波谱解析习题(10页).doc

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1、-1. 请对化合物Ph-CO-CO-Ph的1H-NMR进行指认（溶剂CDCl3）。答：从结构式可知该化合物具有对称结构，两个苯环相应谱峰重合，只需考虑一个苯环。该化合物氢谱在7.08.0区间有三组峰，从峰面积判断从高场到低场质子数依次为2、1、2。其中，7.97的峰为d峰，2H，化学位移值较大说明它处于羰基的邻位（羰基为强吸电子基团，对邻对位有去屏蔽作用），应为a、a。另外该峰为双峰也证明这一点（a仅和b，a仅和b耦合）。7.65的峰仅有一个H，因此应为c，该峰为t峰表明c与b、b耦合。7.50的峰为t峰，2H，其化学位移值最小表明它应处于羰基间位，应为b、b，另外b和a、c，b和a、c耦合，

2、因此该峰应为三重峰，与谱图吻合。2. 请对下面化合物1H-NMR低场部分的谱峰进行指认（仪器频率400 MHz，溶剂CDCl3）。解：该化合物的氢谱在低场共有6组峰，其中7.26处的单峰为溶剂峰（即氘代氯仿中残余的微量CHCl3质子吸收峰）。剩下5组峰从高场到低场峰面积比表明它们的质子数依次为1、2、1、2、1，对应a和a、b和b、c、d、e六种质子。其中9.6的双峰根据化学位移应是醛基氢e，其耦合常数J = 8.0 Hz，应是e和邻位氢d的耦合常数。6.75处的峰（1H）为dd峰，耦合常数为J = 16, 8.0 Hz，其中16 Hz应是反式烯键的两个H的耦合常数，而8.0 Hz即是与醛基氢

3、e的耦合常数，因此该峰为d。7.38处的双峰耦合常数J = 16 Hz，说明该氢和峰d处于烯键反位，因此为c。 6.68 (2H, d, J = 8.8 Hz)和7.45 (2H, d, J = 8.8 Hz)应为对位二取代苯环上的两组质子，两个取代基中，二甲胺基是供电子基团，使邻对位质子移向高场，而烯键是吸电子基团，使邻对位质子移向低场。因此 6.68处的峰应为a和a， 7.45处的峰应为b和b。3. 下图是对甲氧基苯丁酸的1H-NMR谱，试对谱图中的各峰进行归属。解：图中共有7组峰，即分子中有7种不同的质子。从高场到低场各组峰的质子数根据积分线高度比依次为2、2、2、3、2、2、1。根据质

4、子化学位移范围，04区域的四组峰为饱和碳上的质子信号（a、d、e、f）；78区域2组峰为苯环上质子信号（b和b、c和c）；10处是羧基上质子（g）。按照耦合裂分及影响化学位移值的因素，3.7的3H单峰应为甲氧基a；2.6和2.3的两组峰化学位移值较大，且为3重峰，应为d和f，根据苯环和羧基诱导效应强弱，2.6处的t峰应为d，2.3处的t峰应为f；2.0处的多重峰化学位移值较小，且为多重峰（分别与d、f耦合），因此为e。7左右的2个2H的d峰应为苯环质子（b、b、c、c，b和b、c和c均为化学等价质子，谱峰重合）。b、b处于甲氧基的邻位，c、c处于烷基的邻位，由于甲氧基对邻对位的供电子屏蔽效应较

5、强，因此高场一侧（6.7）的峰为b、b，低场一侧（7.1）的峰为c、c。4. 对丙烯酸丁酯（C7H12O2）的1H-NMR谱图进行指认。解：图中共有7组峰，根据积分线高度和各峰的积分值比例，可知各峰的质子数从高场到低场依次为3、2、2、2、1、1、1，共12个氢，与结构式相符。其中，04.5区域4组峰为饱和碳上的质子，即丁基质子（a、b、c、d）。其中0.9处的t峰（3H）应为甲基a；1.4和1.6的两组多重峰应分别为b、c；4.2处的t峰应为d（d与氧原子相连，故化学位移较高，t峰说明邻位C仅2H）。5.56.5区域3组dd峰（1H）为3个烯氢（e、f、g）。它们的指认可通过化学位移和耦合常

6、数两种方法。e、f、g分别处于酯基的同碳、反位和顺位，根据烯氢化学位移理论值可知从高场到低场依次为f、e、g。另外3组峰均为dd峰，其中5.8处的dd峰耦合常数为J = 10, 1.8 Hz，依次为顺式和同碳耦合常数，说明该峰为f；6.1处的dd峰耦合常数为J = 17, 10 Hz，依次为反式和顺式耦合常数，即该氢顺位和范围均有H，应为e；6.4处的dd峰耦合常数为J = 17, 1.8 Hz，依次为反式、同碳耦合常数，因此应为g。5. 已知化合物的分子式为C7H14O，试根据1H-NMR谱推测其分子结构。解：化合物不饱和度为：(72-14)/2+1 = 1。应有一个环或双键。该化合物氢谱中

7、仅有两组峰，其峰面积比为6：1，根据化合物质子数可知1.1处的峰应有12个氢，2.7处的峰应有2个H。因此推测该化合物应具有对称结构，即一边含有两组峰，质子数分别为6和1。1.1处的峰处于较高场，根据化学位移值可能为C-CH3 2，该峰为双峰说明与之相邻的C上只有一个H原子（2.6多重峰）。因此两边的对称基团应为(CH3)2CH-。分子式去除两个异丙基后还剩CO，说明两个异丙基和羰基相连。异丙基CH上氢化学位移在23间也说明它和CO相连。因此化合物结构式：6. 有两种同分异构体，分子式为C4H8O2，1H-NMR谱如下，试推测它们的结构。解：C4H8O2不饱和度为：(42-8)/2+1 = 1

8、，说明有一个环或双键。 （a）谱图中有三个峰，其中1.2处一个3H的t峰，2.4处有一个2H的q峰，说明两峰相互耦合，存在-CH2CH3基团。另外2H的q峰化学位移2.4说明CH2可能与C=O相连。3.7处的3H的单峰应为一个孤立的甲基，根据化学位移该甲基应与O相连。所以(a)的结构应为CH3CH2COOCH3。（b）谱图中也有三个峰，其中1.2处3H的t峰和4.1处的2H的q峰，说明同样存在-CH2CH3基团，2H的q峰化学位移4.1说明CH2应该与O相连；2.0处的3H的单峰应为一个孤立的甲基，根据化学位移该甲基应与C=O相连。所以(b)的结构应为 CH3COOCH2CH3。7. 有三个分

9、子式为C9H12O的同分异构体，试根据1H-NMR谱推测它们的结构。解：C9H12O的不饱和度：(92-12)/2+1 = 4。不饱和度较高提示可能有苯环结构。 （a）谱图中有6组峰，=0处单峰为内标TMS。剩下5组峰根据积分线高度比可确定从高场到低场质子数为3、3、2、2、2。其中 1.3处3H的t峰和 4.0处2H的q峰说明存在-OCH2CH3。 2.3处3H的单峰说明存在孤立甲基，且该甲基可能与苯环相连。 7左右有两个d峰，共4个H，两峰相互耦合，说明存在对位二取代苯环。（ps：苯环有两个不同取代基，只有对位二取代苯环才会出现两个相互耦合d峰，邻位、间位二取代皆不可能，大家可以想一下为什

10、么。另外 7处是两个d峰，不是一个q峰。这是因为2个d峰相互耦合，“相向性”使得两峰内侧峰提高，外侧峰降低。）因此（a）应为： （b）谱图中除TMS峰外有4组峰，根据积分线可知从高场到低场质子数依次为3、2、2、5。其中 1.2处3H的t峰和 3.5处2H的q峰说明存在-OCH2CH3。 4.5处2H的s峰说明存在孤立的-CH2O-，因此分子中存在-CH2OCH2CH3。在芳氢区 7.3附近有5个氢，说明存在单取代苯环（ps：由于烷基的诱导效应较弱，苯环上5个氢化学位移相差不大，在低分辨仪器上聚为一个峰）。因此（b）应为：（c）谱图中除TMS峰外有4组峰，根据积分线可知从高场到低场质子数依次为

11、2、2、2、5。其中芳氢区 7.3附近有5个氢，说明存在单取代苯环。 14区域有三个2H的峰，说明存在3个相互耦合的CH2。其中 3.7处2H的t峰说明该CH2在边上，和O相连； 2.7处2H的t峰说明该CH2在另一边，和苯环相连； 1.9处2H的m峰说明该CH2处于碳链中间。因此（c）应为：。（ps：羟基上的活泼氢常常不出峰）。8. 已知化合物的分子式为C5H9BrO2，试根据1H-NMR谱推测其结构。解：C5H9BrO2的不饱和度：(52-9-1)/2+1 = 1。该化合物氢谱共4组峰，从高场到低场质子数依次为3、2、2、2。其中 1.3的3H的t峰和 4.3处的2H的q峰说明存在-OCH

12、2CH3。另外 2.9和 3.6处的两个2H的t峰说明存在-CH2CH2-，其中 3.6的峰根据化学位移应和Br相连， 2.9的峰应和羰基或苯环相连。分子式扣除已知基团后还剩CO，因此该化合物结构是：BrCH2CH2COOCH2CH3。9. 未知物的分子量为122，元素分析结果为含C78.6%，含H8.3%。试根据1H-NMR谱推测其结构。解：含O% = 100%-78.6%-8.3% = 13.1%。C、H、O原子数比为：(78.6/12):(8.3/1):(13.1/16) = 6.55:8.3:0.82 = 8:10:1，最简式为C8H10O，结合分子量122，可知该化合物分子式为C8H

13、10O。不饱和度为：(82-10)/2+1 = 4。分子中可能存在苯环。该化合物氢谱中共有4组峰，其中 2.4处的宽单峰应为OH活泼氢，剩下三组峰根据积分线可知其质子数从高场到低场依次为2、2、5。其中 7.2左右的多重峰共有5个H，说明存在一个单取代苯环； 2.7和 3.6处的两个2H的t峰说明存在-CH2CH2-，其中 3.6的CH2根据化学位移应和O相连， 2.7的CH2应和苯环相连。因此该化合物的结构式为：10. 已知某化合物的分子式为C10H12O，请根据1H-NMR谱推测其结构。解：不饱和度(102-12)/2+1 = 5，提示可能存在一个苯环和一个双键。该化合物H谱共4组峰，从高

14、场到低场质子数依次为6、1、3、2。其中 14区域的两个峰是饱和氢， 1.2处的6H的d峰应为两个CH3，且这两个甲基均只和一个H相邻； 3.5处的1H多重峰和前者耦合，因此存在-CH(CH3)2。 78区域的两个峰是芳氢的峰，5个芳氢说明存在单取代苯环。扣除已知基团还剩CO，结合不饱和度可知存在C=O。因此该化合物结构应为：（ps：一般烷基和羰基相连化学位移在23间，但该结构中与羰基相连的是次甲基，比同样甲基要高0.6左右；另外羰基还和苯环相连，苯环进一步增强羰基的吸电子作用，造成其化学位移大于3。大家还可分析下苯环两组峰的具体归属。）11. 某未知物分子量为120，根据IR和1H-NMR谱

15、图推测其分子结构。解：在该化合物IR图谱中，3000 cm-1的吸收峰说明存在不饱和氢；2820和2720 cm-1处的两个吸收峰和1720 cm-1的强峰说明有-CHO存在；16001450 cm-1的几个吸收峰是苯环的骨架振动，说明有苯环存在。在1H-NMR谱图中共有三个吸收峰，质子数从高场到低场为2：5：1。其中 9.6处的1H三重峰应是醛基氢，三重峰说明醛基和CH2相连； 3.5处的2H d峰应是和醛基相连的亚甲基； 7.2左右的多重峰是苯环氢，5个H说明是单取代苯。因此该化合物是：12. 某未知物的MS和1H-NMR谱图如下，请推测其分子结构。解：该化合物的MS图谱中，m/z 186

16、、188、190质荷比相隔2，且丰度比为1：2：1，说明该化合物含有2个Br原子，这三个峰可能为分子离子峰（186含两个79Br，190含两个81Br）；107和109质荷比也相隔2，且丰度比为1：1，186到107正好差79，说明这两个峰是分子失去了一个Br的碎片峰。1H-NMR谱图中共有两个峰，彼此相互耦合。其中 2.5处的峰为d峰，说明邻位是一个CH， 6.0处的峰是q峰，说明邻位是一个CH3，说明存在。次甲基氢化学位移达6.0说明次甲基和两个溴相连。因此该化合物结构是：CH3CHBr2。13. 根据MS、IR和1H-NMR推测化合物的结构。解：该化合物MS谱图中分子离子峰M+为165，

17、说明该化合物分子量165。根据氮规则，分子量奇数，分子中应含奇数和N原子。在IR图谱中34003200 cm-1范围内有数个尖强峰，应是伯胺或伯酰胺的N-H伸缩振动（N-H）；在1690 cm-1附近有一个强峰应是羰基伸缩振动（C=O）；16201450 cm-1范围内的数个峰可能是芳环的骨架振动。在1H-NMR图谱中共有4组峰，从高场到低场质子数比为3：4：2：2。其中， 1.3处的t峰根据化学位移和积分高度较可能是-CH3，t峰说明它应和一个CH2相连； 4.3处的峰从峰型和积分高度看实际上应是一个CH2的q峰（2H）和NH2活泼氢的宽单峰（2H）重合形成的。根据CH2的q峰的化学位移它应

18、和氧相连。因此分子中存在-OCH2CH3基团。在芳氢区， 6.6和 7.8处的两个2H的d峰相互偶合，说明存在一个对位二取代苯环（为什么？）。从分子量165扣除-OCH2CH3、NH2、对二取代苯的式量还剩28，结合IR图谱，说明还有一个C=O。那么将所有基团拼合，有两种可能：MS中120的峰是M-45+的碎片离子峰。该峰是谱图中的最强峰。根据羰基化合物的特点，其质谱最强峰往往是通过自由基引发-裂解失去羰基一侧某个基团而形成。（a）结构失去羰基两侧的基团均不可能形成M-45+峰，而（b）结构失去OCH2CH3质荷比正好减少45。另外，酰胺N上活泼氢化学位移在58间，而芳胺N活泼氢化学位移在36

19、，也说明含胺基而不是酰胺基。因此结构式（b）是正确结构。注：1）1H-NMR图谱提供3种信息，化学位移值、积分值（可通过积分线高度比或积分值比来计算，对应各峰的H原子数）、偶合裂分和偶合常数。2）在1H-NMR中，右侧为高场，化学位移较小；左侧是低场，化学位移较大。3）s峰单峰；d峰二重峰；t峰三重峰；q峰四重峰；dd峰双二重峰（有一大一小两个耦合常数）；m峰多重峰（如碳链中间的亚甲基、次甲基）。4）对多重峰化学位移值就是取峰的中间值（最左边+最右边再除2）；偶合常数是用右边峰-左边峰的差值再乘仪器频率（如300 MHz仪器就乘300，500 MHz仪器就乘500）。5）常用耦合常数：链状烷烃邻位H：J = 78；烯烃：同碳13，顺式615（通常10），反式1220（通常15）；芳烃：邻位：8，间位13，对位1（通常不出现裂分）。-第 10 页-