核磁共振磷谱(2)

核磁共振磷谱(1)中我们已经了解了一些典型化合物的磷谱的化学位移,然而,磷谱的更主要应用在于利用耦合常数确定键连关系。

磷谱的耦合常数J往往比氢谱大得多,可达1000Hz,磷的耦合通过骨架中的σ键传递,并且没有明显的Π效应。一般而言,磷的耦合常数随着键连距离增长而减小,但是常常能看到3J比2J还大的情况。

P-H耦合非常普遍,但是随着距离衰减很快,虽然1JPH达到400-1000Hz,到了4JPH已经很难观测到了。在这种耦合过程中也存在氟效应,即由于氟原子的超共轭效应,使得二氟膦烷(181.7 Hz)比膦烷(189 Hz)的耦合常数还小。
    对于2JPH,可以画出Kaplus图,来表示二面角对耦合常数的影响:

当然,二面角Θ并不是影响耦合常数的唯一因素,还与键长等多种因素有关。

磷与碳核的耦合也是很重要的一种耦合方式,并且耦合常数显著受磷原子上的孤对电子影响,尤其是在三苯氧磷中,1JPH高达104.4。

如果两个磷原子离得足够近或者化学位移相近,还会观察到PP耦合,如下图,虚线表示立体效应的影响。

如果磷与另一个金属中心紧邻,那么还有可能出现P-M耦合,PM耦合常数随M-P键s成分的增大而增大,并且随着金属中心氧化态的上升而减小。与对应的磷酸盐配体相比,亚磷酸配体的PM耦合常数要大50-100%。

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