有机波谱解析习题 - 图文
更新时间:2023-12-15 03:37:01 阅读量: 教育文库 文档下载
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1. 请对化合物Ph-CO-CO-Ph的1H-NMR进行指认(溶剂CDCl3)。
答:从结构式可知该化合物具有对称结构,两个苯环相应谱峰重合,只需考虑一个苯环。该化合物氢谱在7.0~8.0区间有三组峰,从峰面积判断从高场到低场质子数依次为2、1、2。其中,δ?7.97的峰为d峰,2H,化学位移值较大说明它处于羰基的邻位(羰基为强吸电子基团,对邻对位有去屏蔽作用),应为a、a?。另外该峰为双峰也证明这一点(a仅和b,a?仅和b?耦合)。δ?7.65的峰仅有一个H,因此应为c,该峰为t峰表明c与b、b?耦合。δ?7.50的峰为t峰,2H,其化学位移值最小表明它应处于羰基间位,应为b、b?,另外b和a、c,b?和a?、c耦合,因此该峰应为三重峰,与谱图吻合。
2. 请对下面化合物1H-NMR低场部分的谱峰进行指认(仪器频率400 MHz,溶剂CDCl3)。
解:该化合物的氢谱在低场共有6组峰,其中δ7.26处的单峰为溶剂峰(即氘代氯仿中残余的微量CHCl3质子吸收峰)。剩下5组峰从高场到低场峰面积比表明它们的质子数依次为1、2、1、2、1,对应a和a?、b和b?、c、d、e六种质子。
其中δ?9.6的双峰根据化学位移应是醛基氢e,其耦合常数J = 8.0 Hz,应是e和邻位氢d的耦合常数。δ6.75处的峰(1H)为dd峰,耦合常数为J = 16, 8.0 Hz,其中16 Hz应是反式烯键的两个H的耦合常数,而8.0 Hz即是与醛基氢e的耦合常数,因此该峰为d。δ7.38处的双峰耦合常数J = 16 Hz,说明该氢和峰d处于烯键反位,因此为c。
δ 6.68 (2H, d, J = 8.8 Hz)和7.45 (2H, d, J = 8.8 Hz)应为对位二取代苯环上的两组质子,两个取代基中,二甲胺基是供电子基团,使邻对位质子移向高场,而烯键是吸电子基团,使
邻对位质子移向低场。因此δ 6.68处的峰应为a和a?,δ 7.45处的峰应为b和b?。
3. 下图是对甲氧基苯丁酸的1H-NMR谱,试对谱图中的各峰进行归属。
解:图中共有7组峰,即分子中有7种不同的质子。从高场到低场各组峰的质子数根据积分线高度比依次为2、2、2、3、2、2、1。
根据质子化学位移范围,0~4区域的四组峰为饱和碳上的质子信号(a、d、e、f);7~8区域2组峰为苯环上质子信号(b和b?、c和c?);>10处是羧基上质子(g)。
按照耦合裂分及影响化学位移值的因素,δ?3.7的3H单峰应为甲氧基a;δ?2.6和2.3的两组峰化学位移值较大,且为3重峰,应为d和f,根据苯环和羧基诱导效应强弱,2.6处的t峰应为d,2.3处的t峰应为f;δ?2.0处的多重峰化学位移值较小,且为多重峰(分别与d、f耦合),因此为e。
7左右的2个2H的d峰应为苯环质子(b、b?、c、c?,b和b?、c和c?均为化学等价质子,谱峰重合)。b、b?处于甲氧基的邻位,c、c?处于烷基的邻位,由于甲氧基对邻对位的供电子屏蔽效应较强,因此高场一侧(δ?6.7)的峰为b、b?,低场一侧(δ?7.1)的峰为c、c?。
4. 对丙烯酸丁酯(C7H12O2)的1H-NMR谱图进行指认。
解:图中共有7组峰,根据积分线高度和各峰的积分值比例,可知各峰的质子数从高场到低场依次为3、2、2、2、1、1、1,共12个氢,与结构式相符。
其中,0~4.5区域4组峰为饱和碳上的质子,即丁基质子(a、b、c、d)。其中δ?0.9处的t峰(3H)应为甲基a;δ?1.4和1.6的两组多重峰应分别为b、c;δ?4.2处的t峰应为d(d与氧原子相连,故化学位移较高,t峰说明邻位C仅2H)。
5.5~6.5区域3组dd峰(1H)为3个烯氢(e、f、g)。它们的指认可通过化学位移和耦合常数两种方法。e、f、g分别处于酯基的同碳、反位和顺位,根据烯氢化学位移理论值可知从高场到低场依次为f、e、g。另外3组峰均为dd峰,其中5.8处的dd峰耦合常数为J = 10, 1.8 Hz,依次为顺式和同碳耦合常数,说明该峰为f;6.1处的dd峰耦合常数为J = 17, 10 Hz,依次为反式和顺式耦合常数,即该氢顺位和范围均有H,应为e;6.4处的dd峰耦合常数为J = 17, 1.8 Hz,依次为反式、同碳耦合常数,因此应为g。
5. 已知化合物的分子式为C7H14O,试根据1H-NMR谱推测其分子结构。
解:化合物不饱和度为:(7?2-14)/2+1 = 1。应有一个环或双键。
该化合物氢谱中仅有两组峰,其峰面积比为6:1,根据化合物质子数可知δ?1.1处的
峰应有12个氢,δ2.7处的峰应有2个H。因此推测该化合物应具有对称结构,即一边含有两组峰,质子数分别为6和1。δ?1.1处的峰处于较高场,根据化学位移值可能为C-CH3 ? 2,该峰为双峰说明与之相邻的C上只有一个H原子(δ?2.6多重峰)。因此两边的对称基团应为(CH3)2CH-。分子式去除两个异丙基后还剩CO,说明两个异丙基和羰基相连。异丙基CH上氢化学位移在2~3间也说明它和CO相连。因此化合物结构式:
6. 有两种同分异构体,分子式为C4H8O2,1H-NMR谱如下,试推测它们的结构。
解:C4H8O2不饱和度为:(4?2-8)/2+1 = 1,说明有一个环或双键。
(a)谱图中有三个峰,其中δ?1.2处一个3H的t峰,δ?2.4处有一个2H的q峰,说明两峰相互耦合,存在-CH2CH3基团。另外2H的q峰化学位移2.4说明CH2可能与C=O相连。δ?3.7处的3H的单峰应为一个孤立的甲基,根据化学位移该甲基应与O相连。所以(a)的结构应为CH3CH2COOCH3。
(b)谱图中也有三个峰,其中δ?1.2处3H的t峰和δ?4.1处的2H的q峰,说明同样存在-CH2CH3基团,2H的q峰化学位移4.1说明CH2应该与O相连;δ?2.0处的3H的单峰应为一个孤立的甲基,根据化学位移该甲基应与C=O相连。所以(b)的结构应为 CH3COOCH2CH3。
7. 有三个分子式为C9H12O的同分异构体,试根据1H-NMR谱推测它们的结构。
解:C9H12O的不饱和度:(9?2-12)/2+1 = 4。不饱和度较高提示可能有苯环结构。
(a)谱图中有6组峰,δ=0处单峰为内标TMS。剩下5组峰根据积分线高度比可确定从高场到低场质子数为3、3、2、2、2。其中δ 1.3处3H的t峰和δ 4.0处2H的q峰说明存在-OCH2CH3。δ 2.3处3H的单峰说明存在孤立甲基,且该甲基可能与苯环相连。δ 7左右有两个d峰,共4个H,两峰相互耦合,说明存在对位二取代苯环。(ps:苯环有两个不同取代基,只有对位二取代苯环才会出现两个相互耦合d峰,邻位、间位二取代皆不可能,大家可以想一下为什么。另外δ 7处是两个d峰,不是一个q峰。这是因为2个d峰相互耦合,“相向性”使得两峰内侧峰提高,外侧峰降低。)因此(a)应为:
(b)谱图中除TMS峰外有4组峰,根据积分线可知从高场到低场质子数依次为3、2、2、5。其中δ 1.2处3H的t峰和δ 3.5处2H的q峰说明存在-OCH2CH3。δ 4.5处2H的s峰说明存在孤立的-CH2O-,因此分子中存在-CH2OCH2CH3。在芳氢区δ 7.3附近有5个氢,说明存在单取代苯环(ps:由于烷基的诱导效应较弱,苯环上5个氢化学位移相差不大,在低分辨仪器上聚为一个峰)。因此(b)应为:
(c)谱图中除TMS峰外有4组峰,根据积分线可知从高场到低场质子数依次为2、2、2、5。其中芳氢区δ 7.3附近有5个氢,说明存在单取代苯环。δ 1~4区域有三个2H的峰,说明存在3个相互耦合的CH2。其中δ 3.7处2H的t峰说明该CH2在边上,和O相连;δ 2.7处2H的t峰说明该CH2在另一边,和苯环相连;δ 1.9处2H的m峰说明该CH2处于碳链中间。因此(c)应为:
。(ps:羟基上的活泼氢常常不出峰)。
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