浙江大学远程教育学院《波谱分析概论》课程作业姓名:学 号: 年级: 2014秋药学 学习中心: 衢州学习中心 —————————————————————————————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π电子。
能够发生n →π*跃迁。
从n 轨道向π反键轨道跃迁。
能产生R 带。
跃迁波长在250—500nm 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π→π*跃迁)。
(2)(1)及NHR3CH CH OCH 3CH 及CH 3CH CH 2答:(1)的后者能发生n →π*跃迁,吸收较长。
(2)后者的氮原子能与苯环发生P →π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)入max =420 εmax =18600入max =438 εmax =22000入max =475 εmax =320003N N NNO HC 32(CH )2N N NNO H C 32(CH )2232(CH )(CH )23N N N 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 CH 32(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π→π共轭。
而(B )这两个双键中隔了两个单键,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 →π*跃迁及π→π*跃迁有何影响?用能级图表示。
答:对n →π*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π→π*跃迁中,成键轨道下,π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λhexane max =305nm ,其λEtOH max =307nm,试问,该吸收是由n→π*跃迁还是π→π*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。
化合物当中应当是π→π反键轨道的跃迁。
第二章 红外光谱一、回答下列问题:1. C —H ,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,C —CL 键的偶极矩变化比较大,因此C —CL 键的吸收峰比较强。
2. νC═O 与νC═C 都在6.0μm 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C═O 键的吸收峰按波数高低顺序排列,并加以解释。
(1)CH 3COCH 3 CH 3COOH CH 3COOCH 3 CH 3CONH 2 CH 3COCl CH 3CHO (A ) (B ) (C ) (D ) (E ) (F )(2) (A ) (B ) (C )(D ) (E )答:(1)顺序是E 〉B 〉C 〉F 〉A 〉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A 〉B 〉C 。
2.能否用稀释法将化合物(A )、(B )加以区分,试加以解释。
(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O CH 3C O CH 3C CH 3O CH 3C CH 3CH 3CH 3O OOH O O OH O CH 3C NH 2O CH 3C NO 2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4000~1300cm –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 左右,也比较明显。
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?O COOC 2H 5O COOC 2H 5COCH 3COCH 3CH 3CH 3CH 3HO C N C O NH 2(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、结构解析.1、某化合物分子式为C 2H 4O 2,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O OOH OH O O OH OH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?CH3—COO—CH2—CH3(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? ⑴ N S (a)H CH 3(b)CH 3(c) ⑵ CH 2(a)(b)(c) ⑶ O (a)(b) ⑷ CH 2CH 2HCH 3CO (d) (c)(b)(a)⑸ CH 3C OCH 2CH 3(c)(b)(a) ⑹ CH 3CH CH C H O (d) (c)(b)(a)⑺ Cl 2CHC OO CH 2CH 3(c)(b)(a) ⑻ CH 3CH(NO 2)CH 3(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C 4H 8O ,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,二重峰应该是四甲基。