核磁共振谱学:在有机化学中的应用(第四版)
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2.5 含氮化合物的质子化1H NMR滴定

2-苯基-1,3-二氮唑烯很容易质子化,Guo和Zhang等研究了含氮化合物的质子化(Sun,P. et al. Tetrahedron 2018,74,731)。通过1H NMR滴定发现,酸质子与2-苯基-1,3-二氮唑烯分子中环上的氮原子容易形成配价键,给2-苯基-1,3-二氮唑烯中加入三氟乙酸后的氢谱变化比较明显,如图2.49所示。

图2.49 2-苯基-1,3-二氮唑烯中加入0~6当量三氟乙酸后的1H NMR谱

(1ppm=10-6,下同)

图中对2-苯基-1,3-二氮唑烯结构式中不同位置的氢原子进行了标注,三氟乙酸加入后,a,b,c,e,f号位上的氢原子均出现了向低场移动的情况,其中c号位氢原子向低场的移动最大,当三氟乙酸加入1.5 eq时,c号氢向低场发生了大约0.6 ppm的位移,而e,f号位上的氢原子移动的很少,d号位氢原子还出现了向高场移动的情况,当三氟乙酸加入2.0 eq时,d号氢向高场位移了0.057 ppm。总的来说,三氟乙酸加入后,对2-苯基-1,3-二氮唑烯分子a,b,c号位的氢原子影响最大,对d,e,f号位的氢原子影响相对小一些,结果说明2-苯基-1,3-二氮唑烯分子中的七元环受三氟乙酸的影响相对苯环更为强烈,说明三氟乙酸与2-苯基-1,3-二氮唑烯分子的质子化作用发生在1,3-二氮杂薁环上,而对稳定的苯环的影响较小。

把2-苯基-1,3-二氮唑烯改换为2-苯基-1,3-二氮唑烯衍生物,加入不同当量的三氟乙酸后的氢谱也有比较明显的变化,如图2.50所示。

图2.50 2-苯基-1,3-二氮唑烯衍生物中加入不同当量三氟乙酸后的1H NMR谱

给2-苯基-1,3-二氮唑烯分子中的七元环上引入一个硝基,使分子变为一个给体-受体结构,加入不同当量的三氟乙酸后的氢谱发生比较明显的变化,如图2.51所示。

图2.51 给体-受体结构的2-苯基-1,3-二氮唑烯衍生物中加入不同当量三氟乙酸后的1H NMR谱