波谱解析1-4答案.docx

《波谱解析1-4答案.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《波谱解析1-4答案.docx（23页珍藏版）》请在三一文库上搜索。

1、;.波谱解析试题1一、名词解释：1发色团2. 化学位移二、简答题：1红外光谱在结构研究中有何用途？2偏共振去偶碳谱在结构研究中具有什么样的意义？三、化合物可能是 A 或 B，它的紫外吸收 max 为 314nm （ lg =4.2），指出这个化合物是属于哪一种结构。(A)(B)四、下面为化合物A 、B 的红外光谱图，可根据哪些振动吸收峰推断化合物A 、B 中分别存在哪些官能团？A：B：;. .;.五、归属下列化合物碳谱中的碳信号。 （15）六、某化合物的分子式为 C14H14S，其氢谱如下图所示， 试推断该化合物的结构式，并写出推导过程。（15 分）;. .;.七、某化合物分子式为 C3H7O

2、N, 结合下面给出的图谱，试推断其结构，并写出简单的推导过程。;. .;.波谱解析试题1 答案一、名词解释：1发色团：从广义上讲 , 分子中能吸收紫外光和 ( 或) 可见光的结构系统叫做发色团 。因常用的紫外光谱仪的测定范围是 20040Onm的近紫外区 , 故在紫外分析中 , 只有 * 和（或） n * 跃迁才有意义 。故从狭义上讲 , 凡具有 键电子的基团称为发色团2. 化学位移：不同类型氢核因所处化学环境不同 , 共振峰将分别出现在磁场的不同区域 。实际工作中多将待测氢核共振峰所在位置 ( 以磁场强度或相应的共振频率表示 ) 与某基准物氢核共振峰所在位置进行比较 , 求其相对距离 , 称

3、之为化学位移 。二、简答题：1红外光谱在结构研究中有何用途？（ 1）鉴定是否为某已知成分（ 2）鉴定未知结构的官能团（ 3）其他方面的应用：几何构型的区别 ；立体构象的确定 ；分子互变异构与同分异构的确定 。2偏共振去偶碳谱在结构研究中具有什么样的意义？当照射1H 核用的电磁辐射偏离所有l H 核的共振频率一定距离时, 测得的 13C-NMR(OFR) 谱中将不能完全消除直接相连的氢的偶合影响 。此时， 13C 的信号将分别表现为 q （CH3） , t （CH2） ， d（ CH） ，s（C） 。据此，可以判断谈的类型 。三、A: 217（基值） +30（共轭双烯） 5 2（环外双键） 54

4、（烷基） =277（nm）B: 217（基值） +30（共轭双烯） +36（同环二烯） 51（环外双键） 55 （烷基） =313（ nm）其中，化合物B 的计算值与给出的紫外吸收max （ 314nm）接近，因此，该化合物为 B。四、A：约 3520 cm-1 为 酚羟基（或酚 OH）的伸缩振动，表明有酚羟基 （或酚 OH）；约 1600，1580，1500，1450 cm-1 为苯环的骨架振动，表明有苯环。B：约 1750 cm-1 为酯羰基的振动吸收峰，表明有酯羰基。五、39.6（C-1） ， 110.8（C-2） ， 124.8（C-3） ， 131.5（C-4） ， 154.0（C-

5、5） ，189.5（C-6）六、解析：C14H14S =141(14/2) 8;. .;.1H-NMR 中 7.1（ 10H，s）应为苯环芳氢信号，因氢数为 10，又为单峰，示有二个对称的单取代的苯基 (C6H5)结构。将两个单取代的苯基结构中的碳、氢数目与分子式比较，还余 2 个碳、 4 个氢、 1 个硫原子。因此， 3.60（4H， s）为与 2 个与电负性基团相连的亚甲基，即 -CH2 -。因氢谱中给出的质子信号均为单峰，表明分子既有很高的对称性。因此该化合物的结构式为：CH 2SCH 2七、解析：C3H7ON=31(7/2) 1/2 =1IR 中，1680 cm-1 吸收峰为羰基的伸缩

6、振动吸收峰，表明有1 个羰基；3400、3500 cm-1 吸收峰为 NH 2 的对称伸缩振动吸收峰和不对称伸缩振动吸收峰，表明有 1 个 NH2 。13C-NMR 中 10（q）为 CH3； 29（t）为 CH2； 178.0（s）为 CO;1H-NMR 中 1.2（3H，t）应为 -CH 3，且与 1 个 -CH2-相连，即 -（ CH2）- CH 3； 2.3（2H，q）因化学位移值较大，示与羰基或双键相连；且红外光谱显示含有羰基，又因表现为 q 峰，表明应与一个甲基相连，示有结构片段：CH3-CH2-CO-6.4（2H，br.）峰宽且矮，示存在结构片断：NH 2根据上述分析，得到结构片

7、段如下：CH3-CH2-CO-NH 2因此其结构式为：CH3-CH2CONH 2;. .;.波谱解析试题2一、名词解释1. 助色团2.偶合常数二、简答题1紫外光谱在结构研究中有何用途？2如何利用质谱判断化合物中是否含有一个Cl 原子或一个 Br 原子？三、化合物可能是A 或 B，它的紫外吸收max 为 302nm （ lg =4.1），指出这个化合物是属于哪一种结构。HO(A)HO(B)四、下面为化合物 A（分子式为 C8H8）、 B 的红外光谱图，可根据哪些振动吸收峰推断化合物 A 、 B 中分别存在哪些官能团？A:B:;. .;.五、归属下列化合物氢谱中的质子信号。（ 15 分）六、某化合

8、物分子为式C8H8O，碳信号分别为： 197.8(s), 137.1(s), 132. 9(d), 128.4(d), 128.2(d), 26.3(q)如下图所示，试推导其结构式。 （15 分）;. .;.七、一化合物分子式为 C3H6O2，该化合物的各种图谱如下图所示，试推断其结构，并简要写明推导过程。;. .;.波谱解析试题2 答案一、名词解释：1. 助色团：有些原子或原子团 , 如具有 n电子的基团 , 本身不能吸收大于 200nm 的光波 , 但它与一定的发色团相连时 , 则可使发色团所产生的吸收峰向长波方向移动 ,同时使吸收强度也增加 ,这些基团称为助色团。常见的助色团有-OH 、

9、 -OR 等 。2. 偶合常数：两个 ( 组 ) 氢核之间的相互干扰叫做自旋偶合 。干扰强度可用偶合常数 J值表示 。根据 J 值大小可以判断偶合氢核之间的相互关系。二、简答题 ：2紫外光谱在结构研究中有何用途？（1）确定检品是否为某已知化合物；（2）确定未知不饱和化合物的结构骨架；将计算值与实测值进行比较，或与同类型的已知化合物 UV 光谱进行比较 。（3）确定构型（4）测定互变异构现象2如何利用质谱判断化合物中是否含有一个Cl 原子或一个 Br 原子？当化合物中含有 Cl 、 Br等元素时 , 其 (M+2) 峰的强度将明显增大 , 有时还会出现 (M+4)、(M十6) 峰。这是因为这些元

10、素的同位素相差2质量单位、且重同位素的天然丰度也较大的缘故。35如CHCHCl 分子量是 64, 在其质谱中 (M+2)/M =1: 3 ,因 Cl 的天然丰度为32100%, 37 Cl的天然丰度为 32.5%, 故可知该化合物含有 1个氯原子 。又如 ,CH CHBr分子量是 108, 在其质谱中 (M+2)/M =1:1 , 也可知该化合物32中含有 1个溴原子 ,7981因 Br 的天然丰度为100%， Br 的天然丰度为 98% 。三、A: 217（基值） +30（共轭双烯） +36（同环二烯） 51（环外双键） 53 （烷基） =303（ nm）B: 217（基值） +30（共轭双

11、烯） +36（同环二烯） 51（环外双键） 55 （烷基） =313（ nm）其中，化合物A 的计算值与给出的紫外吸收max （ 302nm）接近，因此，该化合物为 A 。四、A：约 1630 cm-1 为 双键骨架的伸缩振动，表明双键；约 1600，1575，1500，1450 cm-1 为苯环的骨架振动，表明有苯环。B：约 1650 cm-1 为双键的振动吸收峰，表明有双键。五、 3.30 (3 分)、 1.10 (3 分) 、 2.20 (3 分 ) 、 7.00 (3 分 ) 、 6.40 (3 个位置共 3 分);. .;.3.30(q)1.10(t)CH 2CH 36.40(m)N

12、2.20(s)CH 2 CH 3H3C6.40(m)6.40(m)7.00(m)六、解析：C8H8O=81(8/2) 513C-NMR 中 26.3（q）为 CH3； 197.8（s）为 C=O 128.2（d）为 =CH 2 128.4（d）为 =CH 2 132.9（d）为 =CH 137.1（s）为 =C表明存在单取代苯环：综上分析，该化合物的结构式为：OCCH 3七、解析：C3H6O2=31(6/2) =1UV 中，无吸收峰，表明没有共轭体系。IR 中，1725 cm-1 吸收峰为酯羰基的伸缩振动吸收峰，表明有1 个酯羰基；13C-NMR 中 14（q）为 CH3； 60（t）为 OC

13、H2；;. .;. 162.0（d）为 HCOO;1H-NMR 中 1.4（3H，t）应为 -CH 3，且与 1 个 -CH2-相连，即 -（ CH2）- CH 3； 4.3（2H，q）表现为 q 峰，表明应与一个甲基相连，因化学位移值较大，示与氧原子相连；示有结构片段：CH3-CH2-O-8.1（1H，s），示为 HCOO中的质子信号因此其结构式为：HCOO CH2CH3;. .;.波谱解析试题3一、名词解释1蓝（紫）移2. 红外光谱指纹区二、简答题1质子噪音去偶碳谱有哪些特点？2. 在氢谱中，由低级偶合系统产生的图谱为一级图谱。试问一级图谱具有什么样的特点？二、化合物可能是 A 或 B，它

14、的紫外吸收 max 为 273nm （ lg =4.9），指出这个化合物是属于哪一种结构。(A)(B)四、下面为化合物 A 、B 的红外光谱图，可根据哪些振动吸收峰推断化合物 A 、 B 中分别存在哪些官能团？;. .;.五、某化合物的结构式如下， 其碳谱中各碳信号的化学位移值分别为：55，64.0，114.0, 129.0, 133.5, 159.0，如下图所示。试归属该化合物碳谱中的碳信号。（15分）H3COCH2OH六、一个化合物分子式为 C4H9Br ，其测定的氢谱如下。 试根据给出的条件推断该化合物的结构式，并归属质子信号。 （15 分）;. .;.七、合物分子式为 C6H10O2,

15、 结合下面给出的图谱，试推断其结构，并写出简单的推导过程。;. .;.波谱解析试题3 答案一、名词解释：1蓝（紫）移：由于助色团如-OH、 -OR 取代作用或溶剂效应导致吸收峰向短波方向移动的现象叫做向紫位移(hypsochromic shift)或叫蓝移(blue shift)。2. 红外光谱指纹区：红外吸收光谱上 1333 40Ocm-1(7.515 m) 的低频区 , 通常称为指纹区 。该区域中出现的谱带主要是 C-X (X=C,N s O) 单键的伸缩振动以及各种弯曲振动 ，在核对和确认有机化合物时用处很大 。二、简答题：1质子噪音去偶碳谱有哪些特点？（1）分子中所有的碳核均表现为单峰

16、 , 因此无法区分碳的类型 ( 伯碳、仲碳、叔碳、季碳 )；（2）可据以准确判断磁不等同碳核信号的数目及它们的化学位移；（3）信号强度与碳的数目不完全呈定量相关；（4）仍可大体根据峰高对同类型碳核的碳数比例作出粗略的估计。2. 在氢谱中，由低级偶合系统产生的图谱为一级图谱。试问一级图谱具有什么样的特点？在一级图谱中，质子信号（1）分裂的小峰数符合n +1 规律 ；（2）小峰面积比大体可用二项式展开后各项前的系数表示；（3）与 J值可由图谱上直接读取。三、A: 217（基值） +30（共轭双烯） +36（同环二烯） 51（环外双键） 53 （烷基） =303（ nm）B: 217（基值） +30

17、（共轭双烯） 5 1（环外双键） 54（烷基） =272（nm）其中，化合物 B 的计算值与给出的紫外吸收max （273nm）接近，因此，该化合物为 B。四、A：约 1750 cm-1 为 酯羰基（或羰基）的伸缩振动，表明有酯羰基（或羰基）；约 1600， 1500，1450 cm-1 为苯环的骨架振动，表明有苯环。B：约 1700 cm-1 为醛羰基（或羰基）的振动吸收峰， 表明有醛羰基（或羰基）。 ；-1约 1640cm为双键的振动吸收峰，表明有双键。55 ，64.0 ，114.0 , 129.0 , 133.5 , 159.0;. .;.114d129d55q64tH3COCH 2OH

18、133.5s159s六、解析：C4H9Br =41(9+1)/2 0 1H-NMR 中 0.9（3H，t）应为 -CH 3 ，且与 1 个-CH 2-相连 ，即 -（CH2） - CH3；3.4（2H，t）为 1 个亚甲基 ，表现为 t 峰，表明应与一个亚甲基相连 ，因化学位移值较大，示与溴原子相连 ，示有结构片段：(CH 2)-CH 2-Br1.4（2H，m）为 1 个亚甲基；1.8（2H，m）为 1 个亚甲基。因此该化合物的结构式为：Br CH 2CH 2 CH 2CH 3七、解析：C6H10O2=61(10/2) 2UV 中，200218nm 有很强的末端吸收，表明该化合物中有1 个小的

19、共轭体系。IR 中，1720 cm-1 吸收峰为羰基的伸缩振动吸收峰，表明有1 个羰基；1650 cm-1 吸收峰为双键的伸缩振动吸收峰，表明有1 个双键。13C-NMR 中15（ q）为 CH3；19（ q）为 CH3； 61.0（ t）为 CH2O; 124.0（d）为=CH； 146.0（d）为 =CH；因此有结构片段 CH=CH 168.0（s）为 COO1H-NMR 中 1.3（3H，t）应为 -CH 3，且与 1 个 -CH2-相连，即 -(CH 2)- CH3 ； 1.9（3H，d）结合其化学位移值分析，推测为 CH3-（ CH）- 4.3（2H，q）因化学位移值较大，示与电负性

20、较强的氧原子相连；又因表现为 q 峰，与甲基相连，示可能有结构片段：CH3-CH2-O-CO- 5.8（1H，d）示为 =CH-; 6.9（1H，m）示为 =CH-，应存在结构片断：（ CHn） CH=CH因此其结构式为：CH3-CH2OCOCH=CH CH3;. .;.波谱解析试题4一、名词解释1. 红移2.特征频率区二、简答题1 在质谱中如何判断化合物的分子离子峰？2在氢谱中，质子信号的峰面积与产生该信号的质子数目之间具有什么样的关系？在结构解析中具有什么样的意义？三、化合物可能是A 或 B，它的紫外吸收max 为 268nm （ lg =4.9），指出这个化合物是属于哪一种结构。(A)(

21、B)四、下面为化合物A 、B 的红外光谱图，可根据哪些振动吸收峰推断化合物A 、B 中分别存在哪些官能团？;. .;.五、某化合物的结构式及氢谱如下图所示，试归属该化合物氢谱中的质子信号。（ 15 分）六、某化合物分子式为 C10H12，其碳谱如下图所示，试推导其结构，并写出其简单的推导过程。;. .;.七、某化合物的分子式为C9H10O，各种图谱如下列所示，其中，碳谱中各信号分别为： 30（信号强度 28，q）， 126（52，d），127（92，d），128（87d）， 134（19，s）， 206（18，s）；氢谱中： 7.3 的质子信号由 5 个 H 产生， 3.6 的质子信号由 2

22、个 H 产生， 2.1 的质子信号由 3 个 H 产生。试推断所表示的化合物的结构，并简要写明推导过程。 （15 分）;. .;.波谱解析试题4 答案一、名词解释：1. 红移：由于助色团如 -OH、-OR取代作用 或溶剂效应 导致吸收峰向长波方向移动的现象叫做向红位移(bathochromic shift)或叫红移 (red shift)。2.特征频率区：特征谱带区有机化合物的分子中一些主要官能团的特征吸收多发生在红外区域的4000 1333cm-2(2.5 7.5 m)。该区域吸收峰比较稀疏 ,容易辨认 ,故通常把该区域叫特征谱带区。二、简答题：2在质谱中如何判断化合物的分子离子峰？（1）最

23、大质量数的峰可能是分子离子峰(同位素峰除外 )。（2）它在高 m/z 区域应有合理的、通过丢失中性碎片而形成的碎片峰。合理的中 性碎片 (小分子及自由基 )的丢失，这是判断分子离子峰的最重要依据。失去中性小分子在质量上有一定的规律性，如失去 H (M-1) ，CH3 (M-15) 或 H2O (M -18) 等。M-3 到 M-13 之内不可能有峰，因分子离子峰不可能掉下四个氢原子而保持分子的完整性 ; M-20 到 M-25 也不可能有峰，因为有机分子不含这些质量数的基团。当发现上述差值存在时，说明最大质量数的峰不是分子离子峰。（3）判断其是否符合 N 律 。不含 N 或含偶数 N 的有机分

24、子 , 其分子离子峰的 m/z 为偶数。含奇数 N 的有机分子 , 其分子离子峰的 m/z 为奇数。2在氢谱中，质子信号的峰面积与产生该信号的质子数目之间具有什么样的关系？在结构解析中具有什么样的意义？在1H-NMR谱上 ,各吸收峰覆盖、面积与引起该吸收的氢核数目成正比。因此 , 在分析图谱时 , 只要通过比较共振峰的面积 , 就可判断各种类型氢核的相对数目 ；当化合物分子式已知时 , 就可求出每个吸收峰所代表的氢核的绝对个数 。三、A: 217（基值） +30（共轭双烯） 5 1（环外双键） 53（烷基） =267（nm）B: 217（基值） +30（共轭双烯） 52（烷基） =257（nm

25、）其中，化合物A 的计算值与给出的紫外吸收max （ 268nm）接近，因此，该化合物为 A 。四、-1A：约 1600， 1450 cm为苯环的骨架振动，表明有苯环。-1B：约 3400 cm为羟基的振动吸收峰，表明有羟基。五、 1.3 (2 分 )、 3.9 (2 分) 、 6.9 (3 分) 、 7.5 (3 分) 、 9.8(3 分 )、 2.0（2 分);. .;.7.5(d)6.9(d)O3.9(q)1.3(t)H3 C C NO CH 2CH 3H2.0(S)9.8(s)六、解析：C10H12=101(12/2) 5化合物 10 个碳，而图谱给出 5 个碳信号，说明该化合物结构高

26、度对称， 且不饱和度为 5，表明含有苯环。13C-NMR 中 126. 1， 129. 7 和137.4 为 苯环上的碳信号， 且仅有 3 个碳信号，表明为对称的邻二取代，即：将分子式与上述结构片断比较， 还余 4 个 C、8 个 H 和 1 个不饱和度3.30(1 分)，因此， 高场区的 24. 1 和 30. 1 应分别为 2 个磁等同亚甲基的碳信号，即：24. 1 为 CH2 2(2 分)； 30. 1 为 CH2 2(2 分)综上所述，该化合物的结构式为：七、解析：C9H10O=91(10/2) =5UV 中， 250nm 左右的吸收峰，表明该化合物中存在共轭体系。IR 中，1725 cm-1 吸收峰为羰基的伸缩振动吸收峰，表明有1 个羰基；-1-113C-NMR 中 30（q）为 CH3； 50（t）为 OCH2； 127（d）为 =CH 2 ， 128（d）为 =CH 2 ， 126（ d）为 =CH;. .;. ， 134（s）为 =C ，表明存在单取代苯环 206（s）为羰基碳信号1H-NMR 中 7.3（5H，m）应为苯环上的质子信号，表明存在单取代的苯环； 3.6（2H，s），表明应为一个亚甲基，与季碳相连； 2.1（3H，s），示为 1 个甲基，与羰基相连因此其结构式为：OCH 2CCH 3;. .