答案波谱分析概论作业离线.doc

1、浙江大学远程教育学院波谱分析概论课程作业姓名： 陈爵 学 号： 714008228010年级： 14 秋药学 学习中心： 杭州学习中心（萧山）008第一章 紫外光谱 一、简答1丙酮的羰基有几种类型的价电子。试绘出其能级图，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 电子。能够发生 n*跃迁。从 n 轨道向 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 *跃迁）。(2)(1) NHR 3CHCHOCH3CHCH3CHC2答：（1）的后者能发生 n*跃迁，吸收较长。（2）后者的氮

2、原子能与苯环发生 P 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）的电子光谱发生变化的原因（在乙醇中）。 (C)(B)(A) max420max1860max438max20max475max3203 NN NOHC32( ) 2NN NOH C 32(C ) 2232(C )(CH )23 NN NO答：B、C 发生了明显的蓝移，主要原因是空间位阻效应。二、分析比较1指出下列两个化合物在近紫外区中的区别： CH CH3 2(A) (B)答：（A）和（B）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 共轭。而（B）这两个双键中隔了两

3、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 *跃迁及 *跃迁有何影响？用能级图表示。答：对 n*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*跃迁中，成键轨道下， 反键轨道跃迁，随着溶剂极性的增大，它会发生红移。三、试回答下列各问题某酮类化合物 305nm，其 EtOH max=307nm,试问，该吸收是由 n *跃迁还是hexane max *跃迁引起的？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

4、应当是 反键轨道的跃迁。第二章 红外光谱一、回答下列问题：1. CH，C Cl 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 键的偶极矩变化比较大，因此 CCL 键的吸收峰比较强。2. CO 与 CC 都在 6.0m 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，O 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。(1)CH3COCH3 CH3COOH CH3COOC

5、H3 CH3CONH2 CH3COCl CH3CHO(A) (B) (C) (D) (E) (F)(2)(A) (B) (C)(D) (E) 答：（1）顺序是 EBCFA D。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，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。 （2） （D）中有两甲基处在邻位，可阻碍羰基和苯环的共轭，共轭吸收峰会向低波位数移动，阻碍共轭，吸收峰位会提高。 （E）中有个硝基，硝基是个吸电子的诱导效应，羰基是

6、向高峰位处移动， （D ）和（E）两者差不多。 （A ）只有一个羰基，对位也没有取代基。 （B）对位有个甲基，可与苯环发生超共轭，比（A）低点。（C）对位的氮原子氨基可以与苯环发生共轭，使得羰基的吸收峰位向低频处移动。因此顺序是 D 和 E 最高，其次是 AB C。2能否用稀释法将化合物(A )、(B)加以区分，试加以解释。OCH3 OH3CCH(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。三结构分析 1. 用红

7、外光谱法区别下列化合物。(1) (2)(A) (B) (A) (B)答：（1） （B）有两个羰基，在两个羰基的影响下，两个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)? (A) (B)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

8、 左右，也比CO25 C2 CO3 COH3CH33OHOCN 较明显。五、简答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，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。2.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?(A) (B)答：（A）是两个 a 位的 OH，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 OH 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。六、

9、结构解析1、某化合物分子式为 C2H4O2，红外光谱如下图所示，试推测其结构。答：计算出不饱和度是 1，说明它可能有双键或者有羰基。透光率越小，吸收越强。1714透光率只有 4，这个吸收峰是最强的。1700 吸收峰左右应该是羰基。2937 有个非常强而宽的吸收峰，是羧基里非常典型的羟基振动吸收峰。从 1714 和 2937 两个吸收峰可以证明羧基是存在的。3000-2850 之间有饱和炭氢吸收峰，由于羟基吸收峰振动太强将其掩盖，1460-1375 左右有甲基吸收峰。1414-1360 有两个较强的吸收峰。可以证明甲基是存在的。这个化合物是乙酸2、某化合物分子式为 C2H5NO，红外光谱如下图所

10、示，试推测其结构。答：1681 吸收峰最强，在 1700 左右，可能是羰基。由于小于 1700，可能会发生共轭效应。3348-3173 有两个很强的吸收峰，在 3300-3100 有吸收峰，可能是氮氢收缩振动的吸收峰。而且这里是双峰，胺应该是伯胺。通过 1681和这里的两个吸收峰可以证明酰胺基的存在。剩下一甲基，伸缩振动吸收峰在 1398-1460，这两个吸收峰是甲基和碱基的吸收峰，可以证明甲基是存在的。这个化合物应该是一个乙酰胺。3、某化合物分子式为 C8H8O，红外光谱如下图所示，试推测其结构。答：计算得不饱和度为 5。不饱和度高，可能有苯环。1686 为最强吸收峰，在 1700 左右，因

11、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。 第三章 核磁共振一、简答乙酸乙酯中的三种类型氢核电子屏蔽效应相同否？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？CH3COOCH2CH3（

12、a） （b） （c）答：顺序是( b ) （ a ） （ c ） 。 （b）最大， （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 )最小二、比较题1. 标记的氢核可预期在 1H-NMR 的什么区域有吸收？ NS(a)HCH3(b)CH3(c) CH2(a)(b)(c) O(a)(b) CH2CH2 HCH3 CO(d) (c)(b) (a) CH3CH2CH3(c)(b)(a) CH3CHCHCHO(d) (c)(b)(a) Cl2HCOCH2CH3(c)(b)(a

13、) CH3(NO2)CH3(a)(b)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？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 系统的偶合。三、结构推定1、某化合物分子式为 C4H8O， 1H NMR 谱及 13C NMR 谱如下，试解析其化学结构。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

14、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 C7H6O， 1H NMR 谱及 13C NMR 谱如下，试解析其化学结构。答：7-8 之间有 5 个氢，是苯环上的。 10 左右的信号很有可能是醛基上的氢。140-120 之间有4 个信号。一个信号代表两个此等价的碳，因此有 6 个碳。190-200 之间应该是羰基的信号。因此这个化合物应该是苯甲醛。3一化合物，分子式为 C6H8，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。答：三重峰应该是亚甲基，二重峰应该是四甲

15、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。4、某化合物分子式为 C8H8O， 1H NMR 谱及 13C NMR 谱如下，试解析其化学结构。答：7-8 上有 5 个氢，应该是个单取代苯环。2.5 处有个信号，应该是个甲基。120-140 之间有 4 个信号，应该是苯环上 6 个碳。200 左右应该是羰基的信号，30 左右是甲基的信号， 这个化合物应该是苯乙酮。第四章 质谱一、简答题1. 根据下面给出的质谱图，求出化合物的分子式，并推导其可能的结构答：结构可能是环丙烷。2. 甲基环己烷的 EIMS 如下。归属下列信息：a. 分子离子b. 基峰

16、c. M +.-37 碎片离子答：分子离子 98，基峰是信息最高的 83，M+-37 碎片离子应该是 61。二、分析题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。答：3-甲基-3-庚醇，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。 第五章 综合解析1、试论述 UV、IR、 1H NMR、 13C NMR、MS 谱的各主要光

17、谱参数，以及各光谱对有机化合物结构解析的作用。答：UV：max，；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 （波数）及 ；可用于化合物官能团的鉴定。 1H NMR：化学位移 ，耦合常数 J，积分曲线高度或面积；化学位移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 ；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。2、某化合物分子式为 C9H12 ，其分子量

18、为 120，其红外光谱、氢谱、碳谱、质谱数据如下图所示，试解析其结构。并对红外光谱和氢谱上主要波谱数据进行归属。答：（1）1H NMR （2+29-12）/24 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、 ：78 为苯环上质子信号，有 5 个氢，提示苯环可能为单取代。 ：0.951.05 之间信号为甲基氢，裂分为三重峰，其临近应有- CH2 ：1.61.8；：2.62.8 两组氢应为 2 个- CH2 信号。：2.62.8 的-CH2 受相邻- CH2 偶合作用的影响裂分为三重峰；：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 NMR 13C 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 ：125.5、128.1、128.4、142.6 为苯环上碳信号。：13.8、24.5、38.0 为 CH3、CH2 信号。