波谱解析习题

1.请对化合物Ph-CO-CO-Ph的1H-NMR进行指认（溶剂CDCl3）。答：从结构式可知该化合物具有对称结构，两个苯环相应谱峰重合，只需考虑一个苯环。该化合物氢谱在7.0~8.0区间有三组峰，从峰面积判断从高场到低场质子数依次为2、1、2。其中，δ7.97的峰为d峰，2H，化学位移值较大说明它处于羰基的邻位（羰基为强吸电子基团，对邻对位有去屏蔽作用），应为a、a。另外该峰为双峰也证明这一点（a仅和b，a仅和b耦合）。δ7.65的峰仅有一个H，因此应为c，该峰为t峰表明c与b、b耦合。δ7.50的峰为t峰，2H，其化学位移值最小表明它应处于羰基间位，应为b、b，另外b和a、c，b和a、c耦合，因此该峰应为三重峰，与谱图吻合。2.请对下面化合物1H-NMR低场部分的谱峰进行指认（仪器频率400MHz，溶剂CDCl3）。解：该化合物的氢谱在低场共有6组峰，其中δ7.26处的单峰为溶剂峰（即氘代氯仿中残余的微量CHCl3质子吸收峰）。剩下5组峰从高场到低场峰面积比表明它们的质子数依次为1、2、1、2、1，对应a和a、b和b、c、d、e六种质子。其中δ9.6的双峰根据化学位移应是醛基氢e，其耦合常数J=8.0Hz，应是e和邻位氢d的耦合常数。δ6.75处的峰（1H）为dd峰，耦合常数为J=16,8.0Hz，其中16Hz应是反式烯键的两个H的耦合常数，而8.0Hz即是与醛基氢e的耦合常数，因此该峰为d。δ7.38处的双峰耦合常数J=16Hz，说明该氢和峰d处于烯键反位，因此为c。δ6.68(2H,d,J=8.8Hz)和7.45(2H,d,J=8.8Hz)应为对位二取代苯环上的两组质子，两个取代基中，二甲胺基是供电子基团，使邻对位质子移向高场，而烯键是吸电子基团，使邻对位质子移向低场。因此δ6.68处的峰应为a和a，δ7.45处的峰应为b和b。3.下图是对甲氧基苯丁酸的1H-NMR谱，试对谱图中的各峰进行归属。解：图中共有7组峰，即分子中有7种不同的质子。从高场到低场各组峰的质子数根据积分线高度比依次为2、2、2、3、2、2、1。根据质子化学位移范围，0~4区域的四组峰为饱和碳上的质子信号（a、d、e、f）；7~8区域2组峰为苯环上质子信号（b和b、c和c）；10处是羧基上质子（g）。按照耦合裂分及影响化学位移值的因素，δ3.7的3H单峰应为甲氧基a；δ2.6和2.3的两组峰化学位移值较大，且为3重峰，应为d和f，根据苯环和羧基诱导效应强弱，2.6处的t峰应为d，2.3处的t峰应为f；δ2.0处的多重峰化学位移值较小，且为多重峰（分别与d、f耦合），因此为e。7左右的2个2H的d峰应为苯环质子（b、b、c、c，b和b、c和c均为化学等价质子，谱峰重合）。b、b处于甲氧基的邻位，c、c处于烷基的邻位，由于甲氧基对邻对位的供电子屏蔽效应较强，因此高场一侧（δ6.7）的峰为b、b，低场一侧（δ7.1）的峰为c、c。4.对丙烯酸丁酯（C7H12O2）的1H-NMR谱图进行指认。解：图中共有7组峰，根据积分线高度和各峰的积分值比例，可知各峰的质子数从高场到低场依次为3、2、2、2、1、1、1，共12个氢，与结构式相符。其中，0~4.5区域4组峰为饱和碳上的质子，即丁基质子（a、b、c、d）。其中δ0.9处的t峰（3H）应为甲基a；δ1.4和1.6的两组多重峰应分别为b、c；δ4.2处的t峰应为d（d与氧原子相连，故化学位移较高，t峰说明邻位C仅2H）。5.5~6.5区域3组dd峰（1H）为3个烯氢（e、f、g）。它们的指认可通过化学位移和耦合常数两种方法。e、f、g分别处于酯基的同碳、反位和顺位，根据烯氢化学位移理论值可知从高场到低场依次为f、e、g。另外3组峰均为dd峰，其中5.8处的dd峰耦合常数为J=10,1.8Hz，依次为顺式和同碳耦合常数，说明该峰为f；6.1处的dd峰耦合常数为J=17,10Hz，依次为反式和顺式耦合常数，即该氢顺位和范围均有H，应为e；6.4处的dd峰耦合常数为J=17,1.8Hz，依次为反式、同碳耦合常数，因此应为g。5.已知化合物的分子式为C7H14O，试根据1H-NMR谱推测其分子结构。解：化合物不饱和度为：(72-14)/2+1=1。应有一个环或双键。该化合物氢谱中仅有两组峰，其峰面积比为6：1，根据化合物质子数可知δ1.1处的峰应有12个氢，δ2.7处的峰应有2个H。因此推测该化合物应具有对称结构，即一边含有两组峰，质子数分别为6和1。δ1.1处的峰处于较高场，根据化学位移值可能为C-CH32，该峰为双峰说明与之相邻的C上只有一个H原子（δ2.6多重峰）。因此两边的对称基团应为(CH3)2CH-。分子式去除两个异丙基后还剩CO，说明两个异丙基和羰基相连。异丙基CH上氢化学位移在2~3间也说明它和CO相连。因此化合物结构式：6.有两种同分异构体，分子式为C4H8O2，1H-NMR谱如下，试推测它们的结构。解：C4H8O2不饱和度为：(42-8)/2+1=1，说明有一个环或双键。（a）谱图中有三个峰，其中δ1.2处一个3H的t峰，δ2.4处有一个2H的q峰，说明两峰相互耦合，存在-CH2CH3基团。另外2H的q峰化学位移2.4说明CH2可能与C=O相连。δ3.7处的3H的单峰应为一个孤立的甲基，根据化学位移该甲基应与O相连。所以(a)的结构应为CH3CH2COOCH3。（b）谱图中也有三个峰，其中δ1.2处3H的t峰和δ4.1处的2H的q峰，说明同样存在-CH2CH3基团，2H的q峰化学位移4.1说明CH2应该与O相连；δ2.0处的3H的单峰应为一个孤立的甲基，根据化学位移该甲基应与C=O相连。所以(b)的结构应为CH3COOCH2CH3。7.有三个分子式为C9H12O的同分异构体，试根据1H-NMR谱推测它们的结构。解：C9H12O的不饱和度：(92-12)/2+1=4。不饱和度较高提示可能有苯环结构。（a）谱图中有6组峰，δ=0处单峰为内标TMS。剩下5组峰根据积分线高度比可确定从高场到低场质子数为3、3、2、2、2。其中δ1.3处3H的t峰和δ4.0处2H的q峰说明存在-OCH2CH3。δ2.3处3H的单峰说明存在孤立甲基，且该甲基可能与苯环相连。δ7左右有两个d峰，共4个H，两峰相互耦合，说明存在对位二取代苯环。（ps：苯环有两个不同取代基，只有对位二取代苯环才会出现两个相互耦合d峰，邻位、间位二取代皆不可能，大家可以想一下为什么。另外δ7处是两个d峰，不是一个q峰。这是因为2个d峰相互耦合，“相向性”使得两峰内侧峰提高，外侧峰降低。）因此（a）应为：（b）谱图中除TMS峰外有4组峰，根据积分线可知从高场到低场质子数依次为3、2、2、5。其中δ1.2处3H的t峰和δ3.5处2H的q峰说明存在-OCH2CH3。δ4.5处2H的s峰说明存在孤立的-CH2O-，因此分子中存在-CH2OCH2CH3。在芳氢区δ7.3附近有5个氢，说明存在单取代苯环（ps：由于烷基的诱导效应较弱，苯环上5个氢化学位移相差不大，在低分辨仪器上聚为一个峰）。因此（b）应为：（c）谱图中除TMS峰外有4组峰，根据积分线可知从高场到低场质子数依次为2、2、2、5。其中芳氢区δ7.3附近有5个氢，说明存在单取代苯环。δ1~4区域有三个2H的峰，说明存在3个相互耦合的CH2。其中δ3.7处2H的t峰说明该CH2在边上，和O相连；δ2.7处2H的t峰说明该CH2在另一边，和苯环相连；δ1.9处2H的m峰说明该CH2处于碳链中间。因此（c）应为：。（ps：羟基上的活泼氢常常不出峰）。8.已知化合物的分子式为C5H9BrO2，试根据1H-NMR谱推测其结构。解：C5H9BrO2的不饱和度：(52-9-1)/2+1=1。该化合物氢谱共4组峰，从高场到低场质子数依次为3、2、2、2。其中δ1.3的3H的t峰和δ4.3处的2H的q峰说明存在-OCH2CH3。另外δ2.9和δ3.6处的两个2H的t峰说明存在-CH2CH2-，其中δ3.6的峰根据化学位移应和Br相连，δ2.9的峰应和羰基或苯环相连。分子式扣除已知基团后还剩CO，因此该化合物结构是：BrCH2CH2COOCH2CH3。9.未知物的分子量为122，元素分析结果为含C78.6%，含H8.3%。试根据1H-NMR谱推测其结构。解：含O%=100%-78.6%-8.3%=13.1%。C、H、O原子数比为：(78.6/12):(8.3/1):(13.1/16)=6.55:8.3:0.82=8:10:1，最简式为C8H10O，结合分子量122，可知该化合物分子式为C8H10O。不饱和度为：(82-10)/2+1=4。分子中可能存在苯环。该化合物氢谱中共有4组峰，其中δ2.4处的宽单峰应为OH活泼氢，剩下三组峰根据积分线可知其质子数从高场到低场依次为2、2、5。其中δ7.2左右的多重峰共有5个H，说明存在一个单取代苯环；δ2.7和δ3.6处的两个2H的t峰说明存在-CH2CH2-，其中δ3.6的CH2根据化学位移应和O相连，δ2.7的CH2应和苯环相连。因此该化合物的结构式为：10.已知某化合物的分子式为C10H12O，请根据1H-NMR谱推测其结构。解：不饱和度(102-12)/2+1=5，提示可能存在一个苯环和一个双键。该化合物H谱共4组峰，从高场到低场质子数依次为6、1、3、2。其中δ1~4区域的两个峰是饱和氢，δ1.2处的6H的d峰应为两个CH3，且这两个甲基均只和一个H相邻；δ3.5处的1H多重峰和前者耦合，因此存在-CH(CH3)2。δ7~8区域的两个峰是芳氢的峰，5个芳氢说明存在单取代苯环。扣除已知基团还剩CO，结合不饱和度可知存在C=O。因此该化合物结构应为：（ps：一般烷基和羰基相连化学位移在2~3间，但该结构中与羰基相连的是次甲基，比同样甲基要高0.6左右；另外羰基还和苯环相连，苯环进一步增强羰基的吸电子作用，造成其化学位移大于3。大家还可分析下苯环两组峰的具体归属。）11.某未知物分子量为120，根据IR和1H-NMR谱图推测其分子结构。解：在该化合物IR图谱中，3000cm-1的吸收峰说明存在不饱和氢；2820和2720cm-1处的两个吸收峰和1720cm-1的强峰说明有-CHO存在；1600~1450cm-1的几个吸收峰是苯环的骨架振动，说明有苯环存在。在1H-NMR谱图中共有三个吸收峰，质子数从高场到低场为2：5：1。其中δ9.6处的1H三重峰应是醛基氢，三重峰说明醛基和CH2相连；δ3.5处的2Hd峰应是和醛基相连的亚甲基；δ7.2左右的多重峰是苯环氢，5个H说明是单取代苯。因此该化合物是：12.某未知物的MS和1H-NMR谱图如下，请推测其分子结构。解：该化合物的MS图谱中，m/z186、188、190质荷比相隔2，且丰度比为1：2：1，说明该化合物含有2个Br原子，这三个峰可能为分子离子峰（186含两个79Br，190含两个81Br）；107和109质荷比也相隔2，且丰度比为1：1，186到107正好差79，说明这两个峰是分子失去了一个Br的碎片峰。1H-NMR谱图中共有两个峰，彼此相互耦合。其中δ2.5处的峰为d峰，说明邻位是一个CH，δ6.0处的峰是q峰，说明邻位是一个CH3，说明存在。次甲基氢化学位移达6.0说明次甲基和两个溴相连。因此该化合物结构是：CH3CHBr2。13.根据MS、IR和1H-NMR推测化合物的结构。解：该化合物MS谱图中分子离子峰M+为165，说明该化合物分子量165。根据氮规则，分子量奇数，分子中应含奇数和N原子。在IR图谱中3400~3200cm-1范围内有数个尖强峰，应是伯胺或伯酰胺的N-H伸缩振动（νN-H）；在1690cm-1附近有一个强峰应是羰基伸缩振动（νC=O）；1620~1450cm-1范围内的数个峰可能是芳环的骨架振动。在1H-NMR图谱中共有4组峰，从高场到低场质子数比为3：4：2：2。其中，δ1.3处的