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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。

% g' ]; q7 N9 }5 {2 w; k5 b2 Y

可能是其他因素的影响。

1 W# O' }9 O# k4 W5 J8 J1 V
[此贴子已经被作者于2010-1-10 17:23:12编辑过]
& o I- f7 L( 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。

3 Z1 F7 o+ L0 d4 R+ V# F' `1 Y" J0 W, 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。

* h# k. _7 g7 z) S$ f e

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。

6 @1 m+ I+ ?( f% Y

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。

/ l& k* T+ S4 y* N) B' o

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 x1 R# i7 F7 I2 D( o

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+ z$ x# Z6 v$ ~- Y0 q$ Q- E5 N" L8 v5 e" n+ A( v: h, Z
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发表于 2010-1-11 10:06:25 | 显示全部楼层
7 t# A% M5 N) ~9 P2 o8 Y

偶合常数的计算

% d8 c3 O6 r0 ~! C
7 [8 u1 h1 C3 O3 z; q2 q& n. ?" N3 A, `/ V& B( |! w% b/ S3 k: W) ~+ q; K3 |9 X! k, w) q
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
: c7 u3 P3 G( u6 _% k- } ( h: M+ ^( g; w3 U2 a! u+ _ f7 @5 k: w# q/ |# \. a/ ^* N" ?( Q! v) |" D: ? ?% w5 ]2 O1 _" V& e; {* e8 n/ S1 g' `8 l: p$ R. ?5 j* K/ ?. _5 l1 v, h: ~4 E e# n3 N1 ?. V3 O8 J& [1 U' L: w( a( _* C& \; K2 e. J: D+ N, g: A, v, z8 }3 j$ @; O! y5 I7 ?2 z, g0 H4 f1 p+ h, l8 t1 O/ M8 s8 ~6 z, B' X% ^3 v# U6 ^) y. ] e8 R; c. U, f$ } Z" D! d, F$ z! D2 Z1 x4 b; T3 @% O! O& a8 C7 T" V. H$ V3 _# I, k7 p" c$ L) p( a8 |" s' X- t T% e& M$ K3 O% v* N7 L, ^7 r" v& s l* D Z9 l" D( g/ z0 k- Z8 @$ c% x7 p0 |9 b2 v" N0 b) G' m$ X+ V1 Z3 K1 r+ ^/ |. w. O; ^, E3 ^9 e) k4 d3 P7 G+ L* _- a+ w; X. |8 Y; y' j6 f( Z# J f: Y) z% w8 o+ M! [& T! T5 r; b* d) n# n0 G( Z2 }" _' ^- p: v7 v5 Q, j: T+ @9 G9 l/ V2 y# s7 K( l6 z0 s8 h7 X; ^8 \; n* ?& s4 t. h$ o9 P O! B8 f! N8 P. r" N J8 n% o2 A2 G# Y4 W5 I3 g" i0 v4 S( f6 B( f/ f- B" e! f, M/ m$ V" ~: V k7 [( S: L* j7 M0 d, W/ B/ }9 c! |4 a" a' B- Y4 k. e( w, D: E0 l& n# p5 o/ t& R: ^7 ?- H" w( B# R4 G( g! A3 M$ f" E) t5 i6 ?! ?5 e2 _% a* V! D. S# g2 u, `2 n* x4 }0 u; t4 q4 ~ _' G6 ]" @, q7 E. K9 I7 z# S4 K1 R9 }' W/ K2 k0 ` @! e8 I( V% {8 V4 f7 c. A6 D0 l9 C( T Q6 _2 |6 i) o, O) _" I, ?6 T+ |8 k2 _# ]7 W. ]( F- E' f: y; W! f+ R5 v( P# _$ s {+ ]# u; [' C7 }! A, \1 J$ q' A4 l/ N Y! |: w% b. e3 N2 e" R9 J: B5 ] C: c& ]+ j& p# S" r3 p2 U$ [& {* S+ ]: E) F8 u" L; @# \( e) P6 q% ?5 h9 l& t! R3 g( Z, Z: m- i3 I$ p9 _. [& d( Y* Q- K+ B3 d9 d7 [7 ?/ M4 |9 f) ?+ P) z/ F/ S# ^- B5 r1 B K, I" g* {8 o* w; `/ e, q# o- t% ]! B) h3 L2 X: Q) H1 I. l/ }: k/ S& l& ]/ S2 m1 a! b2 P, B2 h2 z6 u y$ b% P) c: I3 u- s `: l; J% ~( Q5 a, {8 `6 ?' z$ @" G% U3 _2 s. t8 }7 F: ]9 I$ o# D1 T. N# Q' j3 h, s3 ^, ~+ _8 Z% w9 R5 i7 S+ M" C& ~/ y3 Y: c9 U6 d3 p5 q) Z2 `1 f9 E5 a8 G: f8 y# Y+ \/ [2 e, E7 B, V( A) t+ A- G; V4 B5 _) D- r5 ^& R5 @3 |; Z0 u0 t2 N+ W$ _! d2 y U1 u+ \" \! a# @3 n, e: t+ C8 Q# G6 O# B" e: \% I8 X! H! q7 B* @4 m7 R+ M; B& f& c- V4 S2 t! Q' J. ]3 _0 |5 s$ N# b6 \! v" X+ s: X6 R7 m' \8 b$ A @# j( `9 p+ a/ M% y% @1 l+ r5 O. @) P3 r/ L* A. f9 d9 }, M- @# e& u5 W, Z$ C' \# z$ G, O+ A& F/ M* c& h9 j2 {9 s! b, X: o* P* l8 r9 M5 y# V% \4 c3 i2 t* \) {+ ^1 h
   * e" } p7 m# F0 m+ h9 \: V

' c: n8 u1 W; n# j( D$ I4 C! z7 c

' S; ^: h0 g/ y+ W

  
   , B9 k% u1 ~7 Y) m( G; y

, f; t2 D9 `/ Q. H

J偶合常数

3 L! `2 X: u! p6 \5 }

  
   - u2 m7 ]/ |! S) m# B% T+ e# `7 s

& b8 `" t1 [# E7 R! r4 ^

计算值

8 @6 u+ k. ~' f9 F% c4 V4 H% q8 j

  
   0 ]7 E- q N0 F* b. y. V2 D

W: C/ [/ k" w0 S' [/ f w6 r( d

实验值

# x) n; s' m4 W4 {

  
   4 \( K, t- v9 {0 a; ?

6 r( d) C, Z6 X, s- V# S4 R% T) w ~

CH4

- L$ v+ G7 C2 g; ]3 t' I

  
   $ z/ t! r. O" a

& I' E: e# O+ f+ l

2J

8 j) O) J& a9 E

  
   8 H; W' G8 E. A( i% i8 {

/ g3 V; O1 |; }1 `6 v1 _7 }' G+ V

-12.4

- D; ~2 g$ x3 o, K5 R8 b7 \

  
   7 V7 k$ e' T% U# t" v, o

! W& g1 N; g% b, y+ |! K

-12.4

I" ~; C: @1 b

  
   8 W- c( N1 \/ q$ j. F: u4 q( S

& y# j0 G8 t/ {4 I& X& D

1JCH

& S9 j1 H9 C& }$ l0 `+ i/ y

  
   3 |' Z) i# Z/ O/ J$ ~

$ m$ T3 v0 D0 l2 w# c+ ~ K9 ^

119.5

8 }3 a& O6 \/ e) @

  
   ) L: m! ^8 p$ L, f

+ k5 ]$ S6 L* o$ | F

125

$ J, @5 Z2 C5 v. `' Z c

  
   6 L5 ?1 X X& k; j+ `6 a: {# G

- z% x7 H+ `* {9 ~$ _3 q0 D& Y

CH3CH3

2 m$ @" }, K9 e1 G

  
   . K* |( F! p9 S( S- r& m$ O5 }

, t6 k, R% |' [" Z

2J

8 w+ O7 }# c& w# a) \

  
   / @3 F% f) N/ D

. x b) d- V" { U2 q

-12.6

7 g+ N. _* E! ~1 {: c) q! O# o

  
   2 O! c, z/ v( Q/ ~- u: g

9 r. Y- W4 l3 n' L: s0 U

6 M( W( ^/ c9 A. L7 R2 ~; o/ k

  
   ) a$ o+ [# g! L. M" l; |

% p5 q1 \" x$ n9 `' S. t/ G2 a4 |

1JCH

' `$ `; g1 Z9 O* _ b- w

  
   $ q9 f* @4 y9 p

# `4 y1 s2 x: F, z6 }' e$ H, y

118.9

) ]( Q& X5 Z: U, P

  
   7 D3 m' N$ [$ v' J S

, E1 C6 d% G+ ?& q* e* Q

124.9

% M7 W9 m3 P3 `( m( q0 s9 Z9 O

  
   2 @8 X; o2 L9 t6 p

# r+ h; Z4 u( ?1 Y- S) m, H, D

1JCC

/ e+ X+ m1 e+ z/ r% x

  
   ) P$ k- z. F" j! U6 i

# F4 X: f+ f; Y+ d% V; O

33.8

( p1 M0 e! q9 m% U

  
   # [1 ~2 J& z$ i) [" G- o4 ~ E

, Z9 b+ \7 D; h. m- |+ R- R

34.6

/ |3 E5 B6 A- z3 k- O7 ?* E. u7 B4 n

  
   ! M0 G6 r( p& I4 ] r, |% L, g

4 h/ e, `( u8 t* D$ O3 o

CH2=CH2

) J) |4 ^' o" t$ k3 L' g

  
   : n/ k0 X* ]/ X

$ e" t) {$ p! B% O

2J

! G! a8 j) U* @7 b, H

  
   . j5 K1 K- n4 v1 H' \

" \. a# M7 y/ L+ N5 d4 i

1.4

& K7 I3 t! y# |3 C2 K8 y" ]

  
   5 |7 q' {* y) {6 w% c

! Q5 P* C3 O3 |8 G( @

2.5

# M3 k4 \! h: U2 ?& L2 x$ @

  
   # P- l" i8 S) w* D6 D; L8 l

+ |) ^, r+ K" t4 ^2 q( A

3Jcis

) T' Z7 z, W# ^& r- F* n

  
   0 t. \! L1 q2 z9 z4 t/ C7 i

& V/ D1 M4 o0 z* P9 [

10.9

1 p; Y. t1 B& E8 ~) n

  
   1 r( N$ R0 ]0 U

0 E8 l% n y! v2 e+ O* @ {+ _

8~12

l9 J! d( R3 p& Y! P

  
   y9 Q* {% \; ~* ~; C) \

" l9 g% O* i4 ]6 t% S

3Jtrans

I% t" b% {2 u

  
   9 }. C! P* E3 X+ m$ v

* v* g7 y( k+ ?$ b$ ~

16.7

3 W: \( H- g' O. [

  
   4 v b; ^( t; T) E

5 [3 a" L. ?9 l6 y

12~18

3 c- K& F1 `. h- Z- q# s! P

  
   9 w! T" e) i ^% A7 A

1 |; e: d4 d4 q T- w3 ^

1JCH

: n" x" |- x0 Z9 p

  
   # B& x4 G# p4 ~) X' w0 f) {

! X; _$ k. K6 t9 L9 e! [

149.5

* M* P6 W7 ^: }( O* c5 w7 x4 Q

  
   ! u* c$ o+ A2 a5 ] t- e3 r

# y, z3 n$ [# M8 j* E

156.2

0 x: f& ~9 V5 I/ a7 \

  
   : R; F& H1 n7 U7 i- J

( S8 e, ]& Q) c

1JCC

" H9 A9 ^5 ^ u% L8 V

  
   ) d6 N& m+ C* e5 T; d0 y

: o) k$ v, \* ^) s, X8 A

75.6

. Y* z8 I6 F% P6 |+ ?

  
   " I, ^; `' N6 m5 v. m2 s

3 v# X5 k0 k2 O" A3 z/ B! c

67.6

" J" c: O( W8 p( V' b

  
   & A3 C: x% S j- r$ X) u

/ i h' a8 V- z/ z" \3 a

HC≡CH

5 b# j$ f) y+ H$ G6 @

  
   3 N' l% d5 o' G2 h% G8 N) X$ d

5 c3 ]0 x. \1 x D

1JCH

- g9 A5 V, q( s) N+ L

  
   s2 K. s+ h0 r" V6 C; F. V

- t2 _: ~& j% U- o& p1 s

251.1

0 t/ [* L! j K# D

  
   4 ^- S, e$ c% V+ v5 j

; _" k$ S, p4 a' L0 P% m* e

249.0

8 r- w1 C4 R$ M" W7 j. K9 p

  
   * E" W# ]* l' }8 d5 q7 w

# V. O+ H! f5 X- x& S

1JCC

& l: A. f1 J0 I* A- z/ D+ q2 k/ Y

  
   0 h* E! J+ i T/ T# \. U7 d

* y$ x+ l: Z2 k0 W0 g w

211.3

4 y& s0 i, ]0 k( d" S$ h; c3 i

  
   # S+ F0 y, i* h" W9 P; O0 }

" a- r* K0 Q- j% J0 g! ~3 h7 u( h3 F# O

171.5

, x; f' s( e5 i7 g. q. U

  
   , X' P3 Y: R$ ~" w& p+ H' c1 L( E

y1 k' ~) `, l w% r- i+ v

C6H6

7 q$ H6 m* T, [& N% ?: e

  
   , t5 M/ `+ c9 Z1 X9 e: L- d

1 Y: s* R( y, R4 U. D

3J

; A+ d: N) a; [; L* F* ^

  
   - N- i0 l" h* K% T# F: |

8 E2 H4 C& k5 \( D4 a. D

6.5

$ V/ |- |" a7 A- l

  
   + [% J4 M! r) |

; P) a1 c& l/ ~9 R! G

6~9

9 P9 K- P; @# N, R9 I

  
   % H5 X: C; d7 [+ ]

8 F2 D, B( S0 V! |" Y2 R( @

3J

! N3 K! U+ |; s) |5 u2 H7 t+ U r

  
   % N) G4 B, v) ?* t$ i% S( W

8 g, q; h8 h1 f0 L0 |

0.9

8 Q- E' m: H+ q& R" l( G7 F; S

  
   8 _6 I6 K& P: E+ b$ `

6 B: R! [. o: Q$ s

1~3

- ?2 e7 \& T1 H* N

  
   ! c# C. e) Z$ q9 ~; ^, y

" ]- M2 I7 Z4 O, f& t9 x6 U! D

3J

3 p/ J- W5 |( r4 M% F- m

  
   / b* g) S& y# ~: W+ M4 e- W0 a2 Z* q$ w. _

6 r: h" t x% W7 r4 S9 [. G

0.5

2 B* F. `/ h, M" `. u

  
   + P3 V5 }! n ?

0 i* H5 j1 [6 E7 I% P0 c( N

0~1

% j) V- `6 g# p

  
   . i3 H" v7 y4 {$ Q% X+ ^3 }

. f4 N; O' j3 G) y/ \% ~

1JCH

3 P. b6 n, z' A+ `

  
   ) R( N7 J/ H3 p

* i6 P/ b7 }3 D T( K; I2 |0 a( h

148.7

$ c# @; O1 O0 v( H) u9 z8 [

  
   ( o" y, J! V; x4 D

% ^$ L# x$ w3 G3 b/ o' S, Z

159.0

H, G( M$ |; W9 x0 U' ^

  
   ) X% s( Q- J! D, H; F

9 \/ a' w* @5 f6 z( l0 s: \

1JCC

9 i6 ?% f0 n3 }' n9 t- O6 ~

  
   - i& H4 f c1 ^. q

: f: h* y, x+ e3 ?. B1 m

59.8

& {/ X) \, F2 z

  
   7 ?0 B7 G/ `( g; }

7 W% Q) x/ l( \3 q# E5 U

. W4 w# o( z/ Y

  
   8 ]% m$ E$ C1 R* V! O6 m

T+ K3 T$ @& s, j7 G

CH3OH

2 f4 D- B6 T& G- J

  
   ' |/ j% k O# @* O3 _: V' \ C

4 d4 R: D" h: L$ y0 {

2J

1 w/ a$ P4 `; T+ ~1 H

  
   ! @2 F+ T5 Q) a. \( m

% o6 L1 I$ E2 M4 f

-12.0

) u' M- l9 |: t4 F* u

  
   / q! d1 }, [% ?8 C2 R( Z7 Z7 K, v* V

1 z0 o' `2 _! Y4 s( a

-10.8

9 p" N* T6 y' g. K% M

  
   / J5 h, `! y! W; C( D& ^; `+ h$ ]$ g

6 F. j7 A+ v$ P5 t# u' C: Y ~/ A

1JCH

; u, k5 C; D$ ^) ~0 X _2 {/ H

  
   : E; X9 n- |" ]5 b

. _' T* ]# K/ N; l1 N

133.2

G5 p- s) L6 x# b

  
   + j6 l' W8 E$ b6 v

; Q; ^3 L, L' s0 r( }5 A* n- V

141

6 D% ^+ B2 y: g+ D7 _

  
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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