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：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，并阐明能产生何种电子跃迁？多种跃迁可在何区域波长处产生吸取？答：有n电子和电子。可以发生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，哪一种化合物能吸取波长较长的光线（只考虑*跃迁）。答：（1）的后者能发生n*跃迁，吸取较长。（2）后者的氮原子能与苯环发生P共轭，因此或者吸取较长。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因素（在乙醇中）。答：B、C发生了明显的蓝移，重要因素是空间位阻效应。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种单键，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。因此（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？用能级图表达。答：对n*跃迁来讲，随着溶剂极性的增大，它的最大吸取波长会发生紫移。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 max=307nm,试问，该吸取是由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，最大吸取波长从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、回答问题：1. CH，CCl键的伸缩振动峰何者要相对强某些?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键的吸取峰比较强。2. nCO与nCC都在6.0m区域附近。试问峰强有何区别?意义何在?答：C=C双键电负性是相似的，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，因此羰基的吸取峰要比C=C双键的强的多。二、分析比较1. 试将CO键的吸取峰按波数高下顺序排列，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。由于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的吸取峰向低处排列。（2）（D）中有两甲基处在邻位，可阻碍羰基和苯环的共轭，共轭吸取峰会向低波位数移动，阻碍共轭，吸取峰位会提高。（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）只有一种羰基，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，使得羰基的吸取峰位向低频处移动。因此顺序是D和E最高，另一方面是ABC。2能否用稀释法将化合物(A)、(B)加以辨别，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取峰无影响。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，吸取峰会向高波处移动。因此可以用稀释的措施来辨别。三构造分析 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）有两个羰基的吸取峰。（2）（B）有非常大的空间位度，它的吸取峰的峰位会比较高，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区间的红外吸取光谱如下图所示，问此化合物的构造是(A)还是(B)?(A) (B)答：应当是（A）。由于在2400-2100cm处浮现了吸取峰，如果有炭氮三键在，它会在2400-2100之间浮现伸缩振动的吸取峰。OH的吸取峰在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左右浮现面内摇晃振动的吸取峰，1-辛烯里有722左右的面内摇晃振动的吸取峰，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nC O吸取峰? (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，只会浮现一种吸取峰。（B）a位的OH可以和羰基形成氢键，而下面的羰基不能，则也许会浮现两个不同的吸取峰。因此是B有两个吸取峰。六、构造解析1、某化合物分子式为C2H4O2，红外光谱如下图所示，试推测其构造。答：计算出不饱和度是1，阐明它也许有双键或者有羰基。透光率越小，吸取越强。1714透光率只有4，这个吸取峰是最强的。1700吸取峰左右应当是羰基。2937有个非常强而宽的吸取峰，是羧基里非常典型的羟基振动吸取峰。从1714和2937两个吸取峰可以证明羧基是存在的。3000-2850之间有饱和炭氢吸取峰，由于羟基吸取峰振动太强将其掩盖，1460-1375左右有甲基吸取峰。1414-1360有两个较强的吸取峰。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，试推测其构造。答：1681吸取峰最强，在1700左右，也许是羰基。由于不不小于1700，也许会发生共轭效应。3348-3173有两个很强的吸取峰，在3300-3100有吸取峰，也许是氮氢收缩振动的吸取峰。并且这里是双峰，胺应当是伯胺。通过1681和这里的两个吸取峰可以证明酰胺基的存在。剩余一甲基，伸缩振动吸取峰在1398-1460，这两个吸取峰是甲基和碱基的吸取峰，可以证明甲基是存在的。这个化合物应当是一种乙酰胺。3、某化合物分子式为C8H8O，红外光谱如下图所示，试推测其构造。答：计算得不饱和度为5。不饱和度高，也许有苯环。1686为最强吸取峰，在1700左右，因此这个吸取峰是羰基所产生的。峰位不不小于1700，也许是发生了共轭。1599有吸取峰，1583有吸取峰，1492有吸取峰。此三个吸取峰应当是C=C双键伸缩振动的吸取峰。3100-3000之间有吸取峰，是不饱和炭氢伸缩振动的吸取峰。761-691有两个很强的吸取峰。以上三组吸取峰可证明苯环的存在。1360-1450均有比较强的吸取峰，3000-2800内有较弱的炭氢伸缩振动吸取峰，因此甲基存在。此化合物应当是个环丙酮。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似否？若发生核磁共振，共振峰应当怎么排列？d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。由于（b）受到氧诱导效应的影响,也受到羰基的影响,因此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，因此(c)最小二、比较题1. 标记的氢核可预期在1H-NMR的什么区域有吸取？ 3.下图谱为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，那么每个高度应当是相等的，应当是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、 构造推定1、某化合物分子式为C4H8O，1H NMR谱及13C NMR谱如下，试解析其化学构造。答：计算出不饱和度为1。2应当是亚甲基，两个3应当是甲基。甲基裂坡成了三重坡，亚甲基裂坡成了四重坡，阐明这边刚好是个乙基。在210左右有个吸取峰，这是典型的羰基的一种吸取峰。40左右有个碳的信号，应当是受到了氧的诱导效应的影响。这个化合物的构造应当是乙酸乙酯2、某化合物分子式为C7H6O，1H NMR谱及13C NMR谱如下，试解析其化学构造。答：7-8之间有5个氢，是苯环上的。10左右的信号很有也许是醛基上的氢。140-120之间有4个信号。一种信号代表两个此等价的碳，因此有6个碳。190-200之间应当是羰基的信号。因此这个化合物应当是苯甲醛。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）上只有一种三重峰（t）及一种二重峰(d)，试写出其构造。答：三重峰应当是亚甲基，二重峰应当是四甲基。构造应当是环己烷，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，试解析其化学构造。 答：7-8上有5个氢，应当是个单取代苯环。2.5处有个信号，应当是个甲基。120-140 之间有4个信号，应当是苯环上6个碳。200左右应当是羰基的信号，30左右是甲基的信号， 这个化合物应当是苯乙酮。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，并推导其也许的构造答：构造也许是环丙烷。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碎片离子应当是61。二、分析题3-甲基-3-庚醇有三种也许的a 裂解途径。在下面的EI质谱中找到她们并指出她们的相对多少。答：3-甲基-3-庚醇，羟基上面有一种甲基，一种亚甲基；尚有一种甲基，乙基，丁基， 正丁基。a裂解也是从优先基团裂解,因此3-甲基-3-庚醇失去一种丁基，一种正丁基， 应当是信号最强的。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谱的各重要光谱参数，以及各光谱对有机化合物构造解析的作用。答：UV：max，；紫外光谱可用于共轭体系及化合物构造母核的推测。IR：吸取峰的峰位（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核之间的耦合伙用，J相等，互相有耦合伙用，积分曲线高度可用于相应氢核数目的推测。13CNMR：化学位移；可用于碳构造类型的推测及构造骨架的推测。MS：m/z可用于拟定分子量，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构造分析。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，试解析其构造。并对红外光谱和氢谱上重要波谱数据进行归属。答：（1）1HNMR（2+29-12）/24推测也许具有苯环共有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，提示苯环也许为单取代。 ：0.951.05之间信号为甲基氢，裂分为三重峰，其临近应有-CH2：1.61.8；：2.62.8两组氢应为2个-CH2信号。：2.62.8的-CH2受相邻-CH2偶合伙用的影响裂分为三重峰；：1.61.8的-CH2受相邻-CH2，-CH3偶合伙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：125.5、128.1、128.4、142.6为苯环上碳信号。：13.8、24.5、38.0为CH3、CH2信号。