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波谱解析习题31997

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,δ7.97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)。

δ7.65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。

δ7.50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δ9.6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(δ7.1)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δ0.9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:(72-14)/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:(42-8)/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:(92-12)/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δ7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δ1.2处3H的t峰和δ3.5处2H的q峰说明存在-OCH2CH3。

δ4.5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;δ1.9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)。

解:C5H9BrO2的不饱和度:(52-9-1)/2+1 = 1。

该化合物氢谱共4组峰,从高场到低场质子数依次为3、2、2、2。

其中δ 1.3的3H的t 峰和δ 4.3处的2H的q峰说明存在-OCH2CH3。

另外δ 2.9和δ 3.6处的两个2H的t峰说明存在-CH2CH2-,其中δ 3.6的峰根据化学位移应和Br相连,δ 2.9的峰应和羰基或苯环相连。

分子式扣除已知基团后还剩CO,因此该化合物结构是:BrCH2CH2COOCH2CH3。

9. 未知物的分子量为122,元素分析结果为含C78.6%,含H8.3%。

试根据1H-NMR谱推测其结构。

解:含O% = 100%-78.6%-8.3% = 13.1%。

C、H、O原子数比为:(78.6/12):(8.3/1):(13.1/16) = 6.55:8.3:0.82 = 8:10:1,最简式为C8H10O,结合分子量122,可知该化合物分子式为C8H10O。

不饱和度为:(82-10)/2+1 = 4。

分子中可能存在苯环。

该化合物氢谱中共有4组峰,其中δ 2.4处的宽单峰应为OH活泼氢,剩下三组峰根据积分线可知其质子数从高场到低场依次为2、2、5。

其中δ 7.2左右的多重峰共有5个H,说明存在一个单取代苯环;δ 2.7和δ 3.6处的两个2H的t峰说明存在-CH2CH2-,其中δ 3.6的CH2根据化学位移应和O相连,δ 2.7的CH2应和苯环相连。

因此该化合物的结构式为:解:不饱和度(102-12)/2+1 = 5,提示可能存在一个苯环和一个双键。

该化合物H谱共4组峰,从高场到低场质子数依次为6、1、3、2。

其中δ1~4区域的两个峰是饱和氢,δ 1.2处的6H的d峰应为两个CH3,且这两个甲基均只和一个H相邻;δ 3.5处的1H多重峰和前者耦合,因此存在-CH(CH3)2。

δ7~8区域的两个峰是芳氢的峰,5个芳氢说明存在单取代苯环。

扣除已知基团还剩CO,结合不饱和度可知存在C=O。

因此该化合物结构应为:(ps:一般烷基和羰基相连化学位移在2~3间,但该结构中与羰基相连的是次甲基,比同样甲基要高0.6左右;另外羰基还和苯环相连,苯环进一步增强羰基的吸电子作用,造成其化学位移大于3。

大家还可分析下苯环两组峰的具体归属。

)11. 某未知物分子量为120,根据IR和1H-NMR谱图推测其分子结构。

解:在该化合物IR图谱中,3000 cm-1的吸收峰说明存在不饱和氢;2820和2720 cm-1处的两个吸收峰和1720 cm-1的强峰说明有-CHO存在;1600~1450 cm-1的几个吸收峰是苯环的骨架振动,说明有苯环存在。

在1H-NMR谱图中共有三个吸收峰,质子数从高场到低场为2:5:1。

其中δ9.6处的1H三重峰应是醛基氢,三重峰说明醛基和CH2相连;δ3.5处的2H d峰应是和醛基相连的亚甲基;δ7.2左右的多重峰是苯环氢,5个H说明是单取代苯。

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