《分析化学》第十四章核磁共振波谱法

精品文档.第十四章核磁共振波谱法-经典习题1．试对照结构指出图14-1上各个峰的归属。解：δ1.2三重峰3H-CH2-CH3δ2.0单峰3H-CO-CH3δ4.0四重峰2H-O-CH2-CH3δ6.8～7.64H-C6H4-δ9.8单峰1H-NH-图14-1例题1的1H-NMR谱2．由下述1H-NMR图谱，进行波谱解析，给出未知物的分子结构及自旋系统。（1）已知化合物的分子式为C4H10O，1H-NMR谱如图14-2所示。图14-2C4H10O的1H-NMR谱解：u=(2+2×4-10)/2=0δ1.13三重峰6H-CH2-CH3（2个）δ3.38四重峰4H-O-CH2-CH3（2个）精品文档.可能结构式为：CH3-CH2-O-CH2-CH3自旋系统：2个A2X3（2）已知化合物的分子式为C9H12，1H-NMR谱如图14-3所示。图14-3C9H12的1H-NMR谱解：u=(2+2×9-12)/2=4δ1.22二重峰3H-CH-CH3δ2.83七重峰1H-CH-(CH3)2δ7.09单峰5HC6H5-可能结构式为：自旋系统：A6X，A5（3）已知化合物的分子式为C10H10Br2O，1H-NMR谱如图14-4所示。图14-4C10H10Br2O的1H-NMR谱解：u=(2+2×10-12)/2=5δa2.42单峰3H-CO-CH3δb4.88双峰1H精品文档.δc5.33双峰1Hδd7.35单峰5HC6H5-可能结构式为：自旋系统：A5、AB、A33．某化合物分子式为C8H12O4，NMR图谱如图14-6所示，δa=1.31（三重峰，）δb=4.19（四重峰），δc=6.71（单峰），Jab=7Hz，峰面积积分值比a:b:c=3:2:1，试推断其结构式。图14-6C8H12O4的氢核磁共振谱解：（1）计算不饱和度u=(2+2×8-1)/2=3（2）由积分值比计算氢分布：a:b:c=3:2:1分子式有12个H，可知分子具有对称结构为a:b:c=6H:4H:2H（3）偶合系统（ab）为一级偶合A2X3系统（二个质子的四重峰与三个质子的二重峰）（4）根据δa=1.31，δb=4.19及偶合系统可以推测有-CH２CH3存在，并均向低场移动，故为-OCH２CH3型结构。（5）δc=6.71一个质子单峰，由不饱和度可知不是芳环质子峰，在如此低场范围内的质子，可能为烯烃质子旁连接一个去屏蔽基团，使烯烃质子进一步去屏蔽，又因分子式中含有4个氧原子，可能有羰基，因此推测有型结构。（6）根据以上提供的信息，化合物种可能有以下结构以上正好为分子式的一半，故完整的结构式为精品文档.烯烃质子为等价质子（化合物结构对称呈现单峰），二个乙氧基峰重叠，此化合物有二种构型。（7）查Sadtler(10269M)为反式丁烯二酸二乙酯。该化合物结构式为4．某化合物的分子式为C5H7NO2，红外光谱中2230cm-1，1720cm-1有特征吸收峰，1H-NMR谱数据为δ1.3（三重峰），δ3.45（单峰），δ4.25（四重峰），a、b、c的积分高度分别为15，10，10格，求出该化合物的结构式。图14-5C5H7NO2的1H-NMR谱解：u=(2+2×5+1-7)/2=3红外光谱数据分析。该化合物含有（γC=O=1720cm-1），和-C≡N（γC≡N=2230cm-1）氢分布：a峰相当的氢数=15/(15+10+10)×7=3Hb峰相当的氢数=10/(15+10+10)×7=2Hc峰相当的氢数=10/(15+10+10)×7=2Hδ分裂峰质子数可能基团相邻基团1.3三重峰3CH3CH23.45单峰2CH2CO4.25四重峰2CH2O、CH3δ4.25说明该基团与氧相连，使δ值移至低场；δ3.45的CH2为单峰，说明该基团与其他质子没有偶合，邻接羰基。因此，该化合物可能结构式为：5．某化合物的分子式为C5H11NO2，核磁共振氢谱如图14-6所示，1H-NMR谱数据为δ1.30（二重峰），δ3.01（单峰），δ3.82（单峰），δ4.45（四重峰），试推测其结构式。精品文档.图14-6C5H11NO2的核磁共振氢谱解：（1）计算不饱和度：U=(2+2×5+1-11)/2=1（2）氢分布：a峰相当的氢数=(10/10+20+3.3+3.3)×12=3.3≈3Hb峰相当的氢数=(20/10+20+3.3+3.3)×12=6.6≈6Hc峰相当的氢数=(3.3/10+20+3.3+3.3)×12=1.1≈1Hd峰相当的氢数=(3.3/10+20+3.3+3.3)×12=1.1≈1H（3）结构推测：δ分裂峰质子数可能基团相邻基团1.30二重峰3CH3CH3.01单峰6(CH3)2N3.82单峰1OH4.45四重峰1CHO可能结构式为：CH3CH(OH)CON(CH3)26．一个分子式为C12H16O2的化合物，试根据核磁共振氢谱图14-7推测其结构式。图14-6C12H16O2的核磁共振氢谱解：（1）计算不饱和度：U=(2+2×12-16)/2=5（2）氢分布：（从右到左排列为a、b、c、d峰）a峰相当的氢数=(9/9+5+3+7.5)×16=6Hb峰相当的氢数=(5/9+5+3+7.5)×16=3Hc峰相当的氢数=(3/9+5+3+7.5)×16=2Hd峰相当的氢数=(7.5/9+5+3+7.5)×16=5H精品文档.（提示：可以用尺子直接量取积分高度后求氢分布）（3）结构推测：δ分裂峰质子数可能基团相邻基团1.1单峰6(CH3)2C1.95单峰3CH3CO3.1单峰2CH2O7.1单峰5C6H5-可能结构式为：7．化合物分子式为C9H10O2，红外光谱图中在1735cm-1左右有一强吸收。试根据核磁共振波谱（图14-8）推测其结构式。图14-8C9H10O2的核磁共振谱解：（1）计算不饱和度：U=(2+2×9-10)/2=5（2）氢分布：（从右到左排列为a、b、c、d峰）a峰相当的氢数=(5/5+5+13+3)×10=2Hb峰相当的氢数=(5/5+5+13+3)×10=2Hc峰相当的氢数=(13/5+5+13+3)×10=5Hd峰相当的氢数=(3/5+5+13+3)×10=1H（提示：可以用尺子直接量取积分高度后求氢分布）（3）结构推测：δ分裂峰质子数可能基团相邻基团2.9三重峰2CH2C6H5-4.1三重峰2CH2O7.1单峰5C6H5-8.0单峰1CHO可能结构式为：8．化合物分子式为C9H10O3，红外光谱图中在3000～2500cm-1有较宽的吸收带，1710cm-1左右有一强吸收。试根据其核磁共振谱（图14-9）推测该化合物的分子结构。精品文档.图14-9C9H10O3的核磁共振谱解：（1）计算不饱和度：U=(2+2×9-10)/2=5（2）氢分布：（从右到左排列为a、b、c、d峰）a峰相当的氢数=(0.51/0.51+0.51+1.3+0.25)×10=2Hb峰相当的氢数=(0.51/0.51+0.51+1.3+0.25)×10=2Hc峰相当的氢数=(1.3/0.51+0.51+1.3+0.25)×10=5Hd峰相当的氢数=(0.25/0.51+0.51+1.3+0.25)×10=1H（提示：可以用尺子直接量取积分高度后求氢分布）（3）结构推测：δ分裂峰质子数可能基团相邻基团2.9三重峰2CH2CO4.2三重峰2CH2O7.1多重峰5C6H5-11.3单峰1CHOH可能结构式为：9．某一含有C、H、N和O的化合物，其相对分子质量为147，C为73.5%，H为6%，N为9.5%，O为11%，核磁共振谱如图14-10。试推测该化合物的结构。图14-10相对分子质量为147的化合物的核磁共振谱解：（1）求相对分子质量含C数：147×73.5%/12=9精品文档.含H数：147×6%/1=9含N数：147×9.5%/14=1含O数：147×11%/16=1相对分子质量为：C9H9NO（1）计算不饱和度：U=(2+2×9+1-9)/2=6（2）氢分布：（从右到左排列为a、b、c、d峰）a峰相当的氢数=(7/7+11+6+6)×9=2Hb峰相当的氢数=(11/7+11+6+6)×9=3Hc峰相当的氢数=(6/7+11+6+6)×9=2Hd峰相当的氢数=(6/7+11+6+6)×9=2H（提示：可以用尺子直接量取积分高度后求氢分布）（3）结构推测：δ分裂峰质子数可能基团相邻基团3.5单峰2CH2C6H5-3.7单峰3CH2Oδ6.9和δ7.2为苯环对双取代典型峰型，即直观感觉为左右对称的四重峰，中间一对峰强，外侧一对峰弱。解析时，可以把它看成2个峰（c峰和d峰），每个峰各相当于2个质子，所以，可能基团为：-C6H5-可能结构式为：10．指出图14-10中所示是哪个结构式。图14-10某化合物的1H-NMR图谱解析：如果是结构式②或结构式③，与CH3相联的CH2应在δ2~3之间出现四重峰，而在图谱中无此峰，所以，不是结构式②或③；如果是结构式④，与O相联的CH3应在δ3~4之间出现单峰，而在图谱中无此峰，所以，也不是结构式④。应为结构式①。其理由如下：δ分裂峰质子数可能基团相邻基团1.2三重峰3CH3CH22.2单峰3CH3CO精品文档.3.6单峰2CH2-CO-CH2-CO-4.2四重峰2CH2CH3-O-