第八章现代物理实验方法在有机化学中的应用练习及答案文档格式.docx

第八章现代物理实验方法在有机化学中的应用练习及答案文档格式.docx

《第八章现代物理实验方法在有机化学中的应用练习及答案文档格式.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《第八章现代物理实验方法在有机化学中的应用练习及答案文档格式.docx（17页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。

CH3-CH=CH-CH=CH2>

CH2=CH-CH=CH2>

CH2=CH2

⑶杂原子的原子半径增大，化合物的电离能降低，吸收带波长红移。

n®

s*

CH3I>

CH3Br>

CH3Cl

⑷以苯环为基准，硝基苯增加p-p共轭，氯苯增加p-p共轭，UV吸收红移。

⑸反式异构体的共轭程度比顺式异构体更大。

反-1,2-二苯乙烯>

顺-1,2-二苯乙烯

3.指出哪些化合物可在近紫外区产生吸收带.

（1）

（2）CH3CH2OCH（CH3）2（3）CH3CH2C≡CH

（4）（5）CH2=C=O（6）.CH2=CH-CH=CH-CH3

可在近紫外区产生吸收带的化合物是⑷,⑸,⑹。

4、图8-32和图8-33分别是乙酸乙酯和1-己烯的红外光谱图,试识别各图的主要吸收峰:

图8-32己酸乙酯的IR图的主要吸收峰是：

①.2870-2960cm-1为-CH3,>

CH2的VC-H碳氢键伸缩振动。

②.1730cm-1为VC=O羰基伸缩振动。

③.1380cm-1是-CH3的C-H弯曲振动。

④.1025cm-1,1050CM-1为VC-O-C伸缩振动。

图8-33,1-己烯的IR图主要吸收峰是①.=C-H伸缩振动。

②.-CH3,>

CH2中C-H伸缩振动。

③.伸缩振动,④.C-H不对称弯曲振动。

⑤.C-H对称弯曲振动。

⑥.R-CH=CH2一取代烯。

5.指出如何应用红外光谱来区分下列各对称异构体:

（1）和CH3-C≡C-CH2OH 

（2） 

（3）和

⑷ 

（5） 

（1）和CH3-C≡C-CH2OH。

前者:

νC=C：

1650cm-1,νC=O：

1720cm-1左右.。

后者:

2200cm-1,ν-O-H：

3200-3600cm-1。

（2）=C-H面外弯曲,反式,980-965cm-1强峰。

=C-H面外弯曲,顺式,730-650峰形弱而宽。

⑶和，在共轭体系中,羰基吸收波数低于非共轭体系的羰基吸收。

⑷中的C=C=C伸缩振动1980cm-1.中的C=C伸缩振动1650cm-1。

（5）吸收波数νC≡N>

νC=C=N，νC≡N在2260-2240cm-1左右。

在C=C-H的面外弯曲振动910-905cm-1。

6.化合物E,分子式为C8H6,可使Br/CCl4溶液褪色,用硝酸银氨溶液处理,有白色沉淀生成；

E的红外光谱如图8-34所示，E的结构是什么？

E，分子式C8H6，不饱和度为6，显然含有苯环（一个苯环的不饱和度为4）；

可使溴-四氯化碳溶液褪色表明环上侧链还含有重键C=C或C≡C；

用硝酸银氨溶液处理有白色沉淀生成，说明含有-C≡C-H；

至此，E的结构已经确定。

无需用到IR光谱，但IR光谱可进一步验证前面推测的正确性。

①．3300cm-1是≡C-H伸缩振动，②．3100cm-1是Ar-H的伸缩振动，③．2200cm-1是C≡C的伸缩振动。

④．1600-1451cm-1是苯环的骨架振动。

⑤．710cm-1，770cm-1表示苯环上单取代，所以化合物E的结构是：

7．试解释如下现象：

乙醇以及乙二醇四氯化碳溶液的红外光谱在3350cm-1处都有有一个宽的O-H吸收带，当用CCl4稀释这两种醇溶液时，乙二醇光谱的这个吸收带不变，而乙醇光谱的这个带被在3600cm-1一个尖峰代替。

在3350cm-1是络合-OH的IR吸收带，在3600cm-1尖峰是游离-OH吸收峰，乙醇形成分子间氢键，溶液稀释后，-OH由缔合态变为游离态，乙二醇形成分子内氢键，当溶液稀释时，缔合基没有变化，吸收峰吸收位置不变。

8．预计下列每个化合物将有几个核磁共振信号？

⑴.CH3CH2CH2CH3

（2）

（3）.CH3-CH=CH2（4）反-2-丁烯

（5）1,2-二溴丙烷（6）CH2BrCl 

（7）（8）2-氯丁烷

9.定出具有下列分子式但仅有一个核磁共振信号的化合物结构式。

（1）C5H12

（2）C3H6（3）C2H6O（4）C3H4（5）C2H4Br2（6）C4H6（7） 

C8H18（8）C3H6Br2

（1）

（2） 

（3）CH3-O-CH3（4）CH2=C=CH2（5）BrCH2-CH2Br

（6）CH3-C≡C-CH3（7） 

（8）

10.二甲基环丙烷有三个异构体,分别给出2,3和4个核磁共振信号,试画出这三个异构体的构型式。

2组信号4组信号3组信号

11.按化学位移δ值的大小,将下列每个化合物的核磁共振信号排列成序。

（1） 

（2）（3） 

（4） 

（6） 

（7） 

（8）

（1） 

δb>

δa

（2）δb>

δa（3）δa>

δb（4）δa>

δb>

δc>

δd

（5） 

δa>

δb（6）δa>

δb 

（7）δb>

δ（8）δb>

δa>

δc

12.在室温下,环己烷的核磁共振谱只有一个信号,但在-100℃时分裂成两个峰。

试解释环己烷在这两种不同温度下的NMR图。

在室温下，环己烷的环以104-105次/秒快速转动，使命个α键质子与6个e键质子处于平均环境中，所以室温下，NMR图只有一个单峰。

当温度降至-100℃时，环己烷的转环速度很慢，所以在NMR图中可记录下α键质子和e键质子各有一个单峰。

即有两个峰。

13、化合物A，分子式为C9H12，图8-35图解-36分别是它的核磁共振普和红外光谱，写出A的结构。

分子式为C9H12，不饱和度为4，可能含有苯环（苯为4）；

NMR中δ=7.2处有4H表明苯环的存在，且为二取代苯环（此处只有4H，另2H被取代）；

δ=2.5处有一个单峰3H，说明分子中有一个无邻位氢的-CH3；

δ=2.8处的2H四重峰，说明分子中存在着一个—CH2-，且其邻位有一个—CH3，受三个H的偶合裂分为四重峰；

δ=1.3处的3H三重峰表明分子中存在着一个—CH3，且其邻位有一个—CH2，被二个H的偶合裂分为三重峰；

同时可以看到δ1.3处3H和δ2.8处2H两组峰形相互“背靠背”，确属相互干扰偶合的质子，两者结合起来得单元结构为—CH2—CH3，可见化合物A应为甲基乙基苯，但此时属邻、间、对哪一个无法确定。

从IR光谱中：

3030处为苯环H的伸缩振动吸收；

1602，1500等吸收表明苯环骨架的存在（苯环伸缩振动吸收）；

780，698两个吸收峰为间位二取代苯的特征吸收峰（邻、对位二取代苯只有一个吸收峰）。

所以，化合物A为：

间甲基乙基苯，其结构式如图所示。

14、推测具有下列分子式及NMR谱的化合物的构造式，并标出各组峰的相对面积。

（a）C3H7I，NMR中只有两组峰，说明分子中只有两种不等性质子。

从两组峰的峰形可以看出，是相互偶合的质子峰，d=1.8处的峰被邻位的一个H裂分为两重峰，而d=4.1处的峰被邻位的多个H裂分为多重峰（7重峰）。

在C3H7I各异构体中，只有异丙基碘的结构符合该图的要求。

所以，（a）的结构式如右图所示。

（b）C2H4Br2，分子不饱和度为0，为一饱和化合物；

NMR中有两组峰，其中d=2.4处的峰被邻位一个H裂分成双峰，说明其邻位有一个—CH-；

d=5.9处的峰被裂分成四重峰，说明其邻位是一个—CH3，且可以看出这两组峰是“背靠背”的相邻偶合关系。

结合相关信息，可得出化合物（b）的结构式为：

（c）C3H6Cl2，分子不饱和度为0，为一饱和化合物；

NMR中有两组峰，其中d=3.7处的峰

被邻位2个H裂分成三峰，说明其邻位有一个—CH2-；

d=2.1处的峰被裂分成五重峰，说明其邻位有2个—CH2-；

且可以看出这两组峰是“背靠背”的相邻偶合关系。

结合相关信息，可得出化合物（c）的结构式如右图所示。

15、从以下数据,推测化合物的结构?

实验式:

C3H6O.NMR:

δ=1.2（6H）单峰.δ=2.2（3H）单峰.δ=2.6（2H）单峰.δ=4.0（1H）单峰.IR:

在1700cm-1及3400cm-1处有吸收带。

NMR中一共显示（6+3+2+1）=12H，而实验式为C3H6O，则其分子式应为：

C6H12O2，不饱和度为1，可能含一个C=C键或一个环；

分子中含有O，且在IR3400cm-1处有吸收，说明分子中的确有—OH；

NMR中四组质子峰均为单峰，说明分子中无相邻位置的H；

IR中1700cm-1处的吸收说明分子中含有羰基-C=O；

d1.2（6H）单峰说明有两个同样的—CH3；

d2.2（3H）单峰表明另有一个不同的—CH3；

d2.6（2H）单峰表明分子中有一个独立的—CH2-；

d4.0（1H）单峰表明分子中有一个独立的—CH-。

综合上述信息得化合物可能结构有如下两种。

再仔细分析图中标2H2.6的质子，右式中CH2与强电负性氧相连，其d值应该更高（实为3.7~4.0），由此可以排除右式。

得化合物的结构式为左式。

16、有1mol丙烷和2molCl2进行游离基氯化反应时,生成氯化混合物,小心分馏得到四种二氯丙烷A、B、C、D，从这四种异构体的核磁共振谱的数据，推定A、B、C、D的结构。

化合物A：

（b.p.69OC）δ值8.4（6H）单峰。

化合物B:

（b.p.82OC）δ=1.2（3H）三重峰,1.9（2H）多重峰,5.8（1H）三重峰。

化合物C:

（b.p.96OC）δ=1.4（3H）二重峰,3.8（3H）二重峰,4.1（1H）多重峰。

化合物D:

（b.p.120OC）δ=2.2（2H）五重峰,3.7（4H）三重峰。

用1molCH3CH2CH3和2molCl2进行自由基氯化反应说明反应产物为“二氯取代丙烷”；

（bp69℃），d值2.4（6H）单峰，说明分子中只有一种氢，6H分为两个独立的甲基，位置相同，为单峰，则A为2,2-二氯丙烷。

化合物B：

（bp88℃），d值1.2（3H）三重峰，1.9（2H）多重峰，5.8（1H）三重峰，说明分子中有三种不同的氢；

d值1.2（3H）三重峰，表明邻位有—CH2-的—CH3；

5.8（1H）三重峰，表明分子中有一个H，且其邻位有一个—CH2-；

1.9（2H）多重峰