《五氟苯甲醇溶液结构研究》-毕业论文.docVIP

PAGE 1 LUOYANG NORMAL UNIVERSITY 2012届本科毕业论文(设计) 五氟苯甲醇溶液结构研究 院（系）名称 化学化工学院 专 业 名 称 化学 学生姓名 学号 080614092 指导教师 副教授 完 成 时 间 2012年05月 五氟苯甲醇溶液结构研究 洛阳师范学院化学化工学院 学号：080614092 指导教师： 副教授 摘　要： 本文所测定的是五氟苯甲醇溶液的结构，我们通过测定溶液中氢的化学位移，从而进一步判断五氟苯甲醇溶液的结构，结果表明溶液中五氟苯和甲醇是通过碳氢氧氢键的形式存在。 关键字： 五氟苯 甲醇 结构 1 引言 晶体结构可以通过Ｘ－射线单晶衍射仪测得，而溶液的结构没有直接的实验测定方法，所以研究比较具有挑战性。 Ｘ Ｘ为含有O富电子原子或者基团的原子 氢键 O的孤对电子与π静电作用 H C 溶液中到底是形成氢键还是孤对电子－π静电吸引相互作用？我们通过氢谱来确定。 什么是氢键？氢键（Hydrogen Bonding）是指与电负性极强的元素X相结合的氢原子和另一分子中电负性极强的原子Y之间形成的一种弱键。可以表示成X—H…Y[1]。氢键的本质是静电吸引作用。氢键的键能一般要比共价键弱，但比范德华力强。氢键与范德华力还有一个明显不同之处就是前者具有饱和性和方向性[2]。氢键虽然是一种弱键，但由于它的存在，物质的性质出现了反常现象，影响化合物的熔沸点，对物质溶解度和酸性也有影响，主要表现在形状结构等方面受到了很大的影响[3]。氢键不仅能存在分子之间，也能存在与分子内部。例如，邻硝基苯酚可以形成内氢键，而间、对位硝基苯酚则不能形成内氢键。总之，氢键相当普遍的存在许多化合物与溶液中[4]。下面将从氢键的形成、特征、对物质结构和性质的影响和应用前景等方面逐一论述。氢键由于广泛存在与化合物中，因此在研究化合物的性能时，氢键起着重要的作用。氢键的键能介于共价键和范德华力之间，其键能小，形成或破坏所需的活化能也小，加上形成氢键的结构条件比较灵活，特别容易在常温下引起反应和变化，故氢键是影响化合物性质的一个重要因素[5]。 什么是氢谱？氢原子具有磁性，如电磁波照射氢原子核，它能通过共振吸收电磁波能量，发生跃迁。用核磁共振仪可以记录到有关信号，处在不同环境中的氢原子因产生共振时吸收电磁波的频率不同，在图谱上出现的位置也不同，利用化学位移，峰面积和积分值以及耦合常数等信息，进而推测其在碳骨架上的位置[6]。在核磁共振氢谱图中，特征峰的数目反映了有机分子中氢原子化学环境的种类；不同特征峰的强度比（及特征峰的高度比）反映了不同化学环境氢原子的数目比[7]。 氢原子在分子中的化学环境不同，而显示出不同的吸收峰，峰与峰之间的差距被称作化学位移；化学位移的大小，可采用一个标准化合物为原点，测出峰与原点的距离，就是该峰的化学位移[8]，现在一般采用(CH3)4Si(四甲基硅烷TMS)为标准化合物，其化学位移值为0。 由于相邻碳上质子之间的自旋偶合，因此能够引起吸收峰裂分[9]。例如，一个质子共振峰不受相邻的另一个质子的自旋偶合影响，则表现为一个单峰，如果受其影响，就表现为一个二重峰，该二重峰强度相等，其总面积正好和未分裂的单峰面积相等。自旋偶合使核磁共振谱中信号分裂成多重峰，峰的数目等于n+1，n是指邻近H的数目，例如CH3-CHCl2中CH3的共振峰是1+1=2，因为他邻近基团CHCl2上只有一个H；-CHCl2的共振峰是3+1=4，因为他邻近基团-甲基上有三个H。注意，只有当自旋偶合的邻近H原子都相同时才适用n+1规则。当自旋偶合的邻近H原子不相同时，裂分数目为（n+1)(n+1)(n+1)。例如化合物Cl2CH-CH2-CHBr2中，两端两个基团-CHCl2和-CHBr2中的H并不相同，因而-CH2-应该裂分成为(1+1)(1+1)=4重峰。又如ClCH2-CH2-CH2Br中-CH2-该裂分为(2+1)(2+1)=9重峰。核磁共振氢谱中，峰的数量就是氢的化学环境的数量，而峰的相对高度，就是对应的处于某种化学环境中的氢原子的数量。使用核磁共振仪自带的自动积分仪可以对各峰的面积进行自动积分，得到的数值用阶梯式积分曲线高度表示出来[10]。不同化学环境中的H，其峰的位置是不同的。峰的强度(也称为面积)之比代表不同环境H的数目比。例：CH3CH2OH中，有3种H，则有3个峰，强度比为：3:2:1。CH3OCH3中，只有一种H，则有1个峰。CH2=CH-CH3中，有三种H，个数比为：2:1:3　一氯苯中：有3种H，个数比：2:2:1　CH3COOCH3中有2种H，个数比3:3or1:1。 2 实验部分 2.1 试剂 实验所用试剂五氟苯以及氘代甲醇从A