答案材料特性表征第篇分子結構分析核磁

1、第二部分 核磁作業(yè)：任選20道1. 簡述核磁共振的基本原理？核磁共振波譜法中的電磁輻射在什么區(qū)域？波長大約在什么范圍？頻率約為什么數量級？核磁共振波譜儀中磁鐵的作用是什么？射頻發(fā)生器的作用是什么？1HNMR法中常用的有機溶劑？核磁共振波譜是用波長在射頻區(qū)（106-109 m）、頻率為兆赫數量級、能量很低（10-6-10-9 eV）的電磁波照射分子，這種電磁波不會引起分子振動或轉動能級躍遷，更不會引起電子能級的躍遷，但是卻能與磁性原子核相互作用。磁性原子核的能量在強磁場的作用下可以分裂為兩個或兩個以上的能級，吸收射頻輻射后發(fā)生磁能級躍遷，稱為核磁共振波譜。利用磁鐵提供強磁場，利用射頻發(fā)生器產生射

2、頻區(qū)電磁波，1HNMR中常用的有機溶劑是氘代氯仿。2. 請指出下列原子核中:1H、2H、12C、13C、14N、16O、17O，在適當條件下能產生NMR信號的有哪幾種？1H、2H、13C、14N、17O3. 自旋量子數為0的原子核的特點是什么？質量數和原子序數都為偶數，沒有自旋現(xiàn)象，不產生磁矩。4. 核磁共振波譜法中, 什么是進動頻率(或稱Larmor頻率)? 它與外磁場強度有關嗎?它有什么特點?具有一定磁矩的原子核放進外磁場H0中后，原子核在自旋的同時繞H0旋進，如同重力場中的陀螺一樣，稱為原子核繞H0的進動運動。進動頻率0為：進動頻率v0與磁場強度H0成正比，與核的磁旋比g 相關，而與質子

3、原子核軸在磁場方向的傾斜角度無關 5. 核磁共振波譜的屏蔽作用，及化學位移是怎樣產生的？化學位移的公式？ 質子被電子云包圍，而電子在外部磁場垂直的平面上循環(huán)，會產生與外部磁場方向相反的感應磁場。核周圍的電子對抗外加磁場所起的作用叫屏蔽作用。由于受到屏蔽作用每個質子實際上受到的磁場強度并不完全與外部磁場強度相同。由于化合物分子中各種質子受到不同程度的屏蔽效應，因而在NMR譜的不同位置上出現(xiàn)吸收峰。但這種屏蔽效應所造成的位置上的差異是很小的，難以精確地測出其絕對值，因而需要用一個標準來做對比，常用四甲基硅烷(CH3)4 Si作為標準物質，人為將其吸收峰出現(xiàn)的位置定為零。某一質子吸收峰出現(xiàn)的位置與標

4、準物質質子吸收峰出現(xiàn)的位置之間的差異稱為該質子的化學位移，常以“d ”表示。 6. 核磁共振波譜法中, 什么是磁旋比?它與外加磁場強度有關嗎?原子核自旋時，產生的磁矩與角動量之比稱為旋磁比，與核的特性有關，特定的原子核具有特定旋磁比，與外加磁場強度無關。7. 1HNMR法中常用四甲基硅烷Si(CH3)4(TMS)作為測定質子化學位移時用的參比物質，它的優(yōu)點？最常用的標準物為四甲基硅烷 具有如下優(yōu)點：(1) 12個氫處于完全相同的化學環(huán)境，只產生一個尖峰；（2）屏蔽強烈，位移最大。與有機化合物中的質子峰不重迭；（3）化學惰性；易溶于有機溶劑；沸點低，易回收。8. 什么是自旋耦合和自旋裂分？自旋-

5、自旋耦合常數J是什么？在同一分子中，原子核自旋與自旋間相互作用的現(xiàn)象叫“自旋-自旋偶合”。由自旋-自旋偶合產生譜線分裂的現(xiàn)象叫“自旋-自旋裂分”。由自旋偶合產生的分裂的譜線間距叫偶合常數，用J表示，單位為HzJ = 所用儀器頻率9. 取代基的誘導效應對化學位移的影響怎么樣? 與質子相連元素的取代基電負性越強，吸電子作用越強，質子周圍的電子云密度越小，屏蔽作用減弱，信號峰在低場出現(xiàn)，化學位移值越大。10. 什么是各向異性效應?它對化學位移值d的影響怎么樣?在分子中，質子與某一基團的空間關系，有時會影響質子的化學位移。這種效應稱為各向異性效應。叁鍵、雙鍵、芳環(huán)等基團的化合物中，常由于各向異性效應的

6、影響而產生不同的屏蔽效應。（1） 乙炔炔類氫比較特殊（乙炔的化學位移 =1.8），其化學位移介于烷烴氫和烯烴氫之間。（2） 雙鍵烯烴氫的化學位移出現(xiàn)在低場，一般。雙鍵上的電子云垂直于雙鍵平面。在外磁場的作用下， 電子云產生各向異性的感應磁場。苯氫較烯氫位于更低場（7.27ppm）隨著共軛體系的增大，環(huán)電流效應增強，即環(huán)平面上、下的屏蔽效應增強，環(huán)平面內的去屏效應增強。11. 13C-NMR與1H-NMR波譜法比較, 對測定有機化合物結構有哪些優(yōu)點?(1) 對于檢測無氫官能團，如羰基、氰基和季碳等，具有氫譜無法比擬的優(yōu)點。(2) 13C的化學位移范圍約為200左右，分辨率高，鑒定微觀結構更為有利

7、。(3) 13C的自旋-晶格弛豫和自旋-自旋弛豫時間比氫核慢得多，對碳原子和分子運動過程可提供重要信息。(4) 碳譜具有多種不同的雙共振和二維及多維脈沖技術，對識別碳的各種類型創(chuàng)造了條件。12. 核磁共振波譜法中, 將鹵代甲烷: CH3F, CH3Cl, CH3Br, CH3I 質子的d值按逐漸減小的順序排列是？CH3F, CH3Cl, CH3Br, CH3I13. CH3CH2CH3核磁共振波譜中共有幾組峰，裂分數目分別為多少兩組峰，裂分數目分別是3和714. 某化合物的分子式為C3H7Cl，其NMR譜圖如下圖所示，請推測該化合物的分子結構，并寫出推測過程。由分子式可知，該化合物是一個飽和化

8、合物；由譜圖可知：(1) 有三組吸收峰，說明有三種不同類型的 H 核；(2) 由化學位移值可知：Ha 的共振信號在高場區(qū)，其屏蔽效應最大，該氫核離Cl原子最遠；而 Hc 的屏蔽效應最小，該氫核離Cl原子最近。結論：該化合物的結構應為：CH3CH2CH2Cl a b c15. 1HNMR譜圖上, 60MHZ波譜儀,某化合物甲基質子的峰距TMS峰134HZ,亞甲基質子的距離為240 HZ,若用100MHZ波譜儀, 甲基質子的峰距TMS峰為_223Hz_，亞甲基為 _400Hz_。16. 1HNMR譜圖中,苯環(huán)質子d=7.8,該質子峰距TMS峰間距離為1560HZ,所使用儀器的照射頻率為_200MH

9、z_,若使用儀器的照射頻率為90MHZ,其與TMS峰之間距離為_702Hz_。17. 某一化合物中質子, 用60MHz電磁輻射照射與用100MHz電磁輻射照射, 其化學位移值哪個大?其與TMS之間的頻率差哪個大? 化學位移相同，用100MHz時與TMS頻率差大。18. 判斷以下化合物的 NMR 譜圖（氫譜）。出現(xiàn)三組峰；其中化學位移最小的，為雙峰，來源于甲基上的氫；化學位移稍大的為次甲基上的氫，七重峰；化學位移最大的為苯環(huán)上的氫，單峰。19. 判斷下列化合物的核磁共振譜圖（氫譜）。出現(xiàn)兩組峰，都是單峰，其中化學位移較小的來源于甲基上的氫，化學位移較大的來自于CH2Br上的氫。20. 試推測分子

10、式為C8H18O在NMR譜中只顯示一個尖銳單峰的化合物結構.(CH3)3C-O-C(CH3)321. 下列化合物的核磁共振譜中只有一個單峰, 試寫出結構式. (1) C5H12 (2) C8H18 (3) C2H6O (4) C4H6 (5) C4H8(有問題) (6) C3H6Cl2 (7) C3H6O(1) C(CH3)4 (2) (CH3)3CC(CH3)3 (3) CH3OCH3 (4) CH3CCCH3 (5) (CH2)4 (6) CH3CCl2CCH3 (7)CH3COCH322. 化合物C3H6O21H-NMR譜圖如下(1) 有3種類型質子 (2) a. d=1.2 三重峰 b

11、. d=2.4 四重峰 c. d=10.2 單峰(3) 峰面積之比 a:b:c =3:2:1 請寫出它的結構式, 并解釋原因CH3CH2COOH26 試推測分子式為C3H8O且具有下列NMR數據的化合物的結構. d 質子數 信號類型 1.2 6 二重峰 1.6 1 七重峰 4.0 1 寬的單峰(CH3)2CHOH27 分子式為C5H11Br有下列NMR譜數據 d 質子數 信號類型 0.80 6 二重峰 1.02 3 二重峰 2.05 1 多重峰 3.53 1 多重峰 該化合物結構是什么?(CH3)2CHCHBrCH328 化合物(a), (b), (c)分子式均為C3H6Cl2, 它們的NMR數據如下,