3.8: Спін-спінові муфти в жорстких системах

Last updated
Save as PDF

Page ID: 26121

\( \newcommand{\vecs}[1]{\overset { \scriptstyle \rightharpoonup} {\mathbf{#1}} } \) \( \newcommand{\vecd}[1]{\overset{-\!-\!\rightharpoonup}{\vphantom{a}\smash {#1}}} \)\(\newcommand{\id}{\mathrm{id}}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \( \newcommand{\kernel}{\mathrm{null}\,}\) \( \newcommand{\range}{\mathrm{range}\,}\) \( \newcommand{\RealPart}{\mathrm{Re}}\) \( \newcommand{\ImaginaryPart}{\mathrm{Im}}\) \( \newcommand{\Argument}{\mathrm{Arg}}\) \( \newcommand{\norm}[1]{\| #1 \|}\) \( \newcommand{\inner}[2]{\langle #1, #2 \rangle}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \(\newcommand{\id}{\mathrm{id}}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \( \newcommand{\kernel}{\mathrm{null}\,}\) \( \newcommand{\range}{\mathrm{range}\,}\) \( \newcommand{\RealPart}{\mathrm{Re}}\) \( \newcommand{\ImaginaryPart}{\mathrm{Im}}\) \( \newcommand{\Argument}{\mathrm{Arg}}\) \( \newcommand{\norm}[1]{\| #1 \|}\) \( \newcommand{\inner}[2]{\langle #1, #2 \rangle}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\)

Труднощі в інтерпретації спін-спінових муфт дуже часто зустрічаються в більш-менш жорстких складних молекулах, таких як циклічні сполуки. Існує кілька причин для очікування труднощів. По-перше, як показано для оксиду стиролу, протони сусідніх метиленів у жорсткій системі, як правило, матимуть принаймні дві константи спін-спінового зв'язку, які відповідають взаємодії між різними комбінаціями цис та транс-протонів. По-друге, J для протонів на сусідніх вуглецях показує сильну кутову залежність і, як наслідок, муфти в більш-менш жорстких системах змінюються між нулем і значеннями, які зазвичай зустрічаються для речовин з відкритим ланцюгом. Крім того, слід пам'ятати, що всякий раз, коли J є великим порівняно з хімічним зсувом, жодне розщеплення або хімічний зсув не може бути очевидним у спектрі. Прикладом може служити циклопентанон, який показує тільки одну лінію протонного резонансу.

Подальше і серйозне ускладнення вводиться в жорстких системах, коли хімічно еквівалентні ядра, які знаходяться досить близько один до одного, щоб бути сильно пов'язані, також сильно пов'язані з іншими ядрами. ⁷ Відмінну ілюстрацію дає 1, l-діфторетилен. Тут лікування першого порядку прогнозує чотири резонансні лінії однакової інтенсивності, оскільки кожен протон повинен бути з'єднаний з двома фторами з різними константами зв'язку, один фтор - цис до даного протона, а інший - транс. Однак спостережуваний спектр показує десять ліній (рис. 3-10), і в детальній математичній обробці спін-спінової зв'язку для цієї молекули важливий внесок у розщеплення вносять як фтор-фтор, так і протонний зв'язок. Як правило, можна очікувати ускладнень від зв'язків між формально еквівалентними ядрами скрізь, де такі ядра розташовані так, щоб мати різні внутрішньомолекулярні константи зв'язку з іншими магнітними ядрами.

Знімок екрана 2022-07-27 в 7.02.17 PM.png

7 Н. М. Макконнелл, А.Д. Маклін, і К.А. Рейлі, Дж. Фіз., 23, 1152 (1955).