《分析化学》第十四章 核磁共振波谱法.docx

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1、分析化学第十四章 核磁共振波谱法第十四章 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：1.2 三重峰 3H-CH2-CH3 2.0 单 峰 3H-CO-CH3 4.0 四重峰 2H-O-CH2-CH3 6.87.6 4H-C6H4- 9.8 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。 已知化合物的分子式为C4H10O，1H-NMR谱如图14-2所示。 图14-2 C4H10O的 1H-NMR谱 解：u=(2+24-10)/2=0 1.13 三重峰 6H -CH2-CH3 3.

2、38 四重峰 4H -O-CH2-CH3 可能结构式为：CH3-CH2-O-CH2-CH3 自旋系统：2个A2X3 已知化合物的分子式为C9H12，1H-NMR谱如图14-3所示。 图14-3 C9H12的 1H-NMR谱 解：u=(2+29-12)/2=4 1.22 二重峰 3H -CH-CH3 2.83 七重峰 1H -CH-(CH3)2 7.09 单 峰 5H C6H5- 可能结构式为： 自旋系统：A6X，A5 已知化合物的分子式为C10H10Br2O，1H-NMR谱如图14-4所示。 图14-4 C10H10Br2O的 H-NMR谱 解：u=(2+210-12)/2=5 a 2.42

3、单峰 3H -CO-CH3 b 4.88 双峰 1H 1 c 5.33 双峰 1H d 7.35 单峰 5H C6H5- 可能结构式为： 自旋系统：A5、AB、A3 3某化合物分子式为C8H12O4，NMR图谱如图14-6所示，a=1.31b=4.19，c=6.71，Jab=7Hz，峰面积积分值比a:b:c=3:2:1，试推断其结构式。 图14-6 C8H12O4的氢核磁共振谱 解：计算不饱和度u=(2+28-1)/2=3 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 偶合系统 为一级偶合A2X3系统 根据a=1.31，b=

4、4.19及偶合系统可以推测有-CHCH3存在，并均向低场移动，故为-OCHCH3型结构。 c=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。 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 烯烃质子为等价质子，二个乙氧基峰重叠，此化合物有二种构型。 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

5、峰，1H-NMR谱数据为1.3，3.45，4.25，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14-5 C5H7NO2的1H-NMR谱 解：u=(2+25+1-7)/2=3 红外光谱数据分析。该化合物含有 氢分布：a峰相当的氢数=15/(15+10+10)7=3H b峰相当的氢数=10/(15+10+10)7=2H c峰相当的氢数=10/(15+10+10)7=2H 分裂峰 质子数 可能基团 相邻基团 1.3 三重峰 3 CH3 CH2 3.45 单峰 2 CH2 CO 4.25 四重峰 2 CH2 O、CH3 ，和-CN 4.25说明该基团与氧相连，使值移至低场

6、；3.45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： 1 5某化合物的分子式为C5H11NO2，核磁共振氢谱如图14-6所示，H-NMR谱数据为1.30，3.01，3.82，4.45，试推测其结构式。 图14-6 C5H11NO2的核磁共振氢谱 解：计算不饱和度：U=(2+25+1-11)/2=1 氢分布： a峰相当的氢数=(10/10+20+3.3+3.3)12=3.33H b峰相当的氢数=(20/10+20+3.3+3.3)12=6.66H c峰相当的氢数=(3.3/10+20+3.3+3.3)12=1.11H d峰相当的氢数=(3.3/10+20

7、+3.3+3.3)12=1.11H 结构推测： 分裂峰 质子数 可能基团 相邻基团 1.30 二重峰 3 CH3 CH 3.01 单峰 6 (CH3)2 N 3.82 单峰 1 OH 4.45 四重峰 1 CH O 可能结构式为： CH3CH(OH)CON(CH3)2 6一个分子式为C12H16O2的化合物，试根据核磁共振氢谱图14-7推测其结构式。 图14-6 C12H16O2的核磁共振氢谱 解：计算不饱和度：U=(2+212-16)/2=5 氢分布： a峰相当的氢数=(9/9+5+3+7.5)16=6H b峰相当的氢数=(5/9+5+3+7.5)16=3H c峰相当的氢数=(3/9+5+3

8、+7.5)16=2H d峰相当的氢数=(7.5/9+5+3+7.5)16=5H 结构推测： 分裂峰 质子数 可能基团 相邻基团 1.1 单峰 6 (CH3)2 C 1.95 单峰 3 CH3 CO 3.1 单峰 2 CH2 O 7.1 单峰 5 C6H5- 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推测其结构式。 图14-8 C9H10O2的核磁共振谱 解：计算不饱和度：U=(2+29-10)/2=5 氢分布： a峰相当的氢数=(5/5+5+13+3)10=2H b峰相当的氢数=(5/5+5+13+3)10=2H c峰相当的

9、氢数=(13/5+5+13+3)10=5H d峰相当的氢数=(3/5+5+13+3)10=1H 结构推测： 分裂峰 质子数 可能基团 相邻基团 2.9 三重峰 2 CH2 C6H5- 4.1 三重峰 2 CH2 O 7.1 单峰 5 C6H5- 8.0 单峰 1 CHO 可能结构式为： 8化合物分子式为C9H10O3，红外光谱图中在30002500cm-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推测该化合物的分子结构。 图14-9 C9H10O3的核磁共振谱 解：计算不饱和度：U=(2+29-10)/2=5 氢分布： a峰相当的氢数=(0.51/0.51+0.51+1

10、.3+0.25)10=2H b峰相当的氢数=(0.51/0.51+0.51+1.3+0.25)10=2H c峰相当的氢数=(1.3/0.51+0.51+1.3+0.25)10=5H d峰相当的氢数=(0.25/0.51+0.51+1.3+0.25)10=1H 结构推测： 分裂峰 质子数 可能基团 相邻基团 2.9 三重峰 2 CH2 CO 4.2 三重峰 2 CH2 O 7.1 多重峰 5 C6H5- 11.3 单峰 1 CHOH 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

11、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：求相对分子质量 含C数：14773.5%/12=9 含H数：1476%/1=9 含N数：1479.5%/14=1 含O数：14711%/16=1 相对分子质量为：C9H9NO 计算不饱和度：U=(2+29+1-9)/2=6 氢分布： a峰相当的氢数=(7/7+11+6+6)9=2H b峰相当的氢数=(11/7+11+6+6)9=3H c峰相当的氢数=(6/7+11+6+6)9=2H d峰相当的氢数=(6/7+11+6+6)9=2H 结构推测： 分裂峰 质子数 可能基团 相邻基团 3.5 单峰 2 CH2 C6H5- 3.7

12、 单峰 3 CH2 O 6.9和7.2 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，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：如果是结构式或结构式，与CH3相联的CH2应在23之间出现四重峰，而在图谱中无此峰，所以，不是结构式或；如果是结构式，与O相联的CH3应在34之间出现单峰，而在图谱中无此峰，所以，也不是结构式。应为结构式。其理由如下： 分裂峰 质子数 可能基团 相邻基团 1.2 三重峰 3 CH3 CH2 2.2 单峰 3 CH3 CO 3.6 单峰 2 CH2 -CO-CH2-CO- 4.2 四重峰 2 CH2 CH3-O-