第三章 核磁共振波谱法答案.docx

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第三章核磁共振波谱法答案

第三章、核磁共振波谱法答案

一、选择题（共79题）

1.2分

（1）2.2分

（2）3.2分（3）

4.1分

（1）5.1分

（1）

6.2分（4）7.2分（3）8.2分

（2）

9.2分

（1）10.2分

（1）

11.2分

（2）12.2分（3）13.2分（4）

14.1分

（2）15.2分

（1）16.1分

（2）

17.2分

（2）18.2分

（2）19.2分（3）

20.2分（4）21.2分

（1）单峰

22.2分

（1）3:

123.2分

（2）24.2分

（2）

25.2分

（2）26.2分（4）27.2分

（2）

28.1分（4）29.2分

（1）30.2分

（2）

31.2分（4）32.2分

（2）33.2分

（2）

34.2分（4）35.2分

（2）36.2分（4）

37.2分（3）38.2分

（1）39.2分（4）

40.2分

（2）41.2分（3）42.2分

（2）

43.2分

（1）44.2分（3）

45.2分（b）46.2分（3）

47.2分（d）48.2分（4）49.2分（3）

50.2分（4）51.1分

（1）

52.1分（4）53.1分（4）54.1分

（1）

55.2分

（2）56.1分

（1）57.2分（3）

59.2分

（2）60.2分

（2）

61.2分（4）62.2分（4）

63.2分（3）64.2分（4）65.2分（4）

66.2分

（1）67.1分（4）68.1分

（2）

69.1分（3）

70.2分

（2）

化学位移数值：

a3.2b4.1c2.1d0.9

71.2分（3）

Jac=7HzJbc=15HzJcd=1.0HzJbd=6.5Hz

72.2分

（1）

化学位移数值：

a1.5b3.5~5.5c2.0d1.8

73.1分

（1）

74.1分

（1）75.1分

（1）

76.1分（4）77.1分（3）78.1分

（2）

79.2分

（2）

二、填空题（共65题）

1.2分

[答]

（1）（3）（3）

（低）（高）（中）

2.2分）

[答]核外电子云所产生的屏蔽作用的大小不同；TMS（四甲基硅烷）（=0）。

3.2分

[答]要高

4.2分

[答]四甲基硅烷.

5.2分

[答]屏蔽常数

6.2分

[答]由于磁各向异性及O的电负性大于诱导效应

7.5分

[答]

（1）自旋-自旋偶合是核与核自旋之间的相互干扰作用

（2）自旋-自旋裂分是由自旋偶合引起谱线增多现象

8.2分

[答]

（1）1H核

（2）去偶

9.2分

[答]CH3I

10.2分

[答]具有磁性的原子核

11.5分

[答]

（1）能态个数=2I+1=2×5/2+1=6

（2）磁量子数m=I,I-1,I-2,...-Im=5/2,3/2,1/2,-1/2,-3/2,-5/2

12.5分

[答]

（1）2种

（2）单峰（3）3:

1

13.5分

[答]1个单峰CH3-CO-CH36个质子相等

14.2分

[答]

（1）2个

（2）m=+1/2

15.2分

[答]

（1）无线电波（或射频）

（2）波长约75～0.5m（3）MHz

16.2分

[答]乙烯

17.5分

[答]BAC高7.047×10-6T低300Hz

18.5分

[答]60Hz,1.41×10-6T200Hz5Hz

19.5分

[答]42.58413.66

20.5分

加大磁场强度、同位素取代、自旋去耦（或称双照射法）、化学位移试剂、溶剂效应。

21.2分

变大；变大或变小；变大或变小。

22.2分

化学；磁。

23.5分

大；减小；高；小；小。

24.5分

223Hz；400Hz。

25.2分（2718）

7/2；

7/2、5/2、3/2、1/2、－1/2、-3/2、-5/2、-7/2。

26.5分

诱导效应；

共轭效应；

（或以上两条合并成“电子效应”也可以）

磁各向异性效应；

氢键的生成；

溶剂效应。

27.5分

自旋（或有磁性）；

强磁场；

能级分裂；

适宜频率（或进动频率）的射频辐射；

能级跃迁。

28.5分

这化合物中的12个质子的化学环境是等同的，只产生一个峰；

质子的屏蔽常数最大，一般化合物的峰都出现在TMS左侧；

TMS是化学惰性的，易溶于大多数有机溶剂中；

沸点低（bp＝27℃）易于除去。

29.2分

1H、2H、13C、14N、17O。

30.2分（2726）

没有自旋现象，不会产生核磁共振跃迁。

31.2分

原子核自旋；无关。

32.5分

甲醛；乙炔；甲醛；乙炔。

33.5分

200MHz；702Hz。

34.5分（2730）

增大；不改变；变大；m＝＋1/2；增加。

35.5分

取向数为2＋1＝2；m=+1/2，m=－1/2；m为+1/2；m为－1/2。

36.2分

37.2分

不一定；一定。

382分

1H；13C（因为＝1/2，DE=2B0）

39.5分

叔丁基中的三个甲基CH3－；

CH3C＝O中甲基；

结构式是：

40.5分

叔丁基中的三个甲基CH3－；

CH3C＝O中甲基；

结构式是：

41.2分

H（CH3）为三重峰，强度比为1：

2：

1；

H（CH2）为四重峰，强度比为1：

3：

3：

1。

42.5分

d；c、e；a、b。

43.2分

2组峰；

－CH3三重峰小（或在高场）（两者相比）－CH2－四重峰（或在较低场）；

峰面积之比为3：

2。

44.5分

3组峰：

a：

b：

－CH2－c：

－CH3

a：

单峰b：

四重峰c：

三重峰；

a大（或低场），b中间（或中场），c小（或高场）；

a：

b：

c＝5：

2：

3。

45.5分

a为二取代苯基

，b为两个亚甲基－CH2－，c为两个甲基－CH3，

甲基与亚甲基相连，b、c较大与

相连，所以结构式是：

46.5分

分子中化学环境不同的质子有几组；

分子中的基团情况或H核外的电子环境；

基团间的连接关系；

各基团的质子比。

47.5分

CH4；CHCl3；CHCl3；CH4；CHCl3。

48.5分

a为三个CH3CH2O－中的－CH3

b为三个CH3CH2O－的亚甲基

c为次甲基

；

结构式是：

49.2分

CH3CCl3。

50.5分

bBa>Bc。

51.2分

烯键上的质子数（或积分面积比）（a）：

（b）：

（c）＝0：

1：

2。

52.2分

53.2分

542分

55.2分

a>d>b>c

56.2分

因为Ha－HbJ：

6－10Hz

Ha－Hc2--3Hz

Ha－Hd0--1Hz

所以Ha－Hb>Ha－Hc>Ha－Hd（或Jab>Jac>Jad）。

57.2分

d>a>c>b。

58.2分

59.2分

60.2分

61.2分

62.2分

63.2分

共振信号的精细结构峰之间的距离；核的相互作用；不变。

64.2分

相同的；不同的。

65.2分

CH3>CH2>OH；CH3

三、计算题（共20题）

1.5分

[答]

（1）=×106/0,=×0/106=20×100×106/106

=2000Hz（=10,=100Hz也可）

（2）=B×106/B0,B=20×2.4T/106

=4.8×10-5T（=10,B=2.4×10-5T也可）

2.10分

[答]1）通常用四甲基硅烷（TMS）作内标物质来确定化学位移，这样做有许多好处。

首先，这一化合物中的12个质子是等同的，只产生一个峰。

由于其屏蔽常数比大多数其它质子的屏蔽常数大，一般化合物的峰都出现在TMS峰的左侧。

此外，TMS是化学惰性的，它易溶于大多数有机溶剂，沸点只有27℃，测量完毕后只需加热，即可将其除去，使试样获得回收。

2）1=134/60=2.23

2=240/60=4.00

1=2.23×100=223Hz

2=4.00×100=400Hz

3.5分

[答]=/0×106=（120×106）/（60.0×106）=2.00

4.10分

[答]

（1）根据=B/Ih在磁场强度不变的条件下∝

∴CC0.70200

───=───=─────

HH2.79268

∴C=0.70200/2.79268×100MHz=25.14MHz

（2）根据C=CBC/Ih;P=PBp/Ih

今按题意C=P；PBP=CBC

∴Bp=CBC/P=0.70200/1.1305×2.35T=1.46T

[答]13C在磁场强度为2.35T时的振荡频率为25.14MHz31P在25.14ＭＨz频率下，在1.46T时发生核磁共振。

5.10分

[答]

（1）组成比

54.536.49.1

C:

O:

H=──:

──:

──=4.54:

2.27:

9.1

12.016.01.0

=2:

1:

4

（2）据相对面积说明该化合物含有8个H

所以分子式为C4H8O2

结构为:

CH3──CH2──COO──CH3

:

1.22.33.6

三重峰四重峰单峰

6.5分

[答]EChCCCCH0/（ICh）

E=h,───=───=────=──────────

EHhHHHHH0/（IHh）

IC=IH,C/H=C/H=0.702/2.793=0.251

7.5分

[答]HoNN/INN×IH

=──二者相比──=────,N=H×─────

IhHH/IHH×IN

N×1/20.404×1/2

N=H×────=1.0×108×─────=7.24×106MHz

H2.793

8.5分

[答]=/o×106=（430×106）/（90×106）=4.78

9.5分

[答]HHo1.41×10-12J/T×2.4T

=────=───────────=1.0×1016/s

hI0.663×10-27Js×1/2

=1.0×108MHz

10.10分

[答]

（1）=（2/h）B0（1-）=（2/h）Beff

A的较高,故推断A的Beff较高.（屏蔽较小）

=（2/h）Beff=（2B0/h）[Beff/B0]

=[Beff/B0]0

Beff=（/0）B0=（480/60×106）×1.409

=1.127×10-5（T）

（2）以TMS的=0,共振频率为0,则

=0（1-）或=-（-0）/0

∴A质子,（A）=-360/（60×106）=-6.0×10-6

B质子,（B）=-[-120/（60×106）]=-2.0×10-6

11.5分

12.5分

根据

13.5分

根据=D/0×106

（1）Dn=·0×10-6=7.4×90=666Hz

（2）=171/90=1.9

14.5分

（1）顺序为DEH>DEAl>DEAs>DEN

（2）根据相邻两能级能量差

15.10分

（1）1H的共振频率

（2）求13C的共振频率（在80MHz仪器上）

对质子80MHz相应的磁场强度

对13C

16.10分

根据

（1）13C:

（2）19F

根据13C、19F的自旋量子数都是I´＝1/2

17.2分

（1）能态数2Ι+1为2×（7/2）+1=8个

（2）磁量子数m=Ι,Ι-1,Ι-2,…-Ι

m=7/2,5/2,3/2,1/2,-1/2,-3/2,-5/2,-7/2

18.2分

=D/0×106D=·0×10-6

不同仪器的相同

D=6.8×300×106×10-6=2040Hz

19.5分

（1）1H两能极能量之差：

20.5分

四、问答题（共88题）

1.5分

BrＨ

┃┃

CH3-Ｃ-CH2-Ｃ-Br

14┃2┃3

ＨＨ

11.7峰为甲基受相邻一个质子偶合的双峰。

因相邻碳上连有溴原子，故2增大。

22.3是亚甲基受到相邻碳上三个质子的偶合（-CH-CH2-CH2-），故为四重峰。

33.5是亚甲基受相邻碳上二个质子的偶合（-CH2-CH2-），故为三重峰。

因同碳原子上带有溴原子，其化学位移位于2.3处的亚甲基。

44.3是CH的峰。

因受到相邻碳上5个质子（CH3和-CH2-）偶合故分裂成六重峰。

因碳上连有Br，故值增大。

2.5分

[答]一个碳原子上联有两个Cl，（同碳质子的）数值较大，故为2=5.77,另一个碳原子上联有一个Cl，（同碳质子的）数值较小，故为1=3.95,因此，1,1,2-三氯乙烷的结构式为

ClCl

┃┃

H-Ｃ1-Ｃ2-H

┃┃

ＨCl

峰1面积：

峰2面积=2:

1

采用高分辨核磁共振谱仪时，峰１分裂成以1=3.95为中心的双峰；峰２分裂成以2=5.77为中心的一组三重峰。

3.5分

[答]由于该化合物所有的质子都是化学等价的质子，所以在谱图中仅有一个峰，因此无比例可测。

4.10分

[答]=1/2[3（4-2）+3（1-2）+5（1-2）+2]=0

从NMR谱图质子峰的归属推测该化合物为：

ClＨCl

│││

H-Ｃ-Ｃ-Ｃ-H

│││

ClClCl

分析：

（a）质子（1H）由于受到相邻二个碳上磁等效质子的屏蔽作用和Cl原子电负

性的影响裂分为三重峰且出现在中场。

（b）质子（2H）为二边二个C原子上磁等效的质子，多受中间C原子上质子的自旋偶合作用而裂分为二重峰，峰面积相当于2H，又因受电负性较强的2个Cl原子的影响，故化学位移到较低场。

5.5分

[答]自左至右质子以符号c、a和b表示

6.5分

[答]自左至右质子的符号以a、b、c和d表示

7.5分

[答]1H核

共=2B0/h

当H0一定时，共∝，而1H的核磁矩最大，因此，其共振频率最大。

8.5分

[答]核外电子云对核的屏蔽作用。

原子核外有绕核运行的电子，每个原子核被不断运动着的电子云所包围，在外磁场作用下电子的运动产生感应磁场，其方向与外磁场相反，这种对抗外磁场的作用称为屏蔽作用，它使原子核实际受到的磁场作用减小，为了使原子核共振必须增加外磁场强度（或改变电磁辐射频率）因此产生化学位移。

9.5分[答]

三组峰：

a：

单峰，低场

b：

两重峰，高场

c：

七重峰，在a、b场中间

峰面积之比：

a：

b：

c＝5：

6：

1

也可画图：

10.5分

[答]

两组峰均为单峰,Ha高场Hb低场峰面积比a:

b=3:

4

画图：

11.5分

[答]

与HA偶合

与Hx偶合

与HM偶合

与HM偶合

12.5分

[答]在强磁场中,具有磁性的原子核,产生能级分裂,吸收一定频率的电磁辐射,由低能级跃迁到较高能级而产生.

每层意思1分,共5分,每一层意思回答一定要准确

13.5分

[答]

（1）不饱和度=1+9-10/2=5有苯基及1个双键

（2）a.1个甲基-CH3

b.1个亚甲基-CH2-

c.苯基



（3）由

（2）可知只有1个碳与氧未用上有-OOC-

-CH3甲基值大

亚甲基值更大

（4）结构式

14.5分

[答]

（1）不饱和度1+7-8/2=4有苯基

（2）（c）可能是

（b）可能是亚甲基

（a）可能是OH

（3）结构式



15.5分

[答]

（1）有3种类型质子

（2）（a）小（高场）3重峰

（b）中（中间场）4重峰

（c）大（低场）单峰

（3）质子数之比a:

b:

c=6:

4:

2

16.5分

[答]a.甲基-CH3

b.亚甲基-CH2-

c.羧基-COOH

∴是丙酸CH3CH2COOH

17.5分

[答]不饱和度=1+7-8/2=4有苯基

a.甲基-CH3

b.

结构式为

18.5分

[答]1.有三种类型质子a,b,c

2.a.化学位移大（在低场）,单峰

b.在中间（三者比在中场）,3重峰

c.值小（在高场）,5重峰

3.峰面积之比（相对强度）:

a:

b:

c=1:

2:

1

19.5分

[答]CH3-CO-H1.有两种类型质子

（a）（b）2.（a）小（高场）,双重峰

（b）大（低场）,4重峰

3.峰面积之比a:

b=3:

1

20.5分

[答]

（1）碳是有机化合物分子基本骨架,13C谱可得到有机化合物分子"骨架"的结构信息,而1H谱只能提供分子"外围"结构信息.

（2）1H化学位移范围约为20,13C谱则为300,比1H谱大15倍,因此13C谱中,峰间重叠的可能性小

（3）13C-13C自旋分裂极少见

21.5分

[答]

（1）不饱和度=1+11-16/2=4有苯基

（2）a.有三个甲基-CH3

b.有一个亚甲基-CH2-

c.苯

（3）a,b,c中共有碳10个,还少1个,都是单峰

（4）∴结构式:

22.5分

[答]2.2,2H五重峰说明有4个等价的邻接H,故该化合物结构为:

CH2（CH2Cl）2

23.5分

[答]MeMeMe

│CH3OH│Mg│

Me─Ｃ─Me←────Me─ＣCH2MgBr←───Me─Ｃ─CH2Br

││乙醚│

MeMeMe

BA

↑

在NMR图中显单峰仅可能该化合物

24.5分

[答]（CH3）2C=C（CH3）2

25.5分

[答]

26.5分

[答]

a:

=7.3（5H）单峰

b:

=2.8（2H）三重峰

c:

=3.5（2H）四重峰

d:

=6.4（1H）

e:

=1.9（3H）单峰

28.5分

[答]

a:

=7.25

b:

=1.35

29.5分

[答]

a:

=2.25

b:

=7.05

c:

=2.8

d:

=1.24

30.5分

[答]6H二重峰1.2含（CH3）2CH-

1H七重峰1.6（CH3）2CH-

1H宽单峰4.0-OH

（CH3）2CHOH

31.5分

[答]6个H双峰说明含（CH3）2CH-3个H双峰说明含CH3CH-

该化合物为（CH3）2CHCH（CH3）Br

32.5分

[答]在NMR谱图中仅显示单峰说明该化合物没有自旋-自旋裂分,∴全部质子是等价的再结合分子式故该化合物为:

（CH3）3C-O-C（CH3）3

33.5分

[答]（a）CH3CH2CHCl2（b）ClCH2CH2CH2Cl

（c）

34.5分

[答]（CH3）2CHCHBrCH3

↑↑↑↑

6H1H1H3H

双峰多重峰多重峰双峰

35.5分

[答]Ｏ

‖

CH3ＣOCH2CH3

36.5分

37.5分

[答]HCOOCH2CH2CH3

38.5分

[答]CH3CH3CH3

│││

（1）H3C─C─CH3

（2）CH2ClCH2Cl（3）CH3─C──C─CH3

│││

CH