波谱分析概论作业.docx

1、波谱分析概论作业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电子和电子。能够发生n*跃迁。从n轨道向反键轨道跃迁。能产生R带。跃迁波长在250500nm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*跃迁）。 答：（1）的后者能发生n*跃迁，吸收较长。（2）后者的氮原子能与苯环发生P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

2、原因（在乙醇中）。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：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*跃迁及*跃迁有何影响用能级图表示。答：对n*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*跃迁中，成键轨道下，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305nm，其EtOH ma

3、x=307nm,试问，该吸收是由n*跃迁还是*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。化合物当中应当是反键轨道的跃迁。第二章 红外光谱一、回答下列问题： 1. CH，CCl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，CCL键的偶极矩变化比较大，因此CCL键的吸收峰比较强。2. CO与CC都在m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

4、的多。二、分析比较1. 试将CO键的吸收峰按波数高低顺序排列，并加以解释。 (1)CH3COCH3 CH3COOH CH3COOCH3 CH3CONH2 CH3COCl CH3CHO (A) (B) (C) (D) (E) (F)(2) (A) (B) (C) (D) (E) 答：（1）顺序是EBCFAD。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

5、，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ABC。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。稀释会阻碍形成氢键，吸收峰会向

6、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40001300cm1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

7、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 (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C2H4O2，红外光谱如下图所

8、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170

9、0，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

10、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 CH3COOCH2CH3 （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

11、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C4H8O，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

12、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

13、重峰应该是亚甲基，二重峰应该是四甲基。结构应该是环己烷，里面有两个双键。1，4环-2-己烯。1位和4位是双键，是个环二烯。4、某化合物分子式为C8H8O，1H NMR谱及13C NMR谱如下，试解析其化学结构。 答：7-8上有5个氢，应该是个单取代苯环。处有个信号，应该是个甲基。120-140 之间有4个信号，应该是苯环上6个碳。200左右应该是羰基的信号，30左右是甲基的信号， 这个化合物应该是苯乙酮。第四章 质谱一、简答题1. 根据下面给出的质谱图，求出化合物的分子式，并推导其可能的结构答：结构可能是环丙烷。2. 甲基环己烷的EIMS如下。归属下列信息：a. 分子离子b. 基峰c. M-3

14、7碎片离子答：分子离子98，基峰是信息最高的83，M+-37碎片离子应该是61。二、分析题3-甲基-3-庚醇有三种可能的 裂解途径。在下面的EI质谱中找到他们并指出他们的相对多少。答：3-甲基-3-庚醇，羟基上面有一个甲基，一个亚甲基；还有一个甲基，乙基，丁基， 正丁基。a裂解也是从优先基团裂解,所以3-甲基-3-庚醇失去一个丁基，一个正丁基， 应该是信号最强的。也可失去乙基。73是失去正丁基的碎片离子，101是失去乙基的碎片离子。115是失去甲基的碎片离子。第五章 综合解析1、试论述UV、IR、1H NMR、13C NMR、MS谱的各主要光谱参数，以及各光谱对有机化合物结构解析的作用。答：U

15、V：max，；紫外光谱可用于共轭体系及化合物结构母核的推测。IR：吸收峰的峰位（波数）及；可用于化合物官能团的鉴定。1HNMR：化学位移，耦合常数J，积分曲线高度或面积；化学位移可用于推测氢核类型，J可用于推测H核与H核之间的耦合作用，J相等，互相有耦合作用，积分曲线高度可用于相应氢核数目的推测。13CNMR：化学位移；可用于碳结构类型的推测及结构骨架的推测。MS：m/z可用于确定分子量，HR-MS可用于推测分子式。碎片离子可用于裂解规律的推测及化合物结构分析。2、某化合物分子式为C9H12 ，其分子量为120，其红外光谱、氢谱、碳谱、质谱数据如下图所示，试解析其结构。并对红外光谱和氢谱上主要波谱数据进行归属。答：（1）1HNMR（2+29-12）/24推测可能含有苯环共有4组氢原子，原子个数分别为5、2、2、：78为苯环上质子信号，有5个氢，提示苯环可能为单取代。 ：之间信号为甲基氢，裂分为三重峰，其临近应有-CH2：；：两组氢应为2个-CH2信号。：的-CH2受相邻-CH2偶合作用的影响裂分为三重峰；：的-CH2受相邻-CH2，-CH3偶合作用的影响裂分为多重峰。（2）13CNMR13CNMR上有7组信号。2、6号碳为磁等同碳核；3、5号碳为磁等同碳核，故9个碳只有7个信号：、为苯环上碳信号。：、为CH3、CH2信号。