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1波谱解析考试题库一、紫外部分1.其可能的结构为:解:其基本结构为异环二烯烃,基值为217nm:所以,左边:母体:217取代烷基:+3×5λmax=217+3×5=232右边:母体:217取代烷基:+4×5环外双键:1×5λmax=217+4×5+1×5=242故右式即为B。2.某化合物有两种异构体:CH3-C(CH3)=CH-CO-CH3CH2=C(CH3)-CH-CO-CH3一个在235nm有最大吸收,ε=1.2×104。另一个超过220nm没有明显的吸收。试鉴定这两种异构体。解:CH3-C(CH3)=CH-CO-CH3有共轭结构,CH2=C(CH3)-CH-CO-CH3无共轭结构。前者在235nm有最大吸收,ε=1.2×104。后者超过220nm没有明显的吸收。1.3.紫外题C-OHCH3CH3H2SO4BBC9H14,λmax242nm,B.2解:(1)符合朗伯比尔定律(2)ε==1.4*103(3)A=cεlc===2.67*10-4mol/lC=2.67*10-4*100=1.67*10-2mol/l4.从防风草中分离得一化合物,其紫外光谱λmax=241nm,根据文献及其它光谱测定显示可能为松香酸(A)或左旋海松酸(B)。试问分得的化合物为何?A、B结构式如下:COOHCOOH(A)(B)解:A:基值217nmB:基值217nm烷基(5×4)+20nm同环二烯+36nm环外双键+5nm烷基(5×4)+20nmλmax=242nmλmax=273nm由以上计算可知:结构(A)松香酸的计算值(λmax=242nm)与分得的化合物实测值(λmax=241nm)最相近,故分得的化合物可能为松香酸。5.若分别在环己烷及水中测定丙酮的紫外吸收光谱,这两张紫外光谱的n→π*吸收带会有什么区别?解析:丙酮在环己烷中测定的n→π*吸收带为λmax=279nm(κ=22)。而在水中测定时,吸收峰会向短波方向移动,跃迁概率也将减小。3验证:在水中,丙酮羰基上的氧会发生质子化,质子化后的氧原子增加了吸收电子的能力,致使n轨道上的电子更靠近原子核并使能量降低,即使丙酮基态分子的n轨道能量降低,从而使n→π*跃迁能量增大,所以,吸收峰由长波像短波方向移动,跃迁概率减小。6.7.计算一叶萩碱在乙醇中的λmax值基值(酯类)193nm烷基β取代+12nmδ取代+18nm环外双键+5nm增加的共轭双键+30nmλmax=258nm4乙醇中的λmax=259nm8.解:化合物(A)α、β不饱和五元环酮基值202nmα-OH35nmβ-CH312nmγ-OR17nmδ-CH318nm——总和为284nm化合物(B)α、β不饱和酯基值193nmα-OH35nmβ-CH312nmγ-CH318nmδ-OR31nm——总和为289nm故该化合物为A5二、红外部分1.分子式为C4H6O2,红外光谱如下,试推测结构。解:首先计算分子的不饱和度为2,提示该化合物可能有环或不饱和键。1762强吸收峰为C=O伸缩峰,而谱图3400~3500无尖锐吸收峰,提示不含-OH。谱图2850~2710无明显吸收峰,提示该化合物不含-CHO。3095为不饱和CH伸缩峰,1649为C=C伸缩峰,提示有双键。分子结构可能为:CH2=CH-O-CO-CH3或CH2=CH-CO-O-CH3。若出现CH2=CH-CO结构,因为共轭效应,C=O伸缩峰会向低波数移动,故该化合物结构为:CH2=CH-O-CO-CH3。2.已知C7H5NO3及IR图,推导结构式6解;不饱和度为:(2×7+2—5+1)/2=6,推测可能含芳环。3100cm-1出现峰,加之1600cm-1附近有峰,1608,1536.可确定含芳环。1708cm-1有峰出现,表明有羰基,2840,2730附近有峰出现,说明此峰为醛基。剩下的为一个N,两个O,以及一个不饱和度,故为NO2,必为苯环上取代基。又因为在855cm-1及822cm-1处有芳环的指纹峰,故苯环上两取代基为1,3取代。综合知:此结构为:间硝基苯甲醛NO2CHO3.解:(1)不饱和度=4+1-10/2=0,没有不饱和基团(2)其中3337cm-1和1042cm-1推测化合物为醇类化合物,2960cm-1处的吸收峰证明有甲基,在根据1389cm-1和1367cm-1推测说明还有异丙基(3)确定了一个-OH,1个异丙基,还剩CH2(4)分子只有一种结构,(CH3)2CH-CH2-OH验证,2874cm-1和1471cm-1处也是C-H振动吸收,图中其他吸收峰也可以得到合理的解释,所以证明未知物为2-甲基丙醇。4.试推测化合物C8H8O的分子结构。7答:一、1、二、①根据分子式计算不饱和度:52/28-2*8=+)(②在1690,1580,1520,1465分别有4个峰,说明结构中有苯环的骨架;③在1690有一个尖锐的峰,说明分子中含有羰基的结构,而在2820和2730有有两个峰,这是醛基的特征峰;④在2950有吸收,说明分子中有饱和的碳氢振动,⑤指纹区在825有强烈的吸收,说明是苯环上的对位取代综上所述:该化合物为对甲基苯甲醛。经验证,符合不饱和度的计算。5.某化合物的分子式为C4H6O,其IR谱图如下,试推出该化合物的结构解:Ω=2,结构中可能存在一个三键或两个双键(或脂肪环)。~1680cm-1,→νC=0R—CHO(R基团与醛酸基共轭,使其与一般~2820cm-1,,2720cm-1醛羰基相比,处在低波数区)~1650cm-1,S→νC=0(trans)—CH=CH—R’(R’基团与双键共轭,~970cm-1,S→δP=C-H使νC=C峰强明显增大)综上,已经推出的结构碎片总和是C3H3O,且不饱和度已满足,与分子式相比,余CH3,综上所述,该化合物的结构是:1680cm-11650cm-12820cm-1970cm-12720cm-18H3CCCCHOHH反过来当已知该化合物的结构为:H3CCCCHOHH时,结构式中有CO即CHO,可以推知谱图上在1755~1665cm-1有吸收(羰基C=O的伸缩振动)、在2850~2710cm-1内有两个带的吸收(醛基的CH伸缩振动)和指纹区975~780cm-1内有吸收(醛基的CH弯曲振动),根据不饱和度计算,化合物还含有一个双键,因为在1695~1630cm-1内的吸收也为C=C的伸缩振动吸收,而且在980~965cm-1内的吸收也为烯烃类反式双取代的指纹吸收区(较强吸收),结合以上信息,化合物的结构与图谱吸收特征是相吻合的。6.未知物分子式为C6H8N2,其红外谱图如下,试推其结构。解:(1)计算不饱和度:4,故有可能含苯环,峰3031、1593、1502证实(2)吸收峰750该化合物含邻位取代苯环(3)吸收峰3285、3193证实是伯胺吸收故该化合物为邻苯二胺苯环吸收峰:3031、1593、1502,750为苯环邻位取代峰。93285、3193是伯胺的特征吸收峰。3388、3366是NH2的伸缩振动。1275是C-N伸缩振动7.未知物分子式为C6H8N2,其红外谱图如下,试推其结构。解:(1)计算不饱和度:5,可能含有苯环,吸收峰3086、3065、1597、1584、1456证实(2)吸收峰746、688,可以认为是单取代苯环(3)吸收峰2820、2738是醛的特征吸收(4)单取代苯环和—CHO化学式结合正好是C7H6O因此该化合物是苯甲醛吸收峰3086、3065、1597、1584、1456是苯环的特征吸收峰746、688为苯环单取代吸收峰2820、2738是醛的特征吸收峰108.由其分子式可计算出该化合物的不饱和度为1,即该化合物具有一个烯基或一个环。3079cm处有吸收峰,说明不存在与不饱和碳相连的氢,因此该化合物一定为烯,同时1642cm处有吸收进一步证实910,993cm处的C-H弯曲振动吸收说明该化合物为端乙烯基综上所述,未知物为1-辛烯9.由未知物分子式可知不饱和度为1.从图知1703cm知该化合物有羰基,与一个不饱和度相符2920,2851cm处的吸收很强而2956,2866处的吸收很弱,这说明CH2的数量远多于CH3的数目。11从分子式中含有两个氧知此宽峰来自-OH,很强的低波数位移说明有很强的氢键缔合作用。结合1703cm的羰基吸收,可推测未知物为CH3-(CH2)10-COOH10.推测C8H8纯液体的结构解题:(1)首先计算不饱和度为1-2/8+8=5(2)峰归属:根据5个不饱和度,推测可能有苯环。观察到图中1580、1500、1450cm-1处有峰,3100-3000cm-1有峰,则存在有苯环。(3)根据700cm-1处尖峰,证明为苯环单取代,推测只有一种结构,即反推:(1)3100-3000cm-1有峰,是不饱和的C-H振动,可能为苯环的,也可能是C=C上的C-H1580、1500、1450cm-1处是苯环的特征峰(2)1630cm-1的峰表明是C=C(3)710-690cm-1尖峰区是苯环单取代,即700cm-1处得尖峰。反推,化合物符合图谱。11.有一化合物的分子式为C4H8O2,它的红外光谱如图所示,试推测其结构。HHHHCCCCCCCCHHHH222212解:①根据分子式计算不饱和度U=1+4+(0-8)/2=1②对特征频率区进行分析根据峰形和吸收强度,在3430cm-1处强而宽的吸收为缔合-OH伸缩振动。2980cm-1、2940cm-1、2880cm-1处的吸收为饱和碳的C-H伸缩振动。强的1715cm-1吸收为C=O峰。1455cm-1处为-CH3或-CH2的弯曲振动吸收。1360cm-1处则为-CH3的对称弯曲振动吸收。③对指纹区进行分析结合特征频率区的分析,1120cm-1处的吸收应为C-CO-C伸缩和弯曲振动,1050cm-1处的吸收应为C-O伸缩振动。④合并结构单元从分子式C4H8O2中扣除C=O、OH、CH3后,尚剩2个碳和4个氢无归宿,可能是2个CH2或。根据不饱和度和已推断出的结构单元,可搭成羟基酮类结构:根据2980cm-1、1360cm-1处的吸收,可进一步推断该分子的甲基13是与羟基直接相连的,即具有的结构。而结构碳中无此结构,故可删去。从A、B的结构中可以看出其-OH是分别与伯碳原子和仲碳原子相连的,但1050cm-1处的C-O吸收却不能指出其连接的形式。因此,需要查阅标准谱图加以确定。⑤确证结构从Sadtler标准红外谱图集中,查出545K号(3-羟基-2-丁酮)标准光谱图的峰位、峰形、相对强度和峰数等与样品光谱相一致,故该化合物应为B。反解:由结构式可知,含一个双键,符合不饱和度1;酮基在强的1715cm-1有强的吸收峰,与图谱相符;-OH在3430cm-1处有强而宽的吸收,与图谱相符;C-CO-C伸缩和弯曲振动在1120cm-1处有吸收,与图谱相符;C-O伸缩振动在1050cm-1处有吸收,与图谱相符;-CH3或-CH2的弯曲振动吸收在1455cm-1处有吸收峰,与图谱相符。12.试推测化合物C8H8O的分子结构解:不饱和度计算Ω=(8×2+2-8)/2=5,不饱和度大于4可推测分子中存在苯环,1610、1580、1520、1430cm-1处出现苯环的骨架振动峰,证明有苯环存在;1690cm-1是羰基的特征吸收峰;2820、2730cm-1处出现峰符合醛基上C-H伸缩振动峰,说明化合物中存在醛基;825cm-1出现峰说明苯环上存在对位取代;1465、1395处出现峰符合甲基的弯曲振动,证明化合物中存在甲基;14由以上信息可知化合物的结构为对甲基苯甲醛。由化合物结构式推导:由于该化合物为对甲基苯甲醛,故该化合物在红外光谱上出现的峰可能为:该化合物具有苯环结构,会在3000cm-1以上出现弱峰,在1600~1430cm-1区间出现三到四个强度不等的尖锐峰,峰值在1600,1580,1500,1450cm-1附近;该化合物具有一个醛基,则会在1755~1670cm-1出现很强的羰基的特征吸收峰,在2820,2720cm-1附近出现醛基
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