波谱解析习题.docx

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波谱解析习题

1.请对化合物Ph-CO-CO-Ph的1H-NMR进行指认（溶剂CDCl3）。

答：

从结构式可知该化合物具有对称结构，两个苯环相应谱峰重合，只需考虑一个苯环。

该化合物氢谱在7.0~8.0区间有三组峰，从峰面积判断从高场到低场质子数依次为2、1、2。

其中，δ»7.97的峰为d峰，2H，化学位移值较大说明它处于羰基的邻位（羰基为强吸电子基团，对邻对位有去屏蔽作用），应为a、a¢。

另外该峰为双峰也证明这一点（a仅和b，a¢仅和b¢耦合）。

δ»7.65的峰仅有一个H，因此应为c，该峰为t峰表明c与b、b¢耦合。

δ»7.50的峰为t峰，2H，其化学位移值最小表明它应处于羰基间位，应为b、b¢，另外b和a、c，b¢和a¢、c耦合，因此该峰应为三重峰，与谱图吻合。

2.请对下面化合物1H-NMR低场部分的谱峰进行指认（仪器频率400MHz，溶剂CDCl3）。

解：

该化合物的氢谱在低场共有6组峰，其中δ7.26处的单峰为溶剂峰（即氘代氯仿中残余的微量CHCl3质子吸收峰）。

剩下5组峰从高场到低场峰面积比表明它们的质子数依次为1、2、1、2、1，对应a和a¢、b和b¢、c、d、e六种质子。

其中δ»9.6的双峰根据化学位移应是醛基氢e，其耦合常数J=8.0Hz，应是e和邻位氢d的耦合常数。

δ6.75处的峰（1H）为dd峰，耦合常数为J=16,8.0Hz，其中16Hz应是反式烯键的两个H的耦合常数，而8.0Hz即是与醛基氢e的耦合常数，因此该峰为d。

δ7.38处的双峰耦合常数J=16Hz，说明该氢和峰d处于烯键反位，因此为c。

δ6.68（2H,d,J=8.8Hz）和7.45（2H,d,J=8.8Hz）应为对位二取代苯环上的两组质子，两个取代基中，二甲胺基是供电子基团，使邻对位质子移向高场，而烯键是吸电子基团，使邻对位质子移向低场。

因此δ6.68处的峰应为a和a¢，δ7.45处的峰应为b和b¢。

3.下图是对甲氧基苯丁酸的1H-NMR谱，试对谱图中的各峰进行归属。

解：

图中共有7组峰，即分子中有7种不同的质子。

从高场到低场各组峰的质子数根据积分线高度比依次为2、2、2、3、2、2、1。

根据质子化学位移范围，0~4区域的四组峰为饱和碳上的质子信号（a、d、e、f）；7~8区域2组峰为苯环上质子信号（b和b¢、c和c¢）；>10处是羧基上质子（g）。

按照耦合裂分及影响化学位移值的因素，δ»3.7的3H单峰应为甲氧基a；δ»2.6和2.3的两组峰化学位移值较大，且为3重峰，应为d和f，根据苯环和羧基诱导效应强弱，2.6处的t峰应为d，2.3处的t峰应为f；δ»2.0处的多重峰化学位移值较小，且为多重峰（分别与d、f耦合），因此为e。

7左右的2个2H的d峰应为苯环质子（b、b¢、c、c¢，b和b¢、c和c¢均为化学等价质子，谱峰重合）。

b、b¢处于甲氧基的邻位，c、c¢处于烷基的邻位，由于甲氧基对邻对位的供电子屏蔽效应较强，因此高场一侧（δ»6.7）的峰为b、b¢，低场一侧（δ»7.1）的峰为c、c¢。

4.对丙烯酸丁酯（C7H12O2）的1H-NMR谱图进行指认。

解：

图中共有7组峰，根据积分线高度和各峰的积分值比例，可知各峰的质子数从高场到低场依次为3、2、2、2、1、1、1，共12个氢，与结构式相符。

其中，0~4.5区域4组峰为饱和碳上的质子，即丁基质子（a、b、c、d）。

其中δ»0.9处的t峰（3H）应为甲基a；δ»1.4和1.6的两组多重峰应分别为b、c；δ»4.2处的t峰应为d（d与氧原子相连，故化学位移较高，t峰说明邻位C仅2H）。

5.5~6.5区域3组dd峰（1H）为3个烯氢（e、f、g）。

它们的指认可通过化学位移和耦合常数两种方法。

e、f、g分别处于酯基的同碳、反位和顺位，根据烯氢化学位移理论值可知从高场到低场依次为f、e、g。

另外3组峰均为dd峰，其中5.8处的dd峰耦合常数为J=10,1.8Hz，依次为顺式和同碳耦合常数，说明该峰为f；6.1处的dd峰耦合常数为J=17,10Hz，依次为反式和顺式耦合常数，即该氢顺位和范围均有H，应为e；6.4处的dd峰耦合常数为J=17,1.8Hz，依次为反式、同碳耦合常数，因此应为g。

5.已知化合物的分子式为C7H14O，试根据1H-NMR谱推测其分子结构。

解：

化合物不饱和度为：

（7´2-14）/2+1=1。

应有一个环或双键。

该化合物氢谱中仅有两组峰，其峰面积比为6：

1，根据化合物质子数可知δ»1.1处的峰应有12个氢，δ2.7处的峰应有2个H。

因此推测该化合物应具有对称结构，即一边含有两组峰，质子数分别为6和1。

δ»1.1处的峰处于较高场，根据化学位移值可能为C-CH3´2，该峰为双峰说明与之相邻的C上只有一个H原子（δ»2.6多重峰）。

因此两边的对称基团应为（CH3）2CH-。

分子式去除两个异丙基后还剩CO，说明两个异丙基和羰基相连。

异丙基CH上氢化学位移在2~3间也说明它和CO相连。

因此化合物结构式：

6.有两种同分异构体，分子式为C4H8O2，1H-NMR谱如下，试推测它们的结构。

解：

C4H8O2不饱和度为：

（4´2-8）/2+1=1，说明有一个环或双键。

（a）谱图中有三个峰，其中δ»1.2处一个3H的t峰，δ»2.4处有一个2H的q峰，说明两峰相互耦合，存在-CH2CH3基团。

另外2H的q峰化学位移2.4说明CH2可能与C=O相连。

δ»3.7处的3H的单峰应为一个孤立的甲基，根据化学位移该甲基应与O相连。

所以（a）的结构应为CH3CH2COOCH3。

（b）谱图中也有三个峰，其中δ»1.2处3H的t峰和δ»4.1处的2H的q峰，说明同样存在-CH2CH3基团，2H的q峰化学位移4.1说明CH2应该与O相连；δ»2.0处的3H的单峰应为一个孤立的甲基，根据化学位移该甲基应与C=O相连。

所以（b）的结构应为CH3COOCH2CH3。

7.有三个分子式为C9H12O的同分异构体，试根据1H-NMR谱推测它们的结构。

解：

C9H12O的不饱和度：

（9´2-12）/2+1=4。

不饱和度较高提示可能有苯环结构。

（a）谱图中有6组峰，δ=0处单峰为内标TMS。

剩下5组峰根据积分线高度比可确定从高场到低场质子数为3、3、2、2、2。

其中δ1.3处3H的t峰和δ4.0处2H的q峰说明存在-OCH2CH3。

δ2.3处3H的单峰说明存在孤立甲基，且该甲基可能与苯环相连。

δ7左右有两个d峰，共4个H，两峰相互耦合，说明存在对位二取代苯环。

（ps：

苯环有两个不同取代基，只有对位二取代苯环才会出现两个相互耦合d峰，邻位、间位二取代皆不可能，大家可以想一下为什么。

另外δ7处是两个d峰，不是一个q峰。

这是因为2个d峰相互耦合，“相向性”使得两峰内侧峰提高，外侧峰降低。

）因此（a）应为：

（b）谱图中除TMS峰外有4组峰，根据积分线可知从高场到低场质子数依次为3、2、2、5。

其中δ1.2处3H的t峰和δ3.5处2H的q峰说明存在-OCH2CH3。

δ4.5处2H的s峰说明存在孤立的-CH2O-，因此分子中存在-CH2OCH2CH3。

在芳氢区δ7.3附近有5个氢，说明存在单取代苯环（ps：

由于烷基的诱导效应较弱，苯环上5个氢化学位移相差不大，在低分辨仪器上聚为一个峰）。

因此（b）应为：

（c）谱图中除TMS峰外有4组峰，根据积分线可知从高场到低场质子数依次为2、2、2、5。

其中芳氢区δ7.3附近有5个氢，说明存在单取代苯环。

δ1~4区域有三个2H的峰，说明存在3个相互耦合的CH2。

其中δ3.7处2H的t峰说明该CH2在边上，和O相连；δ2.7处2H的t峰说明该CH2在另一边，和苯环相连；δ1.9处2H的m峰说明该CH2处于碳链中间。

因此（c）应为：

。

（ps：

羟基上的活泼氢常常不出峰）。

8.已知化合物的分子式为C5H9BrO2，试根据1H-NMR谱推测其结构。

解：

C5H9BrO2的不饱和度：

（5´2-9-1）/2+1=1。

该化合物氢谱共4组峰，从高场到低场质子数依次为3、2、2、2。

其中δ1.3的3H的t峰和δ4.3处的2H的q峰说明存在-OCH2CH3。

另外δ2.9和δ3.6处的两个2H的t峰说明存在-CH2CH2-，其中δ3.6的峰根据化学位移应和Br相连，δ2.9的峰应和羰基或苯环相连。

分子式扣除已知基团后还剩CO，因此该化合物结构是：

BrCH2CH2COOCH2CH3。

9.未知物的分子量为122，元素分析结果为含C78.6%，含H8.3%。

试根据1H-NMR谱推测其结构。

解：

含O%=100%-78.6%-8.3%=13.1%。

C、H、O原子数比为：

（78.6/12）:

（8.3/1）:

（13.1/16）=6.55:

8.3:

0.82=8:

10:

1，最简式为C8H10O，结合分子量122，可知该化合物分子式为C8H10O。

不饱和度为：

（8´2-10）/2+1=4。

分子中可能存在苯环。

该化合物氢谱中共有4组峰，其中δ2.4处的宽单峰应为OH活泼氢，剩下三组峰根据积分线可知其质子数从高场到低场依次为2、2、5。

其中δ7.2左右的多重峰共有5个H，说明存在一个单取代苯环；δ2.7和δ3.6处的两个2H的t峰说明存在-CH2CH2-，其中δ3.6的CH2根据化学位移应和O相连，δ2.7的CH2应和苯环相连。

因此该化合物的结构式为：

10.已知某化合物的分子式为C10H12O，请根据1H-NMR谱推测其结构。

解：

不饱和度（10´2-12）/2+1=5，提示可能存在一个苯环和一个双键。

该化合物H谱共4组峰，从高场到低场质子数依次为6、1、3、2。

其中δ1~4区域的两个峰是饱和氢，δ1.2处的6H的d峰应为两个CH3，且这两个甲基均只和一个H相邻；δ3.5处的1H多重峰和前者耦合，因此存在-CH（CH3）2。

δ7~8区域的两个峰是芳氢的峰，5个芳氢说明存在单取代苯环。

扣除已知基团还剩CO，结合不饱和度可知存在C=O。

因此该化合物结构应为：

（ps：

一般烷基和羰基相连化学位移在2~3间，但该结构中与羰基相连的是次甲基，比同样甲基要高0.6左右；另外羰基还和苯环相连，苯环进一步增强羰基的吸电子作用，造成其化学位移大于3。

大家还可分析下苯环两组峰的具体归属。

）

11.某未知物分子量为120，根据IR和1H-NMR谱图推测其分子结构。

解：

在该化合物IR图谱中，3000cm-1的吸收峰说明存在不饱和氢；2820和2720cm-1处的两个吸收峰和1720cm-1的强峰说明有-CHO存在；1600~1450cm-1的几个吸收峰是苯环的骨架振动，说明有苯环存在。

在1H-NMR谱图中共有三个吸收峰，质子数从高场到低场为2：

5：

1。

其中δ9.6处的1H三重峰应是醛基氢，三重峰说明醛基和CH2相连；δ3.5处的2Hd峰应是和醛基相连的亚甲基；δ7.2左右的多重峰是苯环氢，5个H说明是单取代苯。

因此该化合物是：

12.某未知物的MS和1H-NMR谱图如下，请推测其分子结构。

解：

该化合物的MS图谱中，m/z186、188、190质荷比相隔2，且丰度比为1：

2：

1，说明该化合物含有2个Br原子，这三个峰可能为分子离子峰（186含两个79Br，190含两个81Br）；107和109质荷比也相隔2，且丰度比为1：

1，186到107正好差79，说明这两个峰是分子失去了一个Br的碎片峰。

1H-NMR谱图中共有两个峰，彼此相互耦合。

其中δ2.5处的峰为d峰，说明邻位是一个CH，δ6.0处的峰是q峰，说明邻位是一个CH3，说明存在

。

次甲基氢化学位移达6.0说明次甲基和两个溴相连。

因此该化合物结构是：

CH3CHBr2。

13.根据MS、IR和1H-NMR推测化合物的结构。

解：

该化合物MS谱图中分子离子峰M+为165，说明该化合物分子量165。

根据氮规则，分子量奇数，分子中应含奇数和N原子。

在IR图谱中3400~3200cm-1范围内有数个尖强峰，应是伯胺或伯酰胺的N-H伸缩振动（νN-H）；在1690cm-1附近有一个强峰应是羰基伸缩振动（νC=O）；1620~1450cm-1范围内的数个峰可能是芳环的骨架振动。

在1H-NMR图谱中共有4组峰，从高场到低场质子数比为3：

4：

2：

2。

其中，δ1.3处的t峰根据化学位移和积分高度较可能是-CH3，t峰说明它应和一个CH2相连；δ4.3处的峰从峰型和积分高度看实际上应是一个CH2的q峰（2H）和NH2活泼氢的宽单峰（2H）重合形成的。

根据CH2的q峰的化学位移它应和氧相连。

因此分子中存在-OCH2CH3基团。

在芳氢区，δ6.6和δ7.8处的两个2H的d峰相互偶合，说明存在一个对位二取代苯环（为什么？

）。

从分子量165扣除-OCH2CH3、NH2、对二取代苯的式量还剩28，结合IR图谱，说明还有一个C=O。

那么将所有基团拼合，有两种可能：

MS中120的峰是[M-45]+的碎片离子峰。

该峰是谱图中的最强峰。

根据羰基化合物的特点，其质谱最强峰往往是通过自由基引发α-裂解失去羰基一侧某个基团而形成。

（a）结构失去羰基两侧的基团均不可能形成[M-45]+峰，而（b）结构失去OCH2CH3质荷比正好减少45。

另外，酰胺N上活泼氢化学位移在5~8间，而芳胺N活泼氢化学位移在3~6，也说明含胺基而不是酰胺基。

因此结构式（b）是正确结构。

注：

1）1H-NMR图谱提供3种信息，化学位移值、积分值（可通过积分线高度比或积分值比来计算，对应各峰的H原子数）、偶合裂分和偶合常数。

2）在1H-NMR中，右侧为高场，化学位移较小；左侧是低场，化学位移较大。

3）s峰——单峰；d峰——二重峰；t峰——三重峰；q峰——四重峰；dd峰——双二重峰（有一大一小两个耦合常数）；m峰——多重峰（如碳链中间的亚甲基、次甲基）。

4）对多重峰化学位移值就是取峰的中间值（最左边+最右边再除2）；偶合常数是用右边峰-左边峰的差值再乘仪器频率（如300MHz仪器就乘300，500MHz仪器就乘500）。

5）常用耦合常数：

链状烷烃邻位H：

J=7~8；烯烃：

同碳1~3，顺式6~15（通常10），反式12~20（通常15）；芳烃：

邻位：

8，间位1~3，对位<1（通常不出现裂分）。