波谱分析概论作业.docx

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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

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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）。

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）。

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λ

＝305nm，其λEtOHmax=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.C═O与C═C都在μm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）CH3COCH3CH3COOHCH3COOCH3CH3CONH2CH3COClCH3CHO

（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

（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

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，1HNMR谱及13CNMR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，1HNMR谱及13CNMR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。

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，1HNMR谱及13CNMR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

-37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、1HNMR、13CNMR、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：

UV：

λmax，ε；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ν（波数）及ε；可用于化合物官能团的鉴定。

1HNMR：

化学位移δ，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δ；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

①Ω＝（2+2×9-12）/2＝4推测可能含有苯环

②共有4组氢原子，原子个数分别为5、2、2、

③δ：

7～8为苯环上质子信号，有5个氢，提示苯环可能为单取代。

④δ：

～之间信号为甲基氢，裂分为三重峰，其临近应有-CH2

⑤δ：

～；δ：

～两组氢应为2个-CH2信号。

δ：

～的-CH2受相邻-CH2偶合作用的影响裂分为三重峰；δ：

～的-CH2受相邻-CH2，-CH3偶合作用的影响裂分为多重峰。

（2）13CNMR

①13CNMR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

②δ：

、、、为苯环上碳信号。

δ：

、、为CH3、CH2信号。