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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。

# H7 A# J% ^; [! ~0 S! z

可能是其他因素的影响。

/ i/ \, \3 d% h( Y3 r
[此贴子已经被作者于2010-1-10 17:23:12编辑过]
3 E+ h, ?8 H* D9 `: w
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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。

. x1 T" ?1 c* l' k: {/ S

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。

( m) q; q9 Z) C

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。

) w O( l; M5 {

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。

X4 E+ L- {. L4 D$ L9 B( v. G

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。

' v- b3 B2 l5 {* M! z; g

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

: @) D# [- L' L& E1 F# [* r9 U5 F" ?0 B# V0 L
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发表于 2010-1-11 10:06:25 | 显示全部楼层
$ D1 e9 T; m- l- l

偶合常数的计算

! e n" H: A2 S* ]! h7 D( s
7 c$ S' R! y* Y& y: l9 i! ?7 M' O o$ Y- Q I% n: x# {$ x# ]+ m: E( N2 K' q" Z
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
/ E" c# A/ p f T8 _& i# I' y4 b! }( }. F) W9 Q7 M& d: M5 G) C: n9 \' j4 y! q" r3 g, i3 M5 [. S% k h5 n! E5 y* s! n& Y5 X: y6 Z3 d; p2 X) k4 Y0 j% ]4 @. ~) T( g( p9 N7 ?: I; P5 b6 _: c ]1 }! u0 R: f( P) ]" l2 C6 ?% a5 t' u5 q y7 G: H& ?+ [& B# a B1 d; v9 ?. B+ ^7 Z' q* t( ~+ {9 M. u' W# Q# ^, y6 |2 z" S9 r9 G! d; R- J; _, S. u; z% Y; e; e6 P9 b! g; W3 ]8 b! Y5 \ T; |9 d1 T. z9 p( ^7 E7 v a- e" } E# r- D6 d) W" h0 [3 ?( Y, h# e1 b% I% e. r; ^& O; z$ S- } p3 |1 B w- r, c. l% D7 {- d$ h8 Q9 P4 ]* Y3 R: j+ R2 n& V* J$ B' |6 Y4 D& n$ E1 d4 m9 \5 b- D9 U$ ^ b6 r( I6 \9 `+ i @4 z9 H, \) u: x: D+ ~* x$ L- o) C' d7 D5 y5 ~( Q) p& Z' F6 S9 F4 ?; A: x9 }' q! _9 @. p* P ]: |+ y; r" y7 N: ^* o: T7 V- i6 r4 ]0 Z$ B | l5 c1 K) C$ B' A- C% r4 J s2 P' `2 N# X, H6 u+ }9 O% T2 z' t" g: L$ K2 ]& V# }' v, `0 c4 v% n- ?+ e- P9 v, q* c* d' W- [! I/ }/ o: c, U- s# U) L& K# k9 h7 \1 s u3 o X8 m# \$ Y: ? ?6 ~; e f4 L0 n$ `2 }( {! a; @9 m! j& p7 S) ~$ s% V& D2 w( \1 u. m! A, L9 s9 ]; W. G* a2 h4 \( _* e# v) H6 G9 d- M3 p% H1 N$ |- S, v/ G. M/ `5 k7 L& A/ R+ n2 m1 m5 k4 p. [5 ]( j; n) i( W: W1 `& X2 G. C$ X M7 a n0 ?. q0 q# k( V7 p1 ~5 O" z+ [* ]7 Z( B( O8 D" ]7 C3 ?2 D) M( E; y' }+ }' W0 A9 c! q8 k& _1 M/ L7 f, u1 y/ l+ K7 J7 [( A1 X( v$ j4 R# ~ t: j( t; D8 ?8 H% d* y/ c, s, B- G$ O( M+ ^# A# `5 d# y7 v# j3 W1 e; S% e: D9 p2 J! X$ K# W* w* p/ o. V$ v. D" O& ~# P$ U. V2 F( u: X. s$ m, r0 h: x/ k/ |9 r- X3 p0 n; W0 G x1 ?5 U# D' @% F5 u! _) p8 I. @& v# R/ G F5 \& S5 V1 | T8 G8 {( c8 L0 I7 e, \* h3 C& P0 m u. [6 o5 J5 H8 g& `/ n0 c) k% r4 r. ]4 i6 `* I+ z2 @# j/ D; w/ u! N0 Q. [( y; I, l7 p9 g9 Z/ n z5 J2 v& G9 P6 Q7 C) K; S! `% G- Q, J; N$ ~8 J3 |! U, K2 j3 F6 M5 m7 ^1 |( m/ p: g1 x1 P$ Q v$ u5 I% t- i* j+ c: e+ R( G& c5 |' G7 H# s6 f! K3 @' ?, d; a/ J" D+ M! P& j! t n$ a9 [, n5 e0 i9 N" Z) \, j- `/ F( S* l8 T2 s9 C7 Q, m9 b# ^' m7 b) R; H9 f2 Z* [* ~0 k3 s/ ]4 A' ^% w# x+ p( h2 v$ c' Z7 ?+ Y+ u" z8 q4 H3 O6 P' \( \0 p3 q0 [" o, l; U6 I# ^9 \% L+ Q0 U9 S. }0 _6 H: O, g" Y# y6 j. t6 K, A' z2 M* u+ C# b% A q# n# i; B- a) s( S- l
   " n& K! Q$ T% Z6 A7 Z; B* |1 V& ~

8 M6 n" ], K$ @4 g0 A& n1 p1 Y

' f# C) T0 @! n# M% w

  
   - n D" k- ` v/ Y% u8 [& D X! k

3 b$ y Y' B% M0 M* T

J偶合常数

, H& s O. c6 \. ?' q B

  
   ( @% h- B: L8 {8 N4 ?

; u% D- f* p+ R* i- E) }$ X" Q

计算值

, T$ z, _1 A) W% c- M

  
   + ?/ x" o* v0 u

$ w& G4 A3 ]4 w! e. S- v

实验值

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   6 R$ X% y, Z( S6 ^; [3 V) E2 R

+ Y+ M8 \4 q b/ E5 K7 s5 A

CH4

* m- ?9 z Z% \2 v0 i: w

  
   5 J7 ?- L' k5 `

/ Y1 C) X' m& b( _* G3 ]' K2 B

2J

0 z6 D0 ]% S* u4 K

  
   2 K% |5 n1 b O! A$ f

$ H, o0 o9 r/ I3 k

-12.4

7 e# |* x( I7 H9 V: u$ d

  
   3 a) i; g7 e. C( D; Z& d

0 m0 P% X/ Z+ S/ E4 I

-12.4

4 y$ P/ [5 c( J

  
   ' i( Z6 O0 F" E' g! U

% ^. |/ S- Y% N& D. s+ L Y

1JCH

2 h' _6 N8 W) e9 [* h" k; C

  
   " h6 }$ \* m% @5 D

" d/ U# D& _' i

119.5

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   4 E+ G# z$ j0 L" b4 I' Y

! g4 C, E# x# }, e3 s$ i

125

6 H+ C! W4 t4 e9 L( A( _

  
   ; R' X; L& y9 V/ `

7 B0 G+ R D; s; f2 K

CH3CH3

2 O) V8 [' v2 u3 s; g

  
   ' \" Q: j% {" T8 w Z3 E

6 u% O4 A3 i9 W0 i, D

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- A0 H/ e6 u. f8 J( B' v4 V% w

-12.6

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   Y/ d5 I& e. S5 D4 P

7 ?3 |( t% L2 E" o1 s

& z# Y4 O+ G; t" U. _4 |

  
   ! ] l) C0 Z; d

) W m0 J- ~3 V. Q7 |8 \

1JCH

. Z( f9 K5 k+ \5 s# {( E

  
   " V& }$ n% l8 I

7 M2 K; h* l" r* G2 N8 b2 r

118.9

3 u7 p; k3 i; h4 x0 T

  
   0 T' m( _# U$ U6 d

4 p" j# u, ^ `: _/ o

124.9

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   % v+ K5 i( N( r3 O) }3 ]

% v, m4 H$ C- p' I* @; |" h$ G

1JCC

- c1 C7 _0 K: U K

  
   8 W3 t3 `; P# C; x: e. B

% }! ?2 {5 b; B3 i: B4 {/ k6 x& G; o

33.8

' }5 @/ {' t7 l

  
   1 u2 Z+ {; n. z% }: L! ?; Z

$ F r" x9 ~9 |6 ~

34.6

8 E2 \! m5 K1 P7 a$ l0 X5 w3 {+ Y, l

  
   * H& ? ?8 g6 h2 R! j

; C2 f# @) K5 H7 V8 H

CH2=CH2

' E7 Y/ q% I5 W- L' Y; U

  
   5 L& H" }( o) C. o5 h i

& @6 o# m+ M6 v, S! U8 ` Z

2J

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   1 W3 B( d E! b

5 K c& f' E3 \( j- h6 D+ q4 M! v+ d

1.4

5 H! y. w9 `8 P$ \- X5 z6 X2 v/ F

  
   $ `! F( d- K5 }* V; l% n! `

8 l! w, f, y/ Q. M

2.5

* r% r8 p) r' q5 o7 y" Y

  
   2 L, r. Y3 E! h+ [

4 g/ E/ H- Q" Y2 c4 j6 j1 L# y' f$ Q

3Jcis

# c* K( U" @& F3 H8 B7 C$ d

  
   z$ j3 P+ g! u. e# ~

( m) u7 H' @7 R$ H" i

10.9

$ m T+ l. q$ {* |

  
   $ M+ L. ?) A! W& }

7 P# k0 ?/ a4 ?, n$ @, G. h E: l

8~12

# S. w4 U, M8 R+ N" m) s

  
   & z4 _" E5 ~' }0 {

" G2 n: z; K) S. o

3Jtrans

; ]/ t2 G! \. H$ u8 P: @- A

  
   0 A- U' @; f, L

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16.7

" ~5 R: [" D$ _0 D* X9 ~0 w

  
   7 l2 ^% o/ q* o3 }, o+ q

3 i) ?3 @, C( H! N& W

12~18

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   : _0 c7 W) c' A* P/ T3 O+ U

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1JCH

# J. K# L: {8 O: F6 c

  
   7 m& K% O' M7 r% Y) v% y. ^; G$ }

- b! W; [( x6 t! i2 \9 _$ m. y* Z

149.5

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   $ F. i; D# ]! }& ?% P- F

$ x f- L j7 P% f

156.2

, y. g* v6 H- W0 f z5 P

  
   8 P% Q5 X. o7 |& ~

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3 w; Q- N) v, [' n P% b

75.6

& V9 `& G" P* x1 ~

  
   " T1 k' r4 g7 ?9 l/ l3 C9 ?

, X2 E" U W3 W- |: S% M! X! z2 c

67.6

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   C0 R/ p4 l. E( q

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   % @. K! [8 _ B/ c, {% ^9 s" x* k

( d9 ]- {" N( L9 Y5 N- H7 `6 s

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) O8 o8 ?+ Y1 m6 [" n6 n, E

  
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251.1

8 m3 x" y" v2 d6 K

  
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249.0

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211.3

0 P! O0 m6 c( t3 m

  
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171.5

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6.5

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6~9

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0.9

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1~3

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   % _4 q5 B; o% d

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7 V' U( [$ u4 r4 }1 K/ J! h, _

  
   + \9 x* R/ Q* \; Y$ V3 X

7 o9 f' a& e" f0 S$ V c! t

0.5

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   7 K* ^+ L2 j4 l q1 y& @

* I7 i! `( J% ]1 M. ~

0~1

7 j. j. {9 ^" |1 W. U8 b) R

  
   . p: N9 Q5 M5 ]) C2 s0 `

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1 X# |1 j T, |) W8 T' X

  
   . z7 {8 [, B* T' q* t

: p# u, @) o" p$ b9 h3 c

148.7

, T9 _! p7 m P! q* ?& ~

  
   ( \0 O T! J1 |: c* ^

2 T2 n5 b5 `' B' i) I

159.0

2 n7 E0 e0 Y" |" |7 J9 c% S

  
   7 A& k$ y0 m9 B8 R6 I

/ u# Q" X5 V& y! b% K) y

1JCC

! L1 U H1 ?9 V% k# o5 e9 i/ @

  
   ! S, }8 [* m: T K

8 g0 q) r0 ?6 {

59.8

6 a( M, I w# U

  
   1 q# a# \, X7 n, B$ X, X) H

1 l+ X; F% P" `# E2 Q; z

4 ]5 h, Z- {- }2 C5 ^# f, x! C( [* b

  
   7 _4 s1 q( b- g, h9 c. p3 H P. d

3 Q5 ~ J, e: }( E2 z

CH3OH

4 W: d4 o2 E; {8 N

  
   3 m2 U% Q; e' V$ `

; p. a, h) A+ q4 g. {. [1 F

2J

! M5 ?% E; B$ H( ]. ?# [7 |

  
   * u d" l: ^7 k# u/ ]' T

, Y" B: }. b( A4 Q6 o" q4 L7 d

-12.0

% `" a+ ?8 H* w' K7 q4 l

  
   5 M+ o9 A# @" ~ g! Z! O) B

; f) g' g- ?7 k7 a

-10.8

, U1 j, h" |' _+ x; V% l% S

  
   $ P, ^) e1 j0 n3 s) z+ N

) S8 }# a! W' g6 ?+ }7 J7 ?

1JCH

" Z9 K& h" o% r& u- I: y( a% e

  
   7 C5 O" x1 S! W) p: |) U/ [3 _

4 f+ `/ U: U# @" @& s& C1 H9 ?

133.2

! _1 e$ q$ |, s: u# [8 q$ l5 m

  
   ' L4 P2 J" d# G. R

8 a5 T7 N0 D" r( H }0 \

141

; Y3 |+ q9 b# \$ f) {) Z# M7 e8 z( u

  
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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