波普分析综合例题解析
波谱解析必做习题参考答案
波谱解析必做习题参考答案波谱解析必做习题参考答案波谱解析是一门重要的分析技术，广泛应用于化学、物理、生物等领域。
通过分析物质的光谱特征，可以推断其组成、结构和性质。
在学习波谱解析的过程中，做习题是提高理解和应用能力的重要途径。
下面是一些常见的波谱解析习题及其参考答案，希望对大家有所帮助。
一、红外光谱解析1. 习题：某有机物的红外光谱图中，出现了一个宽而强的吸收峰，峰位在3200-3600 cm-1之间，且没有其他明显吸收峰。
请推断该有机物的结构。
参考答案：该有机物很可能是一种醇。
醇的红外光谱中，羟基（-OH）的拉伸振动会出现宽而强的吸收峰，峰位在3200-3600 cm-1之间。
由于没有其他明显吸收峰，可以排除其他含有羟基的有机物，如酚和酮。
2. 习题：某有机物的红外光谱图中，出现了一个强吸收峰，峰位在1700 cm-1左右，且没有其他明显吸收峰。
请推断该有机物的结构。
参考答案：该有机物很可能是一种酮。
酮的红外光谱中，羰基（C=O）的伸缩振动会出现强吸收峰，峰位在1700 cm-1左右。
由于没有其他明显吸收峰，可以排除其他含有羰基的有机物，如醛和酸。
二、质谱解析1. 习题：某有机物的质谱图中，出现了一个分子峰（M+）的相对强度为100%，以及一个相对强度为15%的分子离子峰（M+1）。
请推断该有机物的分子式。
参考答案：该有机物的分子式中可能含有碳、氢和氧元素。
分子离子峰（M+1）的相对强度为15%，说明该有机物中有一个碳原子的丰度为15/100=15%比例相对较高。
根据碳的相对丰度为12/13，可以推断该有机物的分子式中含有6个碳原子。
2. 习题：某有机物的质谱图中，出现了一个分子峰（M+）的相对强度为100%，以及一个相对强度为43%的分子离子峰（M+1）。
请推断该有机物的分子式。
参考答案：该有机物的分子式中可能含有碳、氢和氧元素。
分子离子峰（M+1）的相对强度为43%，说明该有机物中有一个碳原子的丰度为43/100=43%比例相对较高。
波谱综合解析习题 (1)
第五章、波谱综合解析习题[1]化合物(A)的分子式为C10H12O, IR表明在1710 cm-1处有强吸收峰,1H NMR表明: δ1.1 ppm (t, 3H);2.2 ppm (q, 2H);3.5 ppm (s, 2H); 7.7 ppm (m, 5H)；写出(A)的构造式。
(华南理工大学2007年攻读硕士学位研究生入学考试有机化学试题)[2]分子式为C4H8O2的化合物，溶在CDCl3中，测得1HNMR 谱图： δ= 1.35（双峰,3H）， δ = 2.15（单峰, 3H），δ = 3.75（单峰, 1H），δ = 4.25（四重峰, 1H）ppm。
如溶在D2O 中测NMR 谱，其谱图相合，但在δ = 3.75ppm 的峰消失，此化合物的IR 谱图在1720cm-1处有强吸收峰。
写出此化合物的结构，标明各类质子的化学位移，并解释1HNMR谱图δ=3.75ppm 峰当用D2O 处理时消失的原因。
（华南理工大学2014年攻读硕士学位研究生入学考试有机化学试题）[3]按下列反应和数据推测A的结构, 并将红外图谱中的吸收峰和核磁共振图谱中各种氢的化学位移进行归属：A元素分析：C 90.9%, H 9.1%; IR (cm-1)：3030, 2910, 1600, 1450, 1380, 740, 690; 1H NMR (ppm)：δ 0.68(4H, m), 1.22(3H, s), 7.08(5H, m)。
(中国科学院研究生院2008年硕士入学考试有机化学试题)[4]某化合物A的化学式为C6H12O3, 其IR的特征吸收峰(cm-1)为: 2830(s), 1075(s),1125(s), 1720(s);其1H NMR的δ为2.1(3H, s), 3.3(6H, s), 3.65(2H, d), 4.7(1H, t); 其质谱的主要m/z数值为132, 117, 101, 75, 43, 试推测化合物的结构式, 并给出质谱碎片的裂解途径。
波谱综合解析(2)
4.核磁共振波谱：
3.6cm 2.4cm 2.4cm
c 2.31
b 1.57
a 0.86
0
解：
1.质谱解析：
①M+· 为 114（100）；M+1 为（7.7）
M+1 7.7 则————×100%＝———＝7.7% M 100 7.7 1.1
= 7
说明分子中含7个C。
②确定分子式， M+1 7.7 M+2 0.46 查Beynon表，C7H14O为 7.83 0.47 接近 分子式可能为 C7H14O
3.IR解析：
①3180cm-1 有强吸收峰，说明有-OH，且为 酚羟基； ②3030 cm-1、1590 cm-1说明有芳核； ③1680 cm-1有强吸收，说明有-CO-，且因共 轭向低移动； ④2840，2750cm-1有两个弱尖峰，说明有醛 基； ⑤3180cm-1，-OH 吸 收 峰 很 低 ， 只 能 与 羰 基邻位或与硝基邻位，但己知无N，故羟 基只 能与醛基邻位。
4.核磁共振波谱解析 ①确定分子式：（前已知 可能为 C7H14O） 峰面积比： 2.4 : 2.4 : 3.6 = 2 : 2 : 3 氢原子可能为：7，14，21，28……
＃C ＃C
= ———— = =
12 114－14－16 ———— 12
114－7－16
81 —— 12
= 7
则为 C7H14O
O
CH3CH2CH2－C－CH2CH2CH3 c. b. a. t(2H)hex(2H)t(3H)
查RY表： CH3CH2CH2Y Y： COCH3 0.93 1.56 2.32 实测 0.86 1.57 2.31 综上所述，谱图解析结示， 该化合物，C7H14O 结构为
波谱分析习题解析
核磁共振波谱分析法习题二、选择题1．自旋核7Li、11B、75As, 它们有相同的自旋量子数Ι=3/2, 磁矩μ单位为核磁子，μLi=3.2560, μB=2.6880, μAs =1.4349 相同频率射频照射，所需的磁场强度H大小顺序为 ( )A B Li>B B>B As B B As>B B>B Li C B B>B Li>B As D B Li>B As>B Li2．在 O－H 体系中，质子受氧核自旋－自旋偶合产生多少个峰 ? ( )A 2B 1C 4D 33．下列化合物的1H NMR谱，各组峰全是单峰的是 ( )A CH3-OOC-CH2CH3B (CH3)2CH-O-CH(CH3)2C CH3-OOC-CH2-COO-CH3D CH3CH2-OOC-CH2CH2-COO-CH2CH34．一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 ( )5．自旋核7Li、11B、75As, 它们有相同的自旋量子数Ι=3/2, 磁矩μ单位为核磁子，μLi=3.2560, μB=2.6880, μAs =1.4349 相同频率射频照射, 所需的磁场强度H大小顺序为( )A B Li>B B>B As B B As>B B>B Li C B B>B Li>B As D B Li>B As>B Li 6．化合物CH3COCH2COOCH2CH3的1H NMR谱的特点是 ( )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7．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 苯 > 乙烯 > 乙炔B 乙炔 > 乙烯 > 苯C 乙烯 > 苯 > 乙炔D 三者相等8．在下列因素中，不会使NMR谱线变宽的因素是 ( )A 磁场不均匀B 增大射频辐射的功率C 试样的粘度增大D 种种原因使自旋-自旋弛豫(横向弛豫)的速率显著增大9．将（其自旋量子数I=3/2）放在外磁场中，它有几个能态 ( )A 2B 4C 6D 810．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？（）11．下图四种分子中，带圈质子受的屏蔽作用最大的是( )12．核磁共振的弛豫过程是 ( )A 自旋核加热过程B 自旋核由低能态向高能态的跃迁过程C 自旋核由高能态返回低能态, 多余能量以电磁辐射形式发射出去D 高能态自旋核将多余能量以无辐射途径释放而返回低能态三、填空题1．NMR法中影响质子化学位移值的因素有：__________，___________，__________、，，。
波谱综合解析
剩 余 质 量 数 ： 122-127-162=6 ， 或 122-126-16 2=18 ， 因 此 该 化 合 物 不 含 N ， 可 能 分 子 式 为 C7H6O2 或 C6H18O2，其中C6H18O2为不合理元素组成。因此，该化 合物的分子式为C7H6O2。
结构： CH3
Br O
CCC H2 H
CH3 O CH
CH3
不饱和度为1；
与2,4-二硝基苯肼无反应，表明不是醛、酮；
IR：2850-2950cm-1有吸收，表明含有饱和C—H，1740 cm-1的强峰为C=O，3000cm-1以上无吸收，表明不 含O—H、=C—H。这些结果提示为酯类化合物。
1H NMR：d1.3的双峰（6H），表明相邻C上只有1个H， 为2个 CH3，d4.6的 1个H（多 重峰）与 d1.3的2个 CH3相连，且与O相连，这表明存在—OCH(CH3)2；
峰？何者强度最大？
CH3
CH3 C2H5 C C3H7
CH3
m/Z 114
C2H5 C C3H7
C2H5
Cபைடு நூலகம்3
C + .C3H7
CH3
CH3
m/Z 71
其 中 m/Z=71 的 碎 片
CH3
离子强度最大。
C C3H7 + .C2H5
原 效因应：最—强C3，H使7 的C+—I
波谱分析综合解析
推断
C*H3-C C-C*H-O =C*H2 =C*H
结构信息 乙烯基烯烃 羟基 CH3-CH-O
结构信息 4个碳；1个CH3,1 个C*H-O， 1个乙
烯基烯烃
4、分子结构的推断
结构单元：
H2
CH3 C
O
C H
CH2
HO
结构式：
5、MS验证结构
CH3
OH
CH
C
H
CH2
OH
CH3 CH C
H
M/Z=72
的种类
200
150
100
50
0 RANGE
Saturated carbon - sp3 no electronegativity effects
R-CH3 R-CH2-R R3CH / R4C
Saturated carbon - sp3 electronegativity effects
C-O C-Cl
1H NMR解析：
化学位移 积分
3.4
3H
3.6
2H
3.7
3H
4.1
2H
裂分峰数 单峰 单峰 单峰 单峰
归属 CH3 CH2 CH3 CH2
推断 CH3*-o O=C-CH2*-C=O CH3*-O-C=O O=C-CH2*-O
13C NMR解析：
化学位移 偏共振多重姓 归属
推断
46
t
52
q
60
q
2、不饱和度计算： Ω = 6-10/2+1=2
3、结构单元的推断： IR的解析
波数/cm-1 2955 1740,1715 1438 1203~1104 1029
归属 饱和碳氢伸缩振动 羰基伸缩振动 饱和碳氢变形振动 C-O-C不对称伸缩振动 C-O-C对称伸缩振动
波谱综合解析题
综合以上分析，连结三个结构单元，该化合物的 结构式及δH如下所示。
O H3C H 2C O C CH2 CH 2 CH 2 Br
δH／ppm 1.25
4.5
2.50
2.25
3.50
验证结构:红外光谱上，1300-1000cm-1的二个强吸收 带是酯基的νC-O-C，高波数的νas较低波数的νs吸收强度 大，吸收带宽。3000cm-1以上无吸收带，表明该化合 物是饱和酯类化合物。 质谱图上，m/z194的分子离子峰和m/z196的(M+2)同 位素峰，其强度很弱，说明分子离子峰不稳，极易断 裂。m/z149：M - OCH2CH3； m/z121：M - CH3CH2OCO； m/z88：麦氏重排，M - CH2CHBr， + m/z41，基峰， BrCH2CH2CH2—HBr 都一一符合，因此结构式是正确的。
1709cm-1说明分子中的O原子是以C=O存在的，这与UV给 出的结果一致，说明该化合物可能是醛或酮，又因在2900 ~ 2700cm-1之间未见-CHO中的C-H吸收峰，故该化合物只能为酮。 （5）NMR谱： NMR图谱出现三组氢核，其比值为2:2:3。
峰 位 （δ） 2.37 1.57 0.86
（1）NMR谱： 峰 位（δ） 重 峰 数 4.1 3.5 2.2 1.2 四 单 单 三 积分曲线高度 （cm） 1.1 1.1 1.6 1.7 氢核数 2 2 3 3
（a) δ4.1：按其峰数和积分面积，示为-CH2-CH3,该 峰位置示为 -O-CH2-CH3. (b) δ3.5: 按其峰数和积分面积,示为-CH2-，且其邻 位上无氢连接，按其峰位，示有一强吸电子基团与 其连接，但该基团不是氧。
7.7%/ 1.1% = 7，所以该化合物含C数不或会超过7。 又由0.46%可知该化合物中不含Cl、Br、S。
有机波谱综合解析例题
例题1. 图示一未知化合物的红外、氢谱、质谱。
紫外光谱在210nm以上没有吸收。
氢谱δ0.9（12个氢），δ1.2~2.0（6个氢），δ2.5（4个氢）。
推导未知物结构。
292814601380236例题2. 图示一未知化合物的氢谱、红外、紫外和质谱（M+为222）。
紫外光谱：浓度1.6mg/25ml的乙醇溶液，槽的厚度为5mm。
氢谱δ8.2~7.6多重峰（4个氢），δ4.5附近四重峰（4个氢），δ0.8附近三重峰（6个氢）。
根据这些光谱写出结构式。
446例题3.图示一未知化合物的氢谱、红外、紫外和质谱。
化合物由C、H、O、N 组成，高分辨质谱M+109.0527确定分子式C6H7NO。
紫外光谱：（a）浓度3.45mg/25ml,槽的厚度5mm.(b)加酸（c）加碱。
氢谱：δ7.8（1个氢），δ7~6.7(1个氢)，δ6.3~6（3个氢），δ4.4（2个氢），推导结构式。
例题4. 未知物质谱确定分子量为137，其红外光谱图中3400~3200cm-1有一个宽而强的吸收峰，根据氢谱和碳谱推测未知物结构。
氢谱中从低场到高场各峰面积比为2:2:1:2:2:2。
例题5未知物元素分析结果为C:68.27%，H:7.63%，N:3.80%，O:20.30%。
图示未知物的红外、紫外、质谱、核磁共振谱（1H、13C、DEPT45、DEPT135、DEPT135、HMQC、HMBC），推测化合物结构。
例6.下面给出某一未知物的MS、IR、和氢谱，试推测其结构。
例7. 从伞形科植物防风中提取分离得到一个化合物，为无色针状结晶，UV max(MeOH)nm: 232,287,325, 在紫外灯下显天蓝色荧光，氢谱、碳谱、HMBC、MS谱如图所示，试解释其结构。
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化合物的结构为：
2. 指认（各谱数据的归属） IR : 3417 cm-1 （ νOH）， 2954、2870 cm-1 （烷基的νC−H）， 1458 cm-1 （甲基、亚甲基的δC−H ）， 1388 cm-1 （甲基的δs -1 -1 C−H ），1149cm （ 环氧烷的νs C−O−C）， 1049 cm （醇的 νC−O ），972 （ 环氧烷的νas C−O−C），833 cm-1 （环氧烷的骨架 振动）。 NMR和13C NMR： 结构单元 亚甲基 1 2 3 δH/ppm 3.6 季碳 4.3 4.45 δC/ppm 67 41 80
13C 1H
NMR: 1.0 ppm，单峰很高， 为 2 个对称 CH3 的峰，应与饱和季 碳相连，结构单元为(CH3)2C； 1.9 ppm，d， 为 另一个CH3 的峰，应与双键相连，结构单 元为CH3−C=C； 2.13、 2.11ppm，s， 为 2 个CH2 的峰，应与季碳相连。
化合物的结构为：
化学不等价，两组氢峰表示的是两个对称亚甲基上两个化 学不等价的氢； δH = 3.4 ppm，无碳与之相关，说明为杂原子上的碳，应是 OH。
COSY： δH = 4.3, 4.45 ppm，为一偶合体系，即亚甲基上的两个氢
互相偶合，为AX体系；
δH = 3.4, 3.6 ppm，为一偶合体系，结构单元CH2−OH； δH = 1.2 ppm，无相关氢，说明有无氢原子将之隔离。
结构单元
δH/ppm
2.13 1.9
1.0 1.0
δC/ppm
200 125 160
45
33
51
25
28
28
MS ：主要的离子峰可由以下反应得到：
例3. 某未知MS、 IR、1H NMR谱图及 13C NMR 数据如下， 推导未知物结构。
M+1 −OH
OH
CH3, CH2
CH3, CH2
CH3 CH2−O CH2−OH
2. 指认（各谱数据的归属） IR : 2958、2870（烷基的νC−H），1670 cm-1 （羰基的νC=O ）， 1381 cm-1 （甲基的δC−H ），1246 cm-1 （不饱和酮的νC−CO−C ）。
1H
NMR和13C NMR： 羰基 1 2 5.8 双键 3 4 2.11 环烷烃 5 6 7 甲基 8 9
上的氢化学不等价；
δC = 28 ppm，与两个氢相关，说明同碳氢即亚甲基CH2-c 上的氢化学不等价；
δC = 39 ppm，与两个氢相关，说明同碳氢即亚甲基CH2-a
上的氢化学不等价。
COSY： δH = 4.0 ppm (CH-O)，与CH2-a, CH2-a’, CH2-b’或CH2-c’相
CH3, CH2 C=O CH3
2CH2 C=CH
CH3
CH3
C=CH CH C=O
CH3 2CH2 CH3
C
解：1. 结构式推导 MS : m/z 138为分子离子峰，其合理丢失一个CH3，得到 m/z 123 的 离子，再丢失一个CO或C2H4，得到 m/z 95 的离子，根据红外和碳 谱可知是CO； IR : 1670 cm-1 表明分子中含有C=O，且共轭，
1H
NMR 谱中各峰裂分情况分析，取代基为正戊基， 即化合物的结构为：
3. 指认（各谱数据的归属）
MS ：主要的离子峰可由以下反应得到：
各谱数据与结构均相符，可以确定未知物是正戊基苯。
例2. 某未知MS、 IR、1H NMR谱图及 13C NMR 数据如下， 推导未知物结构。
−CO −CH3
C−C(O)−C
13C 1H
NMR: 1.6 ppm，br， OH ； 4.0 ppm，ddd， CH−OH；
三个甲基单峰，只与季碳相连。
HMQC： δC = 13, 19, 20 ppm，与δH = 0.85 ppm氢相关，说明δH = 0.85 ppm 三个单峰为三个甲基氢； δC = 26 ppm，与两个氢相关，说明同碳氢即亚甲基CH2-b
MS : m/z 148为分子离子峰，其合理丢失一个碎片，得到
m/z 91 的苄基离子；
13C
NMR :在（40～10）ppm 的高场区有5个 sp3 杂化碳原子；
1H
NMR: 积分高度比表明分子中有 1 个 CH3 和 4 个 －CH2－，
其中（1.4～1.2）ppm 为 2 个 CH2 的重叠峰； 因此，此化合物应含有一个苯环和一个 C5H11 的烷基。
13C 1H
NMR: 5.1, 5.4 ppm，C=CH（COSY中两个CH不相关，说明没有 CH=CH的结构单元）； 4.15 ppm， CH2−OH。
HMQC：
δH = 1.3 ppm，无碳相关，说明该氢在杂原子上，应为OH； 每个碳都对应一组氢，说明分子中没有非对应关联； 归属氢谱中的甲基、亚甲基、次甲基。 COSY： δH = 4.15 ppm (CH2-OH)，与CH=C, CH3相关，由亚甲基 峰形可知其与次甲基相连被分裂为d，再与甲基远程偶合，
写出结构片段：CH3-C=CH-CH2-OH；
δH = 5.1 ppm (另一个CH=C)，与2个CH3, 1个CH2相关， 此亚甲基也与2个甲基偶合，可写出结构片段：
(CH3)2-C=CH-CH2；
还有个亚甲基，插入两个结构片段中。
化合物的结构为：
2. 指认（各谱数据的归属）
IR : 3321 cm-1 （ νOH）， 2966、2920、2858 cm-1 （烷基的νC−H）， 1670 cm-1 （反式烯烃的νC=C）， 1442 cm-1 （甲基、亚甲基的δC−H ）， 1377 cm-1 （甲基的δs C−H ）， 1003 cm-1 （醇的νC−O ），833 （ 烯烃的 δ=C−H ）。
1H
NMR和13C NMR：
结构单元
1 δH/ppm 4.0 2 3 3’
烷烃
1246 cm-1 表明不饱和酮的骨架振动，
2958、2870、1381 cm-1 表明分子中含有CH3； NMR :表明有一个C=O，一个C=CH，因此有结构单元 −CO−C=C−，两个CH2，两个CH3，一个饱和季碳；几个基团质量总 和为123，与分子量差值为15，说明还有个甲基，表明分子中有两个 甲基结构对称。分子式为：C9H14O，UN=3。除去羰基和烯键，说 明还有一个环。
13C 1H
NMR: 1.2 ppm，s， CH3 ，应与饱和季碳相连，结构单元为 CH3−C； 3.4 ppm，t， OH，应与CH2相连； 3.6 ppm，d， CH2，应与OH相连； 4.3、 4.45 ppm，d， 为 2 个CH2 的峰，应与氧相连。
HMQC：
δC = 80 ppm，与两个氢相关，说明同碳氢即亚甲基上的氢
CH2−O
CH2−O C
CH3
OH
解：1. 结构式推导
MS : CI m/z 103为[M+1]准分子离子峰，分子合理丢失一个OH，得到 m/z 85 的离子，说明该化合物为醇类；
IR : 3417 cm-1 表明分子中含有OH；
2954、2870、1458、1388 cm-1 表明分子中含有CH3，CH2； NMR :表明有两类CH2−O结构单元，其中一个与OH相连，一个饱 和季碳，一个甲基；几个基团质量总和为88，与分子量差值为14，说 明还有个亚甲基，表明分子中有两个对称甲基与氧相连。分子式为： C5H10O2，UN=1。无不饱和碳，说明有一个环。
−H2O M−H2O−CH3
−CH3
3493
OH
3630
CH3, CH2
2879 2966
CH3
1387 1231 1368 1105 1466 1055
3CH3 CH−O OH
2CH2 3CH3
CH−OH
2C
CH
CH2
CH−OH
CH2-b’ CH2-a’ CH CH2-c’ 3CH3 CH2-a CH2-b CH2-c
CH=C CH=C
C=CH−CH2−OH
CH=C CH=C
CH2−OH
2CH3 CH2 CH3 CH2 OH
CH3 CH3 CH3 CH2
CH2
CH2−OH
CH=C CH=C
CH=C CH=C
CH2−OH
C=CH−CH2−OH CH=C CH2 CH2
2CH3 CH3 OH
OH CH3
4 5
8,9,10
化合物的结构为：
2. 指认（各谱数据的归属）
IR : 3630 cm-1 （游离的 νOH）， 3493 cm-1 （ 缔合的νOH）， 2966、 2879 cm-1 （烷基的νC−H）， 1466 cm-1 （甲基、亚甲基的δC−H ）， 1387 cm-1 （甲基的δs C−H ），1368 、1231cm-1 （ 羟基的δO−H）， 1105、 1055 cm-1 （醇的νC−O ）。
1H
NMR和13C NMR：
结构单元
1 δH/ppm 4.15 2 5.4 3 4 2.0 5 2.1 6 5.1 7 8 1.6 9 1.7 10 1.7
羟基
1.3
δC/ppm
59
123
139
39
27
124
132
18
25
16
MS ：主要的离子峰可由以下反应得到：
例5. 某未知MS、 IR、1H NMR谱图及 13C NMR 数据如下， 推导未知物结构。
6.3 综合光谱推断有机化合物结构实例
例1. 某未知物 C11H16 的 UV、IR、1H NMR、MS 谱 图及 13C NMR 数据如下，推导未知物结构。
142.94