有機(jī)波譜復(fù)習(xí)試題

如何用紫外光譜鑒別以下化合物？第一個(gè)化合物含有三個(gè)共軛雙鍵，最大吸收波長(zhǎng)比第二種化合物要長(zhǎng)，強(qiáng)度也較高．2.化合物分子式C8H8O2，試根據(jù)其紅外光譜圖，推測(cè)其結(jié)構(gòu)。解:4一個(gè)羰基化合物，經(jīng)驗(yàn)式為C6H12O，其質(zhì)譜見(jiàn)以下圖，判斷該化合物是何物。解：圖中m/z=100的峰可能為分子離子峰，那么它的分子量那么為100。圖中其它較強(qiáng)峰有：85，72，57，43等。85的峰是分子離子脫掉質(zhì)量數(shù)為15的碎片所得，應(yīng)為甲基。m/z=43的碎片等于M-57，是分子去掉C4H9的碎片。m/z=57的碎片是C4H9＋或者是M-Me-CO。根據(jù)酮的裂分規(guī)律可初步判斷它為甲基丁基酮，裂分方式為：圖中有一m/z=72的峰，它應(yīng)該是M-28，即分子分裂為乙烯后生成的碎片離子。只有C4H9為仲丁基，這個(gè)酮經(jīng)麥?zhǔn)现嘏藕蟛拍艿玫絤/z=72的碎片。假設(shè)是正丁基也能進(jìn)行麥?zhǔn)现嘏?，但此時(shí)得不到m/z=72的碎片。因此該化合物為3-甲基-2-戊酮。5、某未知物的分子式為C9H10O2，紫外光譜數(shù)據(jù)說(shuō)明：該物λmax在264、262、257、252nm(εmax101、158、147、194、153)；紅外、核磁、質(zhì)譜數(shù)據(jù)如圖5-1，圖5-2，圖5-3所示，試推斷其結(jié)構(gòu)。圖5-1未知物C9H10O2的紅外光譜圖圖5-2化合物C9H10O2的核磁共振譜圖5-3化合物C9H10O2的質(zhì)譜圖答案：3.以下圖是辛烷的同分異構(gòu)體〔ⅰ〕，〔ⅱ〕，〔?！?，〔ⅳ〕中某一個(gè)的13C答：該譜圖與〔?！诚喾?。因?yàn)椤并！持杏?種不等性碳，與譜圖一致。譜圖中c峰最強(qiáng)，它代表3個(gè)等同的甲基上的碳。b峰強(qiáng)度次之，它代表2個(gè)等同的甲基上的碳。a，d，e峰強(qiáng)度相等，各代表分子中其余的碳。4.一個(gè)化合物的分子式為C7H7ON，計(jì)算它的環(huán)和雙鍵的總數(shù)，并由所得數(shù)值推測(cè)一個(gè)適合該化合物的構(gòu)造式；該化合物的質(zhì)譜在m/z121，105，77，51處有較強(qiáng)的峰。寫出產(chǎn)生這些離子的斷裂方式。5.未知化合物的質(zhì)譜、紅外光譜、核磁共振氫譜如圖，紫外光譜：乙醇溶劑中λmax＝220nm(logε=4.08)，λmax＝287nm(logε=4.36)。根據(jù)這些光譜，推測(cè)其結(jié)構(gòu)。答：質(zhì)譜上高質(zhì)量端m/z為146的峰，從它與相鄰低質(zhì)量離子峰的關(guān)系可知它可能為分子離子峰。m/z為147的〔M+1〕峰，相對(duì)于分子離子峰其強(qiáng)度為10.81%，m/z為148的〔M+2〕峰，強(qiáng)度為0.73%。根據(jù)分子量與同位素峰的相對(duì)強(qiáng)度從Beynon表中可以查出分子式C10H10O的(M+1)為10.65%，(M+2)為0.75%，與的譜圖數(shù)據(jù)最為接近。從C10H10O可以算出不飽和度為6，因此該未知物可能是芳香族化合物。紅外光譜：3090cm-1處的中等強(qiáng)度的吸收帶是ν=CH。1600cm-1、1575cm-1以及1495cm-1處的較強(qiáng)吸收帶是苯環(huán)的骨架振動(dòng)νC=C。740cm-1和690cm-1的較強(qiáng)帶是苯環(huán)的外面δ=CH，結(jié)合2000~1660cm-1的δ=CH倍頻峰，說(shuō)明該化合物是單取代苯。1670cm-1的強(qiáng)吸收帶說(shuō)明未知物結(jié)構(gòu)中含有羰基，波數(shù)較低，可能是共軛羰基。3100~3000cm-1除苯環(huán)的ν=CH以外，還有不飽和碳?xì)渖炜s振動(dòng)吸收帶。1620cm-1吸收帶可能是νC=C，因與其他雙鍵共軛，使吸收帶向低波數(shù)移動(dòng)。970cm-1強(qiáng)吸收帶為面外δ=CH，說(shuō)明雙鍵上有反式二取代。核磁共振氫譜：共有三組峰，自高場(chǎng)至低場(chǎng)為單峰、雙峰和多重峰，譜線強(qiáng)度比3:1:6。高場(chǎng)δH＝2.25ppm歸屬于甲基質(zhì)子，低場(chǎng)δH＝7.5~7.2ppm歸屬于苯環(huán)上的五個(gè)質(zhì)子和一個(gè)烯鍵質(zhì)子。δH＝6.67、6.50ppm的雙峰由譜線強(qiáng)度可知為一個(gè)質(zhì)子的奉獻(xiàn)，兩峰間隔0.17ppm，而低場(chǎng)多重峰中δH＝7.47、7.30ppm的兩峰相隔也是0.17ppm，因此這四個(gè)峰形成AB型譜形。測(cè)量所用NMR波譜儀是100MHz的，所以裂距為17Hz，由此可推斷雙鍵上一定是反式二取代。綜合以上的分析，該未知物所含的結(jié)構(gòu)單元有：甲基不可能與一元取代苯連結(jié)，因?yàn)槟菢訒?huì)使結(jié)構(gòu)閉合。如果CH3與烯相連，那么甲基的δH應(yīng)在1.9~1.6ppm，與氫譜不符，予以否認(rèn)。CH3與羰基相連，甲基的δH應(yīng)在2.6~2.1ppm，與氫譜(δH＝2.25ppm)相符。紫外光譜：λmax＝220nm(logε=4.08)為π→π★躍遷的K吸收帶，說(shuō)明分子結(jié)構(gòu)中存在共軛雙鍵；λmax＝287nm(logε=4.36)為苯環(huán)的吸收帶，說(shuō)明苯環(huán)與雙鍵有共軛關(guān)系。因此未知物的結(jié)構(gòu)為：用質(zhì)譜驗(yàn)證：亞穩(wěn)離子m＊81.0，因，證明了m/z131的離子裂解為m/z103的離子。質(zhì)譜圖上都有上述的碎片離子峰，因此結(jié)構(gòu)式是正確的。一．一個(gè)未知物，元素分析C80.6%,H7.46%,UV、IR、MS和NMR如下所示，請(qǐng)推測(cè)其結(jié)構(gòu)(3)MS譜由m/z=77,105可知有苯環(huán)m/z=105基峰推測(cè)有Ph-C=O,由以上可知該該未知物含有如下局部結(jié)構(gòu)：Ph-C=O，-CH2-CH34、該未知物可能的結(jié)構(gòu)為1、根據(jù)伍德沃德規(guī)那么計(jì)算以下化合物的紫外最大吸收波長(zhǎng)λmax?！?〕母體215nm〔2〕母體215nmb烷基1+12nm環(huán)外雙鍵1+5nmλmax=227nma烷基1+10nmb烷基1+12nmλmax=242nm3、某化合物分子式為C9H12O，其1HNMR譜如下，推測(cè)該化合物的結(jié)構(gòu)。552233、答案：答案：Ω=9+1-6=47.2(5H)；4.3(2H)；3.4(2H)；1.2(3H)。所以，結(jié)構(gòu)為：4、液體化合物C4H8O2的質(zhì)譜圖如下，試推測(cè)其結(jié)構(gòu)及碎片離子。4、答案：5、化合物C4H8O2的IR和1HNMR譜數(shù)據(jù)如下，推測(cè)其結(jié)構(gòu)。IR：3000~2850cm-1，2725cm-1，1725cm-1(vs)，1220~1160cm-1(s)，1100cm-1。1HNMR：d=1.29(雙峰，6H)，d=5.13(七重峰，1H)，d=8.0(單峰，1H)。5、答案：6、根據(jù)以下圖譜推測(cè)未知化合物的結(jié)構(gòu)。以下四種化合物它們?cè)谧贤?可見(jiàn)光區(qū)中，λmax的大小順序?yàn)開(kāi)__________2＞3＞4＞1某化合物分子式C4H8O2，試根據(jù)其紅外光譜圖，推測(cè)其結(jié)構(gòu)。由元素分析測(cè)得某化合物的組成式為C8H8O2，其質(zhì)譜圖如以下圖，確定化合物結(jié)構(gòu)式。四、〔1〕該化合物分子量M=136〔2〕該化合物的不飽和度由于不飽和度為5，而且質(zhì)譜中存在m/z77，51等峰，可以推斷該化合物中含有苯環(huán)?！?〕高質(zhì)量端質(zhì)譜峰m/z105是m/z136失去質(zhì)量為31的碎片〔-CH2OH或-OCH3〕產(chǎn)生的，m/z77(苯基)是m/z105失去質(zhì)量為28的碎片〔-CO或-C2H4〕產(chǎn)生的。因?yàn)橘|(zhì)譜中沒(méi)有m/z91離子，所以m/z105對(duì)應(yīng)的是136失去CO，而不136失去C2H4?！?〕推斷化合物的結(jié)構(gòu)為某未知物C9H11的紫外、紅外、核磁氫譜、碳譜及質(zhì)譜數(shù)據(jù)如下，試推導(dǎo)該化合物結(jié)構(gòu)。簡(jiǎn)答題：〔共4題，每題14分，共56分〕二、根據(jù)以下MS圖譜推測(cè)化合物的結(jié)構(gòu)m/zm/z128(M+)715743相對(duì)強(qiáng)度20406080100120588586991132〕出現(xiàn)43、57、71等峰，CnH2n+1或CnH2n+1CO，而無(wú)30、44等含氮的特征峰，可認(rèn)為化合物不含氮；答案1〕分子量為128，不含氮或含偶數(shù)個(gè)氮；33〕無(wú)苯基的特征峰；8〕化合物的結(jié)構(gòu)為8〕化合物的結(jié)構(gòu)為86的重排峰證明失去的是CH2=CH-CH3，即有CH3CH2CH2CH2COCH2CH2CH2CH3或CH3CH2CH2COCH2CH〔CH3〕24〕58、86、100為麥?zhǔn)现嘏欧澹蚨f(shuō)明分子中有C=O；5〕分子式為C8H16O；6〕100的重排峰證明失去的是CH2=CH2，即有CH3CH2CH2C=O7〕86的重排峰證明失去的是CH2=CH-CH3，即有CH3CH2CH2CH2C=O或〔CH3〕2CHCH2C1、紫外光譜在有機(jī)化合物結(jié)構(gòu)鑒定中的主要奉獻(xiàn)是什么？答：在有機(jī)結(jié)構(gòu)鑒定中，紫外光譜在確定有機(jī)化合物的共軛體系、生色團(tuán)和芳香性等方面有獨(dú)到之處2、用紅外光譜鑒別以下化合物：(1)解：(A)C–H伸縮振動(dòng)(νC–H)：低于3000cm-1無(wú)雙鍵的伸縮振動(dòng)(νC=C)及雙鍵的面外彎曲振動(dòng)(γC=C)吸收。(B)C–H伸縮振動(dòng)(νC–H)：3010cm-1、~2980cm雙鍵紳縮振動(dòng)(νC=C)：~1640cm-1雙鍵面外彎曲振動(dòng)(γC=C)：~990cm-1，910cm(2)解：(A)無(wú)~3300cm-1(ν≡C–H)、2120cm-1(νC≡H)及~680cm-1(δ≡C–H(B)有~3300cm-1(ν≡C–H)、2120cm-1(νC≡H)及~680cm-1(δ3、由元素分析測(cè)得某化合物的組成式為C8H8O2，其質(zhì)譜圖如圖9.19，確定化合物結(jié)構(gòu)式：解：〔1〕該化合物分子量M=136〔2〕該化合物的不飽和度由于不飽和度為5，而且質(zhì)譜中存在m/z77，51等峰，可以推斷該化合物中含有苯環(huán)。〔3〕高質(zhì)量端質(zhì)譜峰m/z105是m/z136失去質(zhì)量為31的碎片〔-CH2OH或-OCH3〕產(chǎn)生的，m/z77(苯基)是m/z105失去質(zhì)量為28的碎片〔-CO或-C2H4〕產(chǎn)生的。因?yàn)橘|(zhì)譜中沒(méi)有m/z91離子，所以m/z105對(duì)應(yīng)的是136失去CO，而不136失去C2H4?！?〕推斷化合物的結(jié)構(gòu)為最后，可以用標(biāo)樣確定未知物屬于哪種結(jié)構(gòu)。對(duì)于本例也可用紅外光譜法進(jìn)一步確證。4、用1H-NMR譜鑒別以下化合物：(1)(A)(CH3)2C=C(CH3)2(B)(CH3CH2)2C解：(A)一種質(zhì)子。出一個(gè)單峰(12H)。(B)三種質(zhì)子。出三組峰：δ~0.9(3H,三重峰)，δ~2.0(2H,四重峰)，δ~5.28(2H)。(2)(A)ClCH2OCH3(B)ClCH2CH2OH解：(A)兩種質(zhì)子，出兩組單峰。(B)三種質(zhì)子，兩組三重峰,一組單峰。(3)(A)BrCH2CH2Br(B)CH3CHBr2解：(A)四個(gè)質(zhì)子完全等價(jià)，出一個(gè)單峰；(B)兩種質(zhì)子，出一組雙重峰(3H)和一組四重峰(1H)。(4)(A)CH3CCl2CH2Cl(B)CH3CHClCHCl2解：(A)兩種質(zhì)子，出兩組單峰。(B)三種質(zhì)子，出三組峰。二、用紅外光譜鑒別以下化合物：(1)(2)(3)(4)二、〔1〕解：(A)C–H伸縮振動(dòng)(νC–H)：低于3000cm-1無(wú)雙鍵的伸縮振動(dòng)(νC=C)及雙鍵的面外彎曲振動(dòng)(γC=C)吸收。(B)C–H伸縮振動(dòng)(νC–H)：3010cm-1、~2980cm雙鍵紳縮振動(dòng)(νC=C)：~1640cm-1雙鍵面外彎曲振動(dòng)(γC=C)：~990cm-1，910cm〔2〕解：(A)雙鍵面外彎曲振動(dòng)(γC=C)：~680cm-1(B)雙鍵面外彎曲振動(dòng)(γC=C)：~970cm-1〔3〕解：(A)無(wú)~3300cm-1(ν≡C–H)、2120cm-1(νC≡H)及~680cm-1(δ≡C(B)有~3300cm-1(ν≡C–H)、2120cm-1(νC≡H)及~680cm-1(δ≡C〔4〕解：(A)有~1600、1500、1580、1460cm-1苯環(huán)特征呼吸振動(dòng)；(B)無(wú)~1600、1500、1580、1460cm-1苯環(huán)特征呼吸振動(dòng)；三、化合物的分子式為C4H8Br2，其1HNMR譜如下，試推斷該化合物的結(jié)構(gòu)。三、CH3CHBrCH2CH2Br某未知物的分子式為C9H10O2，紫外光譜數(shù)據(jù)說(shuō)明：該物λmax在264、262、257、252nm(εmax101、158、147、194、153)；紅外、核磁、質(zhì)譜數(shù)據(jù)如圖4-1，圖4-2，圖4-3所示，試推斷其結(jié)構(gòu)。圖4-1未知物C9H10O2的紅外光譜圖圖4-2化合物C9H10O2的核磁共振譜圖4-3化合物C9H10O2的質(zhì)譜圖五、六、Acompound(C8H10O)hastheinfraredand1HNMRspectrapresentedinthefollowingfigure.Whatisitsstructure?六、5.某未知物分子式為C5H12O，它的質(zhì)譜、紅外光譜以及核磁共振譜如圖，它的紫外吸收光譜在200nm以上沒(méi)有吸收，試確定該化合物結(jié)構(gòu)。(寫出分子式即可)[解]參考從分子式C5H12O，求得不飽和度為零，故未知物應(yīng)為飽和脂肪族化合物。未知物的紅外光譜是在CCl4溶液中測(cè)定的，樣品的CCl4稀溶液的紅外光譜在3640cm-1處有1尖峰，這是游離OH基的特征吸收峰。樣品的CCl4濃溶液在3360cm-1處有1寬峰，但當(dāng)溶液稀釋后復(fù)又消失，說(shuō)明存在著分子間氫鍵。未知物核磁共振譜中δ4.1處的寬峰，經(jīng)重水交換后消失。上述事實(shí)確定，未知物分子中存在著羥基。未知物核磁共振譜中δ0.9處的單峰，積分值相當(dāng)3個(gè)質(zhì)子，可看成是連在同一碳原子上的3個(gè)甲基。δ3.2處的單峰，積分值相當(dāng)2個(gè)質(zhì)子，對(duì)應(yīng)1個(gè)亞甲基，看來(lái)該次甲基在分子中位于特丁基和羥基之間。質(zhì)譜中從分子離子峰失去質(zhì)量31〔－CH2OH〕局部而形成基峰m/e57的事實(shí)為上述看法提供了證據(jù)，因此，未知物的結(jié)構(gòu)是〔答案〕根據(jù)這一結(jié)構(gòu)式，未知物質(zhì)譜中的主要碎片離子得到了如下解釋。6.某一未知化合物，其質(zhì)譜的分子離子峰為228.1152，紅外光譜見(jiàn)圖，核磁共振譜中δ6.95為四重峰〔8H，每一雙峰裂距為8Hz〕，δ2.65為寬峰(2H)，δ1.63為單峰(6H)。試確定該未知化合