, 57, 187–198 (2000).Z. P. Zheng, J. M. Gong, J. Terahertz Sci. Electron. Inform. Techn., 17, 425–438 (2019).Z. P. Zheng, J. M. Gong, J. Terahertz Sci. Electron. Inform. Techn., 17, 425–438 (2019).T. Chen, X. Wang, P. Han, W. Sun, S. Feng, J. Ye, Y. Xu, Y. Zhang, J. Phys. D: Appl. Phys., 52, 455101 (2019).T. Chen, X. Wang, P. Han, W. Sun, S. Feng, J. Ye, Y. Xu, Y. Zhang, J. Phys. D: Appl. Phys., 52, 455101 (2019).Q. Wu, X. C. Zhang, Appl. Phys. Lett., 67, 3523 (1995).Q. Wu, X. C. Zhang, Appl. Phys. Lett., 67, 3523 (1995).S. J. Clark, M. D. Segall, C. J. Pickard, P. J. Hasnip, M. J. Probert, K. Refson, M. C. Payne, Z. Kristallogr., 220, 567–570 (2005).S. J. Clark, M. D. Segall, C. J. Pickard, P. J. Hasnip, M. J. Probert, K. Refson, M. C. Payne, Z. Kristallogr., 220, 567–570 (2005).J. P. Perdew, J. A. Chevary, S. H. Vosko, K. A. Jackson, M. R. Pederson, D. J. Singh, C. Fiolhais, Phys. Rev. B, 46, 6671–6687 (1992).J. P. Perdew, J. A. Chevary, S. H. Vosko, K. A. Jackson, M. R. Pederson, D. J. Singh, C. Fiolhais, Phys. Rev. B, 46, 6671–6687 (1992).B. Zhang, S. Li, C. Wang, T. Zou, T. Pan, J. Zhang, Z. Xu, G. Ren, H. Zhao, Spectrochim. Acta A: Mol. Biomol. Spectrosc., 190, 40–46 (2018).B. Zhang, S. Li, C. Wang, T. Zou, T. Pan, J. Zhang, Z. Xu, G. Ren, H. Zhao, Spectrochim. Acta A: Mol. Biomol. Spectrosc., 190, 40–46 (2018).

The authors declare that there are no conflicts of interest present.