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cat-liujiang

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[交流] 互變異構(gòu)體NMR解析

之前發(fā)了一個(gè)帖子，敘述了液相制備過程中遇到的糾結(jié)事http://www.gaoyang168.com/bbs/viewthread.php?tid=3539579，大致的情況就是液相中保留時(shí)間相距很遠(yuǎn)的兩個(gè)峰，在分離完成后再檢測的時(shí)候發(fā)現(xiàn)，這兩個(gè)成分根本沒有分開，各自依然呈現(xiàn)與分離前完全相同的兩個(gè)峰，只是峰的大小略有改變，之后重復(fù)了幾次試驗(yàn)，排除了試驗(yàn)操作的失誤，在與導(dǎo)師討論后，導(dǎo)師確定這兩個(gè)化合物其實(shí)是一對(duì)互變異構(gòu)體，很難得到徹底分離，讓我直接根據(jù)混合物的NMR信息解譜，我表示壓力很大，現(xiàn)發(fā)帖與蟲友討論，互變異構(gòu)體的結(jié)構(gòu)解析問題，望大家不吝賜教！
以下信息轉(zhuǎn)自維基百科：http://zh.wikipedia.org/zh/%E4%B ... 2%E6%9E%84%E4%BD%93

互變異構(gòu)是某些有機(jī)化合物的結(jié)構(gòu)在兩種官能團(tuán)異構(gòu)體間產(chǎn)生平衡互相轉(zhuǎn)換的現(xiàn)象，相應(yīng)的異構(gòu)體則稱為互變異構(gòu)體。大多數(shù)互變異構(gòu)都涉及氫原子或質(zhì)子的轉(zhuǎn)移，以及單鍵向雙鍵的轉(zhuǎn)變�；プ儺悩�(gòu)體在平衡中的分布與具體的因素有關(guān)，包括溫度、溶劑和pH值等。

互變異構(gòu)可被以下因素催化：

堿——去質(zhì)子化 → 生成離域的陰離子，如烯醇負(fù)離子 → 發(fā)生在相鄰位置的質(zhì)子化
酸——質(zhì)子化 → 生成離域的陽離子 → 發(fā)生在相鄰位置的去質(zhì)子化
常見的互變異構(gòu)包括：

酮 - 烯醇，例：丙酮。參見酮-烯醇互變異構(gòu)。
酰胺 - 亞胺酸，例：腈水解反應(yīng)。
內(nèi)酰胺 - 內(nèi)酰亞胺，雜環(huán)中的酰胺-亞胺酸互變異構(gòu)，例：鳥嘌呤、胸腺嘧啶和胞嘧啶。
烯胺 - 亞胺
烯胺 - 烯胺，例：磷酸吡哆醛催化的酶反應(yīng)。
質(zhì)子轉(zhuǎn)移互變異構(gòu)（Prototropic tautomerism）可以看作酸堿反應(yīng)的一種，涉及質(zhì)子的轉(zhuǎn)移。
環(huán)內(nèi)互變異構(gòu)（Intra-annular tautomerism）是質(zhì)子轉(zhuǎn)移互變異構(gòu)的一種，其中質(zhì)子可以占雜環(huán)中的兩個(gè)或多個(gè)位置，例如：1H-和3H-咪唑；1H-、2H-和4H-1,2,4-三唑；1H-和2H-異吲哚。
環(huán)-鏈互變異構(gòu)（Ring-chain tautomerism）也是質(zhì)子轉(zhuǎn)移互變異構(gòu)的一種，還伴隨有化合物鏈狀結(jié)構(gòu)與環(huán)狀結(jié)構(gòu)的轉(zhuǎn)化，例如葡萄糖的醛式和吡喃式。
價(jià)互變異構(gòu)（Valence tautomerism）涉及化合物成鍵電子的迅速重組，例如瞬烯以及某些雜環(huán)化合物中存在的鏈狀-環(huán)狀互變，如疊氮化物 - 四唑。價(jià)互變異構(gòu)體與共振結(jié)構(gòu)和內(nèi)消旋化合物不同，涉及化合物的分子結(jié)構(gòu)是不同的。

[ Last edited by cat-liujiang on 2011-9-2 at 12:23 ]

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1樓 2011-09-02 12:19:47

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leimiao_hit

木蟲之王 (文學(xué)泰斗)

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★
cat-liujiang(金幣+1):謝謝參與
cat-liujiang(金幣+3): 謝謝 2011-09-02 15:53:45

光照、溫度等條件基本不變，平衡比例應(yīng)該也不會(huì)變

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6樓2011-09-02 15:37:18

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cat-liujiang

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以下討論轉(zhuǎn)載自：http://bbs.instrument.com.cn/shtml/20100329/2470291/
互變異構(gòu)體能否被NMR檢測到，與兩個(gè)互變異構(gòu)體之間的在某一溫度下的互變速率（或者說每個(gè)互變異構(gòu)體的穩(wěn)定性）有關(guān)，如果存在互變，可以通過變溫實(shí)驗(yàn)觀察到峰的分裂（向低溫變化）和融合（向高溫變化）。

很多化合物在室溫溶液中以互變異構(gòu)體平衡狀態(tài)存在，液體NMR是判斷這種現(xiàn)象的有效手段。改變測試溫度，可改變這種平衡。

如果一個(gè)化合物，比如乙酰乙酸乙酯，乙酰丙酮，1，3-環(huán)己二酮等，NMR圖譜中會(huì)顯示酮式和烯醇式兩種異構(gòu)體混合物的信號(hào)。

潛在存在平衡異構(gòu)物的結(jié)構(gòu)有: 酮式與烯醇式, 酰胺類.

做變溫NMR吧,做系列溫度的核磁,然后看高溫低溫分別對(duì)應(yīng)哪個(gè)異構(gòu)體

改變?nèi)軇? 會(huì)改變兩者的相對(duì)量. 從積分比例可以判定出為哪兩組峰, 進(jìn)一步進(jìn)行化學(xué)位移的歸屬.

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2樓2011-09-02 12:25:55

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pal2004

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cat-liujiang(金幣+1):謝謝參與
cat-liujiang(金幣+5): 受教了，謝謝！ 2011-09-02 15:52:39

兩個(gè)互變異構(gòu)體，如果能夠在某種溶劑中同時(shí)存在，達(dá)到動(dòng)態(tài)平衡后的兩個(gè)成分的比例應(yīng)該是確定的，只要溶劑、光照、溫度等條件基本不變，平衡比例應(yīng)該也不會(huì)變。
樓主可以嘗試用氘代試劑溶劑樣品，如果液相上兩峰達(dá)到某個(gè)比例，做氫譜應(yīng)該從積分比例上體現(xiàn)出來，結(jié)合化學(xué)位移及耦合常數(shù)應(yīng)該能明確異構(gòu)體的歸屬。
我做過一個(gè)查爾酮的順反異構(gòu)體，光催化互變，反式是穩(wěn)態(tài)，但在不同溶劑中兩者存在平衡，順式基本拿不到純品，最后也是靠氫譜鑒定的。

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3樓2011-09-02 15:04:35

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yamisr

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cat-liujiang(金幣+1):謝謝參與
cat-liujiang(金幣+5): 學(xué)習(xí)了，謝謝！ 2011-09-02 15:53:04

我做的一個(gè)樣品是甾體皂苷的25位所連甲基的構(gòu)型不同

書本說25R比25S穩(wěn)定的多

但是拿到的基本都是25S的狀態(tài)

這個(gè)甲基構(gòu)型不同直接導(dǎo)致F環(huán)所有C化學(xué)位移都明顯偏移

同時(shí)在高溫強(qiáng)酸條件下兩者轉(zhuǎn)變達(dá)到平衡從NMR可以看出基本1比1存在

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4樓2011-09-02 15:14:54

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