波譜分析概論作業(yè).

1、浙江大學(xué)遠(yuǎn)程教育學(xué)院波譜分析概論課程作業(yè)姓名：學(xué)號：年級：2014 秋藥學(xué)學(xué)習(xí)中心：衢州學(xué)習(xí)中心第一章紫外光譜一、簡答1丙酮的羰基有幾種類型的價(jià)電子。試?yán)L出其能級圖，并說明能產(chǎn)生何種電子躍遷？各種躍遷可在何區(qū)域波長處產(chǎn)生吸收？答：有 n 電子和 電子。能夠發(fā)生n * 躍遷。從n 軌道向 反鍵軌道躍遷。能產(chǎn)生r帶。躍遷波長在250 500nm 之內(nèi)。*2指出下述各對化合物中，哪一個(gè)化合物能吸收波長較長的光線（只考慮躍遷）。(1)ch3chch 2 及 ch 3chchoch 3nhr(2)及答：（ 1）的后者能發(fā)生n * 躍遷，吸收較長。（ 2）后者的氮原子能與苯環(huán)發(fā)生p 共軛，所以或者吸收較長

2、。3與化合物（a ）的電子光譜相比，解釋化合物（b）與（ c）的電子光譜發(fā)生變化的原因（在乙醇中）。(a)(ch )2 nn nno23入 max 475 max 32000(b)(ch 3) 2nnnno 2入 max 438 max 22000h 3c(c)(ch 3) 2nnnno 2入 max 420 max 18600(ch )hc3 2答： b、 c 發(fā)生了明顯的藍(lán)移，主要原因是空間位阻效應(yīng)。二、分析比較1指出下列兩個(gè)化合物在近紫外區(qū)中的區(qū)別：ch 3ch 2(a)(b)答：（ a）和（ b）中各有兩個(gè)雙鍵。（a）的兩個(gè)雙鍵中間隔了一個(gè)單鍵，這兩個(gè)雙鍵就能發(fā)生 共軛。而（ b）這兩

3、個(gè)雙鍵中隔了兩個(gè)單鍵，則不能產(chǎn)生共軛。所以（ a）的紫外波長比較長，（b）則比較短。2某酮類化合物，當(dāng)溶于極性溶劑中（如乙醇中）時(shí)，溶劑對n * 躍遷及 * 躍遷有何影響？用能級圖表示。答：對 n * 躍遷來講，隨著溶劑極性的增大，它的最大吸收波長會(huì)發(fā)生紫移。而 * 躍遷中，成鍵軌道下， 反鍵軌道躍遷，隨著溶劑極性的增大，它會(huì)發(fā)生紅移。三、試回答下列各問題某酮類化合物hexaneetoh=307nm, 試問，該吸收是由*max 305nm，其 maxn躍遷還是 躍遷引起的？答：乙醇比正己烷的極性要強(qiáng)的多，隨著溶劑極性的增大，最大吸收波長從305nm 變動(dòng)到307nm，隨著溶劑極性增大，它發(fā)生了

4、紅移?；衔锂?dāng)中應(yīng)當(dāng)是 反鍵軌道的躍遷。第二章紅外光譜一、回答下列問題：1. c h， c cl 鍵的伸縮振動(dòng)峰何者要相對強(qiáng)一些?為什么 ?答：由于 cl 原子比 h 原子極性要大， c cl 鍵的偶極矩變化比較大，因此 c cl 鍵的吸收峰比較強(qiáng)。2. co與 cc都在 6.0 m區(qū)域附近。試問峰強(qiáng)有何區(qū)別 ?意義何在答： c=c雙鍵電負(fù)性是相同的，c=o雙鍵， o 的雙鍵電負(fù)性比c 要強(qiáng)。在振動(dòng)過程中，肯定是羰基的偶極矩的變化比較大，所以羰基的吸收峰要比c=c雙鍵的強(qiáng)的多。二、分析比較1. 試將 co鍵的吸收峰按波數(shù)高低順序排列，并加以解釋。(1)ch 3coch 3ch 3coohch3

5、 cooch 3ch 3conh 2ch3 coclch3cho( a )( b )( c)( d)( e)( f)ooo( 2)ch3 cch3 cch3ch 3 cnh 2( a )( b )( c)ch 3ooch3cch 3ch 3 cno 2ch 3( d )( e)答：（1）順序是eb cfa d。因?yàn)?cl 原子電負(fù)性比較強(qiáng)，對羰基有誘導(dǎo)效應(yīng)，它的峰位最高。cooh電負(fù)性也比較強(qiáng)，對羰基本也有誘導(dǎo)效應(yīng)，但是比cl弱些。ch3相對吸電子效應(yīng)要弱一點(diǎn)。cho的誘導(dǎo)效應(yīng)不是很明顯。（ a ）的共軛效應(yīng)比cho 要低一點(diǎn)。 nh3 的吸收峰向低處排列。（ 2）（ d ）中有兩甲基處在鄰位

6、，可阻礙羰基和苯環(huán)的共軛，共軛吸收峰會(huì)向低波位數(shù)移動(dòng)，阻礙共軛，吸收峰位會(huì)提高。 （ e）中有個(gè)硝基，硝基是個(gè)吸電子的誘導(dǎo)效應(yīng)，羰基是向高峰位處移動(dòng)， （ d）和（ e）兩者差不多。 （ a ）只有一個(gè)羰基，對位也沒有取代基。（b）對位有個(gè)甲基，可與苯環(huán)發(fā)生超共軛，比（ a ）低點(diǎn)。（ c）對位的氮原子氨基可以與苯環(huán)發(fā)生共軛，使得羰基的吸收峰位向低頻處移動(dòng)。因此順序是d 和 e 最高，其次是a b c。2能否用稀釋法將化合物( a ) 、 ( b ) 加以區(qū)分，試加以解釋。oohoohoo( a)( b)答：（ a）能形成峰子內(nèi)氫鍵， （ b）能形成峰子間氫鍵。峰子內(nèi)稀釋對其紅外吸收峰無影響。

7、峰子間稀釋，濃度越高，形成的氫鍵越強(qiáng)，向低波處移動(dòng)的越厲害。稀釋會(huì)阻礙形成氫鍵，吸收峰會(huì)向高波處移動(dòng)。所以可以用稀釋的方法來辨別。三結(jié)構(gòu)分析1.( 1)o( 2)och 3ch3cooc 2h 5coch 3coch 3cooc 2h5ch3( a )( b )( a )( b)答：（ 1）（ b）有兩個(gè)羰基，在兩個(gè)羰基的影響下，兩個(gè)亞甲基會(huì)發(fā)生互變異構(gòu)。（ a ）有兩個(gè)羰基的吸收峰。（ 2）（ b ）有非常大的空間位度，它的吸收峰的峰位會(huì)比較高，波數(shù)也會(huì)比較高，會(huì)阻礙羰基和雙鍵的共軛，波數(shù)會(huì)升高。 （a ）波數(shù)比較低。2某化合物在 4000 1300cm1區(qū)間的紅外吸收光譜如下圖所示，問此化

8、合物的結(jié)構(gòu)是(a)還是 (b)?ohoc nc nh 2(a)(b)答：應(yīng)該是（ a ）。因?yàn)樵?400-2100cm 處出現(xiàn)了吸收峰，如果有炭氮三鍵在，它會(huì)在2400-2100 之間出現(xiàn)伸縮振動(dòng)的吸收峰。oh 的吸收峰在3300cm 左右，也比較明顯。五、簡答1. 1丙烯與 1辛烯的 ir 光譜何處有明顯區(qū)別 ?答：如果化合物中存在亞甲基，而亞甲基的數(shù)目在4 個(gè)以上， 它會(huì)在722 左右出現(xiàn)面內(nèi)搖擺振動(dòng)的吸收峰， 1-辛烯里有 722 左右的面內(nèi)搖擺振動(dòng)的吸收峰，而 1-丙烯沒有。2.下列兩個(gè)化合物，哪個(gè)化合物的ir 光譜中有兩個(gè)c o 吸收峰 ?oohoh oohooho答：（ a ）是兩

9、個(gè) a 位的 oh，可與羰基形成氫鍵。這兩個(gè)羰基是等價(jià)的，只會(huì)出現(xiàn)一個(gè)吸收峰。（ b）a 位的 oh 可以和羰基形成氫鍵，而下面的羰基不能，則可能會(huì)出現(xiàn)兩個(gè)不同的吸收峰。所以是 b 有兩個(gè)吸收峰。六、結(jié)構(gòu)解析 1、某化合物分子式為c2h4 o2，紅外光譜如下圖所示，試推測其結(jié)構(gòu)。答：計(jì)算出不飽和度是1，說明它可能有雙鍵或者有羰基。透光率越小，吸收越強(qiáng)。1714透光率只有4，這個(gè)吸收峰是最強(qiáng)的。1700吸收峰左右應(yīng)該是羰基。2937有個(gè)非常強(qiáng)而寬的吸收峰， 是羧基里非常典型的羥基振動(dòng)吸收峰。從 1714 和2937 兩個(gè)吸收峰可以證明羧基是存在的。3000-2850之間有飽和炭氫吸收峰，由于羥基

10、吸收峰振動(dòng)太強(qiáng)將其掩蓋， 1460-1375 左右有甲基吸收峰。1414-1360 有兩個(gè)較強(qiáng)的吸收峰?？梢宰C明甲基是存在的。這個(gè)化合物是乙酸2、某化合物分子式為c2h5 no，紅外光譜如下圖所示，試推測其結(jié)構(gòu)。答：1681 吸收峰最強(qiáng)，在 1700 左右，可能是羰基。由于小于 1700，可能會(huì)發(fā)生共軛效應(yīng)。 3348-3173 有兩個(gè)很強(qiáng)的吸收峰，在 3300-3100 有吸收峰，可能是氮?dú)涫湛s振動(dòng)的吸收峰。而且這里是雙峰，胺應(yīng)該是伯胺。通過1681 和這里的兩個(gè)吸收峰可以證明酰胺基的存在。剩下一甲基，伸縮振動(dòng)吸收峰在1398-1460，這兩個(gè)吸收峰是甲基和堿基的吸收峰，可以證明甲基是存在的

11、。這個(gè)化合物應(yīng)該是一個(gè)乙酰胺。3、某化合物分子式為c8h8 o，紅外光譜如下圖所示，試推測其結(jié)構(gòu)。答：計(jì)算得不飽和度為5。不飽和度高，可能有苯環(huán)。1686 為最強(qiáng)吸收峰，在1700 左右，因此這個(gè)吸收峰是羰基所產(chǎn)生的。峰位小于1700，可能是發(fā)生了共軛。1599有吸收峰，1583 有吸收峰，1492有吸收峰。此三個(gè)吸收峰應(yīng)該是c=c雙鍵伸縮振動(dòng)的吸收峰。3100-3000之間有吸收峰，是不飽和炭氫伸縮振動(dòng)的吸收峰。761-691有兩個(gè)很強(qiáng)的吸收峰。以上三組吸收峰可證明苯環(huán)的存在。1360-1450都有比較強(qiáng)的吸收峰，3000-2800內(nèi)有較弱的炭氫伸縮振動(dòng)吸收峰，所以甲基存在。此化合物應(yīng)該是個(gè)

12、環(huán)丙酮。第三章核磁共振一、簡答乙酸乙酯中的三種類型氫核電子屏蔽效應(yīng)相同否？若發(fā)生核磁共振，共振峰應(yīng)當(dāng)怎么排列？值何者最大？何者較??？為什么？ch 3 coo ch2 ch3（ a）（b） （ c）答：順序是 ( b ) （ a ）（ c ）。（ b）最大，（ c ）最小。因?yàn)椋?b）受到氧誘導(dǎo)效應(yīng)的影響,也受到羰基的影響,所以它的吸電子誘導(dǎo)效應(yīng)最強(qiáng). ( a)只受到羰基的影響，因此僅次與（ b） .（c）離羰基和氧都比較遠(yuǎn)，所以(c )最小二、比較題1. 標(biāo)記的氫核可預(yù)期在1h-nmr 的什么區(qū)域有吸收？ch 3 (c)nch 2(a)(a)hsch 3 (b)( c ) ( b )(b)oo

13、(a)ch3ch 2ch2ch( d )( c )( b )( a )ooch 3cch 2ch 3ch3chchc h( a )( b )( c )(a)(b)(c)(d)ocl2chcoch 2ch 3ch3ch(no 2)ch 3(a)(b)(c)(a)(b)3.下列圖譜為ab 系統(tǒng)氫核給出的信號還是ax 系統(tǒng)中的x 氫核給出的信號，為什么？答：如果是 ax系統(tǒng)，那么每個(gè)高度應(yīng)該是相等的，應(yīng)該是 1：1 的關(guān)系。 如果是 ab 系統(tǒng)，中間會(huì)高起來，兩邊會(huì)低下去，這個(gè)圖形代表的是典型的ab 系統(tǒng)的偶合。三、結(jié)構(gòu)推定1、某化合物分子式為c4h8 o， 1h nmr 譜及 13c nmr 譜如

14、下，試解析其化學(xué)結(jié)構(gòu)。答：計(jì)算出不飽和度為1。2 應(yīng)該是亞甲基，兩個(gè)3 應(yīng)該是甲基。甲基裂坡成了三重坡，亞甲基裂坡成了四重坡，說明這邊剛好是個(gè)乙基。在210 左右有個(gè)吸收峰，這是典型的羰基的一個(gè)吸收峰。40 左右有個(gè)碳的信號，應(yīng)該是受到了氧的誘導(dǎo)效應(yīng)的影響。這個(gè)化合物的結(jié)構(gòu)應(yīng)該是乙酸乙酯2、某化合物分子式為c7h6 o， 1h nmr 譜及 13c nmr 譜如下，試解析其化學(xué)結(jié)構(gòu)。答： 7-8之間有5 個(gè)氫，是苯環(huán)上的。10 左右的信號很有可能是醛基上的氫。140-120之間有4 個(gè)信號。一個(gè)信號代表兩個(gè)此等價(jià)的碳，因此有6 個(gè)碳。 190-200之間應(yīng)該是羰基的信號。因此這個(gè)化合物應(yīng)該是苯

15、甲醛。3一化合物，分子式為c6h8，高度對稱，在噪音去偶譜（com ）上只有兩個(gè)信號，在偏共振去耦譜（ ofr）上只有一個(gè)三重峰（t）及一個(gè)二重峰(d)，試寫出其結(jié)構(gòu)。答：三重峰應(yīng)該是亞甲基，二重峰應(yīng)該是四甲基。結(jié)構(gòu)應(yīng)該是環(huán)己烷，里面有兩個(gè)雙鍵。1，4 環(huán) -2-己烯。 1 位和 4 位是雙鍵，是個(gè)環(huán)二烯。4、某化合物分子式為113c8h8 o， h nmr 譜及c nmr 譜如下，試解析其化學(xué)結(jié)構(gòu)。答： 7-8 上有 5 個(gè)氫，應(yīng)該是個(gè)單取代苯環(huán)。2.5 處有個(gè)信號，應(yīng)該是個(gè)甲基。120-140之間有 4 個(gè)信號，應(yīng)該是苯環(huán)上6 個(gè)碳。200 左右應(yīng)該是羰基的信號，30 左右是甲基的信號，這

16、個(gè)化合物應(yīng)該是苯乙酮。第四章質(zhì)譜一、簡答題1. 根 據(jù) 下 面 給 出 的 質(zhì) 譜 圖 ， 求 出 化 合 物 的 分 子 式 ， 并 推 導(dǎo) 其 可 能 的 結(jié) 構(gòu)答：結(jié)構(gòu)可能是環(huán)丙烷。2. 甲基環(huán)己烷的 eims 如下。歸屬下列信息：a. 分子離子b. 基峰c. m .+ -37 碎片離子答：分子離子98，基峰是信息最高的83， m+-37 碎片離子應(yīng)該是61。二、分析題3-甲基 -3-庚醇有三種可能的裂解途徑。在下面的ei 質(zhì)譜中找到他們并指出他們的相對多少。答： 3- 甲基 -3- 庚醇，羥基上面有一個(gè)甲基，一個(gè)亞甲基；還有一個(gè)甲基，乙基，丁基，正丁基。 a 裂解也是從優(yōu)先基團(tuán)裂解,

17、所以 3- 甲基 -3- 庚醇失去一個(gè)丁基，一個(gè)正丁基，應(yīng)該是信號最強(qiáng)的。也可失去乙基。 73 是失去正丁基的碎片離子，101 是失去乙基的碎片離子。 115 是失去甲基的碎片離子。第五章綜合解析1、試論述 uv 、 ir 、 1h nmr 、 13c nmr 、 ms 譜的各主要光譜參數(shù)，以及各光譜對有機(jī)化合物結(jié)構(gòu)解析的作用。答： uv ： max， ；紫外光譜可用于共軛體系及化合物結(jié)構(gòu)母核的推測。ir：吸收峰的峰位 （波數(shù)）及 ；可用于化合物官能團(tuán)的鑒定。1h nmr ：化學(xué)位移 ，耦合常數(shù)j，積分曲線高度或面積；化學(xué)位移可用于推測氫核類型，j 可用于推測h 核與 h 核之間的耦合作用，j

18、 相等，互相有耦合作用，積分曲線高度可用于相應(yīng)氫核數(shù)目的推測。13c nmr ：化學(xué)位移 ；可用于碳結(jié)構(gòu)類型的推測及結(jié)構(gòu)骨架的推測。ms ： m/z 可用于確定分子量， hr-ms 可用于推測分子式。碎片離子可用于裂解規(guī)律的推測及化合物結(jié)構(gòu)分析。2、某化合物分子式為c9h 12 ，其分子量為120，其紅外光譜、氫譜、碳譜、質(zhì)譜數(shù)據(jù)如下圖所示，試解析其結(jié)構(gòu)。并對紅外光譜和氫譜上主要波譜數(shù)據(jù)進(jìn)行歸屬。答：（ 1）1hnmr （ 2+2 9-12 ） /2 4推測可能含有苯環(huán)共有 4 組氫原子，原子個(gè)數(shù)分別為5、 2、2、 ：7 8 為苯環(huán)上質(zhì)子信號，有5 個(gè)氫，提示苯環(huán)可能為單取代。 ：0.95 1.05 之