有机波谱分析复习参考含答案

1、紫外光谱法在有机化合物结构研究中有哪些应用？确定未知化合物是否含有与某一已知化合物相同的共轭体系；确定未知结构中的共轭结构单元；确定构型和构象；确定互变异构体。

2、分子式为C4H8O的红外图谱如下，试推断其可能的结构。

答案：3、某硫杂环化合物的化学式为C6H6OS，其1H NMR和13C NMR图谱如下，推断其可能的结构式。

答案：SOSO4、鉴别如下质谱图，是苯甲酸甲酯（C6H5COOCH3）还是乙酸苯酯（CH3COOC6H5），并说明理由及峰的归属。

答案：C 6H 5COOCH 35、某化合物的紫外光谱：OH H C m ax 52λ 262nm （m ax ε15）；红外光谱：3330~2500cm -1间有强宽吸收，1715 cm -1处有强宽吸收；核磁共振氢谱：δ11.0处为单质子单峰，δ2.6处为四质子宽单峰，δ2.12处为三质子单峰，质谱如图所示。

参照同位素峰强比及元素分析结果，分子式为C 5H 8O 3，试推测其结构式。

答案：CH 3COCH 2CH 2COOH1、紫外光谱在有机化合物结构鉴定中的主要贡献是什么？答：在有机结构鉴定中，紫外光谱在确定有机化合物的共轭体系、生色团和芳香性等方面有独到之处2、红外光谱产生必须具备的两个条件是什么？答：一是红外辐射的能量应与振动能级差相匹配，即E 光＝△E ν，二是分子在振动过程中偶极矩的变化必须不为零。

3、核磁共振谱是物质内部什么运动在外部的一种表现形式？答：是具有核磁矩的原子核的自旋运动在外部的一种表现形式。

4、解释什么是碳谱的γ-效应答：当取代基处在被观察的碳的γ位，由于电荷相互排斥，被观察的碳周围电子云密度增大，δC 向高场移动。

6、根据图 6-1~图6-4推断分子式为C 11H 20O 4未知物结构答案：1.当体系的共轭双键增多时，紫外光谱图会发生什么变化？阐明发生变化的原因。

答：当体系的共轭双键增多时，吸收光会向长波方向移动，即发生红移现象。

吸收的强度也会明显增强。

这是因为共轭体系越大，电子最高占有轨道和最低空轨道之间的能差越小，跃迁时的能量也就小。

2. 指出下面哪张红外光谱图是3-羟基苯甲醛的？哪一张红外光谱图是苯丙酮的？阐明作出判断的理由。

答：图（a）为3-羟基苯甲醛的红外光谱图。

图中，1为羟基O—H的伸缩振动吸收峰，2为醛基上=C—H的伸缩振动吸收峰，3为羰基C=O的伸缩振动吸收峰，4为苯环骨架的振动吸收峰。

图（b）为苯丙酮的红外光谱图。

图中，1为甲基上C—H的伸缩振动吸收峰，2为羰基C=O 的伸缩振动吸收峰，3为苯环骨架的振动吸收峰。

3. 下图是辛烷的同分异构体（ⅰ），（ⅱ），（ⅲ），（ⅳ）中某一个的13C{1H}表示。

请判断该图谱与哪个结构式相符？为什么？谱图中强度较大的峰是c峰还是b峰？它们分别代表分子中哪类碳？为什么？答：该谱图与（ⅲ）相符。

因为（ⅲ）中有5种不等性碳，与谱图一致。

谱图中c峰最强，它代表3个等同的甲基上的碳。

b峰强度次之，它代表2个等同的甲基上的碳。

a，d，e峰强度相等，各代表分子中其余的碳。

4. 一个化合物的分子式为C7H7ON，计算它的环和双键的总数，并由所得数值推测一个适合该化合物的构造式；该化合物的质谱在m/z 121，105，77，51处有较强的峰。

写出产生这些离子的断裂方式。

5. 未知化合物的质谱、红外光谱、核磁共振氢谱如图，紫外光谱：乙醇溶剂中λmax＝220nm(logε=4.08)，λmax＝287nm(logε=4.36)。

根据这些光谱，推测其结构。

答：质谱上高质量端m/z为146的峰可能为分子离子峰。

从C10H10O可以算出不饱和度为6，因此该未知物可能是芳香族化合物。

红外光谱：3090cm-1处的中等强度的吸收带是ν=CH。

1600cm-1、1575cm-1以及1495 cm-1处的较强吸收带是苯环的骨架振动νC=C。

740cm-1和690cm-1的较强带是苯环的面外δ=CH，结合2000~1660cm-1的δ=CH倍频峰，表明该化合物是单取代苯。

1670cm-1的强吸收带表明未知物结构中含有羰基，波数较低，可能是共轭羰基。

3100~3000cm-1除苯环的ν=CH以外，还有不饱和碳氢伸缩振动吸收带。

1620cm-1吸收带可能是νC=C ，因与其他双键共轭，使吸收带向低波数移动。

970cm -1 强吸收带为面外δ=CH ，表明双键上有反式二取代。

核磁共振氢谱：共有三组峰，自高场至低场为单峰、双峰和多重峰，谱线强度比3:1:6。

高场δH ＝2.25ppm 归属于甲基质子，低场δH ＝7.5~7.2ppm 归属于苯环上的五个质子和一个烯键质子。

δH ＝6.67、6.50ppm 的双峰由谱线强度可知为一个质子的贡献，两峰间隔0.17ppm ，而低场多重峰中δH ＝7.47、7.30ppm 的两峰相隔也是0.17ppm ，因此这四个峰形成AB 型谱形。

测量所用NMR 波谱仪是100MHz 的，所以裂距为17Hz ，由此可推断双键上一定是反式二取代。

综合以上的分析，该未知物所含的结构单元有：甲基不可能与一元取代苯连结，因为那样会使结构闭合。

如果CH 3与烯相连，那么甲基的δH 应在1.9~1.6ppm ，与氢谱不符，予以否定。

CH 3与羰基相连，甲基的δH 应在2.6~2.1ppm ，与氢谱(δH ＝2.25ppm)相符。

紫外光谱：λmax ＝220nm(log ε=4.08)为π→π★跃迁的K 吸收带，表明分子结构中存在共轭双键；λmax ＝287nm(log ε=4.36) 为苯环的吸收带，表明苯环与双键有共轭关系。

因此未知物的结构为：用质谱验证：亚稳离子m ＊81.0，因1311030.812，证明了m/z131的离子裂解为m/z103的离子。

质谱图上都有上述的碎片离子峰，因此结构式是正确的。

6. 某一未知化合物，其分子式为C 8H 10SO 3。

已测定它的紫外吸收光谱(在环己烷中测定)、红外光谱和核磁共振谱如图，试确定该未知化合物。

HH O C CH 3C=C 、、、。

H H C OCH 3C=C答：由分子式C 8H 10SO 3知道其不饱和度为4。

因此，未知物可能具有1个苯环。

红外光谱中在3100~3000cm -1之间有一弱吸收带为υCH 。

在1600~1450 cm -1之间有三个吸收带是由苯环骨架振动所引起的。

而820 cm -1和770 cm -1处的两个吸收带为δCH （面外）这些都说明未知物存在着对位二取代苯环。

紫外吸收光谱最大吸收在265nm 处(ε465)，说明未知物存在着苯环共轭体系。

核磁共振谱在δ7.50处有1个四重峰，积分值指出具有4个质子，它们构成AAHB 系统。

但表面上类似一个AB 四重峰，因为J 邻≥J 对。

并且四个峰的强度按弱，强，强，弱对称分布，这明确地指出未知物具有1个对位二取代苯环。

又在核磁共振谱中在δ2.4处的单峰，积分值指出具有3个质子，这可能是连在苯环上的甲基。

而在较低场的δ3.7处还有一个单峰，积分值指出具有3个质子，很可能是连接1个氧原子的甲基。

从红外光谱中又可以得知氧和硫原子可能以磺酸酯基的形式存在，因为在1370 cm -1，和1190cm -1处有2个强的吸收带，这是由—SO 2—基的伸缩振动而引起的。

而在1000 cm -1处的强吸收带则是由C —O 伸缩振动引起的。

到此，可以指出未知物具有下述的碎片结构：H 3C ，—OMe ，—SO 2—；这些碎片的总和正好等于分子式，并且可以组合成如下三种结构式：CH 3SO 2—OCH 3a b CH 3O —SO —OCH 3a b OCH 3SO 2—CH 3a b但在红外光谱中观察到的1370 cm -1和1190cm -1处的吸收比文献中作为亚砜的数值(1320cm -1和1150 cm -1)偏高，因此可以排除式(II)，也可以排除式(III ) ,因为它含有一个亚硫酸酯基而不存在—SO 2—基，所以未知物的结构为式（I ），即对甲基苯磺酸甲酯。

CH 3SO 2—OCH31．紫外－可见光谱合适的检测波长范围是（B ）nm 。

A.400-800B.200-800C.200-400D.10-10002．某化合物在紫外光区204nm 处有一弱吸收，在红外光谱中有如下吸收峰：3300－2500cm -1（宽峰），1710cm -1，则该化合物可能是（C ）A.醛B.酮C.羧酸D.酯3.在核磁共振中，当外场强度B 0逐渐增大时，质子由低能级跃迁至高能级所需的能量（C ）A.不发生变化B.逐渐变小C.逐渐变大D.可能不变或变小4.判断分子离子峰的正确方法是（D ）A.增加进样量分子离子峰强度增加B.谱图中强度最大的峰C.质荷比最大的峰D.降低电子轰击电压，分子离子峰强度增加5.某未知物分子式为C 5H 12O ，它的质谱、红外光谱以及核磁共振谱如图，它的紫外吸收光谱在200 nm 以上没有吸收，试确定该化合物结构。

(写出分子式即可)1 :2 : 9解：从分子式C 5H 12O ，求得不饱和度为零，故未知物应为饱和脂肪族化合物。

未知物的红外光谱是在CCl 4溶液中测定的，样品的CCl 4稀溶液的红外光谱在3640cm -1处有1尖峰，这是游离—OH 的特征吸收峰。

样品的CCl 4浓溶液在3360cm -1处有1宽峰，但当溶液稀释后复又消失，说明存在着分子间氢键。

未知物核磁共振谱中δ4. 1处的宽峰，经重水交换后消失。

上述事实确定，未知物分子中存在着羟基。

未知物核磁共振谱中δ0.9处的单峰，积分值相当3个质子，可看成是连在同一碳原子上的3个甲基。

δ3.2处的单峰，积分值相当2个质子，对应1个亚甲基，看来该次甲基在分子中位于叔丁基和羟基之间。

质谱中从分子离子峰失去质量31（－CH 2OH ）部分而形成基峰m/e57的事实为上述看法提供了证据，因此，未知物的结构是CCH 3H 3C CH 3CH 2OH （答案）根据这一结构式，未知物质谱中的主要碎片离子得到了如下解释。

C CH 3H 3C CH 3CH 2OH +.C +CH 3CH 3H 3C CH 2OH +m/e31m/e88m/e57-2H-CH 3-CH 3-HCH 3C CH 2+m/e29m/e73m/e416. 某一未知化合物，其质谱的分子离子峰为228.1152，红外光谱见图，核磁共振谱中δ6. 95为四重峰（8H ，每一双峰裂距为8Hz ），δ2.65为宽峰(2H)，δ1.63为单峰(6 H)。

试确定该未知化合物的结构。

答案：C CH 3CH 3HO OH1下列四种化合物它们在紫外-可见光区中，λmax 的大小顺序为（2＞3＞4＞1）2某化合物分子式C 4H 8O 2，试根据其红外光谱图，推测其结构。