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1H—NMR谱图解析——分子的对称性和虚假远程偶合

发布时间:2014-07-16 00:00 作者:中国标准物质网 阅读量:1763

分子的对称性对共振谱有很大影响,如两个相同基团的二取代苯异构体中,对二取代仅有一种氢,呈现单峰,邻二取代为AABB系统,间位取代在60MHz射频的共振谱则表现为复杂的AB2C系统,可视为两个AB2相结合构成的自旋体系,可见分子的对称性愈高,谱图愈简单。

一些高对称分子的共振谱除图形比较简单外,还经常具有特殊的积分比,为图谱解析提供方便。分子中含有不对称碳时,谱图复杂化。

虚假远程偶合

虚假远程偶合是具有一定结构化合物的共振谱中经常出现的现象。所示的是一种多环化物3一位氢,只有2个近邻2一位氢,按照(n+1)(n’+1)规律,应呈现四重峰,但实际测量的却是1个复峰,复峰的产生,好像1一位氢与3一位氢也发生了远程偶合。但实际上J1,3=O,并不存在远程偶合,这种现象称为“虚假远程偶合”(virtual long—range coupling)。

这种现象的产生,是由于1,2一位上的氢的化学位移很接近,同时又有相当大的偶合常数(J1,2),这2组氢的关系非常密切,以致2一位氢不能单独与3一位氢发生作用,而与1一位氢联合起来,共同对3一位氢发生偶合作用。

所谓虚假远程偶合,是当把本来密切相关的事物,人为地孤立起来处理行不通时产生的一种概念,它只是对于n+1规律应用在一些特定情况下发生故障时的一种不够恰当的称呼。本来n+1规律是不严格的,用以分析图谱是有条件的,一般说来,对于一个AmBnXp系统,其中Jax=0,若B与A间的化学位移差距足够大,符合式要求时
JAB<1/3(VA一VB)
对X的分析,可把A除去,将X看作是BnXP的XP部分。这是因为B与A间的关系不大,可以单独对外发生作用。这时不会产生所谓的虚假远程偶合。

当VA、VB相差不够大时,在普通仪器上会出现虚假远程偶合。然而在超导仪器上△VAB加大,这种偶合就可能消失。但是△VAB=0时,这种虚假远程偶合,无论多强的磁场都不能消失。

假象简单图谱

有些谱图,理论上有好多条峰,由于某些峰强度太小,或有些发生重叠,实际上呈现比预期简单得多的谱图,给人以假象,很容易误作为一级近似处理,因而将偶合常数搞错。这类图谱称为“假象简单图谱”(deceptively simple spectra)。

遇到假象图谱,可以改变溶剂,以期得到更多的有关偶合常数的信息。

与此有关的还有由于化学位移发生巧合而使谱图简化的情况,其概念与假象简单图谱不同,用改变溶剂的方法也可能将巧合的谱峰分开。

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