第三章 - 核磁共振波谱法习题集及答案(8)

2019-08-30 21:31

子的屏蔽常数大,一般化合物的峰都出现在 TMS 峰的左侧。此外, TMS 是化学惰性的,它易溶于大多数有机溶剂,沸点只有 27℃,测量完毕后只需加热,即可将其除去,使试样获得回收。

2) ??1= 134/60 = 2.23

?2= 240/60 = 4.00 ? ?? 1 = 2.23×100 = 223 Hz ? ?? 2 = 4.00×100 = 400 Hz 3. 5 分

[答] ?? =?? /? 0×106 = (120×106)/(60.0×106) = 2.00 4. 10 分

[答] (1) 根据 ? = ?B/Ih 在磁场强度不变的条件下 ?? ∝ ?? ∴ ??C ??C 0.70200 ─── = ─── = ───── ??H? ??H? 2.79268

∴ ?? C= 0.70200/2.79268×100 MHz = 25.14 MHz (2) 根据 ? C = ?C BC/Ih ; ??P?=?PBp/Ih 今按题意 ? C = ?P ; ?PBP =?C BC

∴ Bp = ?CBC/?P= 0.70200/1.1305 ×2.35T = 1.46T

[答]13C 在磁场强度为 2.35T时的振荡频率为 25.14MHz31P 在 25.14MHz 频率下,在 1.46T时发生核磁共振。 5. 10 分

[答](1) 组成比

54.5 36.4 9.1

C:O:H= ── :── :── =4.54:2.27:9.1 12.0 16.0 1.0 = 2:1:4

(2) 据相对面积说明该化合物含有8个H 所以分子式为C4H8O2

结构为: CH3──CH2──COO──CH3 ? : 1.2 2.3 3.6 三重峰 四重峰 单峰 6. 5 分

[答] ? ?EC h?C ? ? C ? ? C ??? C ?H0/(ICh)

? ?E=h?, ─── = ─── = ── ? ── = ────────── ? ?EH? h?H?? ?H ? ?H ?? ?H ?H0/(IH h) I C =IH?, ?? C /?H =? C /?H =0.702/2.793 =0.251 7. 5 分

[答] Ho ?N ? ?N /IN? ?N ×IH? ? =? ?── 二者相比 ── = ────, ?N =?H ×───── Ih ?H ? ??H /IH? ?H ×IN? ?N ×1/2? 0.404×1/2?

?N =?H ×──── =1.0×108×───── =7.24×106MHz ?H ?? 2.793 8. 5 分

[答]?? =?? / ?o×106 =(430×106)/(90×106) =4.78 9. 5 分

[答] ?HHo 1.41×10-12J/T ×2.4T

? = ──── = ─────────── =1.0×1016/s hI 0.663×10-27J?s×1/2

=1.0×108MHz 10. 10 分

[答](1) ? =(2??/h)B0(1-? )=(2??/ h)Beff

A的? 较高, 故推断A的Beff较高. (屏蔽较小) ?? =(2??/h )?Beff =(2?? B0/h)[?Beff/B0] =[?Beff/B0]??0

?Beff =(??/?0)B0=(480/60×106)×1.409 =1.127×10-5(T) (2) 以TMS的?=0, 共振频率为?0, 则 ??=?0(1-?) 或??=-(? -?0)/ ?0

∴A质子, ? (A) =-360/(60×106) =-6.0×10-6 B质子, ? (B) =-[-120/(60×106)] =-2.0×10-6 11. 5 分

12. 5 分 根据

13. 5 分

根据?=??/? 0 ×106

(1) ??=?·? 0 ×10-6=7.4 ×90=666Hz (2) ?=171/90=1.9 14. 5 分

(1)顺序为?EH >?EAl >?EAs >?EN (2)根据相邻两能级能量差

??E ?????B 0 Ih B 0 ??1 ????1 ??E I h I 1 1 ????1 B ??2 ??E 2 ??2 ??0 I 2 h I 2 : ??: ????E E ??E E 1 2 : 3 4 ????????1 ??: 2 : 3 : 4 I 1 I 2 I 3 I 4 . ??H 2 793 . 586 ????5 1 I H 2 . ??N 0 4073 . ????0 4073 1 I N . 6385 ??Al 3 . 445 ????1 5 I Al 2 . 4349 ??As 1 . ????0 957 3 I As 2 E H ????E Al ????E As ????E N ????

15. 10 分

(1)1H的共振频率

13

(2)求C的共振频率(在80MHz仪器上) 对质子80MHz相应的磁场强度

对13C

1 . 87 B T . 1 MHz ??20 . 1 MHz ??2 ??2 ???1 ???25 2 34 . B T 1 16. 10 分 根据

???

(1)13C:

B 0 ??Ih ??Ih ??2 B 2 ???????1 B 1 Ih ???60 ??. 4092 ?. 606 B 2 ??B 1 ?2 ??1 ??5 T 15 . 08 ??1

(2)19F

根据13C、19F的自旋量子数都是??=1/2

17. 2 分

(1)能态数 2Ι+1 为2×(7/2)+1=8个 (2)磁量子数 m=Ι, Ι-1, Ι-2,?-Ι m=7/2,5/2,3/2,1/2,-1/2,-3/2,-5/2,-7/2 18. 2 分

?=?? /? 0 ×106 ??=?·? 0 ×10-6 不同仪器的?相同

?? =6.8×300×106×10-6=2040Hz 19. 5 分

(1)1H两能极能量之差:

20. 5 分

四、问答题 ( 共 88 题 ) 1. 5 分

Br H ┃ ┃

CH3- C - CH2- C - Br 1 4┃ 2 ┃3

H H

??11.7 峰为甲基受相邻一个质子偶合的双峰。因相邻碳上连有溴原子,故 ?2增大。?22.3是亚甲基受到相邻碳上三个质子的偶合 (- CH - CH2- CH2- ),故为四重峰。?33.5 是亚甲基受相邻碳上二个质子的偶合(- CH2- CH2- ),故为三重峰。因同碳原子上带有溴原子,其化学位移位于 ??2.3 处的亚甲基。 ??44.3 是 CH的峰。因受到相邻碳上 5 个质子 ( CH3 和

- CH2- ) 偶合故分裂成六重峰。因碳上连有 Br,故?值增大。 2. 5 分

[答] 一个碳原子上联有两个 Cl,(同碳质子的)?数值较大,故为 ?2= 5.77 ,另一个碳原子上联有一个 Cl,(同碳质子的) ?数值较小,故为 ??1= 3.95 ,因此, 1,1,2 - 三氯乙烷的结构式为

Cl Cl ┃ ┃ H - C1-C2- H ┃ ┃

H Cl

峰 1 面积:峰 2 面积 = 2 : 1 采用高分辨核磁共振谱仪时,峰1分裂成以??1= 3.95 为中心的双峰;峰2分裂成以?2= 5.77 为中心的一组三重峰。 3. 5 分

[答]由于该化合物所有的质子都是化学等价的质子,所以在谱图中仅有一个峰,因此 无比例可测。 4. 10 分

[答] ? = 1/2 [ 3(4-2) + 3(1-2) + 5(1-2) + 2 ] = 0

从 NMR 谱图质子峰的归属推测该化合物为: Cl H Cl │ │ │ H - C - C - C - H │ │ │

Cl Cl Cl

分析:(a) 质子 (1H) 由于受到相邻二个碳上磁等效质子的屏蔽作用和 Cl 原子电负 性的影响裂分为三重峰且出现在中场。

(b) 质子 (2H) 为二边二个 C 原子上磁等效的质子,多受中间 C 原子上质子

的自旋偶合作用而裂分为二重峰,峰面积相当于 2H,又因受电负性较强的 2 个 Cl 原子的影响,故化学位移到较低场。

5. 5 分

[答]自左至右质子以符号c、a和b表示

c,a,cab b

6. 5 分

[答]自左至右质子的符号以a、b、c和d表示


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