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本文在系统总结和分析前人对<19>F-NMR化学位移的研究成果的基础上,对<19>F-NMR化学位移的规律进行研究,最终确定用回归分析中的最小二乘法来确定计算<19>F-NMR化学位移的公式,并用F一检验法对所得计算公式进行检验。按照化合物类型和所含氟原子的结构,分别提出了10个<19>F-NMR化学位移计算公式,如下:
1、一氟代苯化合物中氟原子<19>F-NMR化学位移的计算公式:δ<,cal>=-113.5+△o+△m+△p+C,式中,C为校正系数,随氟原子数目和位置的不同,C有不同的取值,△o、△m、△p分别代表23种取代基参数。该公式的置信度为99.5%,计算值和实验值的平均偏差为0.266,标准偏差为2.56;
2、三氟甲基化合物<19>F-NMR化学位移的计算公式:
(1)具有CF<,3><*>-CR结构的化合物的<19>F-NMR化学位移的计算公式:δ<,cal>=-65.0+△α+△β+△γ+C,式中,C为校正系数,△α、△β、△γ分别代表14种取代基参数。该公式的置信度为99.5%,计算值和实验值的平均偏差为0.088,标准偏差为0.585;
(2)具有CF<,3><*>-CF结构的化合物的<19>F-NMR化学位移的计算公式:δ<,cal>=-78.5+△β+△γC,式中,C为校正系数,△β、△γ分别代表8种取代基参数。该公式的置信度为95%,计算值和实验值的平均偏差为0.234,标准偏差为0.682;
(3)具有CF<,3><*>-CF<,2>结构的化合物的<19>F-NMR化学位移的计算公式:δ<,cal>=-86.2+△β+△γ+C,式中,C为校正系数,△β、△γ分别代表9种取代基参数。该公式的置信度为95%,计算值和实验值的平均偏差为0.128,标准偏差为0.372;
3、二氟亚甲基化合物<19>F-NMR化学位移的计算公式:
(1)具有CF<,3>-CF<,2><*>-CF<,2>-R结构的化合物的<19>F-NMR化学位移的计算公式:δ<,cal>=-134.0+△β+△γ,式中,△β、△γ分别代表22种取代基参数。该公式的置信度为99.5%,计算值和实验值的平均偏差为0.316,标准偏差为0.800;
(2)具有CF<,2>-CF<,2><*>-CF<,2>结构的化合物的<19>F-NMR化学位移的计算公式:δ<,cal>=-136.0+△β+△γ,式中,△β、△γ分别代表10种取代基参数。该公式的置信度为95%,计算值和实验值的平均偏差为0.522,标准偏差为0.615;
4、一氟亚甲基化合物<19>F-NMR化学位移的计算公式:
(1)具有CF<,3>-CF<*>结构的化合物的<19>F-NMR化学位移的计算公式:δ<,cal>=-241.0+△α+△β,式中,△α、△β分别代表15种取代基参数。该公式的置信度为95%,计算值和实验值的平均偏差为0.586,标准偏差为0.740;
5、含氟烯烃化合物<19>F-NMR化学位移的计算公式:
(1)具有CF<,1-2>R<,1>=CR<,2>结构的化合物的<19>F-NMR化学位移的计算公式:δ<,cal>=-114.0+△α+△β+△γ,式中,△α、△β、△γ分别代表15种取代基参数。该公式的置信度为95%,计算值和实验值的平均偏差为0.166,标准偏差为0.532:
(2)具有CF<,2>=CF结构的化合物的<19>F-NMR化学位移的计算公式:δ<,cal>=B+△α+△β,式中,△α、△β分别代表15种取代基参数。该公式的置信度为95%,计算值和实验值的平均偏差为0.088,标准偏差为0.612;
6、氟醚化合物<19>F-NMR化学位移的计算公式:
具有F<*>O-CF<,2>-CF<,2>-R结构的化合物的<19>F-NMR化学位移的计算公式:δ<,cal>=-131.0+△γ,式中,△γ代表7种取代基参数。
经过统计检验验证,说明以上各公式都能比较准确的估算对应化合物的<19>F-NMR化学位移。
另外,对各类化合物的<19>F-NMR化学位移影响规律作了详细地探讨,并将<19>F-NMR化学位移影响规律与相应的<1>H-NMR、<13>C-NMR、<15>N-NMR、<17>O-NMR作不同程度的比较,简单分析了他们之间的关系。