波譜分析答案

1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上北京化工大學(xué)北方學(xué)院20082009學(xué)年第二學(xué)期波譜分析法原理及應(yīng)用期末考試試卷評分標(biāo)準(zhǔn)班級： 姓名： 學(xué)號： 分?jǐn)?shù)： 題號一二三四五總分得分一、解釋下列名詞（每題5分，共30分）1、  發(fā)色基團(tuán)、助色基團(tuán)和摩爾吸光系數(shù)；2、 紅外活性振動和非紅外活性振動；3、 自旋晶格弛豫和自旋自旋弛豫；4、 化學(xué)等價核和磁等價核5、 碳譜的-效應(yīng)和NOE效應(yīng)；6、 裂解和i裂解1、發(fā)色基團(tuán)：能導(dǎo)致化合物在紫外及可見光區(qū)產(chǎn)生吸收的基團(tuán)，不論是否顯出顏色都稱為發(fā)色基團(tuán)。例如，分子中含有鍵的C=C、CC、苯環(huán)以及C=O等不飽和基團(tuán)都是發(fā)

2、色基團(tuán)。（1分）助色基團(tuán)：本身不會使化合物分子產(chǎn)生顏色或者在紫外及可見光區(qū)不產(chǎn)生吸收的一些基團(tuán)，但這些基團(tuán)與發(fā)色基團(tuán)相連時卻能使發(fā)色基團(tuán)的吸收帶波長移向長波，同時使吸收強(qiáng)度增加。通常，助色基團(tuán)是由含有孤對電子的元素所組成，例如NH2、NR2、OH、OR等。（2分）摩爾吸光系數(shù)；濃度為1mol/L，光程為1cm時的吸光度。（2分）2、紅外活性振動：瞬間偶極矩變化不為零的振動。（2分）非紅外活性振動；分子在振動過程中不發(fā)生瞬間偶極矩的改變。（3分）3、自旋晶格弛豫：也叫縱向弛豫。指高能態(tài)的核將其能量轉(zhuǎn)移到周圍分子而轉(zhuǎn)變成熱運(yùn)動，從而躍回到低能態(tài)的過程。（2分）自旋自旋弛豫：也叫橫向弛豫。這種弛豫是

3、通過相鄰的同種核之間的能量交換實(shí)現(xiàn)的，發(fā)生這種弛豫時，各種能態(tài)的核的數(shù)目沒有改變，核自旋體系的總能量也沒有發(fā)生變化。（3分）4.化學(xué)等價核：化學(xué)位移完全相同的核。（2分）磁等價核：分子中的一組化學(xué)等價核，若它們對組外任何一個核都是以相同的大小偶合，則這一組核為磁等價核。（3分）5、碳的-效應(yīng)；當(dāng)取代基處在被觀察的碳的位，由于電荷相互排斥，被觀察的碳周圍電子云密度增大，C向高場移動。（2分）NOE效應(yīng)：當(dāng)分子內(nèi)有在空間位置上互相靠近的兩個質(zhì)子Ha和Hb時，如果用雙共振法照射Hb，使干擾場的強(qiáng)度增加到剛使被干擾的譜線達(dá)到飽和，則另一個靠近的質(zhì)子Ha的共振信號就會增加，這種現(xiàn)象稱NOE。產(chǎn)生這一現(xiàn)象

4、的原因是由于二個質(zhì)子空間位置很靠近，相互弛豫較強(qiáng)，當(dāng)Hb受到照射達(dá)飽和時，它要把能量轉(zhuǎn)移給Ha，于是Ha吸收的能量增多，共振信號增大。這一效應(yīng)的大小與質(zhì)子之間距離的六次方成反比。當(dāng)質(zhì)子間距離超過0.3nm時，就看不到這一現(xiàn)象。（3分）6.裂解：由游離基引發(fā)的均裂，是帶電荷基團(tuán)與碳之間鍵的斷裂。（2分）i裂解：由正電荷（陽離子）引發(fā)的碎裂過程，它涉及兩個電子的轉(zhuǎn)移，以酮類的為例：（3分）二、簡述下列問題（每題5 分，共30分）1、紅外光譜產(chǎn)生必須具備的兩個條件？答：一是紅外輻射的能量應(yīng)與振動能級差相匹配，即E光E，（2分）二是分子在振動過程中偶極矩的變化必須不為零。（3分）2、色散型光譜儀主要有

5、幾部分組成及其作用？答：由光源、分光系統(tǒng)、檢測器三部分組成。（2分）光源產(chǎn)生的光分為兩路：一路通過樣品，一路通過參比溶液。切光器控制使參比光束和樣品光束交替進(jìn)入單色器。檢測器在樣品吸收后破壞兩束光的平衡下產(chǎn)生信號，該信號被放大后被記錄。（3分）3、核磁共振譜是物質(zhì)內(nèi)部什么運(yùn)動在外部的一種表現(xiàn)形式？答：是具有核磁矩的原子核的自旋運(yùn)動在外部的一種表現(xiàn)形式。（5分）4、紫外光譜在有機(jī)化合物結(jié)構(gòu)鑒定中的主要貢獻(xiàn)？答：在有機(jī)結(jié)構(gòu)鑒定中，紫外光譜在確定有機(jī)化合物的共軛體系、生色團(tuán)和芳香性等方面有獨(dú)到之處。（5分）5、在質(zhì)譜中亞穩(wěn)離子是如何產(chǎn)生的？以及在碎片離子解析過程中的作用是什么？答：離子m1在離子源主

6、縫至分離器電場邊界之間發(fā)生裂解，丟失中性碎片，得到新的離子m2。這個m2與在電離室中產(chǎn)生的m2具有相同的質(zhì)量，但受到同m1一樣的加速電壓，運(yùn)動速度與m1相同，在分離器中按m2偏轉(zhuǎn)，因而質(zhì)譜中記錄的位置在m*處，m*是亞穩(wěn)離子的表觀質(zhì)量，這樣就產(chǎn)生了亞穩(wěn)離子。（3分）由于m*m22/m1，用m*來確定m1與m2間的關(guān)系，是確定開裂途經(jīng)最直接有效的方法。（2分）6、舉例討論Mclafferty重排的特點(diǎn)及實(shí)用范圍。答：麥?zhǔn)现嘏盘攸c(diǎn)：不飽和化合物有氫原子，經(jīng)過六元環(huán)空間排列的過渡態(tài)，氫原子重排轉(zhuǎn)移到帶正電荷的雜原子上，伴隨有CC鍵的斷裂。（2分）麥?zhǔn)现嘏攀欠浅Ｖ匾馁|(zhì)譜反應(yīng)，結(jié)果包括-氫轉(zhuǎn)移至被電離

7、的原子上并生成一個烯丙基型碎片。醛、酮、羧酸、酯都可以發(fā)生麥?zhǔn)现嘏?，產(chǎn)生特征質(zhì)譜峰。（3分）三、推斷結(jié)構(gòu)（第一題必做，第二題和第三題選做其中一題，每題20分，共40分）1. 某未知物分子式為C5H12O，它的質(zhì)譜、紅外光譜以及核磁共振譜如圖，它的紫外吸收光譜在200 nm以上沒有吸收，試確定該化合物結(jié)構(gòu)。解 從分子式C5H12O，求得不飽和度為零，故未知物應(yīng)為飽和脂肪族化合物。（2分）未知物的紅外光譜是在CCl4溶液中測定的，樣品的CCl4稀溶液的紅外光譜在3640cm-1處有1尖峰，這是游離O H基的特征吸收峰。樣品的CCl4濃溶液在3360cm-1處有1寬峰，但當(dāng)溶液稀釋后復(fù)又消失，說明存

8、在著分子間氫鍵。（3分）未知物核磁共振譜中4. 1處的寬峰，經(jīng)重水交換后消失。上述事實(shí)確定，未知物分子中存在著羥基。未知物核磁共振譜中0.9處的單峰，積分值相當(dāng)3個質(zhì)子，可看成是連在同一碳原子上的3個甲基。3.2處的單峰，積分值相當(dāng)2個質(zhì)子，對應(yīng)1個亞甲基，看來該次甲基在分子中位于特丁基和羥基之間。（5分）質(zhì)譜中從分子離子峰失去質(zhì)量31（CH2OH）部分而形成基峰m/e57的事實(shí)為上述看法提供了證據(jù)，因此，未知物的結(jié)構(gòu)是（5分）根據(jù)這一結(jié)構(gòu)式，未知物質(zhì)譜中的主要碎片離子得到了如下解釋。（5分）2.某未知物的分子式為C9H10O2，紫外光譜數(shù)據(jù)表明：該物max在264、262、257、252nm(max101、158、147、194、153)；紅外、核磁、質(zhì)譜數(shù)據(jù)如圖所示，試推斷其結(jié)構(gòu)。未知物C9H10O2的紅外光譜圖化合物C9H10O2的核磁共振譜化合物C9H10O2的質(zhì)譜圖解3.某化合物C的分子式為C14H14，請解析各譜圖并推測分子結(jié)構(gòu)。(1)紫外光譜：實(shí)驗(yàn)條件：185.3mg100mL乙醇溶液，0.2cm樣品池；實(shí)驗(yàn)結(jié)果：最大吸收峰位于260nm處，吸光度為1.0。(2)紅外光譜： 實(shí)驗(yàn)條件：KBr壓片法。質(zhì)子去耦13CNMR譜解析結(jié)果： 位置 1 37.952 125.923 128.344 128.455 141.79解 IR表明： 1600c