有机化合物波谱解析_有机波谱分析课后习题答案参考

1、化合物A、B质谱图中高质荷比区的质谱数据，推导其可能的分子式

A： WA 60(5 8)

61(8.7)

62(100)M'

4

+

63( ∣.S) G4(31) 65(0-71)

B： m 心 60(9.0) 61(19.0) 52( J(W)M * 63(3∙8) 64(4.4) 65(0.09)

解：分子离子峰为偶数=62表明不含氮或含有偶数个氮。

对于A , Rl(M + 2): RI(M )心3:1 ,所以分子中含有一个Cl原子，不可能含氮。则根据

XlOO=I.Lv = 4.8 ,得X = 2』=3 J 所以 A 分子式 C2H3Cl f UN=I 合理； RI(M)

CW + I)

对于B , Rl(M +2) = 4.4 ,所以分子中可能含有一个S原子，不可能含氮。则根据

RHM + I)X loo = 1. Lv + 0.8z = 3.8 , x = 2, y = 6 .所以 B 分子式 C2I‰S f

UN=O 合理。 RI (M)

2、化合物的部分质谱数据及质谱图如下，推导其结构

96

100

解：

RI(M): RI(M + 2): RI(M + 4) ≈ 9:6:1 ,

所以分子中含有两个Cl, n√z=96为分子离子峰，不含氮。

根据\"W +χl00 = 1」x = 2.4 # x = 29y = 2 f 分子式为 C2H2Cl2 f UN=I .合理。

Rl(M)

图中可见：n√z61(M-35), Rl(IOO)为基峰，是分子离子丢失一个Cl得到的；

+

m∕z=36,为HCI; n√z=26(M-Ch), RI(34),是分子离子丢失Cb得到的，相对强 度大，稳定，说明结构为CHCl=CHCIO

h

3•化合物的质谱图如下w儿U51l42(lOO)lL43(iO 3),推导其可能结构。

+

分子离子峰n√z 185为奇数表明含有奇数个氮。

基峰n√z 142=M-43,丢失的碎片可能^( C3H7 CH3CO ),若丢失碎片为(CH3CO ), 则来源于丁酰基或屮基酮，结合分子中含氮元素，很有可能为酰胺类物质，那么 就应该有很强的分子离子峰，而n√z 185峰较弱，所以，丢失的中性碎片应该是 ( C3H7),来源于长链烷基，谱图中有而则n√z 29,43,57的烷基m/z 142=A的组成, CXHyNZOwSS Rl(A + 1) jθθ = 1.iχ + o.37Zt = 10.3 ,设 z=l,贝IJ x=9.0,若 z=3,则 x=8.35,不合 R∕(A)

理。无(A+2)峰，表明不含有卤素和氧硫，则A (n√z 142)组成为C9H20N； m/z 57 为 C4H9+, m/z 44 ⅛ CH2=N+HCH3, m/z IOO(A-C3H6), M 分子式(n-C4H9)3N0 图谱解析：

> n*5：亘 (A7H小-SMg「碍

(∏-⅛A∕^-Λ/ t

° L (

旦> 1十・。巧

ZH √ CHI CH ~判

Il I

⅛1⅛L> /N.(十 OM = S-*3

⅛⅜

(∩-W CHL Cii-TH

；山丁仟M沖

叫 2 二 / 4 4上-

ZCrcr

)

的3「同g吨)

旳一/⑷二CHZ

二遏

习爸4

/ ■.心 CX 0 G CHZ

CH)

Y f、CH)4-

OO曲 d吃 F

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S n

3加

环二曲/、

<¾> g,

O C≠∕ι

‰ ^CHC -τ∙ - CHAClHI

i-

CXHr m\"眄

I

CH十

X

x〒 CH-Cx4∙(f OU C 二 驾□≈C =AHl

br C^X CHXWIGbV

+

Z

ZHlmO 比

0 三 C — A/

叫Zf

他G灯 (⅛^⅛D

核磁共振氢谱习题

1、分子式C4H8O2, HNMR谱如下，由谱图推导其可能结构。 Q

解：1、UN = 4 + 1 — 一 = 1

2

2、 无宽峰，说明无・COOH、-OH存在；

3、 从左至右 积分比高度为3:2:3,三组峰，对应的氢原子个数分别3:2:3； 4、耦合第 1 组峰 δ: 3.6PPm(S,3H),应为 H3C-O-;

I

第 2 组峰 δ: 2.3ppm(q,2H),应为与 H3C- H2C-; 第 3 组峰 δ: 2.1ppm(t, 3H),应为与-H2C-H3C;

5、综合以上信息，该化合物的分析结构为:

H3C-O

0

C -CH2CH3

I

2、分子式CSH9NO4, HNMR谱如下，由谱图推导其可能结构。

^7V = 5 + 1 + - =2,可能存在C=C, C=O或N=O 1、

2

2、 无宽峰，说明无-COOH> -OH. ・NH2存在；

3、 从左至右 积分比高度为1:2:3:3,三组峰，对应的氢原子个数分别1:2:3:3; 4、耦合第4组峰δ :1.3ppm(t, 3H),应为与-H2C-相连的 HsCr

第3组峰6 第2组峰6

I

-CH

:1.7ppm(d,3H),应为与 丨 相连的HK＞；

:4.3ppm(q, 2H),应为与 HMC-相连的-H2C-；

-CH

第1组峰6 :5.18ppm(q, 1H),应为与 出。相连的丨；

5 、特征基团的吸收峰：δ: 4.3ppm(q, 2H)应为H3C- H2C-O-

δ: 5.18ppm,说明C上有强的吸电子取代基CNo2),

6、综合以上信息，该化合物的分析结构为:

H2

H3C — C—0—C—CH-CH3

Jo2

“核磁共振氢谱”部分习题参考答案

1 ・ CH3CH2COOCH3 , 2.CH3CH2OCOCH(NO2)CH3

3. (a) C6H5CH(CH3)OCOCH3 , (b)GH5CH2CH2OCOCH3, (C) p.CH3C6H4COOCH2CH3 4. HOCH2CH2CN ,

5. CH3CH2OCOCH2N(CH3)2

7.略,8・ CH3CH2CH2COOCH=CH2

6. CH3CH2OCOCH=CHCOOCH2CH3,

δa 6.35ppm, (IH. dd, Jac=8Hz, Jab=2Hz) δb 6.56ppn‰ (1H, d, Jab=2Hz)

δc 6.85PPnK (1H, dd, Jca=8Hz) 9. (a) 2-乙基毗矩(b) 3■乙基毗喘

第四章核磁共振碳谱部分习题参考答案

Jl = -2.6 + 9.1+ 9.4 + 2 × (- 2.5) = 10.9PPm : J2 =-2.6 + 2x9.1 + 2x9.4 + 2x(∙2.5) = 29 AplmI: J3 =-2.6 + 3×9」+ 3x9・4 = 52・9/〃\"〃

3)

2 1

CH3- CH2-CH2-CH2-H

Jl =-2.6 + 9」+9.4 = 15・9/〃刀〃； J2 = -2.6 ÷ 2 × 9.1 + 9.4 = 25 PPnl:

4 3 2 1 CH5-CH2-CH2-CH2-OH

JI = 15.9 + 48 = 63.9PPm: J2 =25 + 10 = 35 Ppln: J3 = 25 + -5 = 20 PPIn :

J4 = 15.9/?/?/?? 2、2)

9 CH彳 2/ 1

CH2= =C

\\

COOCH3

J1 =123 3 + (-7.9) + 7 + (25) ==124.9∕ψ∕∏; J2 = 123.3 + 10.6 + 6 + (-4.8) = 135. l/?p/w；

3)

J1 =128.5 + 9.2 + (-0.1) + (-10.0) = 127.6p∕w∕: J2 =128.5 + 0.7 + (-2.9) + 0.8 = 127 WP J3 =128.5 + (-13.4) + 2×(-0.1) = 114.9p^n; J4 =128.5 + 18.2 + 0.7 + (-2.9) = 144.5PPm: J5 =128.5 + 9.2 + (-0.1) + (-13.4)==124.2/?/?//?; J6 = 128.5 + 2×0.7 + 0.8 = 130.7/?/?/?/

2 3

HOY '^)-4-COOH

JI = 128.5÷ 26.9 + 5.2 = 160.6/?/?/??： J2 = 128.5 + (-12.8) + (-0.1) = 115.6∕ψ∕∏; 4)

J3 = 128.5 + 1.6 + 1.4 = 131.5PPm: ⅞ =128.5 + 2.1 + (-7.4) = 123 3、碳谱解析：

1) 、根据分子式C4H6O2.计算不饱和度UN = I+4-6/2 = 2,分子中有两个不饱和键,

可能为C = C, C = O;

2) 、质子宽带去耦谱中77.2PPm处为CDCl3碳共振ι∣∕: 3) 、根据质子宽带去耦谱和偏共振去耦谱，

δ (PPm) sp C

3

sp C

2

约 23 CH3-C: 约 100 CH2=; 约 140 CH=; 约 170 C=O;

可能结构为：CH3COOCH=CH2

4. /?-N ≡CC6H4COOH 5. ^CIC6H4COCH3 7. (CH3CH2CO)2O 8. C6H5OCH2CH2OCOCH3

6・ CH3CH2OCOCH2CH2COOCH2CH3 8. a: C6H5CH2COCH3 , b: C6H5COCH2CH3

第五章红外课后习题及答案

I利用红外光谱，区分下列各绢物卮。 D CHKCOOCH=CH3 CHXOCoCH=CH?

曲一结构，双键与极性丛氧相连，Ve=O吸收强吱用大，氧更子对C=O的誘帚效应, VC=O 商波数位移.4： 175OCIn iWIB后一结构■ C=C与C=O共緬Vc=O低波数位移•在1700 Cnj左右«

2)

叫 XH

C 二 C ：

C⅛

C6H5-CCCH3)= CH2

前一结构.δrfM (面外)97Oenr (S)反式烯氢面外弯曲振⅛⅛,CH3,双峰。

后一结枸,δ=r.l∣ (面外)«90CIIl-l (S)端烯同確烯氢面外弯曲振动.CHm,单峰。

3) C6HsCHO

CJ4CONH2

S

St -结构.Λ5⅛⅛ 2850-2720CilI 有m或W吸收八go殴收比后者的液数更高(在1700 Cm 左右

l

1

O )<»

后一•结构，Vo吸收在 1650 cm , WT •在 3200 Cr∏∙, Ti VNil 吸牧

4> (CH5}2CHCH2CH(CHJ⅛

CH3CH2(CH2)3CH2CH3

I⅛-⅛HJ∙ -ClI(Cu⅛⅞SfλJ.在 1370Cnf1 W 1380Cnf1 ⅛Sυθlf近的仙条谱帶“ 后一结沟，在此

区域只有-条谱带•另外也可从XCIhVfrJ CHyT面掘搜扼动來区別=前一 ⅛ιf⅛s n= 1 , δcιl2-=

785√7OcnΓl：

后一结t⅛∣ n = 5 . δc∙H? = 725-722<∏Γ,≡

5〉CH5COCH2CH3

CH^OOCH>CHl

l

册一结构，VcBQ吸收在1725 Clni£右.AS低于后―结构(1735 CIn 左右九后一结构在小 于1200

cn√,处有网个C-O-C伸缩按功强吸收蜂S 6) CfiHSC=N CHC=CH

两者在2LOO Cnfl左右均有参谜的伸缩娠幼峰,但间者的⅜⅛ft½5t大.

后者附块氢的Vgl約为3300Cnfl处.谱帯尖锐。

2.分子式C8H6JR谱如下,推导其可能结构。

不饱和度为6,可能有苯环。为苯乙块：

3300 cm V=C: 3000-3080 cm' V=C.„： 2100 Cm VC=c; 1450,1430 cm 芳环骨架振动；750,

700 cm∖单取代苯的碳氢面外振动谱带。

4

1

i

u

3080-3020 CmVBC.h; 2950,2850 CmVC-H； 1600 cπΛ 1500 cn√ 芳环骨架振动;1380 ICm VCHso

4分子⅛ C4H5NJR谱如下建导其Gr能结构。

II

Ω = ∕!4 +1 + -^—^ = 4 + 1 + —= 3

+

2 2

红外谱图：

2260 cm为VCN伸缩振动，可能存在一C≡N （两个不饱和度）

3000 cm左右为=C-H伸缩振动，结合1647 cm*认为化合物存在烯基（一个不饱和度〉 990Cnl l∙ 935cπf,分别为RCH = CH＞反式怖氢的而外弯曲振动以及同碳埼氢的面外弯曲振动。 该化合物结构为：CH2=CH-CH2-CN

j

1

4

5∙分子式GHeo\"两种异构(A,B)的［R谱如下•推导其可能结

构。

l∕αn

不饱和度:2,可能的结构为:

H zCH2-O-CCH3 'C=C

z

O Il

/ 、

H H

l

l

H

Z

^C=C H H

l

0

Il

ZCH2—C—O—CH3

3080 Cm V≡C-H; 2980 CITl VC-H； 1745 Cm VC=()； 1650 Cm VC=c； 1378 ClTl I1

VCH3； 124()1032 cm V00-C; 989, 931 RCH=CH2e 乙酸烯丙f⅛

6分子式C4ΠcO5两种异构(A,B)的IR谱如下，推导其可能结构。

O

Il 不饱和肥1,可能的结构为：CH3-C-

CH2CH3

2950-285QCmVC.H; 1725CmVC≡o; ∣380CmVCH.υ

7∙分子式C9H12O1IR厝如下,推导其可能结构匚

i

I

l

bcm

不饱和皮：4,可能冇苯环。可能的給构为:

CH3

3350 Cm vO-H： 3020 CnI VK.h; 2950-2850 Cm VC-H； ∣600< I500CΓT√ 芳坏it

l

I

I

z

OH

架旅动：1385, 1375 Cm iVC(CH3,2； 1250 Cm-IVC-o； SlOcm'1苯环相邻两氢的面外弯曲振动，表明苯环为对位 二取代。

分于式C7HSJR港如下■推导其可能结构。

K

9・分子式

C7H7NO2JR墙.如下•推导其可能结构。

1/CID

间、邻、对硝基屮苯

第三章紫外习题及答案

1计算T罚化合物的最大吸收波长

、

⑷ Sr、COOH

CHh=CHCOCH3 <5)〔丫

(I) 214+5 x4 = 234 (2) 214 + 5x2 + 5x4 = 244 (3) 253 十 30 十庁十5x4 = 308 (4) 208 + 30 ÷ 18 = 256 (5) 2I5 + 3O÷ 18+18 = 281 (6) 215 十 12 + 30 = 262 2 •用紫外光谐区分下列各但化合物

⑴OPN

(5) CH4CCH2CH2OH , CH3∞CH2C⅛

.H2

NQ

NH3Cl

O

O

(6)

(l> 前者：2l5÷5χ2+ 10+ 12×2=259

后者：215 十 5 十 I(H-12 = 242

(2) 前者：E2; 203.5 + 26.5 +483 = 278.5 nm

后者：E2远大于上述数值(38i nm)

⑶ 前者：21OnItit加碱后九IraX红移,加酸后仍为21Onm

后者=217 nm

(4)前者=230 nm.加酸丿Ii入max蓝移：

后者:203 n m

(5> 前者2 270 nm. n→π*,弱吸收(EnlaXl2-15 )：

府者：211 nm# ∏-^π*,弱吸收(ειnax58-60);

(6) i⅛者：215 十 39 十 30 十 18x3 = 338

后者：215 + 30 + 5+ 18x2 = 286

3康化合物分子式QJH3,紫外光谱测得^eleX246nmt285nm,经催化加M√rωχ移至207ng 26Onm I推导该化合物的结构。

不饱和度5,为苯乙•烯。

4.頻外光谱测得卜列烯酮的入“值为224nm(c 975O),235nm(e 14000),253nm(ε 9550)及 248r∏√e 6890),标出各烯萌的最大吸收漩长。

(1) 215+ 12 = 227 nm对应上述第I组数据，

(2) 215十5十10十12 X 2 = 254nm对应上述第3组数据， (3) 215+ 12 x 2 = 239 nm对应上述第2组数据。 (4) 215+ W÷ 12x2 = 249 nm对应上述第4组数据d

3•某化合物分子式C7‰0,紫外光谱测緡λ⅛*257n∏ι,推导其可盥结构。

215 + 30 + IO = 255 nm, 215 + 30+ 12 = 257 nm

6•麦角箔 ⅛(Ergθ5terol.

HO

)经OPPenaUer氧化(系描在丙醯存

在•仲醇被叔丁醇铝氣化成相应的酮,氧化时,双诞可能发生转移J得到(A)λ^κ242nm (ε 20000),(B)λjωιx280ntτXe 33000).推导(A＞、(B)的可能结构。

215+30 + 54 12+ I8=28θnιn (B)

2l5+5÷ 12x2^=244 nτn (A)

讨论2

253 + 5x2 + 5 x4=283nm,但吸收强度更小

Q

,紫外光谱测

7・G莎草酮(G- CyPeroae)的结构可能为

A: B；

217+ 12 = 227;217+ 12 ≠5-t IOi- 12 x 2 = 254 IlIn ⑴莎单胡的结构式可能为

B

得 AMM252nm(lgε 43)1⅛定其第构。

&以苯或乙醋作琳剂，分别测定蔡的荧光光谱•其壮M是否有变北,戈什么？ 9•下列各生化合物的荧光强度的順序如何排列，为什么？

NR

⑴ ∞

Oa cσNCi 2

CH. CHo (JR

⑵

OaC;

OoZ Br OC

I

⑶

oσ Ca OCZ

核磁共振碳谱”部分习题参考答案

3. CH3COOCH=CH2 4. p.N ≡CC6H4COOH

5. P-CIC6H4COCHS 6・ CH3CH2OCOCH2CH2COOCH2CH3 7. (CH3CH2CO)2O

8. a: C6H5CH2COCH3 , b: C6H5COCH2CH3

& C6H5OCH2CH2OCOCH3

紫外光谱测