波谱分析概论作业

浙江大学远程教育学院《波谱分析概论》课程作业姓名：学 号： 年级： 2014秋药学 学习中心： 衢州学习中心 —————————————————————————————第一章 紫外光谱一、简答1．丙酮的羰基有几种类型的价电子。

试绘出其能级图，并说明能产生何种电子跃迁？各种跃迁可在何区域波长处产生吸收？答：有n 电子和π电子。

能够发生n →π*跃迁。

从n 轨道向π反键轨道跃迁。

能产生R 带。

跃迁波长在250—500nm 之内。

2．指出下述各对化合物中，哪一个化合物能吸收波长较长的光线（只考虑π→π*跃迁）。

(2)(1)及NHR3CH CH OCH 3CH 及CH 3CH CH 2答：（1）的后者能发生n →π*跃迁，吸收较长。

（2）后者的氮原子能与苯环发生P →π共轭，所以或者吸收较长。

3．与化合物（A ）的电子光谱相比，解释化合物（B ）与（C ）的电子光谱发生变化的原因（在乙醇中）。

(C)(B)(A)入max ＝420　εmax ＝18600入max ＝438　εmax ＝22000入max ＝475　εmax ＝320003N N NNO HC 32(CH )2N N NNO H C 32(CH )2232(CH )(CH )23N N N NO答：B 、C 发生了明显的蓝移，主要原因是空间位阻效应。

二、分析比较1．指出下列两个化合物在近紫外区中的区别： CH CH 32(A)(B) 答：（A ）和（B ）中各有两个双键。

（A ）的两个双键中间隔了一个单键，这两个双键就能发生π→π共轭。

而（B ）这两个双键中隔了两个单键，则不能产生共轭。

所以（A ）的紫外波长比较长，（B ）则比较短。

2．某酮类化合物，当溶于极性溶剂中（如乙醇中）时，溶剂对n →π*跃迁及π→π*跃迁有何影响？用能级图表示。

答：对n →π*跃迁来讲，随着溶剂极性的增大，它的最大吸收波长会发生紫移。

而π→π*跃迁中，成键轨道下，π反键轨道跃迁，随着溶剂极性的增大，它会发生红移。

三、试回答下列各问题某酮类化合物λhexane max ＝305nm ，其λEtOH max =307nm,试问，该吸收是由n→π*跃迁还是π→π*跃迁引起的？答：乙醇比正己烷的极性要强的多，随着溶剂极性的增大，最大吸收波长从305nm 变动到307nm ，随着溶剂极性增大，它发生了红移。

化合物当中应当是π→π反键轨道的跃迁。

第二章 红外光谱一、回答下列问题：1. C —H ，C —Cl 键的伸缩振动峰何者要相对强一些?为什么?答：由于CL 原子比H 原子极性要大，C —CL 键的偶极矩变化比较大，因此C —CL 键的吸收峰比较强。

2. νC═O 与νC═C 都在6.0μm 区域附近。

试问峰强有何区别?意义何在?答：C=C 双键电负性是相同的，C=O 双键，O 的双键电负性比C 要强。

在振动过程中，肯定是羰基的偶极矩的变化比较大，所以羰基的吸收峰要比C=C 双键的强的多。

二、分析比较1. 试将C═O 键的吸收峰按波数高低顺序排列，并加以解释。

(1)CH 3COCH 3 CH 3COOH CH 3COOCH 3 CH 3CONH 2 CH 3COCl CH 3CHO (A ) (B ) (C ) (D ) (E ) (F )(2) (A ) (B ) (C )(D ) (E )答：（1）顺序是E 〉B 〉C 〉F 〉A 〉D 。

因为CL 原子电负性比较强，对羰基有诱导效应，它的峰位最高。

COOH 电负性也比较强，对羰基本也有诱导效应，但是比CL 弱些。

CH3相对吸电子效应要弱一点。

CHO 的诱导效应不是很明显。

（A ）的共轭效应比CHO 要低一点。

NH3的吸收峰向低处排列。

（2）（D ）中有两甲基处在邻位，可阻碍羰基和苯环的共轭，共轭吸收峰会向低波位数移动，阻碍共轭，吸收峰位会提高。

（E ）中有个硝基，硝基是个吸电子的诱导效应，羰基是向高峰位处移动，（D ）和（E ）两者差不多。

（A ）只有一个羰基，对位也没有取代基。

（B ）对位有个甲基，可与苯环发生超共轭，比（A ）低点。

（C ）对位的氮原子氨基可以与苯环发生共轭，使得羰基的吸收峰位向低频处移动。

因此顺序是D 和E 最高，其次是A 〉B 〉C 。

2．能否用稀释法将化合物(A )、(B )加以区分，试加以解释。

(A ) (B )答：（A ）能形成峰子内氢键，（B ）能形成峰子间氢键。

峰子内稀释对其红外吸收峰无影响。

峰子间稀释，浓度越高，形成的氢键越强，向低波处移动的越厉害。

稀释会O CH 3C O CH 3C CH 3O CH 3C CH 3CH 3CH 3O OOH O O OH O CH 3C NH 2O CH 3C NO 2阻碍形成氢键，吸收峰会向高波处移动。

所以可以用稀释的方法来辨别。

三．结构分析1. 用红外光谱法区别下列化合物。

(1)(2)(A ) (B ) (A ) (B )答：（1）（B ）有两个羰基，在两个羰基的影响下，两个亚甲基会发生互变异构。

（A ）有两个羰基的吸收峰。

（2）（B ）有非常大的空间位度，它的吸收峰的峰位会比较高，波数也会比较高，会阻碍羰基和双键的共轭，波数会升高。

（A ）波数比较低。

2．某化合物在4000～1300cm –1区间的红外吸收光谱如下图所示，问此化合物的结构是(A)还是(B)?(A) (B) \答：应该是（A ）。

因为在2400-2100cm 处出现了吸收峰，如果有炭氮三键在，它会在2400-2100之间出现伸缩振动的吸收峰。

OH 的吸收峰在3300cm 左右，也比较明显。

五、简答1. 1–丙烯与1–辛烯的IR 光谱何处有明显区别?答：如果化合物中存在亚甲基，而亚甲基的数目在4个以上，它会在722左右出现面内摇摆振动的吸收峰，1-辛烯里有722左右的面内摇摆振动的吸收峰，而1-丙烯没有。

2.下列两个化合物，哪个化合物的IR 光谱中有两个 C═ O 吸收峰?O COOC 2H 5O COOC 2H 5COCH 3COCH 3CH 3CH 3CH 3HO C N C O NH 2(A) (B)答：（A ）是两个a 位的OH ，可与羰基形成氢键。

这两个羰基是等价的，只会出现一个吸收峰。

（B ）a 位的OH 可以和羰基形成氢键，而下面的羰基不能，则可能会出现两个不同的吸收峰。

所以是B 有两个吸收峰。

六、结构解析．1、某化合物分子式为C 2H 4O 2，红外光谱如下图所示，试推测其结构。

答：计算出不饱和度是1，说明它可能有双键或者有羰基。

透光率越小，吸收越强。

1714透光率只有4，这个吸收峰是最强的。

1700吸收峰左右应该是羰基。

2937有个非常强而宽的吸收峰，是羧基里非常典型的羟基振动吸收峰。

从1714和2937两个吸收峰可以证明羧基是存在的。

3000-2850之间有饱和炭氢吸收峰，由于羟基吸收峰振动太强将其掩盖，1460-1375左右有甲基吸收峰。

1414-1360有两个较强的吸收峰。

可以证明甲基O OOH OH O O OH OH是存在的。

这个化合物是乙酸2、某化合物分子式为C2H5NO，红外光谱如下图所示，试推测其结构。

答：1681吸收峰最强，在1700左右，可能是羰基。

由于小于1700，可能会发生共轭效应。

3348-3173有两个很强的吸收峰，在3300-3100有吸收峰，可能是氮氢收缩振动的吸收峰。

而且这里是双峰，胺应该是伯胺。

通过1681和这里的两个吸收峰可以证明酰胺基的存在。

剩下一甲基，伸缩振动吸收峰在1398-1460，这两个吸收峰是甲基和碱基的吸收峰，可以证明甲基是存在的。

这个化合物应该是一个乙酰胺。

3、某化合物分子式为C8H8O，红外光谱如下图所示，试推测其结构。

答：计算得不饱和度为5。

不饱和度高，可能有苯环。

1686为最强吸收峰，在1700左右，因此这个吸收峰是羰基所产生的。

峰位小于1700，可能是发生了共轭。

1599有吸收峰，1583有吸收峰，1492有吸收峰。

此三个吸收峰应该是C=C双键伸缩振动的吸收峰。

3100-3000之间有吸收峰，是不饱和炭氢伸缩振动的吸收峰。

761-691有两个很强的吸收峰。

以上三组吸收峰可证明苯环的存在。

1360-1450都有比较强的吸收峰，3000-2800内有较弱的炭氢伸缩振动吸收峰，所以甲基存在。

此化合物应该是个环丙酮。

第三章核磁共振一、简答乙酸乙酯中的三种类型氢核电子屏蔽效应相同否？若发生核磁共振，共振峰应当怎么排列？ 值何者最大？何者较小？为什么？CH3—COO—CH2—CH3（a）（b）（c）答：顺序是( b )〉（ a ）〉（ c ）。

（b）最大，（c ）最小。

因为（b）受到氧诱导效应的影响,也受到羰基的影响,所以它的吸电子诱导效应最强. ( a)只受到羰基的影响，因此仅次与（b ）.（c ）离羰基和氧都比较远，所以(c )最小二、比较题1. 标记的氢核可预期在1H-NMR 的什么区域有吸收？ ⑴ N S (a)H CH 3(b)CH 3(c) ⑵ CH 2(a)(b)(c) ⑶ O (a)(b) ⑷ CH 2CH 2HCH 3CO (d) (c)(b)(a)⑸ CH 3C OCH 2CH 3(c)(b)(a) ⑹ CH 3CH CH C H O (d) (c)(b)(a)⑺ Cl 2CHC OO CH 2CH 3(c)(b)(a) ⑻ CH 3CH(NO 2)CH 3(a)(b)3.下列图谱为AB 系统氢核给出的信号还是AX 系统中的X 氢核给出的信号，为什么？答：如果是AX 系统，那么每个高度应该是相等的，应该是1：1的关系。

如果是AB 系统，中间会高起来，两边会低下去，这个图形代表的是典型的AB 系统的偶合。

三、结构推定1、某化合物分子式为C 4H 8O ，1H NMR 谱及13C NMR 谱如下，试解析其化学结构。

答：计算出不饱和度为1。

2应该是亚甲基，两个3应该是甲基。

甲基裂坡成了三重坡，亚甲基裂坡成了四重坡，说明这边刚好是个乙基。

在210左右有个吸收峰，这是典型的羰基的一个吸收峰。

40左右有个碳的信号，应该是受到了氧的诱导效应的影响。

这个化合物的结构应该是乙酸乙酯2、某化合物分子式为C7H6O，1H NMR谱及13C NMR谱如下，试解析其化学结构。

答：7-8之间有5个氢，是苯环上的。

10左右的信号很有可能是醛基上的氢。

140-120之间有4个信号。

一个信号代表两个此等价的碳，因此有6个碳。

190-200之间应该是羰基的信号。

因此这个化合物应该是苯甲醛。

3．一化合物，分子式为C6H8，高度对称，在噪音去偶谱（COM）上只有两个信号，在偏共振去耦谱（OFR）上只有一个三重峰（t）及一个二重峰(d)，试写出其结构。

答：三重峰应该是亚甲基，二重峰应该是四甲基。