波谱解析习题
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第一节:紫外光谱(UV)
一、简答 (p36 1-3)
1.丙酮的羰基有几种类型的价电子。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)
(2)
(1)
及
NHR
3
CH
CH
OCH 3
CH 及CH 3
CH CH
2
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)。
(C)(B)
(A)入max =420 εmax =18600
入max =438 εmax =22000
入max =475 εmax =320003
N N
N
NO HC
32(CH )2
N N
N
NO H C 32(CH )2
2
32(CH )(CH )23N
N
N
NO
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(书里5-6)
1.指出下列两个化合物在近紫外区中的区别:
CH CH 3
2
(A)(B)
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?
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
1.某酮类化合物λ
hexane
max=305nm,其λEtOH max=307nm,试问,该吸收是由n→π
*跃迁还是π→π*跃迁引起的?(p37-7)
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。
四.计算下述化合物的λ
max
:
1. 计算下列化合物的λmax:(p37 -11)
五、结构判定
1. 一化合物初步推断其结构不是A就是B,经测定UV λEtOH max=352nm,试问其结构为何?
O O
(A)(B)
应为A
第二节:红外光谱(IR)
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。
p102 5
CH 3COCH 3 CH 3COOH CH 3COOCH 3 CH 3CONH 2 CH 3COCl CH 3CHO
(A) (B) (C) (D) (E) (F)
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.能否用稀释法将化合物(A)、(B)加以区分,试加以解释。P103 6
(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(p103 7-8) 1. 用红外光谱法区别下列化合物。
(A) (B)
COCH 3
COCH 3
CH 3
CH 3
CH 3
O
O
OH
O O OH
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。
四、简答题:(p105 15)
(1)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?试解释理由
(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。
五、图谱解析(书里20)
1.某有机化合物其分子式为C 8H 8O ,常温下为液体,其红外吸收光谱如下图所示:试解析其化学结构
O
O OH
OH
O
O
OH
OH
HO
C N
C O
NH 2