核磁共振波谱法习题集及答案 下载本文

c. 苯

(3) a, b, c中共有碳10个, 还少1个, 都是单峰 (4) ∴ 结构式: 22. 5 分

[答] , 2H 五重峰 说明有4个等价的邻接H, 故该化合物结构为: CH2(CH2Cl)2 23. 5 分

[答] Me Me Me │ CH3OH │ Mg │ Me─C─Me ←──── Me─CCH2MgBr ←─── Me─C─CH2Br │ │ 乙醚 │ Me Me Me B A ↑

在NMR图中显单峰仅可能该化合物 24. 5 分

[答] (CH3)2C=C(CH3)2 25. 5 分 [答] 26. 5 分 [答] a: =(5H) 单峰 b: =(2H) 三重峰 c: =(2H) 四重峰 d: =(1H) e: =(3H) 单峰 28. 5 分 [答] a: = b: = 29. 5 分 [答] a: = b: = c: = d: = 30. 5 分

[答] 6H 二重峰 含 (CH3)2CH- 1H 七重峰 (CH3)2CH- 1H 宽单峰 -OH (CH3)2CHOH 31. 5 分

[答] 6个H 双峰 说明含 (CH3)2CH- 3个H 双峰 说明含 CH3CH- 该化合物为 (CH3)2CHCH(CH3)Br 32. 5 分

[答] 在NMR谱图中仅显示单峰说明该化合物没有自旋-自旋裂分, ∴全部质子是等 价的再结合分子式故该化合物为: (CH3)3C-O-C(CH3)3 33. 5 分

[答] (a) CH3CH2CHCl2 (b) ClCH2CH2CH2Cl (c) 34. 5 分

[答] (CH3)2 CH CHBr CH3 ↑ ↑ ↑ ↑ 6H 1H 1H 3H 双峰多重峰多重峰双峰 35. 5 分 [答] O ‖

CH3COCH2CH3 36. 5 分 37. 5 分

[答] HCOOCH2CH2CH3 38. 5 分

[答] CH3 CH3 CH3

│ │ │ (1) H3C─C─CH3 (2) CH2ClCH2Cl (3) CH3─C──C─CH3 │ │ │ CH3 CH3 CH3 39. 5 分

[答] (1) CH3OCH3 (2) CH3C=CCH3 (3) CH2─CH2

│ │ CH2─CH2 40. 5 分

[答] C、H、Cl三者元素分析值总和不足1, 所以该化合物含氧, 故分子式为 C3H5O2Cl. C:H:Cl:O =::: ≈3:5:1:2

根据核磁共振谱在低场有吸收说明这是羧酸, CH3CHCOOH │ Cl 41. 5 分

[答] d e

(CH3)2CHCHCH3 a: =二重峰(6H) a b │ b: = 八重峰(1H) OH c: = 单峰 (1H) c d: = 五重峰(1H) e: = 二重峰(3H) 42. 10 分 [答]

a: =7多重峰 (4H)

b: =5 多重峰 (3H) c: = 单峰 (3H)

a: = 多重峰 (4H) b: =12 单峰 (1H) c: = 单峰 (3H)

a: = 多重峰 (4H) b: =12 单峰(2H) 43. 5 分

[答] O ‖

(i) CH3CH2CCH2CH3 a: = 四重峰 (2H) a b b: = 三重峰 (3H) O

‖ a: = 单峰 (3H) (ii) CH3CCH(CH3)2 b: = 七重峰 (1H) a b c c: = 二重峰 (6H) CH3 │ b

(iii) CH3─C─CHO a: 单峰 (9H) │ b: 单峰 (1H) CH3

a 44. 5 分

[答] CH3 OCH2 CH2CN ← 在2000cm-1附近有红外吸收 ↑ ↑ ↑

一重峰 三重峰 三重峰 45. 5 分 [答] 46. 5 分 [答] 47. 10 分

[答]从IR图谱看在3400cm-1是OH的吸收位置, =C-H的伸缩振动吸收几乎被OH吸收 峰所掩盖, C=C的伸缩振动吸收在2120cm-1, 在670cm-1处有=C-H的弯曲振动吸收, 因此具有R-C=CH结构. 从NMR看=处有一单峰, 相当于=C-H ; 在=处有6个质子, 是两 个CH3; =处相当于O-H, 因此具有的结构是: OH │ (CH3)2CC=CH 48. 5 分 [答] (a) (b) (c)

(d) (e) (f) 49 5 分

50. 5 分

(1) 其化学位移值相同, 因为化学位移值是相对值, =/0×106 , 不随仪器使用频

率而变.( 0为所用仪器的电磁辐射频率) (2) 与TMS之间的频率, 100MHz的大, 因为=0×10-6 51. 2 分

在恒定的外加磁场存在时, 由于分子体系中各种氢核所处的化学环境的不同, 使它们具 有不同的共振频率, 图谱上这些峰与峰之间的差距就被称为化学位移.其定义为: =(试样- TMS)/核磁共振仪频率×106 或 τ=10 - 52. 2 分

自旋耦合产生的峰裂分后, 两峰之间的距离称为耦合常数.它不随外磁场强度的变化而 变化.

53. 5 分

(1) 两种类型 (2) 两种类型 (3) 三种类型 54. 2 分

具有自旋现象的原子核, 它的核磁矩与其自旋角动量之比为磁旋比. 不同的原子核具有 不同的磁旋比(或每种核有其特定值), 它与外磁场强度无关.也可列出下式: γ=2/ h 核磁矩为, 自旋角动量为h/2π 55. 5 分

屏蔽常数表示核外电子云对核的屏蔽作用. 或者说绕核运动的电子在外磁场作用下产 生的感应磁场抵消外加磁场的程度. 屏蔽常数与核外电子云密度和核所处的化学环境 有关.即电子云密度越大, 产生的抗磁场强度越大, 使有效屏蔽常数越小, 共振跃迁则在 高场出现信号. 56. 5 分

影响化学位移的诱导效应是一些电负性基团(如卤素, 硝基,氰基等)具有强烈的吸电子能力造成的. 它们通过诱导作用, 使与之邻接的核的外围电子云密度降低, 从而减小电子 云对该核的屏蔽, 使核的共振频率向低场移动, 使化学位移值增大. 57. 5 分

磁各向异性效应是在外磁场作用下, 分子所产生的感应磁场, 使分子所在的空间出现屏 蔽区与去屏蔽区, 导致不同区域内的原子核(或质子)共振信号移向高场或低场, 使化学 位移值可能变大, 也可能变小. 58. 5 分

NMR法中, 有相同化学环境的原子核, 具有相同的化学位移, 这种有相同化学位移的核称为化学等价. 分子中的一组核, 其化学位移相同, 而且对组外任何一个原子核的耦合常数都相同称为磁等价. 两者关系为化学等价的核不一定是磁等价的, 而磁等价的核一定是化学等价的. 59. 10 分

R吸收在1640cm-1, 可能为不对称烯烃C=C结构1H-NMR说明有12个氢原子, 至少有6个碳原子(烯烃通式为:CnH2n ), =(单峰, 9H), 这是典型叔丁基, =(1H, 多重峰)为与叔丁基相邻的双键C原子上的质子, =(2H, 多重峰)应为烯键一端的两个质子. 据此推测该化合物结构为:

(CH3)3CCH=CH2 60. 10 分

从1H-NMR说明是一取代苯, 其质量数计(C6H5-为77), 则102-77=25, 可能是C2H, (-C≡CH), 而IR在2210cm-1j是 C≡C; 3310cm-1是 =C-H, 从1H-NMR建议是末端炔烃.

结构为

(分析出NMR谱相应的基团得4分, 分析出R谱相应的基团得4分, 总结出正确的结构加2分) 61. 10 分

由分子式计算得不饱和度为3. 1H-NMR谱=有3H, 三重峰, 可能是甲基, =有2H单峰, 可能是邻C无质子的去屏蔽的CH2, =有2H, 四重峰, 这与 =(3H, 三重峰结合考虑, 表明有CH3CH2-存在.

R谱2940~2990cm-1 说明有饱和C-H键存在, 2280cm-1 有典型的C≡N吸收峰, 1750cm-1 说明有强的-COO-吸收峰, C≡N和>C=O二者不饱和度为3 . 综合上述二谱特征, 该化合物结构为 N≡CCH2CO2CH2CH3

(写出不饱和度得1分, 正确指出IR谱上特征峰相应的基团得3分, 正确分析出NMR谱上三处 值相应的基团得3 分, 总结出结构式再加3分) 62. 10 分

首先确定可能的分子式。由于没有质谱和元素分析数据,因此只能根据相对分子质量和 1H-NMR谱确定其分子式。1H-NMR谱从低场到高场,只有两个峰且峰面积比为2:3。由于分子中没有氮、硫、卤素,因此分子可能由O、H、C或C、H组成,分子中氢原子数目必为偶数,且C原子<=105/12=,所以可对氢原子和氧原子数值一些假设: C为8,H为10,(1052)-8×12=92 C为7,H为20,(1052)-7×12=212

C为6,O为1,H=(1052)-6×12-16=172 C为5,O为2,H=(1052)-5×12-32=132 C为4,O为3,H=(1052)-4×12-16×3=92

上述碳原子数接近整数者是比较合理的,故未知物分子式可能为:C8H10或C4H10O3 UV谱280~240nm有吸收且有精细结构,表明存在芳环。 R谱表明3000cm-1内外有吸收,则化合物中存在饱和和不饱和CH伸缩振动,1450~ 1600cm-1有芳环骨架振动特征峰,800cm-1为典型对二取代苯吸收峰,若为对二取代 苯C8H10的不饱和度为4, 与R谱重合。 NMR谱δ7. 0处相当有4个H的话,这是二取代苯,δ2. 2处相当有6H单峰,结合 分子式,可见这是两个孤立的甲基。

由此总结出该化合物的分子式为 63. 5 分

(1) C2H6O 为CH3-O-CH3 (2) C3H6Cl2为

(3) C3H6O 为CH3-CO-CH3