Part A
The effects of the structural variation and the relative stability by the hydration of Alanine dipeptide in $C_7^eq$, $C_7^ax$, $C_5$, $α_R$, and $P_Ⅱ$ conformations were investigated by the method of SUMSL(Secant-type Unconstrained Minimization Solver) energy minimization technique with the empirical potential energy function of the solute, and ST2 water model. The binding sites of water molecules in the solute were selected from spherical interaction energy maps. As a function of the number of added water molecules, we traced the structural variations mainly in the (φ, ψ) torsion angle space, and calculated the total internal energies of each solute-water systems to evaluate the relative probabilities between those five conformers. The results indicate that the conformers having no intramolecular hydrogen-bondings, such as $α_R$, $C_5$, and $P_Ⅱ$, show larger structural variations than the conformers of $C_7^ax$, and $C_7^eq$ that have intramolecular hydrogen-bondings. The torsion angle of ψ fluctuated more than φ for all the examined conformers. The energetically dominant conformation is shifted from $C_7^eq$to (R as the hydration is preceded.
Part B
Solution conformations and dynamic mobilities of novel amphoteric copolymers were studied for aqueous solutions of P(sodium 2-methacryloyloxyethanesulfonate-co-2-methacryloyloxyethyltrimethyl- ammonium iodide) [P(NaMES-co-METMAI)] as a function of composition, concentration, addition of HCl and addition of KCl. As HCl or KCl was added successively to the 5 w/v% copolymer solutions, the reduced viscosities of the solutions were reduced except the 1:1 copolymer solution. The dynamic mobility of the cationic side chain was estimated with the quadrupolar $^14N$-NMR relaxation technique. The motion of the interacting counterion, $Na^+$, was studied by Poisson- Boltzmann electrostatic theories and the quadrupolar $^23Na$-NMR. Since the intramolecular 1:1 ion pair between MES- and $METMA^+$ acts as an effective charge-screening factor, the copolymers P(NaMES-co- METMAI) behave as ordinary polyelectrolytes except for the 1:1 copolymer.
Part A
알라닌 디펩티드의 $C_7^eq$, $C_7^ax$, $C_5$, $α_R$, $P_Ⅱ$ 형태들에 대해 수화가 미치는 구조상의 변화와 상대적인 안정도에 미치는 영향 을 SUMSL 에너지 최소화 방법과 용질의 경험적인 네가지 항으로 구성된 포텐샬 에너지 함수와 ST2 물 모델을 이용하여 조사 하였다. 우리는 수화를 용질에 대한 물 분자들의 불연속적인 부가로 가상하였다. 물분자가 용질에 붙는 위치는 구면 상호 작용 에너지 지도에서 선택되었다. 부가된 물분자의 갯수의 함수로써, 주로 (φ, ψ) 비틀림각 상에서의 구조 변화를 추적했고, 다섯개의 분자 형태들간의 상대적인 존재 확률을 구하기 위한 각 용질-물계의 총 내부 에너지가 계산되었다. 결과적으로, $α_R$, $C_5$, $P_Ⅱ$와 같은 분자내 수소 결합이 없는 형태들이 $C_7^eq$, $C_7^ax$와 같은 분자내 수소 결합이 있는 것들보다 큰 구조변화를 보였고, 모든 조사된 분자 형태들에 대해 비틀림각 ψ가 φ보다 더 많이 변동되었으며, 수화가 진행됨에 따라 에너지적으로 지배적인 형태는 $C_7^eq$ 에서 $α_R$로 바뀌어 갔다.
Part B
양쪽성 공중합체 P(sodium 2-methacryloyloxyethanesulfon- ate-co-2-methacryloyloxyethyltrimethylammonium iodide)[P(NaMES- co-METMAI)]의 수용액에 대해 용액상의 형태와 동력학적인 유동성을 조성, 농도, 산(HCl)이나 염(KCl) 의 첨가도의 함수로 연구하였다. 5 w/v% 공중합체 용액에 HCl이나 KCl을 연속적으로 첨가함에 따라 1:1 공중합체 용액을 제외한 모든 공중합체 용액의 환산 점도가 감소했다. 양이온쪽 사슬의 동력학적 유동성을 사중극 $^14N$-NMR의 완화 기법을 이용하여 측정하였다. 전하를 띄고 있는 고분자 주사슬과 이온적 상호 작용을 유지하고 있는 $Na^+$ 반대 이온들의 거동은 포아송-볼쯔만 정전기학적 이론과 사중극 $^23Na$-NMR로 연구하였다. MES- 과 $METMA^+$ 간의 분자내 1:1 이온쌍이 효과적인 전하-가림 요인으로 작용하기 때문에, 1:1 공중합체를 제외한 다른 P(NaMES-co-METMAI) 공중 합체들은 보통의 전해성 고분자와 같은 거동을 보였다.
