有机波谱习题.docx
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有机波谱习题
习题
一、名词解释
基频带、倍频带、合频带、Fermi共振、振动耦合、n+1规律、基峰、分子离子、屏蔽作用、化学位移、范德华效应、化学等价、磁等价、重排离子、准分子离子、亚稳离子、
二、选择题
1.3,3-二甲基戊烷:
受到电子流轰击后,最容易断裂的键位是:
( B )
A1和4 B2和3 C5和6 D2和3
2.在丁烷的质谱图中,M对(M+1)的比例是 ( D )
A100:
1.1 B100:
2.2 C100:
3.3 D100:
4.4
3.下列化合物含C、H或O、N,试指出哪一种化合物的分子离子峰为奇数?
(B )
AC6H6 BC6H5NO2 CC4H2N6O DC9H10O2
4.在下列化合物中,何者不能发生麦氏重排?
( C )
5.用质谱法分析无机材料时,宜采用下述哪一种或几种电离源?
( D)
A化学电离源 B电子轰击源
C高频火花源 DB或C
6.某化合物的质谱图上出现m/z31的强峰,则该化合物不可能为 ( C )
A醚 B醇 C胺 D醚或醇
7.一种酯类(M=116),质谱图上在m/z57(100%),m/z29(27%)及m/z43(27%)处均有离子峰,初步推测其可能结构如下,试问该化合物结构为 ( C )
A(CH3)2CHCOOC2H5 BCH3CH2COOCH2CH2CH3
CCH3(CH2)3COOCH3 DCH3COO(CH2)3CH3
8.按分子离子的稳定性排列下面的化合物次序应为 ( A )
A苯>共轭烯烃>酮>醇
B苯>酮>共轭烯烃>醇
C共轭烯烃>苯>酮>醇
D苯>共轭烯烃>醇>酮
9.化合物(CH3)2CHCH(CH3)2在质谱图上出现的主要强峰是 ( C)
Am/z15 Bm/z 29 Cm/z 43 Dm/z 71
10.溴己烷经α裂解后,可产生的离子峰的最可能情况为:
( B )
Am/z93 Bm/z93和m/z95
Cm/z71 Dm/z71和m/z73
11.在C2H5F中,F对下述离子峰有贡献的是 ( A )
AM BM+1 CM+2 DM及M+2
12.某化合物的MS图上出现m/e74的强峰,IR光谱在3400~3200cm-1有一宽峰,1700~1750cm-1有一强峰,则该化合物可能是 ( C )
AR1-(CH2)3-COOCH3
BR1-(CH2)4-COOH
CR1-CH2-CH2-CH(CH3)-COOH
DB或C
13.在质谱图谱中若某烃化合物的(M+1)和M峰的强度比为24:
100,则在该烃中存在碳原子的个数为(C)。
A2B8C22D46
14.在质谱图中,CH3Cl的M+2峰的强度约为M峰的(A)。
A1/3B1/2C1/4D相当
15.在裂解过程中,若优先消去中性分子如CO2,则裂解前后离子所带电子的奇-偶数(B)。
A发生变化B不变C不确定
16.在裂解过程中,若优先消去游离基如OH,则裂解后离子所带电子的奇-偶数(A)。
A发生变化B不变C不确定
19.下列化合物中,分子离子峰的质荷比为奇数的是(B)。
AC8H6N4BC6H5NO2CC9H10O2
21.含C、H和N的有机化合物的分子离子m/z的规则是(A)。
A偶数个N原子数形成偶数m/z,奇数个N原子形成奇数m/z
B偶数个N原子数形成奇数m/z,奇数个N原子形成偶数m/z
C不管N原子数的奇偶都形成偶数m/z
D不管N原子数的奇偶都形成奇数m/z
22.某含氮化合物的质谱图上,其分子离子峰m/z为265,则可提供的信息是(A)。
A该化合物含奇数氮,相对分子质量为265
B该化合物含偶数氮,相对分子质量为265
C该化合物含偶数氮
D不能确定含奇数或偶数氮
25.在质谱图谱中,CH3Br的M+2峰的强度约为M峰的(C)。
A1/3B1/2C相当
26.核磁共振波谱法中乙烯、乙炔、苯分子中质子化学位移值序是 ( A )
A 苯>乙烯>乙炔 B 乙炔>乙烯>苯
C 乙烯>苯>乙炔 D 三者相等
27.将
(其自旋量子数I=3/2)放在外磁场中,它有几个能态 ( B )
A 2 B 4 C 6 D 8
28.在下面四个结构式中哪个画有圈的质子有最大的屏蔽常数(4)
29.化合物CH3COCH2COOCH2CH3的1HNMR谱的特点是( D )
A 4个单峰 B 3个单峰,1个三重峰
C 2个单峰 D 2个单峰,1个三重峰和1个四重峰
30.一种纯净的硝基甲苯的NMR图谱中出现了3组峰,其中一个是单峰,一组是二重峰,一组是三重峰。
该化合物是下列结构中的 ( B )
3.下列化合物的1HNMR谱,各组峰全是单峰的是 ( C )
A CH3-OOC-CH2CH3
B (CH3)2CH-O-CH(CH3)2
C CH3-OOC-CH2-COO-CH3
D CH3CH2-OOC-CH2CH2-COO-CH2CH3
三、问答题
1、导致红外吸收峰减少的原因有哪些?
A、只有偶极矩(μ)发生变化的振动,才能有红外吸收。
H2、O2、N2电荷分布均匀,振动不引起红外吸收。
B、频率完全相同的吸收峰,彼此峰重叠
C、强、宽峰覆盖相近的弱、窄峰
D、有些峰落在中红外区之外
E、吸收峰太弱,检测不出来
2、解释键力常数k和原子质量对红外吸收的影响?
化学键的力常数k与振动频率成正比,原子的折合质量与振动频率成反比。
因此,化学键的力常数k越大,吸收峰将向高波数区移动;化学键的力常数k越小,吸收峰将向低波数区移动。
原子的折合质量越小,振动频率越大,吸收峰将出现在高波数区;反之,出现在低波数
3、简要介绍CI,EI,ESI质谱的特征?
EI:
碎片离子峰丰富,分子离子峰弱,并且常常不出现。
CI:
谱图简单,有M+1,M-1,M+29,M+41,少量碎片峰等离子峰。
ESI:
一般只出现:
M,M+1,M+23,M+S.等离子峰。
4、有一化合物其分子离子的m/z分别为120,其碎片离子的m/z为105,问其亚稳离子的m/z是多少?
5、
计算4个H的化学位移值。
6、计算化学位移?
CH3:
S邻:
0.15,S间:
0.10,S对:
0.1;
NO2:
S邻:
-0.85,S间:
0.10,S对:
-0.55;
COOCH3--Z同:
0.8;Z顺:
1.18;Z反:
0.55
7、简要说明氢核磁共振中双键的磁各向异性?
C=C双键中的π电子云垂直于双键平面,它在外磁场作用下产生环流,双键的平面上下
方,感应磁场的方向与外磁场相反,而产生屏蔽,质子位于该区域吸收峰位于高场。
在双键平面的两侧,,感应磁场的方向与外磁场相同而产生去屏蔽,质子吸收峰位于低场。
8、简要说明氢核磁共振中苯环的磁各向异性?
苯环π电子云垂直于苯环平面,它在外磁场作用下产生环流,苯环平面上下
方,感应磁场的方向与外磁场相反,而产生屏蔽,质子位于该区域吸收峰位于高场。
在苯环平面的两侧,,感应磁场的方向与外磁场相同而产生去屏蔽,质子吸收峰位于低场。
9、简述α裂解和i裂解?
由自由基引发的、由自由基重新组成新键而在α-位导致碎裂的过程称为α-裂解。
α裂解就
是带电杂原子的α碳连接的化学键发生均裂,就成为α裂解。
由正电荷(阳离子)引发的碎裂过程叫做i裂解。
它涉及两个电子的转移。
10、分子振动有哪些方式,其所需能量高低排列为何?
分子振动方式有包括伸缩振动,弯曲振动。
伸缩振动包括对称伸缩振动,不对称伸缩振动。
弯曲振动包括:
剪式振动,平面摇摆振动,非平面摇摆振动,卷曲振动。
其所需能量高低为不对称伸缩振动》对称伸缩振动》面内弯曲振动》面外弯曲振动
四、结构解析
质谱、氢谱、红外课后习题,书上的例题。
1、根据下列数据,推导分子式?
书上例题
2、根据下列数据,推导分子式?
书上例题
3、根据下列数据,推导分子式?
书上例题
4、根据谱图推导结构
书上例题
5、根据谱图推导结构
书上例题
6、根据谱图推导结构
(1)、分子量为基数,说明含N。
(2)、有44,58,100,(44+14n);有143(59+14n);说明为酰胺化合物。
(3)、有143=M-42,说明有麦氏重排。
剪掉一个CH3-CH=CH2。
7、根据谱图推导结构
UN=8+1–5=4
从HNMR在δ=7.0-6.2有3H,说明有苯环,并且为3取代。
从耦合常数可知,其中两个氢相连,一个氢被隔开,
结构单元为:
苯环4个不饱和度,剩余的结构单元没有不饱和度。
从δ=3.8左右有两个单峰,并且峰面积比均为3,说明有两个甲基,由化学位移在3.8,说明为两个甲氧基。
则剩下的结构单元为胺基。
所以结构有一下三种:
三种结构在化学位移上差别很小,所以,上述三种几个均有可能。
8、根据谱图推导结构C10H10O
7.0-7.56H,6.5-6.81H2.33H
UN=10+1-5=6.
从图化学位移7.2处有六氢,可知有苯环,
从化学位移为6.6处有一个氢,为两重锋,并且耦合常数为15Hz,说明有烯烃,并且为反式烯烃,而且其中的一个烯烃氢化学位移与苯环的氢化学位移相近,与苯环氢重合。
因此可知苯环的氢为5个,所以苯环为单取代。
从化学位移2.3有单峰,并且面积为3,说明有甲基。
现在剩余的元素有C,O,并且剩余的元素含有一个不饱和度,说明剩余结构单元为C=O,
因此结构单元有:
单取代苯环,反式烯烃,甲基,羰基。
所以结构可能为下两种:
若果为第二种结构,则甲基氢会被裂分,所以为第一种结构。
9、根据谱图推导结构C4H8O
根据不饱和度UN=1,可知含有一个不饱和度,从δ=6.3一个氢可知为烯烃。
从图可以看出:
δ=6.3一个氢,裂分为四重峰,δ=4.0一个氢,裂分为四重峰,δ=3.8一个氢,裂分为四重峰.可以判断这是端烯烃的结构CH2=CH-。
δ=3.6有2H,裂分为四重峰,δ=1.2,3H,裂缝为三重峰,可以判断为一个乙氧基单元CH3-CH2-O-
所有的结构单元均已出现为:
CH3-CH2-O-,CH2=CH-。
所以化合物的结构为CH3-CH2-O-CH=CH2
10、根据谱图推导结构C8H12O4
UN=9-6=3
峰面积比为2:
4:
6
从δ=7.3有两个氢,说明可能为烯烃氢或芳环氢,有UN=9-6=3,说明为烯烃氢。
有峰面积比为2,说明烯烃为二取代,并且化学位移相等,说明烯烃为对称取代。
-CH=CH-
由δ=4.1有4个氢,被裂分为4重峰,δ=1.2有6个氢,被裂分为三重锋,说明有两个乙基。
从化学位移,亚甲基为4.1,说明乙基与酯基相连。
其结构单元为CH2-CH2-O-CO-;
因此,化合物的结构式CH3-CH2-O-CO-CH=CH-O-CO-CH2-CH3
11、根据谱图推导结构C6H13NO2
12、根据谱图推导结构C8H11NO2
13、根据谱图推导结构C7H9N
14、根据谱图推导结构C11H13ClO2
15、根据谱图推导结构C10H12O
15、根据谱图推导结构
C7H8O
综合解谱:
从质谱可知分子式:
C9H11NO2。
UN=9+1-5=5
从HNMR可知:
δ=7.6,2H,2重峰,δ=6.5,2H,2重峰,说明为对位取代苯环。
有两个活泼氢,可能为OH,或NH2。
δ=4.4,2H,4重峰,δ=1.4,3H,4重峰,说明该结构单元为CH3-CH2-CO–O-
所以活泼氢为NH2。
因此该化合物的结构为
红外中,3300,3500为NH2的伸缩振动吸收峰,3000左右为芳环氢伸缩振动吸收,3000-2900为烷基氢伸缩振动吸收。
1730为酯基吸收。
1600,1500,1450为苯环的C-C伸缩振动吸收。
16、综合解析结构
17、综合解析结构C14H14
18、二溴丁烷有9种可能的异构体(不包括立体异构体),其中一种异构体的核磁共振谱的数据为d1.7(d,3H),2.3(dt,2H),3.5(t,2H),4.2(m,1H),试确定它的化学结构。
19、一个化合物分子量M为118,M的1HNMR(d):
2.10(s,3H),5.40(d,J=2.5Hz,1H),5.50(d,J=2.5Hz,1H),7.31(brs,5H).M与HCl反应后生成另一化合物N,N的1HNMR(d):
1.72(s,6H),7.30(brs,5H).试推断M和N的化学结构。
由题意可知有7.31(brs,5H)苯环为单取代;5.40(d,J=2.5Hz,1H),5.50(d,J=2.5Hz,1H)为远程耦合或端烯烃的同碳耦合;有2.10(s,3H),可知,5.40(d,J=2.5Hz,1H),5.50(d,J=2.5Hz,1H)为端烯烃的同碳耦合。
结构单元为单取代苯环,CH3-,C=CH2。
从质量数判断:
77+15+26=118.符合。
因此该化合物的结构为Ph-C(CH3)=CH2。
N的结构为Ph-C(CH3)2-Cl.
20、今有一无色条形晶体,m.p120°C,分子量为182,元素分析(%):
实验值(理论值)C59.29(59.34),H5.31(5.49)。
紫外光谱UVlmax为204,265,338nm。
IRnmax为3428,2975,2868,1715,1254,774cm-1。
其1HNMR(d):
12.23(s,2H,D2O交换消失),7.25(t,J=7.8Hz,1H),6.43(d,J=7.8Hz,2H),3.88(s,3H),2.36(s,2H)。
EI-MSm/z:
182(M+),154,136,126,123,95,67。
试推断该化合物的结构,并对1HNMR信号和质谱碎片离子进行解释。