综合谱图解析习题
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1、某未知物分子式为C5H12O,它的质谱、红外光谱以及核磁共振谱如图,它的紫外吸收光谱在200 nm以上没有吸收,试确定该化合物结构。
1 :2 : 9[解] 从分子式C5H12O,求得不饱和度为零,故未知物应为饱和脂肪族化合物。
未知物的红外光谱是在CCl4溶液中测定的,样品的CCl4稀溶液的红外光谱在3640cm-1处有1尖峰,这是游离O H基的特征吸收峰。
样品的CCl4浓溶液在3360cm-1处有1宽峰,但当溶液稀释后复又消失,说明存在着分子间氢键。
未知物核磁共振谱中δ4. 1处的宽峰,经重水交换后消失。
上述事实确定,未知物分子中存在着羟基。
未知物核磁共振谱中δ0.9处的单峰,积分值相当3个质子,可看成是连在同一碳原子上的3个甲基。
δ3.2处的单峰,积分值相当2个质子,对应1个亚甲基,看来该次甲基在分子中位于特丁基和羟基之间。
质谱中从分子离子峰失去质量31(-CH 2OH )部分而形成基峰m/e57的事实为上述看法提供了证据,因此,未知物的结构是CCH 3H 3CCH 3CH 2OH根据这一结构式,未知物质谱中的主要碎片离子得到了如下解释。
CCH 3H 3CCH 3CH 2OH+.C +CH 3CH 3H 3CCH 2OH +m/e31m/e88m/e57-2H -CH 3-CH 3-HCH 3C CH 2+m/e29m/e73m/e412、某未知物,它的质谱、红外光谱以及核磁共振谱如图,它的紫外吸收光谱在210nm 以上没有吸收,确定此未知物。
2263[解] 在未知物的质谱图中最高质荷比131处有1个丰度很小的峰,应为分子离子峰,即未知物的分子量为131。
由于分子量为奇数,所以未知物分子含奇数个氮原子。
根据未知物的光谱数据亚无伯或仲胺、腈、酞胺、硝基化合物或杂芳环化合物的特征,可假定氮原子以叔胺形式存在。
红外光谱中在1748 cm -1处有一强羰基吸收带,在1235 cm -1附近有1典型的宽强C -O -C 伸缩振动吸收带,可见未知物分子中含有酯基。
例题1. 图示一未知化合物的红外、氢谱、质谱。
紫外光谱在210nm以上没有吸收。
氢谱δ0.9(12个氢),δ1.2~2.0(6个氢),δ2.5(4个氢)。
推导未知物结构。
292814601380236例题2. 图示一未知化合物的氢谱、红外、紫外和质谱(M+为222)。
紫外光谱:浓度1.6mg/25ml的乙醇溶液,槽的厚度为5mm。
氢谱δ8.2~7.6多重峰(4个氢),δ4.5附近四重峰(4个氢),δ0.8附近三重峰(6个氢)。
根据这些光谱写出结构式。
446例题3.图示一未知化合物的氢谱、红外、紫外和质谱。
化合物由C、H、O、N 组成,高分辨质谱M+109.0527确定分子式C6H7NO。
紫外光谱:(a)浓度3.45mg/25ml,槽的厚度5mm.(b)加酸(c)加碱。
氢谱:δ7.8(1个氢),δ7~6.7(1个氢),δ6.3~6(3个氢),δ4.4(2个氢),推导结构式。
例题4. 未知物质谱确定分子量为137,其红外光谱图中3400~3200cm-1有一个宽而强的吸收峰,根据氢谱和碳谱推测未知物结构。
氢谱中从低场到高场各峰面积比为2:2:1:2:2:2。
例题5未知物元素分析结果为C:68.27%,H:7.63%,N:3.80%,O:20.30%。
图示未知物的红外、紫外、质谱、核磁共振谱(1H、13C、DEPT45、DEPT135、DEPT135、HMQC、HMBC),推测化合物结构。
例6.下面给出某一未知物的MS、IR、和氢谱,试推测其结构。
例7. 从伞形科植物防风中提取分离得到一个化合物,为无色针状结晶,UV max(MeOH)nm: 232,287,325, 在紫外灯下显天蓝色荧光,氢谱、碳谱、HMBC、MS谱如图所示,试解释其结构。
11 某一未知化合物的质谱、红外光谱和核磁共振谱见图2-16. 2-1'l和2 18。
也测定了它的紫外光谱数据:在200nm以上没有吸收。
试确定该化合物的结构。
质谱数据[解] 根据M+1=7.8, M+2=0.5,从Beynon表找出有关式子,然后排除含有奇数个氮原子的式子(因为未知物的分子量为偶数),剩余的列出:C5H14N272和C 6H 14O 也较为接近。
考虑到未知物的紫外光谱在200 nm 以上没有吸收,核磁共振谱在芳环特征吸收区域中也没有吸收峰等事实,说明未知物是脂肪族化合物。
根据这一点,上述三个式子只有C 6H 14O 可以作为未知物的分子式。
从分子式可知该化合物不饱和度为零。
在未知物的红外光谱中,没有羰基或羟基的特征吸收,但分子式中又含有氧原子,故未知物为醚的可能性很大。
在1130cm -1~ 1110 cm -1之间有一个带有裂分的吸收带,可以认为是C —O —C 的伸缩振动吸收。
另一方面,核磁共振谱中除了在δ1. 15处的双峰和δ3.75处的对称七重峰(它们的积分比为6:1)以外没有其它峰,这非常明确地指出了未知物存在着2个对称的异丙基。
对于这一点,红外光谱中的1380 cm -1和1370 cm -1处的双峰,提供了另一个证据。
根据上述分析得到的信息,未知物的结构式可立即确定为:CHH 3CH 3C O CHCH 3CH 3按照这个结构式,未知物质谱中的主要碎片离子可以得到满意的解释:CHH 3CH 3C OCH3CH3+·C H H 3CCH 3O CHCH 3++基峰 m/z 45CHH 3CH 3C CH H 3CH 3C O H CCH 3+++OCHCH 3CH 3·m/z 43m/z 87+·CH 3CH 3CH=OH12 某一未知化合物,其分子式为C 10H10O 。
已测定它的紫外吸收光谱、红外光谱(KBr 压片)以及核磁共振谱,见图确定该化合物结构。
Problem 1答案:CH 3CH 3O步骤:1、从分子式计算不饱和度Ω=12、分析红外谱图,在1718cm -1处有一强吸收,判断为羰基。
结合2900~2800cm -1处无明显吸收,确定为酮。
3、观察碳谱,从δ=210的季碳峰再次确认分子为酮。
同时,从偏共振谱图中得知另三个碳原子的存在形态分别为CH 3、CH 2、CH 3。
而且观察知,除一个CH 3外,另两个碳原子化学位移都偏向低场,猜测可能与羰基直接相连。
4、分析氢谱,可看到δ=2处的CH 3无裂分现象,确定其与另两个碳原子分居羰基两边。
再根据δ≈1处的CH 3裂分为三重峰、δ≈1处的CH 2裂分为四重峰确定羰基另一边为乙基。
至此可确定分子结构如答案所示。
5、最后,用质谱验证。
M=43的基峰为CH 3CO +,而另一较强吸收峰M=29为CH 3CH 2。
Problem 2答案:C H 3O CH 3O步骤:1、计算不饱和度Ω=1 2、分析红外谱图,在1741cm -1处有一强吸收,判断为羰基。
结合1243cm -1处的吸收峰,初步确定为酯。
3、观察碳谱,从δ=170的季碳峰确认分子为酯。
同时,从DEPT 图中得知另三个碳原子中有一个CH 2,且该仲碳原子δ偏大,推测其与氧原子相连。
再由剩下C 、H 数目知另两个只能为甲基。
4、分析氢谱,可看到δ=2处的CH 3无裂分现象,确定其与另两个碳原子分居酯基两边。
再根据δ≈1.5处的CH 3裂分为三重峰、δ≈4处的CH 2裂分为四重峰确定酯基另一边为乙基。
至此可确定分子结构如答案所示。
5、最后,用质谱验证。
M=43的基峰为CH 3CO +,而另一较强吸收峰M=29为CH 3CH 2。
Problem 4答案:Br Br步骤:1、计算不饱和度Ω=02、分析红外谱图,无明显线索。
3、碳谱上只有一个CH 2的吸收峰,得知分子为高度对称结构,由此确定分子结构。
4、用氢谱验证,只有一个吸收峰,从而验证了分子结构。
简答题红外1、分别在95%乙醇溶液和正己烷中测定2-戊酮的红外吸收光谱。
预计在哪种溶剂中C =O 的吸收峰出现在高频区?为什么?答:正己烷溶剂中C =O 的吸收峰出现在高频区,在95%乙醇溶液C =O 的吸收峰出现在低频区。
原因在乙醇溶液中由于C =O 与乙醇中的-OH 之间易形成氢键,使C =O 的双键特征性降低,键的力常数减小,吸收峰向低波数方向移动。
2、不考虑其它因素条件的影响,试指出酸,醛,酯,酰氯和酰胺类化合物中,出现C =O 伸缩振动频率的大小顺序。
答:酰氯>酸>酯>醛>酰胺。
3、在乙酰乙酸乙酯的红外光谱图中,除了发现1738,1717有吸收峰外,在1650和3000也出现吸收峰。
试指出出现后两个吸收峰的原因。
答:试样中存在乙酰乙酸乙酯的烯醇式异构体。
因此在 IR 谱图上,除了出现ν (C=O)吸收带外,还应出现 ν (OH)和ν (C=C)吸收,ν (C=C)吸收带出现在 1650 cm -1,ν (OH)吸收带在生成氢键时,可移至3000 cm -1。
4、欲测定某一微细粉末的红外光谱,试说明选用什么样的试样制备方法?为什么? 答:固体研磨法(用KBr 作稀释剂),也称为KBr 压片法。
5.红外光谱定性分析的基本依据是什么?红外光谱对有机化合物的定性具有鲜明的特征性,因为每一化合物都有其特征的化学结构,而该特征结构在其红外光谱图上以吸收带的数目、位置、形状、强度等体现出来,即化合物及其聚集态的不同,红外光谱图不同。
6.何谓指纹区?它有什么特点和用途?在IR 光谱中,频率位于1330~650cm -1(或1330~400cm -1)的低频区称为指纹区,指纹区的主要价值在于表示整个分子的特征,因而适用于与标准谱图或已知物谱图的对照,以得出未知物与已知物是否相同的准确结论,任何两个化合物的指纹区特征都是不相同的。
7.在红外光谱中,影响基团频率的因素有哪些?(1)外部因素:样品状态、制样方法、溶剂极性、溶剂浓度、温度等;(2)内部因素:诱导效应、共轭效应、偶极场效应、氢键、空间位阻、环张力、互变异构、振动偶合效应、费米共振、共振效应等。
波谱分析习题一、选择题DCCBB DAB一、选择题1 下面五种气体不吸收红外光的是( )A. CH3ClB. CH4C. CO2D. N2。
2 有一种含氮的药物如用红外光谱判断它是否为腈类物质主要依据的谱带范围为A. 1500一1300cm-lB.3000—2700cm-1C.2400—2100cm-1D.1900—1650cm-1E. 3300—3000cm-13. 峰的裂分数反应的是相邻碳原子上的质子数因此化合物BrCH2-CHBr2中-CH2-基团应该表现为A单峰B四重峰 C. 两重峰D. 三重峰。
4紫外光谱中观察到230-270nm有多个精细结构的弱吸收峰可能是含有以下哪种基团A. 烷基B. 苯环C. 双烯D. 羰基。
5某化合物红外光谱在3600-3200cm-1有两个中等强度的尖峰可能含有下列哪种基团A. -OHB.NH2C. –C=ND. –C=C6计算化合物C8H10O的不饱和度是A. 7B.6C. 5D. 4。
7. 处于高能级的核将其能量及时转移给周围分子骨架中的其它核从而使自己返回到低能态称为A. 纵向弛豫B. 横向弛豫C. 核磁共振D. 拉莫进动。
8. 下列化合物按化学位移值的从大到小的顺序排列正确的是A. CH3Br >CH3Cl> CH4> CH3I;B. CH3F >CH3Cl> CH3I> CH4C. CH4> CH3I > CH3Cl > CH3Br;D. CH3I > CH4> CH3Cl > CH3F.二、填空题1. 1/22. C=O3. 助色团红移增色4. 偶极矩5. 低四甲基硅烷TMS12大能级分裂核磁共振棱镜光栅振动能级1的原子呈核电荷均匀分布的球体有磁矩产生核磁共振吸收。
比较C=C和C=O键的伸缩振动谱带强度更大者是。
3. 有一些含有n电子的基团本身没有生色功能但当它们与生色团相连时就会发生n—π共轭作用增强其生色能力这样的基团称为即使得最大吸收波长λmax 同时伴随效应。