波谱分析习题 - 图文

有机化合物的波谱分析习题

1 基本概念与名词解释

生色团与助色团 红移效应与蓝移效应 ?-?跃迁 ?-?跃迁 n-?跃迁

增色效应与减色效应 等色点 Woodward规则 最大吸收波长?max 伸缩振动与弯曲振动 力常数 波数 特征吸收频率 倍频 组合频 Fermi共振 官能团区和指纹区 原子核的旋磁比 自旋偶合与自旋裂分 化学位移 偶合常数 (n+1)规律 高场和低场 等性质子 各向异性效应 屏蔽与去屏蔽效应 环电流效应 质荷比 氮素规则 分子离子 重排离子 碎片离子 亚稳离子 软电离与硬电离 准分子离子 2 简答题

2.1什么是溶剂效应？请简要说明溶剂效应对UV, IR及NMR谱可能产生的影响。

2.2什么是互变异构现象？请简要说明互变异构现象对UV, IR及NMR谱可能产生的影响。

2.3什么是核磁共振谱的一级谱？一级谱的峰形与峰强度有何特点？ 2.4请简答在一张一级的1H NMR谱能提供哪些结构信息。

2.5质谱中有几种类型的离子？各种离子在有机物结构分析中各有什么作用？

2.6在质谱学中有几种主要的碎片裂解方式？什么是麦氏重排离子？ 2.7 请简要说明在IR谱图中芳环、双键、三键和羰基的官能团特征吸收位置。

1

2.8请简要说明在H NMR谱图中芳环、双键、三键和烷基质子的特征吸收位置大致范围。

2.9 不查原图请简单比较苯、萘、蒽在紫外吸收谱上的异同。

2.10 何谓电子轰击质谱？常见有机化合物中哪些易于获得分子离子？哪些易于获得碎片离子？

3 两个化合物A及B具有相同的分子式C6H8。 A和B 均能使溴的四氯化碳溶 液褪色，给出正的Baeyer实验，催化氢化时均吸收2摩尔氢生成环己烷。紫外光谱测定结果表明A在256 nm处有最大吸收，B在200 nm以上无明显吸收，试确定A及B的结构。

4 今有三个化合物D, E及F具有相同的分子式C5H6，催化氢化时均能吸收3摩尔氢生成正戊烷。E及F用硝酸银的氨溶液处理可生成白色沉淀，而D不反应。D和E的紫外光谱测定结果显示在230 nm附近有最大吸收，F 在200 nm以上无强烈吸收，试确定D, E及F的化学结构。

5 请根据Woodward规则，估计下列化合物的最大紫外吸收位置。

OO

1 2 3 4

OH

5 6

RRAcO

7 8 6 请计算下列化合物的最大紫外吸收位置。

OOO

R 1 2 3

OHOO

4 5

7 有一个有机化合物在硫酸作用下发生脱水反应生成化合物A, 已知其分子式为C9H14，观察其紫外光谱得?max 为242 nm 。请推断化合物A的化学结构。

CH3CCH3OHH2SO4_HO2A

8 今有一个有机化合物在加热和氧化银作用下发生脱胺反应生成化合物B, 实际测得其紫外光谱?max 为236.5 nm 。请推断化合物B可能的化学结构。

OAg2ON(C2H5)3I(I)B+AgI+N(C2H5)3O

9 Simmonsen 等曾确定?-cyperone的结构为(I)。?-cyperone的紫外吸收光谱?max

为252 nm(log? = 4.3)。你能否对这个结构提出不同意见？假如碳的骨架和羰基的位置都正确的话，你能否提出另一种结构式并说明其理由。 10 下列化合物各产生多少组核磁共振氢谱的信号？

1 CH3CH2CH2CH3 2 CH3CH2OH 3 CH3-CH=CH2 4 1, 1-二甲基环丙烷 5 (trans)- 1, 2-二甲基环丙烷 6 (cis)-2-丁烯 7 乙酸乙酯 8 对硝基苯甲酸 9 环戊酮 10 2, 4-二氯苯乙醛 11 二溴戊烷(C5H10Br2)各种异构体质子核磁共振谱的数据如下，试确定与每组光谱相对应的结构。

1 ? 1.0(s, 6H), 3.4 (s, 4H) 2 ? 1.0(d, 6H), 1.75 (m, 1H), 3.95(d, 2H), 4.7(m, 1H) 3 ? 0.9(d, 6H), 1.5 (m, 1H), 1.85(m, 2H), 5.3(t, 1H) 4 ? 1.0(s, 9H), 5.3 (s, 1H) 5 ? 1.0(t, 6H), 2.4 (q, 4H) 6 ? 1.3(m, 2H), 1.85 (m, 4H), 3.35(t, 4H) 12 1摩尔丙烷与2摩尔氯气进行自由基氯化反应后，生成复杂的氯化产物，将混合物仔细分馏后得到4种二氯丙烷A, B, C, D, 请根据四种异构体质子核磁共振谱的数据确定它们的化学结构。 A: B.p 69?C. ? 2.4 (s, 6H)

B: B.p 88?C. ? 1.2 (t, 3H), 1.9 (m, 2H), 5.8 (t, 1H) C: B.p 96?C. ? 1.4 (d, 3H), 3.8 (d, 2H), 4.3 (m, 1H) D: B.p 120?C. ? 2.2 (t, 2H), 3.7 (t, 4H)

13 二溴丁烷有9种可能的异构体（不包括立体异构体），其中一种异构体的核磁共振谱的数据为? 1.7 (d, 3H), 2.3 (dt, 2H), 3.5 (t, 2H), 4.2 (m, 1H)，试确定它的化学结构。 14 一个化合物分子量M为118，M的1H NMR(?): 2.10(s, 3H), 5.40(d, J = 2.5 Hz, 1H), 5.50 (d, J = 2.5 Hz, 1H), 7.31(brs, 5H). M与HCl 反应后生成另一化合物N，N的1H NMR(?): 1.72(s, 6H), 7.30(brs, 5H). 试推断M和N的化学结构。 15 今有一个学生想利用3-甲基-1-丁烯和磷酸通过Friedal-Craftz反应合成1, 2-二甲基-1-苯基丙烷，反应后他分离出一种主要产物, 分子量为148。为了确

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定产物的结构，他对产物进行了核磁共振分析，H NMR(?): 0.82(t, J = 7.0 Hz, 3H), 1.20(s, 6H), 1.61(q, J = 7.0 Hz, 2H), 7.25(brs, 5H). 请你帮助分析其产物的化学结构及形成该产物的原因。 16 有三个化合物AA, BB和CC，它们的分子式为C9H12O。其1H NMR分别如下所示：AA(?): 7.05-6.80(m, AA’BB’, 4H), 3.95(q, J = 7.2 Hz, 2H), 2.30(s, 3H), 1.31(t, J = 7.2 Hz, 3H); BB(?): 7.30(brs, 5H), 4.55(s, 2H), 3.56(q, J = 7.2 Hz, 3H), 1.15(t, J = 7.2 Hz, 3H); CC(?): 7.28(brs, 5H), 4.80(br, 1H, D2O交换消失), 3.72(t, J = 7.0 Hz, 2H), 2.75(t, J = 7.2 Hz, 2H), 1.95(m, 2H). 试分别推断AA, BB和CC的化学结构。 17 一天然产物P, 分子式为C12H16O7。P经?-葡糖酶水解后得一分子D-葡萄糖和

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另一化合物Q，C6H6O2, Q的H NMR(?): 6.85(s, 4H), 7.90(s, 2H, D2O交换消失). P 用(CH3)2SO4和NaOH的水溶液处理后再用稀酸水解得到2,3,4,6-四甲氧基-D-葡萄糖和一化合物R, C7H8O2, 其1H NMR(?): 6.80(m, AA’BB’, 4H), 4.80(s, 1H, D2O交换消失), 3.95(s, 3H)。R经(CH3)2SO4和NaOH的水溶液处

理后得到一个化合物S, C8H10O2, 1H NMR(?): 3.75(s, 6H), 6.75(s, 4H)。请推断P, Q, R和 S的化学结构。

18 今有一无色条形晶体，m.p 120?C, 分子量为182，元素分析(%)：实验值(理论值) C59.29(59.34), H5.31(5.49)。紫外光谱UV?max为204, 265, 338 nm 。IR?max为3428, 2975, 2868, 1715, 1254, 774 cm-1。其1H NMR (?): 12.23(s, 2H, D2O交换消失), 7.25(t, J = 7.8Hz, 1H), 6.43(d, J = 7.8Hz, 2H), 3.88(s, 3H), 2.36(s, 2H)。EI-MS m/z: 182(M+),154, 136, 126, 123, 95, 67。试推断该化合物的结构，并对1H NMR信号和质谱碎片离子进行解释。 19 化合物的A分子式为C9H12O，其红外光谱IR?max在3400, 770, 720 cm-1处有强吸收。其1H NMR (?): 0.75(t, 3H), 1.91(m, 2H), 2.70(s,1H, D2O交换消失), 4.35(t, 1H), 7.26(brs, 5H)。化合物B是一个液体，b.p 220?C, 质谱表明它比化合物A的分子量少14个质量单位，IR?max在3400, 1050 cm-1处有强吸收，在1600, 1495, 1450 cm-1处有中等强度的吸收峰，1H NMR (?): 2.65(t, 2H), 3.55(t, 2H), 4.10(brs,1H, D2O交换消失), 7.15(brs, 5H)。试推断化合物A和B的化学结构。 20 某化合物X, C10H14O, 溶于NaOH水溶液但不溶于NaHCO3水溶液, 用溴水与X反应得到二溴衍生物Y, C10H12Br2O。X的红外光谱IR?max在3250 cm-1有一宽峰, 在830 cm-1处也有一吸收峰，其1H NMR (?): 1.31(s, 9H), 4.90(s, 1H, D2O交换消失), 7.05(m, AA’BB’, 4H)。请推断X和Y的结构。 21 化合物1和2互为异构体，分子式为C9H10O。化合物1不发生碘仿反应，IR?max

在1690cm-1处有强吸收，而化合物1能发生碘仿反应，IR?max在1705cm-1处也有强吸收峰。它们的1H NMR数据如下，1：?: 1.20(t, J = 7.2Hz, 3H), 3.05(q, J = 7.2Hz, 2H), 7.75(m, 5H); 2：?: 2.05(s, 3H), 3.56(s, 2H), 7.10(m, 5H)。化合物3和4也互为异构体，分子式为C9H8O。化合物3和4的IR?max在1715 cm-1处均有强吸收峰，两个化合物在强氧化剂作用下均能发生氧化反应生成邻苯二甲酸。它们的1H NMR数据如下，3： ?: 3.40(s, 4H), 7.35(m, 4H)。4：?: 2.50(t, J = 6.9Hz, 2H), 3.14(t, J = 6.9Hz, 2H), 7.40-7.75(m, 4H)。试分别推断化合物1、2、3、4的化学结构。 22 一个中性化合物分子式为C7H13BrO2，IR?max在2850-2950cm-1有吸收峰，在1740 cm-1处有强吸收峰。它的1H NMR数据如下：?: 1.00(t, J = 7.0Hz, 3H), 1.35(d, J = 7.2Hz, 6H), 2.10(m, 2H), 4.21(t, J = 7.0Hz, 1H), 4.65(sept, J = 7.2Hz , 1H)。试推断其结构并说明其光谱数据的归属。 23 三个化合物L, M, N的分子式均为C4H8O2。L在1740和1050cm-1有特征吸收，M在2725, 1725, 1160 cm-1有特征吸收，N在2500-3200, 1715, 1230 cm-1有特征吸收. 它们的1H NMR数据如下, L(?): 1.25(t, J = 7.0Hz, 3H), 2.03(s, 3H), 4.12(q, J = 7.0Hz, 2H); M: 1.29(d, J = 6.0Hz, 6H), 5.13(sept, J = 6.0Hz, 1H), 8.50(s, 1H, D2O交换不消失); N: 1.21(d, J = 6.5Hz, 6H), 2.74(sept, J = 6.5Hz, 1H), 11.50(s, 1H, D2O交换消失)。试推断化合物L, M, N的化学结构。 24 今从一植物中分离到两具有抗菌活性的化合物M1和M2，其中M1为无色针状晶体，m.p 110-111?C, 分子量为110，分子式为C6H6O2。其红外光谱在3250和1060cm-1有特征吸收。它的1H NMR数据如下, (?): 6.35(m, 3H), 6.97(t, J = 7.8Hz, 1H), 8.11(s, 2H, D2O交换不消失)。M2也为无色针状晶体，m.p

50-51?C, 分子量为150，分子式为C10H14O。其红外光谱在3350，1040和1375，1380 cm-1有特征吸收。它的1H NMR数据如下, (?): 1.18(d, J = 6.9Hz, 6H), 2.19(s, 3H), 3.26(sept, J = 6.9Hz, 1H), 6.60(d, J = 7.8Hz, 1H), 6.64(s, 1H), 7.01(d, J = 7.8Hz, 1H), 7.93(s, 1H, D2O交换消失)。试推断化合物M1和M2的化学结构。

25 下图是化合物乙酸乙酯的IR光谱，请指出标记为A, B, C, D的四个特征峰的归属。

26 请指出下列IR光谱哪个是2-己醇，哪个是二正丙基醚的谱图，为什么？

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