波谱解析习题

1、波谱解析习题第一节：紫外光谱（UV）、简答（p36 1-3）1.丙酮的羰基有几种类型的价电子。并说明能产生 何种电子跃迁？各种跃迁可在何区域波长处产生吸 收？答：有n电子和 n 电子。能够发生nn*跃迁。从n轨道向 n 反键轨道跃迁。能产生R带。跃迁波长在250500nm之内。2指出下述各对化合物中， 哪一个化合物能吸收波 长较长的光线（只考虑 兀宀*跃迁）（1） CH3-CH- CH2 及 CH - CH=CH OCH3答： （1）的后者能发生nn*跃迁，吸收较长。 （2）后者的氮原子能与苯环发生Pn共轭， 所以或者吸 收较长。3.与化合物（A）的电子光谱相比，解释化合物（B） 与（C）的电

2、子光谱发生变化的原因（在乙醇中）。答：B、C发生了明显的蓝移，主要原因是空间位阻 效应。I及二、分析比较（书里 5-6）1.指出下列两个化合物在近紫外区中的区别：（A）（B）答：（A）和（8）中各有两个双键。（A）的两个 双键中间隔了一个单键，这两个双键就能发生 nn 共轭。而（B）这两个双键中隔了两个单键，则不能 产生共轭。所以（A）的紫外波长比较长，（B）则 比较短。2.某酮类化合物，当溶于极性溶剂中（如乙醇中） 时，溶剂对n宀兀跃迁及 nn 跃迁有何影响？答：对nin*跃迁来讲，随着溶剂极性的增大，它 的最大吸收波长会发生紫移。 而 n n*跃迁中， 成键 轨道下，n 反键轨道跃迁，随着

3、溶剂极性的增大，它 会发生红移。三、试回答下列各问题1某酮类化合物/hemaxe=305nm， 其 入EtOH max=307nm,试问，该吸收是由nn*跃迁还是 n *跃迁引起的？入 max= 475max= 32000入 max = 438max= 22000入 max= 420max= 18600NC2(A) (CH 3)2NNO2NC2(CH 2HC（p37-7）答：乙醇比正己烷的极性要强的多，随着溶剂极性 的增大，最大吸收波长从305nm变动到307nm, 随着溶剂极性增大，它发生了红移。化合物当中应 当是 nn 反键轨道的跃迁。四.计算下述化合物的Amax:1.计算下列化合物的 A

4、max:（P37 -11）五、结构判定1.一化合物初步推断其结构不是A就是B,经测定UV入EtOH max=352nm,试问其结构为何？解：A：a.吕六元坏闸基值215增加一个共铤网锥30同坏二烯I个39住位烷基职代】个WA位規基取代1个12CTA 0八兀坏酬基值215増加一个共飙取链30同环_烯1个39蔭位焼基収代t牛10fi 位烷華取代1个32r或更髙位烷基取代2个18(A)(B)Y 或更高位烷基取代2个5坏外双琏3个3X5A ni=357nm应为A第二节：红外光谱(IR)、回答下列问题:1. CH,CCl键的伸缩振动峰何者要相对强一些？为什么?答：由于CL原子比H原子极性要大，CCL键的

5、 偶极矩变化比较大，因此CCL键的吸收峰比较强2.C-O与C-C都在6.0 yn区域附近。试问峰强有何 区别?意义何在？答：C=C双键电负性是相同的，C=O双键，0的 双键电负性比C要强。在振动过程中，肯定是羰基 的偶极矩的变化比较大，所以羰基的吸收峰要比C=C双键的强的多。二、分析比较1.试将CO 键的吸收峰按波数高低顺序排列，并 加以解释。P102 5CH3COCH3CH3COOHCH3COOCH3CH3CONH2CH3COCICH3CHO(A)(B)(C)(D)(E)(F)答：(1)顺序是EBCFAD。因为CL原 子电负性比较强，对羰基有诱导效应，它的峰位最 高。COOH电负性也比较强，

6、对羰基本也有诱导效应， 但是比CL弱些。CH3相对吸电子效应要弱一 点。CHO的诱导效应不是很明显。 (A)的共轭效应 比CHO要低一点。NH3的吸收峰向低处排列。(A)(B)答：(A)能形成峰子内氢键，(B)能形成峰子间氢键。峰子内稀释对其红外吸收峰无 影响。峰子间稀释，浓度越高，形成的氢键越强，向低波处移动的越厉害。稀释会阻碍形成氢键，吸收峰会向高波处移动。所以可以用稀释的方法来辨别。、结构分析(p103 7-8)1.用红外光谱法区别下列化合物(A)(B)答：(1) (B)有两个羰基，在两个羰基的影响下，2能否用稀释法将化合物以解释。P103 6(A)、(B)加以区分，试加COCH3O两个

7、亚甲基会发生互变异构。(A)有两个羰基的吸收峰。(2) (B)有非常大的空间位度，它的吸收峰 的峰位会比较高， 波数也会比较高， 会阻碍羰基和 双键的共轭，波数会升高。(A)波数比较低。2某化合物在40001300cm-1区间的红外吸收 光谱如下图所示，问此化合物的结构是(A)还是(B)?OIICNH2答：应该是(A)。因为在2400-2100cm处出现了 吸收峰， 如果有炭氮三键在，它会在2400-2100之 间出现伸缩振动的吸收峰。OH的吸收峰在3300cm左右，也比较明显。四、简答题：(p105 15)(1)1. 1-丙烯与1-辛烯的IR光谱何处有明显区 别?答：如果化合物中存在亚甲基，

8、而亚甲基的数目在4个以上， 它会在722左右出现面内摇摆振动的吸 收峰，1-辛烯里有722左右的面内摇摆振动的吸收 峰，而1-丙烯没有。下列两个化合物，哪个化合物的IR光谱中有两 个c-O吸收峰？试解释理由(A)答：（A）是两个a位的0H，可与羰基形成氢键。 这两个羰基是等价的，只会出现一个吸收峰。（B）a位的0H可以和羰基形成氢键，而下面的羰基不能， 则可能会出现两个不同的吸收峰。所以是B有两个 吸收峰。五、图谱解析（书里 20）1.某有机化合物其分子式为CgHgO，常温下为液体, 其红外吸收光谱如下图所示：试解析其化学结构 答：计算得不饱和度为5。不饱和度高，可能有苯环。1686为最强吸收

9、峰，(B)在1700左右，因此这个吸收峰是羰基所产生的。峰位小于1700,可能是发生了共轭。1599有吸收峰，1583有吸收峰，1492有吸收峰。此三个吸收峰应该是C=C双键伸缩振动的吸收峰。3100-3000之间有吸 收峰，是不饱和炭氢伸缩振动的吸收峰。761-691有两个很强的吸收峰。 以上三组吸收峰可证明苯环 的存在。1360-1450都有比较强的吸收峰，3000-2800内有较弱的炭氢伸缩振动吸收峰，所以 甲基存在。此化合物应该是个环丙酮。Wave nu mbers (cm-1)7570656055504540ecnaxf mnac %35302520-5400035000o onHS

10、3000250020009U000 093150010005002.某有机化合物其分子式为C7H9N，红外吸收光谱如下图所示：解析该有机化合物的化学结构674000 3ti00 3200 2B0D 2400 2000 1900閒0 1700 1600 1500 1400 1300 1200 1100 1000 900 800 700 600仙討）第三节：核磁共振(NMR )一、简答1.乙酸乙酯中的三种类型氢核电子屏蔽效应是否相 同？若发生核磁共振，共振峰应当怎么排列？值何者最大？何者较小？为什么？(p1743)CH3cooCH2CH3(a) (b)(c)答：顺序是(b ) (a)(c)(b)最

11、大，(c) 最小。因为（b）受到氧诱导效应的影响，也受到羰 基的影响，所以它的吸电子诱导效应最强（ a）只受 到羰基的影响，因此仅次与（b）.（c）离羰基和氧 都比较远，所以（c ）最小。2.醋酸在用惰性溶剂稀释时，其酸性氢核的共振峰 将移向何处？（书里6）答：醋酸在用惰性溶剂稀释时，分子间氢键作用减 弱，酸性氢核的化学位移值减小，共振峰移向高场。3.下列图谱为AB系统氢核给出的信号还是AX系统 中的X氢核给出的信号，为什么？（书里14）答：如果是 AX 系统，那么每个高度应该是相等的，应该是 1:1 的关系。如果是AB 系统，中间会高起来，两边会低下去，这个图形代表的是典型的 AB 系统的偶

12、合。4.标记的氢核可预期在1H-NMR的什么区域有吸 收？(a) 3.0-4.0 (b) 1.0-2.0 ( c )1.0-2.0 (2) (a )1.0( b )1.0-2.0 (c )1.0-2.0 (3)(a )3.0-4.0 (b )1.0-2.0 (4)(a )7.0-8.0 (b)3.0-4.0 (c)1.0-2.0 (d)1.0-2.0 (5)(a) 2.0-3.0(b)2.0-3.0 (c )1.0-2.0 (6)(a)1.0-2.0 (b)1.0-2 .0 (c)1.0-2.0(d)7.0-8.0 (7)(a)3.0-4.0 (b)4.0 (c)1.0- 2.0 (8)(a)

13、2.0-3.0(b)4.0-5.0 5.一化合物，分子式为COH8，高度对称，在噪音去偶 谱 （COM） 上只有两个信号， 在偏共振去耦谱 （OFR）上只有一个三重峰 （t） 及一个二重峰（d）， 试写出其结 构。（书里19）答：三重峰应该是亚甲基，二重峰应该是四甲基。结构应该是环己烷，里面有两个双键。1,4环-2-己烯。1位和4位是双键，是个环二烯。、图谱解析:oIICLCH CO CH2CH- (b)(c)CHCH(WOJCH,i.某化合物其分子式为C4H8O2 ,NMR Solve nt: CDCI31H NMR Spectrum4.0398ppm1.9609ppm1.仃85ppm13C

14、 NMR Spectrum170.93977.384177.065876.746960.234520.863214.0665试推测其化学结构答：计算出不饱和度为1。2应该是亚甲基，两个3应 该是甲基。甲基裂坡成了三重坡，亚甲基裂坡成了 四重坡，说明这边刚好是个乙基。在210左右有个吸 收峰，这是典型的羰基的一个吸收峰。40左右有个碳的信号，应该是受到了氧的诱导效应的影响。这 个化合物的结构应该是乙酸乙酯2.某化合物分子式为C9H10O3,分子量为：166，其 氢谱、碳谱数据如下图所示，解析其结构。Proble皿1了 -NMR spectrum (CDClg, 500 MHz)3H2H1 1 1

15、IIIII12 10 8l6I: 01H (yery broad, exchanges)2H2H3H-13C NMRProblem 17specti-um (CDCI3，125 MHz)TO第四节：质谱（MS）简答1、甲基环己烷的EIMS如下。归属下列信息：(p2642)a.分子离子b.基峰8310C55200-lllLl- ML li203040506070 BO 90100答：分子离子 98，基峰是信息最高的 83 , M+-37 碎片离子应该是 61。2、3-甲基-3-庚醇有三种可能的：裂解途径。在下 面的EI质谱中找到他们并指出他们的相对多少。(p266 13)73答：3-甲基-3-庚

16、醇，羟基上面有一个甲基，一个亚甲基；还有一个甲基，乙基，丁基， 正丁基。a 裂解也是从优先基团裂解，所以 3-甲基-3-庚醇失去一个丁基，一个正丁基,应该是信号最强的。也可失去乙基。73 是失去正丁基的碎片离子，101 是失去乙基的碎片离子。115 是失去甲基的碎片离子第五节综合解析：1、试论述UV、IR、1H NMR、13C NMR、MS谱 的各主要光谱参数，以及各光谱对有机化合物结构 解析的作用。答：UV:Amax，紫外光谱可用于共轭体系及化 合物结构母核的推测。IR:吸收峰的峰位 v（波数）及可用于化合物官能团的鉴定。1H NMR:化学位移 5,耦合常数J，积分曲线高度 或面积；化学位移

17、可用于推测氢核类型，J可用于推测H核与H核之间的耦合作用，J相等， 互相有耦合作用，积分曲线高度可用于相应氢核数 目的推测。13C NMR:化学位移5;可用于碳结构类型的推测及 结构骨架的推测。MS:m/z可用于确定分子量，HR-MS可用于推测分 子式。碎片离子可用于裂解规律的推测及化合物结 构分析。Problem 3 - IR spectrum25002000Wavenumber (cm-1)ih didi i id /C9H12120MW =3000350015001000Froblen 3 -】H NMR spectrus (CDC1500 MHz)Problem 3 - NMR spe

18、ctrum (CDC13, 125 MHz)128.4128.1125.538.024513.8142.6io ioiJoio ido rdr TEI Mass Spectrum91Problem 3一positive答：(1)1H NMRQ=(2+2X9-12) 12 =4推测可能含有苯 环共有4组氢原子，原子个数分别为5、2、2、33:78为苯环上质子信号，有5个氢，提示苯 环可能为单取代。 3: 0.951.05之间信号为 甲基氢，裂分为三重峰，其临近应有-CH23:1.61.8;8:2.62.8两组氢应为2个-CH2信号。3:2.62.8的-CH2受相邻-CH2偶合 作用的影响裂分为三重峰；3:1.61.8的-CH2受相邻-CH2，- CH3偶合作用的影响裂分为多重 峰。(2)13C NMR113C NMR上有7组信号。2、6号碳为磁等同碳 核；3、5号碳为磁等同碳核，故9个碳只有7个信 号。23:125.5、128.1、128.4、142.6为苯环上碳信 号。5:13.8、24.5、3