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[求助]一个关于耦合常数的小问题

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发表于 2010-1-10 12:55:36 | 显示全部楼层 |阅读模式

书上讲耦合常数的影响因素时提到过π键传递偶合的能力比σ键强,因此烯烃的3J(11-20Hz)比饱和烃(7-9Hz)的大,但为什么乙炔中有两个π,但耦合常数只有9.6Hz呢

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发表于 2010-1-10 13:52:05 | 显示全部楼层

耦合常数的大小影响因素不止一个吧。

- i! l$ c" Y8 v7 E8 A$ V

可能是其他因素的影响。

$ K; {" a' X* y w
[此贴子已经被作者于2010-1-10 17:23:12编辑过]
2 V& R+ n5 P/ N+ m7 @4 w- N
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 楼主| 发表于 2010-1-10 23:13:17 | 显示全部楼层
乙炔的二面角也是0度啊,按道理也不会太小阿
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发表于 2010-1-11 09:05:18 | 显示全部楼层

lz提出的问题,还是要说耦合常数的计算(我指的是理论上)不简单,要不,早就有人用理论的方法来计算出各种化合物各种J值,给出一个化合物,就可以得到它的谱图,就不用再用核磁共振仪做核磁谱图了。也用不着解谱图什么的,直接理论计算就行了。

: j4 \, x, w* |& I' J

所以您也别拿一个影响因素比较,然后下结论,先看看其他的影响因素,也不仅限于二面角,比较完了,再看是不是如此。

8 u% ^+ X' s/ X" f/ I* q

再者,您也说‘书上讲耦合常数的影响因素时提到过π键传递偶合的能力比σ键强’,这对于乙烯和乙烷的比较是符合的,可是乙烯和乙炔相比,就不是π键和σ的比较。

& r3 h* M" y, s- z. p

虽然不懂很理论的东西,但是也不见得2个π键的传递能力就比一个强吧,就像有机化学里说,乙烯相比乙烷多了一个π键,很容易给出电子,发生亲电加成反应,乙炔比乙烯多了一个π键,难道您就敢确定乙炔比乙烯更容易给出电子,进行亲电加成反应,事实上并非如此,可见有时看起来好像是这样,但是如果不仔细看这里的隐藏的奥妙,往往会得到错误的结论。

7 N# e, _* Y! J k

建议您仔细查书或者进行理论的计算,看看乙炔2个π键传递偶合的能力是不是比1个强。

1 c( m* m3 y8 C: `

若真要仔细比较2个键耦合常数的大小,还是借助理论计算吧,请参考下面这个帖子

' a& o( Q# X( V, Q 3 a1 t. w: @4 L9 B$ [( J" C& s3 `
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发表于 2010-1-11 10:06:25 | 显示全部楼层
2 ?8 B3 y, O( s0 k) B; K2 r

偶合常数的计算

3 g6 f+ k2 f* \9 X+ b" K/ t
- \+ L0 ]5 V6 h / P, y$ `6 J% ~; G/ k- z. S% v4 [5 T7 y% B; D1 X* l# _( B! w* C
分子的偶合常数也可以进行理论模拟计算,与实验进行对照,可以帮助我们推导和归属化合物的结构。
下面是几个简单的例子,用Gaussia03量子化学软件计算了甲烷、乙烷、乙烯、乙炔、苯和甲醇等分子的J偶合常数,包括质子间的2J3J1H13C间的1JCH以及13C13C间的1JCC

结构优化采用B3LYP/6-31G(d)方法和基组;
J偶合常数计算的关键词是nmr=spinspin采用B3LYP/6-311+G(2d,p)计算方法与基组。

计算结果如下表
9 C. l6 q3 Q7 r7 P1 J1 [& t2 E5 c8 A, z/ U' H! w+ P+ z2 T# e+ y3 k! c2 t* r- K3 l- Z# s, i1 ^( T& g. O. r! ^- R l& ^3 Z! m8 a/ e+ A# D( h4 k$ w9 M& Q d5 U D9 b3 |, V" o; P% A, ?2 E, T6 b* F* W5 k9 H; I% |/ O) U8 ^3 g0 q- `8 d4 J! C; z8 P Y" i1 m7 U8 j F i" _4 k; P# Y) J1 h! H# _: b; e6 K: M4 T% c* ]/ A0 A, j& }9 V2 l& F' A% R6 B1 }+ p9 j0 T0 J$ m" [# ]! H O! o/ j: C3 M1 w. z. D- H k+ C4 J _6 c# X5 ]; a7 \9 n& k y; c0 ]/ n7 ^7 D u7 L0 j: o1 e& v' e/ w) L8 A) N h5 `2 _& X6 a: A6 w2 m' F" x7 N0 l0 F5 j: k+ F$ q+ v2 H# ]+ ~. s: J% t0 \+ `5 V; h3 q3 ~4 R2 [% Y. r( `2 X5 v) P& h7 E1 B, \( h' Y) ?$ y# C! _; c) U' G" t" z' c( l8 v" ?4 M1 T( z& V* _: m- T/ z% U. R R8 k+ s5 r1 H" R2 `, h" \- R1 `: x: `9 J- q+ l, ?7 Z" E, D. x# n6 Q. |( N2 O o7 K' C, B5 y" w( b) ?$ t3 K$ N# J- g" |' M9 o0 I* @' d2 b. k% ^2 w: |9 c3 h2 m0 e+ D* P; _, G7 Y4 X2 T( i2 i! ~# c# P8 I1 s, ]. q7 `- o' l7 \: M* B W! ^9 n, k; _* k B0 {% | q2 i- v! I4 X* H! a+ M! m- K4 u9 \0 H/ {- p0 w( U$ m1 I ?2 I' {2 `$ @" V% |, J4 f4 r0 [$ O; L+ E- f0 S$ v+ k# I5 s0 z) E( K/ Z! V9 Q/ ~8 R' _1 |( ~ i2 T+ F" b$ i4 C# w" f1 Q' o0 w; M( d. P5 m8 q& b, h) _8 e, i" j4 a: F |6 h# ~* l6 d6 w7 L- Z4 U, l4 Q! j7 R3 }. @3 v1 {- Y0 {) X( u/ ~* }* f" ]( F1 |: T1 {& i3 S- L. a, { ~6 g+ `) V% h% ~/ v: f; g: S* k' ` Z/ W, A2 s/ F0 P1 B8 P6 }. X7 O5 _8 s4 A% S$ Q. B' t$ g. T; D7 c- C6 y9 Y) B X5 i5 w: m: O) o. W& e/ r0 p8 z6 g" ?3 r t1 ]! Q5 {- ^0 Z* j! ]5 H3 @% h. @& n& [0 y ]5 o( ?, _% q; u! H( |0 ?, G/ A: Q% l# z8 u2 g2 Q W) F" t6 D% D: j7 u- Y; d+ ?' M: q' T m ~: _! H# M8 d4 a! m0 N9 G, q' e+ |; s, ~7 g, a3 y0 g+ | T, Z3 b$ V+ n; j; i; K: T5 M8 w* c3 H' B! B0 }1 E% h( z& K) K6 A7 s1 N( J6 e/ P# [ L6 }9 j0 i" g2 y& p: f6 D' t- J2 Y+ y& U. L' X4 m h! u* V/ ^, L2 Y a, c. W! f' Z0 I. W% S% i) |5 k: T( L% ` {. z, S( G" J( f# s$ a _! \6 i) ^3 x9 v) ^) A( q% c( {9 q- G/ ^+ \ q) C+ ~7 t: d% h$ P4 A7 s/ J, e0 d, y" K# z' k [* C+ H9 @- M% t6 m5 e7 b. z* k: Y8 a, l& t, V! ]4 J; g5 @% s& w5 B5 @/ t9 M# i# _9 C$ ~! r+ {( F8 ]; Y: V( x* ^0 N6 A7 e% f) S( @0 o; R& j" k. X
   O5 e% u' r8 [* h0 _

- W2 C) r& C; f; J* K0 @

7 |& | h; ]4 I( E

  
   3 f+ U7 q2 R' n

" ?2 w3 q+ x8 \

J偶合常数

/ F) N g7 U T3 q6 s

  
   : Z: K* d+ I' t. b; [, z4 `8 J9 l, u

- w3 e9 H, d2 {" t7 ^; }; L+ Q% H

计算值

' i) O% j$ u. p. n

  
   % u9 e! G7 k3 C

0 @7 G0 r! A/ ]- n( c: p

实验值

8 `' m3 U% a/ I% [" c

  
   6 g6 L0 Z/ I. S) U# x( T1 }

0 v2 e' S* [. q. C

CH4

! r, ]- |/ Z$ J, z4 R5 k4 k

  
   1 z# `9 j- X! `( _& F6 `# x( \; p- v

( Y& q# E0 E' O' E! F& k

2J

% ^* e5 Y$ a8 P

  
   6 G. G/ M) S6 l: V8 O: k& `

2 P: q2 Z1 G: a8 b! Q# C

-12.4

$ X" e5 T/ ]6 S7 Y9 Q' ?

  
   9 j( ]* X, v( h2 W) G; G- {

5 ]& `3 R6 a# S( r

-12.4

' B, Z8 u F6 P, o0 A! v4 u

  
   % D" i5 E, q5 S3 V5 d z

/ T# W5 k5 m$ A& x/ U! R

1JCH

; u7 D, b- B" S6 [

  
   3 N L+ p* L2 q. T& t

; o/ P4 N0 Z' Z; q9 R4 O- V

119.5

- \8 @6 r# x+ D7 u; ] b" c

  
   / y0 y( k; l7 s

+ n7 M' {- [4 u8 T+ L

125

- i0 e3 I% r) V: i$ X5 m; L( Z

  
   ! m" X# C; k( q9 p

. |5 C- S. z8 ^& x5 X7 \$ U$ M" c

CH3CH3

, X: c2 |0 t& d5 A% ]

  
   & J/ g: M9 q9 W" g

" f& j* ~0 s- v+ z

2J

$ C5 o* k X% ?

  
   7 E' f+ \2 a8 [. o; e) F

Q$ d0 z1 l4 K2 B+ _" q

-12.6

8 e; c$ v$ r6 m& V

  
   $ S6 g) a0 x% t/ M" l. A6 C E

. G8 F* |% c, ]+ H. U

5 z7 m# V' p3 v. o

  
   8 W+ l* e4 a" z5 ?

* _% c& d7 B* h. [5 q8 z8 E

1JCH

) \. ^1 {; T6 H; |

  
   & p5 [+ a7 M7 T1 S+ Z

0 u5 J5 O( D* A p7 g

118.9

& O5 }$ @8 U# _; t9 f4 ?

  
   0 e+ y9 c% n& q/ L% D

4 y: G% @/ c. w; ^0 L

124.9

$ } p; K. }2 j( a

  
   ; ?8 g/ `/ O+ Z% {3 I

& O3 e6 c6 R$ T) _8 ^2 w

1JCC

; @8 A9 V9 |" ?$ w/ m: T

  
   8 _2 q9 M3 Z `, e0 b6 p3 D

x N' D3 ^" u5 x& k0 i9 ^

33.8

$ e% d% a5 X$ H- `9 E% N# `

  
   / E1 w' \% q1 U' [9 I: q

( o4 B4 D% C3 J0 b) i

34.6

) d; d1 D/ b, r

  
   6 |; D# X8 @: K. R

& Q- d. c- H- b9 u

CH2=CH2

; ?" r% Q! c& y3 s* B

  
   3 @3 |& Y7 K. ]; X& s0 v

/ R& U/ y6 C; [/ H E

2J

& h4 F3 [: z$ r0 F: D

  
   , b: q# v2 U4 \

" ~8 l1 V8 ?8 X

1.4

7 N7 e" H" n+ V8 J/ B* K

  
   + V. t+ R. S! {. K

+ v* a& b/ S* M& F; q

2.5

$ F( D6 a; _* m( V5 Y4 s3 _: r6 p4 z6 X

  
   % Y: j' ^9 J$ R) q

0 I& [7 @/ s& Z5 d

3Jcis

; @( t9 h3 u9 E1 w& r( L) D

  
   9 s, v9 U1 O' z, y1 O* D

! m0 s) c4 O) v- u7 Q

10.9

# U; [) h* `1 G8 {& {: o; U

  
   % p/ @ z) y5 I: S7 a3 s

8 D% h, T+ J1 o; i: w

8~12

8 h u/ d2 c q, w3 W6 S

  
   # C! Q1 i. ^: L& X1 T# Q! V

0 U% \7 I/ O8 h9 O

3Jtrans

- l( _; ?: }# f& [( T+ D7 t

  
   6 Q9 W. _( a! ^! H0 ]) N( Z4 e

* z0 N3 o0 Q' L ~. z6 K

16.7

/ n# \# ?3 _, B4 m& X, ~: r) ~

  
   ; M$ |& {' Q3 ~- `! K1 d, J: r

/ |8 Z4 n# Y% o1 ?: g7 a

12~18

' W( |8 J, Z& J5 o

  
   7 f: l- @; x* E0 k" s

3 A4 r, f- C% z+ ~4 f

1JCH

) ? T+ H2 q9 Y' H9 o) p

  
   , x7 O, {) Z- i" Q+ j- x( b

* O, z) `2 \# c) W' K7 a& g; b

149.5

" b: v) f. f% I4 m; E% S+ ^) ]7 w/ B

  
   : r( A; N8 {# K; u

4 I5 T+ _: }; p- b6 }6 w- T2 ^ G

156.2

( P/ \" e% U, Q; }3 E

  
   * g8 B! ^7 g. r& l. Z' M

* `: T( z5 i g8 L; }# Z

1JCC

6 B8 y, [+ J. [# I

  
   + s1 d! H( b; E; _4 H

$ q5 V6 e& A. q+ T

75.6

. R) T0 ~& m8 e9 n& ^

  
   % k, d( ]9 L; I. ~+ y5 c$ X

8 }0 h; j1 f. w8 R2 p4 z0 f

67.6

/ _+ l6 m9 p+ O+ \( m: d7 F

  
   2 X: W' P0 B) J B3 E

3 e4 O0 @# K( m# ~

HC≡CH

: f& m7 v1 C5 \+ }- P. T7 `2 m

  
   7 G* }, h7 F& O0 W9 } K" u

/ z& }$ F" Q& j) o2 b: c3 ~, _

1JCH

9 p: c# y1 S3 ?" F7 t

  
   . B( P% q" z8 o1 @+ W' p

4 Q5 M C" b; n P& e4 a

251.1

0 g6 z6 k8 v2 e1 h& m; X9 R

  
   4 r9 h' \" G2 G6 o2 F5 G1 i; ?

' }- y2 g# Z+ v

249.0

0 U, q* Q! r9 ^

  
   : o: J. c" _" B8 j; i2 }6 j$ m# z

* O/ ~/ \& k) u3 k3 M, M- r

1JCC

+ K, @) _1 q" d8 s3 I/ \* c

  
   - f* s0 p, K6 O2 M: b" K

8 A2 q, ~' v/ C+ K- d5 `$ K3 ?8 O- s

211.3

: h' ?; K% [) Z: z& H' ~7 f/ G

  
   1 X/ v4 M6 w+ W" i& Q* F

, i3 S o" m- b0 l. t$ j2 Q

171.5

0 m. W% a/ ?: |6 H! }6 C

  
   ; o" M4 K! N: Y# p

' h" f% i! Q3 l

C6H6

: R) i/ n) M' m2 w! L2 Q O4 t5 F

  
   9 w& ~: e! I) H- x# }

1 {% l4 Q) {! J' |8 x; E; N/ I

3J

0 S7 T. i9 \# {; s3 r& `

  
   ) n4 q# D, U `0 l$ L- T! d

, p4 r* I( |( D# |( Y

6.5

; h+ m" v8 Z7 f$ n+ ?* L; C' x" p

  
   , Y- x2 [5 r* T U

! J7 Z: N' ]) G) v$ w% j1 n6 l' O

6~9

. S8 F2 Z i+ c* k

  
   4 ~) }1 y! R, [/ q: {

9 t) u6 F$ y1 n

3J

/ _4 p! V4 a+ G- I! i8 d- M4 p

  
   # E# T4 M5 ?5 O2 y" o, J0 u

$ A2 B* y6 {( Y2 _! g

0.9

" {0 L7 s- o# g! ~# k# Y

  
   6 O% K1 Q( u* g' Z, g g/ u# P

5 c' ?5 b2 `8 c# y) c

1~3

. Q0 _9 R. R ]- D

  
   % [" N& U- E$ J3 A8 r4 S

* D8 R! k6 U! C6 h, f% ?) J' }

3J

( Q5 I) M7 D0 v% A/ y% U5 p. W

  
   ; y. D5 E3 A) n) Z' G& \3 j' u

4 d6 C5 g4 z8 R% l! }

0.5

* Z9 U) ]: k2 m9 G% B

  
   ! t t! h$ E5 q/ I3 L' ?3 M

# v6 n3 V; E- \. s

0~1

; v6 h, ~4 ~3 w5 U- P

  
   4 S6 i ]' u) n

6 ~# T g& k; E! g

1JCH

8 q8 ?# t" I1 [4 \* H

  
   # l4 H: ~: n' g" }, F) y

" \* |- n( Z; d; K) a0 e3 M

148.7

6 s/ g; M! v4 ?0 s3 D

  
   8 F& v1 u) {7 t f! ^

4 f' e. u% g) E( s) N% t- M" W

159.0

8 f# u& z0 c: e8 b/ g

  
   5 {' M8 y0 [4 ^, r& v0 X' [. J

& I4 P5 X' V4 N0 i

1JCC

0 M; F; `7 H" D7 w8 l( r

  
   2 \# w" V. X# B3 e2 Z

! Q1 [! r, d$ F' g

59.8

- ]( u7 i' x$ Q0 D

  
   ) L+ C% c6 p W0 c

+ Z! T" @8 f$ r, j3 p; z c2 g# l" J

% P+ f& z t; b% }& d

  
   9 S- G' [, n/ X- E8 s1 S7 ~, Y

, A( k: J) P# n8 l. j

CH3OH

1 i( Z g$ L' }4 L c6 h C( h

  
   / W- E6 z5 R ^6 C' n# T/ j

' _! a) F; b+ @2 }6 a! i# ~1 `

2J

% V9 |! O4 ?# E6 W

  
   $ J7 W6 t6 C7 z) K- U F7 ]

/ M5 {* W2 L4 Z

-12.0

B5 W- q& W3 G# j! C, ^

  
   ) z* E! Q7 Z5 B1 ~

# v8 `2 y% z8 X0 U) v- ~% i A" S. c

-10.8

- E6 e! R$ S6 m: b! T7 }/ K

  
   3 D2 X# ]/ g+ {1 i: i( H3 d; d

( b; \4 Z! f d; P, b

1JCH

6 I# \1 ]* Z' ~9 L$ Z+ f

  
   ! U4 _; |5 t2 c6 q" V; v. D

% m" K! l9 _' N# e

133.2

, K) x# P: y, n6 H5 P' A$ Q; N

  
   7 l1 A5 L5 y& {/ m+ \3 L" h" ]2 {

2 i7 K7 |2 U& _+ U0 J+ I! L

141

8 ?9 h7 t9 v6 ?! r: m' i; n9 z: u8 a

  
单位Hz

对于其它核间的偶合常数,比如31P1H31P 13C19F13C都可以进行类似过程的理论模拟和计算。
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