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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。

: ?! Y& ]6 }* F1 Z2 U" G) a

可能是其他因素的影响。

; q a$ e0 z% i/ X
[此贴子已经被作者于2010-1-10 17:23:12编辑过]
: c, s; V- d; l* o
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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。

# i, i# |% {+ T! q

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。

# Y8 f* I6 j, T3 D- x 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。

( j. q8 g0 j! S0 ?# ?$ v

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。

" i! d% s8 ^$ x' y7 R. d1 j/ p% ?

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。

+ M! d! t- R+ ?' @9 X' }7 }$ l

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

0 p V; S5 j% P + X H5 l x7 {9 |
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发表于 2010-1-11 10:06:25 | 显示全部楼层
* j/ y$ u8 @! z4 G8 B/ y1 b

偶合常数的计算

. V; F8 y: I$ o" c, o/ |
) K6 X# ^- G0 }$ a1 P" {; `" T2 j/ M8 D" M ?3 H9 X, x [: n- J6 Z0 k4 l0 i3 \4 ^& K4 W! k7 @8 Y
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
' T) V6 U" b; {! X) p4 q+ v$ K8 n& }4 I# u) m$ J( U. ?& ^2 L' @$ Y( r: a" m! D' b0 g7 {5 `# A" S1 |/ n7 G0 L7 D5 F6 L# r; _( Z+ \% F; O' {. v% D; u, u$ y6 B; r" g/ c3 T+ e: o4 m8 u2 W6 [/ J- k+ B6 I9 A' k- h9 I* A" z7 G) T1 p; e, V7 j( D( d9 y3 W* {& V+ h5 ] k S* t) r% M. ?# }8 s2 J- T3 ~+ ]5 B+ E' l0 a2 ~" B. V2 k& F5 ]$ L' O: E! _. ?: ?1 {! f1 e" _$ P& c4 F9 h1 |0 o0 K l. L3 T' @' h) `# [, E2 {$ Z X, k4 s& N4 l! A! B. t, v. C2 i" e2 J, X. `9 j/ Z: H" K K- e) P9 U$ p, r3 C& r) G' A5 d+ f7 [; n+ z0 h. A6 r" U$ U! p" I4 v- R- _! S& n3 i, R: j, M! X3 u1 c3 g" |) C2 G! s4 d- k# S ?# { }" V0 \* { a( ~ {; J1 _1 A) S( d" D, }. [' o4 ]6 d$ J& \( P G/ \0 r3 ]3 }& K5 V% B! R+ n8 f$ d& H$ k% X. L7 A7 S& Z: @5 t3 s; ~4 F; A# t" e' t" T' z' n `# g5 G# m8 ]" K( C$ a0 ~! U: F7 |1 D Y) y S( @% v) @% }$ v( ~/ W- d/ D+ ^. b& [' Q9 t: o8 B, v0 V. N/ [4 J) i' K1 E* W" N6 M* R: b, | b. ?* E% Q& Y% \; T: [: \ Q: x* N7 [6 R4 U1 Y7 d& m. c) G" v A* j$ {* G* d/ z' A7 S$ f$ N" E0 G& h4 i/ s, T% F% a. s. [5 v9 q {7 u# a# E; s K* c# P8 q$ [7 H7 {3 l/ F2 X7 x: h5 I# e/ ?/ L- c' P i" z- m u: W' l8 j5 a+ b0 S ^ S7 ^" p% t0 r/ v! t' s8 ?0 C* k* S* H' M* N1 [3 O% e3 j D1 r3 j; v+ d8 S. j4 L% K" P& K& _: L, Z( {8 e# k8 z O0 k' b+ J+ w% W) A; ?0 a2 z; _2 N8 h: ^/ z8 c- S0 f5 u; W8 t8 b# q6 N( l; e0 g/ d3 {" F; ?+ p1 A$ S3 I A+ N0 W5 @) Y) I3 l! g# ^, F4 h' B+ C r! y6 W* _; p, }/ |% M8 j. Q$ u7 e" H; c# Y- w( _# Q/ x4 U& r5 x- a' U2 M; O1 _. p- a# p' V7 h; U2 L5 C( B6 P# I, L& x+ j- F# i( k4 b8 r6 i1 o e! H( \- _/ v% }+ W0 P L1 }& T6 @8 e" H4 I/ I# Q$ I% |/ c& a3 h1 c5 b+ W- j( s* a* m0 T' f: p& X" D2 J1 {$ U2 j1 `- |$ K, n* p" X5 ~( K- U9 E, i& ]4 V+ F2 g+ z( [5 s: k# y/ A3 T: s( t- ~% M8 J3 h P: D. z$ V: p! d A& F& l7 I( P+ G/ L, t( \2 s2 }" O) q8 g9 |9 H1 O3 A9 C u$ A. V$ d1 |2 e% b9 r9 r0 d* n' c- [# K1 Q* a4 S1 i/ I1 N/ X5 q; t3 M2 b0 C: d, R8 ^3 B. `$ B# b% S4 H% O* L4 w$ t4 G; I4 i( _/ [% W p- q% d/ [# U; n' J- z! [6 u5 T7 H- e8 j |" B# e. U% v" }3 h' r" [6 i. @: u" N* n: \/ S K: U) u. @. ^3 n6 p4 ~# _1 o! }+ ]( ~& \2 V) z2 c$ U, b8 o8 i
   $ @) ?. p# G+ Y1 Q8 {

& U8 w0 G/ G) m4 B: p

0 ^ ^! H7 }8 h5 w+ P( v$ ?

  
   * c1 w2 Y" Q G: ]3 L' J

, j) E1 @% _( b9 P

J偶合常数

# {) j" Q1 Z% P$ h& W7 {- x

  
   7 l- [' v5 o2 z. c7 j7 P

$ G& H. S0 C d C! c0 v. i$ a

计算值

' S* \: E6 v8 T3 q+ N- h

  
   H* P8 S+ g4 t4 \. o4 Z+ u: f B1 Z/ X

q. A5 f/ t2 q4 Y+ Y# T& W% |

实验值

' y; V# B8 J6 ]1 e

  
   ; ]* s+ Q$ C" @2 y

0 u' `. V7 a( i' p% p2 U

CH4

3 x0 p! T* x2 P6 j; J

  
   / a8 s9 J2 B& N

4 p+ f% Z5 `+ E5 l6 V2 F; b

2J

3 X' F8 I+ b w

  
   * b& K$ B6 D x0 D- [" B

+ B5 D0 C4 U( G" F8 C; |2 K7 G

-12.4

! n! d) ^/ ]% |# M4 _

  
   8 i! Z: o. a! g( P3 w# s

& p: _) a2 N" ^: H& g

-12.4

$ U% O: x+ W* J. P( ]! M

  
   * o0 f% k( [/ I Q& m) F

4 P8 s% v6 r' r4 ]6 \$ k

1JCH

7 {1 n3 t2 h8 h

  
   / Z4 K& P* [* i& G* J& m

: P0 C. W0 l& z6 t: V

119.5

8 I& B8 u$ ` [- E0 |& w i

  
   ; T/ I) A6 q( b3 h ]* K2 W

, `3 u, d; _7 L7 R. f

125

; z' U% B8 T6 U) Z+ b0 O. X

  
   9 i7 z# N; G+ e# x2 H& V/ b

% A3 @$ L$ p# C

CH3CH3

& F& f) P* u# J4 t* x" x

  
   7 a3 M4 d0 }" x8 D. Q6 o

- z- Y( e e* a6 S% g1 c( _

2J

1 j1 T- E9 E; v0 n+ V& i# X

  
   + X% u1 u+ ~, h# |

6 r+ m! ]" p6 d" n# T

-12.6

7 ~$ y' b$ N2 B" A

  
   + B1 y L+ x1 T( c- j% S7 h/ w

- O( X$ J" h5 d" @. ]) g3 i

: @" P0 |& S8 f8 ]8 N. ]& S

  
   ' }. Q$ G8 g9 _5 ^, Q, h0 R

" ?1 C+ s- b. k

1JCH

' u, w9 `1 ^) \ M- W3 R

  
   6 E4 u' u, s, _! j

( ^' b7 x+ H; S1 \& A8 t

118.9

# m, z" x% q& l

  
   ( s' n4 C! d( i# z% a6 x2 U

8 J, ~- E3 n2 w

124.9

: b+ P X& e. B

  
   * E% |! x' f0 i1 K7 c

8 }5 b; h8 z3 }- Z' {2 X4 d

1JCC

) T, {, @) b7 d, ^! q- z9 z6 N

  
   z# C: ~- r: W1 j, }

; r& n1 ^+ Q# |, p# _

33.8

9 O# X( X. P) e# n5 o

  
   1 R, C" g5 {% P; w7 {0 N3 M; Y

5 d2 y% H( }1 o+ @4 G M& W

34.6

9 \4 }6 I" }! `( |

  
   , {8 Y, j0 ^9 R* e7 d

) a1 V/ p0 N$ n5 c; H7 L, o

CH2=CH2

! M! C+ u1 D; E3 ~

  
   ) x3 A: b( H2 \, u7 U: [

7 n2 t( }& z0 [/ T

2J

4 W, P5 t5 A' t1 U

  
   # e( f' e* D/ `% _- _; X, D7 x

/ q+ l2 O8 o6 J2 P6 f

1.4

/ v# X* ?/ t- ?+ Q, U' |& r& R6 Q

  
   . X; a/ w9 ^3 N: I) _0 ^1 O

7 q* I/ y' e; Z% l' j5 r9 M+ [+ b; w/ f

2.5

; a }" R4 c) u8 O; n

  
   + Y: X u# j0 r @

, [& L: X6 J7 F7 {6 T

3Jcis

+ I/ o7 w/ X& [, z2 G( O6 C

  
   ( H* o' M! e, v- Q4 p

3 b7 B) [' ]& u

10.9

% A! D! g1 t" A# {& L( l! }* c9 K

  
   4 ]* O% {* s& F

8 F' a3 v; d+ w

8~12

2 n# S" E$ X! [

  
   3 J# [! K& q, J6 X5 f

- D6 m+ d) C2 s4 G \! S6 a

3Jtrans

( w1 f; m0 S5 a ]

  
   " u, A' _& ]0 {

. p% n: H: u" b

16.7

: E" M3 H) y, A7 n

  
   ! r" ^$ |) \% T; l1 @$ |

3 v' E& B: M6 K7 h! j2 y

12~18

+ ^4 [% b7 ]7 v+ o6 O

  
   5 |1 q# ]7 d0 E( @1 l% Z, P

4 P# c1 L/ e" ^% G

1JCH

^- n+ v; x( J& C

  
   * I9 }+ |, P2 L& h

" Z- _5 g; J; O; ]

149.5

2 j' }7 a2 p6 A8 J

  
   . r0 A; \! X/ a9 C4 m8 p

$ D/ }2 C, F- f3 D8 Q- T0 _

156.2

9 m$ M$ L' @. U' A9 u. W# {( _

  
   1 v% g. X2 R* [) Q/ _) ?$ Y4 S0 o

! ~& Y4 y: x' `0 O

1JCC

5 `7 B: v4 w( N' _, W+ m6 g' Y' F

  
   / o7 D9 r% F, r$ g/ b+ Z

! A, H; p, d, P! o$ }. T. ]9 p( Q

75.6

% [5 ] y! [& }3 X, M1 F+ a

  
   * A1 Y! r* L( c' J. }% C

, G* ]9 m* a# I5 d* j' D

67.6

) m6 D* ]; J! ]) m3 D; M

  
   : r; C1 f _: h: T, N' q

6 W5 b* S5 y R; [

HC≡CH

' O# H- w0 C0 \3 Q) n, F' {

  
   $ |! T8 N7 S4 \5 h

: d: g4 K$ _5 n

1JCH

( y' l+ P8 @5 g9 S2 ]* W1 i2 }7 _

  
   % ], m8 L- U' ^0 T& O6 J

9 M& R$ D2 ?) `

251.1

7 B+ r& w) k1 O9 E7 ^8 ~

  
   ( D/ @/ g9 k4 }- r$ \9 F+ `$ j# b

% ]6 _4 }5 }5 O1 a

249.0

6 `/ ~5 k/ [; c. A! u3 u3 X

  
   0 @# b$ @! D1 n/ j4 I$ r

$ q0 y0 h% T+ O' J/ n

1JCC

! P/ ]+ i+ j: H; K1 m

  
   , y! X! d* {% Q- h$ I( s

7 Y9 R+ r" j3 ^: G+ p

211.3

2 P! R3 ?: h* b% A

  
   9 @! z; D6 E2 C0 Z

3 K- U5 p% @. v+ k0 s

171.5

6 k8 f0 L2 f; M9 l6 `6 Q3 t9 W

  
   - M0 R E% B; r

" _5 M3 J' `0 v- D9 e

C6H6

0 E3 M9 g1 h1 I2 [; O2 m4 i0 [

  
   8 A2 E9 w' t7 I) O0 ?' w" X

/ Q1 c2 [% B1 S+ u0 @

3J

+ B: n/ I! g2 l' f7 k

  
   - Y4 d) y2 D$ S( l

- N( M, k! @6 m* r" M( n1 f

6.5

+ [) P9 w, j7 \9 k: r

  
   ! H& Z. ~+ k+ `

* q; D; T* e3 B1 e4 e# A

6~9

4 L0 n/ F7 S4 r9 @/ V, S$ D

  
   5 i+ J/ \" \0 J- o0 L- r

& m/ L$ _) |3 ]; k1 v! A9 Y

3J

. B6 B* }; `1 z: P G h: r& p# _

  
   . ]* c9 _5 \" D

+ y4 X1 J$ W& g" I3 X( |4 W

0.9

1 t; v& ^/ E$ \- F* r

  
   ) Z3 ]( \/ V! M* N

- R5 v4 a: j/ Y+ F. o4 o) ~9 Y. a

1~3

( y3 d6 h3 p) f# @% T; ?4 D

  
   " N! J* |1 L: ]8 b& @( F

6 N0 y3 `: j$ j

3J

7 N6 w% R! K/ o. `; ^0 b

  
   + E( I) Z& k1 Y

4 {7 H) G3 a' x" |% N8 R T

0.5

9 ^0 `! W! |6 M, @5 |

  
   ?8 X# }+ V' M( S, M

+ g4 P& F+ D1 W7 ]7 `9 B; h# M

0~1

! Q% M3 @+ H9 v7 f5 p: f8 E ~7 [2 _( ?

  
   $ j. n6 E) v7 f! D

9 W, C5 y; x+ o6 W4 R8 @0 V

1JCH

6 N: B9 q( G7 Q+ C

  
   % @9 v1 w0 w! \$ E$ v

$ z6 u& {1 x8 @

148.7

- C! v& I; I* f- g4 O

  
   ) w! i W3 i9 ], S6 K

4 r0 q, k, ]: E Q8 [. H) }: N

159.0

. Q! r4 T/ x; f! q( p3 Y

  
   5 u' ]5 d7 R7 A! L8 }& m$ ?

4 E4 [9 h: S$ G6 S5 M6 }9 p

1JCC

* |1 Z' U& w0 j" ?) p. z9 r' L6 K

  
   9 f: T9 z3 J) f+ T; g, o

. c0 S+ S9 F. w* x0 }) X7 B1 H& @+ w

59.8

/ @ @7 |7 Z7 |; Q/ O* f

  
   ) |- i8 c$ J9 z) t* i6 D

* _/ b8 \/ r( C3 q- g1 j

: X. z }0 _4 _9 u) A0 s

  
   / I. P4 M4 l @# }' o, L; }

. U6 R9 n4 O0 Q. \

CH3OH

7 r% e1 H7 C" y: X& j& F. C

  
   # u0 [1 c5 s; y' k

/ j: b' x$ ?; {. `* b

2J

- U- N3 v3 a+ C+ A9 ]

  
   / W/ ^+ I( M w

; z. V! a$ Y/ Z" l6 d* X* h5 u5 n

-12.0

# e: Y* p! @6 w# `$ v7 D, P8 C

  
   , e6 ~ {1 t, B% U

) w6 x$ U$ N& [* ]

-10.8

9 v+ h$ D& H2 x: C- X1 f: W9 k& z

  
   # x' S# }4 R5 h6 b' ^: M

& U, i9 D3 C( F4 v1 g4 t6 {

1JCH

2 R! Q1 Q0 C$ W9 }7 G; Y

  
   , C- i i8 ^! I6 ]4 e

' k% u1 m6 y" o4 \1 ~2 U

133.2

2 ?9 A* @( e5 e k8 w8 L& Q E

  
   ' M! {3 |- l, E3 R m+ ]

6 i7 x' b9 }% |5 Q4 }: r

141

4 w$ F/ M) o; G A7 m) J j

  
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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