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：曹峰學(xué) 號：713008228006年級：2013春學(xué)習(xí)中心：杭州學(xué)習(xí)中心（蕭山）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？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250500nm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）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。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)

2、生變化的原因（在乙醇中）。BC發(fā)生了明顯藍(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：（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。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305nm，其EtOH max=30

3、7nm,試問，該吸收是由n*躍遷還是*躍遷引起的？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)生了紅移。化合物當(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. CH，CCl鍵的伸縮振動(dòng)峰何者要相對強(qiáng)一些?為什么?由于CL原子比H原子極性要大，CCL鍵的偶極矩變化比較大，因此CCL鍵的吸收峰比較強(qiáng)。2. nCO與nCC都在6.0m區(qū)域附近。試問峰強(qiáng)有何區(qū)別?意義何在?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。

4、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)CH3COCH3 CH3COOH CH3COOCH3 CH3CONH2 CH3COCl CH3CHO (A) (B) (C) (D) (E) (F)(2) (A) (B) (C) (D) (E) （1）順序是EBCFAD。因?yàn)镃L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，可阻礙羰基和苯環(huán)的共軛，共軛吸收峰

5、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ABC。2能否用稀釋法將化合物(A)、(B)加以區(qū)分，試加以解釋。 (A) (B)（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。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

6、以用稀釋的方法來辨別。三結(jié)構(gòu)分析 1. 用紅外光譜法區(qū)別下列化合物。(1) (2) (A) (B) (A) (B)（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40001300cm1區(qū)間的紅外吸收光譜如下圖所示，問此化合物的結(jié)構(gòu)是(A)還是(B)?(A) (B)（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

7、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。五、簡答1. 1丙烯與1辛烯的IR光譜何處有明顯區(qū)別?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)nC O吸收峰? (A) (B)（A）是兩個(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C2H4O2，紅

8、外光譜如下圖所示，試推測其結(jié)構(gòu)。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C2H5NO，紅外光譜如下圖所示，試推測其結(jié)構(gòu)。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

9、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。3、某化合物分子式為C8H8O，紅外光譜如下圖所示，試推測其結(jié)構(gòu)。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

10、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)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？d值何者最大？何者較小？為什么？ CH3COOCH2CH3 （a） （b） （c）順序是(b)（a）（c）。（b）最大，（c）最小。因?yàn)椋?/p>

11、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？ (a)3.0-4.0(b)1.0-2.0(c)1.0-2.0(2)(a)1.0(b)1.0-2.0(c)1.0-2.0(3)(a)3.0-4.0(b)1.0-2.0(4)(a)7.0-8.0(b)3.0-4.0(c)1.0-2.0(d)1.0-2.0(5)(a)2.0-3.0(b)2.0-3.0(c)1.0-2.0(6)(a)1.0-2.0(b)1.0-2.0(c)1.0-2

12、.0(d)7.0-8.0(7)(a)3.0-4.0(b)4.0(c)1.0-2.0(8)(a)2.0-3.0(b)4.0-5.03.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？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C4H8O，1H NMR譜及13C NMR譜如下，試解析其化學(xué)結(jié)構(gòu)。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

13、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C7H6O，1H NMR譜及13C NMR譜如下，試解析其化學(xué)結(jié)構(gòu)。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)。三重峰應(yīng)該是亞甲基，二重峰應(yīng)該是四甲基。結(jié)

14、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C8H8O，1H NMR譜及13C NMR譜如下，試解析其化學(xué)結(jié)構(gòu)。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)。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碎片離子分子離子98，基峰是信息最高的83，M+-37碎

15、片離子應(yīng)該是61二、分析題3-甲基-3-庚醇有三種可能的a 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。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,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。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

16、峰位（波數(shù)）及；可用于化合物官能團(tuán)的鑒定。1HNMR：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。13CNMR：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C9H12 ，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。（1）1HNMR（2+29-12）/24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、3：78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。：0.951.05之間信號為甲基氫，裂分為三重峰，其臨近應(yīng)有-CH2：1.61.8；：2.62.8兩組氫應(yīng)為2個(gè)-CH2信號。：2.62.8的-CH2受相鄰-CH2偶合作用的影響裂分為三重峰；：1.61.8的-CH2受相鄰-CH2，-CH3偶合作用的影響裂分為多重峰。（2）13CNMR13CNMR上有7組信號。2、6號碳為磁等同碳核；3、5號碳為磁等同碳核，故9個(gè)碳只有7個(gè)信號。：125.5、128.1、128.4、142.6為苯環(huán)上碳信號。：13.8、24.5、38.0為CH3、CH