双碳醇水溶液的1HNMR实验与理论分析.PDF

物理化学学报(Wuli Huaxue Xuebao) Month Acta Phys. -Chim. Sin. 2017, 33 (X), 0001−0009 0001 [Article] doi: 10.3866/PKU.WHXB201705124 1 双碳醇水溶液的 H NMR 实验与理论分析 叶 斌1 张 健2 高 才1,* 唐景春1 1 2 ( 合肥工业大学汽车与交通工程学院，合肥 230009 ； 合肥工业大学电气与自动化工程学院，合肥 230009) 1 摘要：采用核磁共振氢谱( H NMR)和量子化学(QC)方法研究不同温度下乙醇水溶液和乙二醇水溶液中醇与 水之间的相互作用。观察实验结果发现两种醇水溶液中水质子的化学位移呈现两种不同的变化趋势。随着含 水量的增加，乙醇(ET)水溶液中水质子化学位移急剧降低，而乙二醇(EG)水溶液中水质子的化学位移缓慢 增加。两种醇水溶液中的羟基质子随着浓度的增加，其共振峰移向低场。不同温度下随着浓度的增加两种醇 水溶液的烷基质子共振峰单调的移向低场。几何结构优化结果表明醇羟基质子与水质子之间氢键的形成弱化 了醇中 O―H 键，从而导致其键长增加。值得注意的是在相同的极化作用和扩散作用下采用密度泛函理论 (DFT)(B3LYP)计算得到的ET 和EG 的C―H 键，C―C 键和O―H 键的键长值大于采用HF 理论计算得到 的结果。与此相反的是采用HF 理论得到的ET 和EG 的O―H···O 键强度大于采用DFT(B3LYP)理论得到 的结果。几何构型优化结果与实验结果相吻合。在NMR 化学位移的计算中，就文中所提到的理论水平而言， DFT 要优于HF。而对于同一理论，其基组越大，计算值越接近实验值。 关键词：乙醇；乙二醇；核磁共振氢谱；化学位移；Hartree-Fork 理论；密度泛函理论 中图分类号：O641 Experimental and Theoretical Analysis of 1H NMR on Double-Carbon Alcohol Aqueous Solutions YE Bin1 ZHANG Jian2 GAO Cai1,* TANG Jing-Chun1 1 ( School of Automobile and Transportation Engineering, Hefei University of Technology, Hefei 230009, P. R. China; 2School of Electrical Engineering and Automation, Hefei University of Technology, Hefei 230009, P. R. China) 1 Abstract : In this study, H nuclear magnetic resonance (NMR) measurements and quantum chemistry (QC) studies of ethanol (ET)-water mixtures