现代波谱分析化学第三次作业

2018-12-02 14:02

1.将下列两组化合物按λmax大小顺序排列,并说明理由(只考虑π→π*跃迁)

(A) c>b>a。没有共轭的孤立双键在激发时,所需能量大于共轭双健所需能量;共轭体系越大,激发所需能量越小。

(B) b>a>c。有共轭体系的,激发能量小于无共轭体系的,1,2-不饱和醛酮的激发,其能量高于激发存在延长共轭双键时所需能量。

2.乙烷、甲醚和环戊烯的λmax分别为135、185和190nm,它们各由何跃迁引起的? 3.指出下列异构体所对映的紫外光谱数据:

λmax:244 εmax:16000( B ); λmax:275 εmax:16( A)。

4.紫外吸收光谱谱图又称紫外吸收曲线,是以 波长 为横坐标;以 吸光度 为纵坐标。 5.红外光谱定性分析的基本依据是什么?简要叙述红外定性分析的过程。

答:依据峰的形状以及出峰位置(波数)来定性。大致过程:1、首先按照各大峰区,找到各个出峰位置,并确定峰的形状;2、对各个吸收峰进行定性,确定可能存在的结构;3、确定可能的连接方式,在与标准谱图对照。

6.试分别计算乙炔和苯分子自由度总数及振动自由度数目。 乙烯:总自由度:3×4=12;振动自由度:12-5=7; 苯:总自由度:3×12=36;振动自由度:36-5=31。

7.某液体化合物分子式C5H10,试根据其红外光谱图,推测其结构。

(1)不饱和度U=5-10/2+1=1,可能存在C=C或环(U=1)。

(2)谱峰归属

1 2 3 4 5 6 (3)可能结构

3077cm-1 2970 cm-1~2883 cm-1

1651 cm-1 1466 cm-1 1377 cm-1 887 cm-1

双键=C-H伸缩振动,可能是烯烃 CH3或CH2的C-H伸缩振动 C=C伸缩振动

CH3的C-H不对称伸缩振动或CH2的剪式振动 CH3的C-H对称变形缩振动

末端烯烃,同碳二取代C-H变形振动特征吸收峰

8.化合物C6H12,根据如下IR谱图确定结构,并说明依据。

(1)不饱和度U=6-12/12+1=1,可能存在C=C或环(U=1)。 (2)谱峰归属 1 2 3 4 5 6

3079 cm-1 2960 cm-1 1643 cm-1 1467 cm-1 1386 cm-1~1368 cm-1 994 cm-1,911 cm-1

双键=C-H伸缩振动,可能是烯烃 饱和C-H伸缩振动,可能存在CH3或CH2 C=C伸缩振动

CH3的C-H不对称伸缩振动或CH2的剪式振动 CH3的C-H对称变形振动,裂缝可能为异丙基 末端烯烃单取代-CH=CH2的C-H变形振动

(3)可能结构

(4)结构确定

谱图中甲基对称变形振动1377 cm-1发生裂分,且裂分双峰的强度在1386 cm-1、1368 cm-1相等,应为异丙基裂分的情况,而由994 cm-1,911 cm-1知,只有一个氢被烷基取代,故推断得上式结构。

9.根据IR和MS谱图确定化合物(M=70)结构,并说明依据。

(1)分子式确定:由M=70知,给化合物分子式可能为:C5H10、C4H6O;由IR谱图知,该化合物中不存在活泼氢(O-H或N-H)(3100 cm-1以上无吸收峰),不存在C=O(1651 cm-1),故该化合物分子式应为C5H10。

(2)不饱和度U=5-10/2+1=1,可能存在C=C或环(U=1)。 (3)IR谱峰归属

1 2 3 4 5

3077 cm-1 2970 cm-1 1651 cm-1 1466 cm-1 887 cm-1

双键=C-H伸缩振动,可能是烯烃 饱和C-H伸缩振动,可能存在CH3或CH2 C=C伸缩振动

CH3的C-H不对称伸缩振动或CH2的剪式振动 末端烯烃,同碳二取代C-H变形振动特征吸收峰

(4)MS谱峰归属 m/z 70 55 41 39 29

(5)可能结构

10.某化合物分子式为C4H8O2,根据如下IR和1H NMR谱图推断其结构.

离子 M+

·

主要断裂反应 [M-CH3·]+ [M-CH3CH2·]+ HCCCH2+ CH3CH2+

(1)不饱和度U=4-8/2+1=1,可能存在C=C、C=O或环(U=1) (2)IR谱图归属 1 2 3 4 5 6

2985 cm-1,2966 cm-1

1743 cm-1 1437 cm-1 1358 cm-1 1203 cm-1 1000 cm-1,1022 cm-1

饱和C-H伸缩振动,可能存在CH3或CH2 C=O,羰基的特征吸收峰

CH2剪式振动或CH3的C-H不对称弯曲振动 CH3的C-H对称弯曲振动 C-O-C伸缩振动 C-O变形振动

(3)1HNMR谱图归属

δ

1.15 2.35 3.58 积分 裂分峰数 3H 2H 3H 三重峰 四重峰 单峰 归属 CH3 CH2 CH3 推断

与CH2相连,相互偶合裂分,CH2-CH3

与C=O相连,且与CH3相互偶合裂分相连,O=C-CH2-CH3 与电负性较大的原子(O)相连, -O-CH3 (4)可能结构

11.共扼效应使C=O伸缩振动频率向 低 波数位移;诱导效应使其向 高 波数位移。 12.简述激光拉曼光谱的发展史。

答:1、1923年德国物理学家A.Smekal预言拉曼光谱存在;1928年印度物理学家C.V.Raman在实验中首次观察到拉曼光谱;1928~1945年,拉曼光谱在结构化学研究中起到重大作用;1946年以后,红外光谱的迅速发展,其逐渐替代拉曼光谱成为获取分子信息的主要手段之一;20世纪50年代,,拉曼光谱处于停滞不前的状态;20世纪60年代,激光技术的发展,使得拉曼光谱复兴,激光拉曼光谱出现;近年来,将电子计算机应用于拉曼光谱的自动化控制和数据处理,克服了早期拉曼实验中的种种困难。 13.化合物C6H15N,根据如下Raman光谱图回答问题。

a) 指出该化合物的类型;脂肪族饱和胺类化合物

b) 3368 cm-1和3310 cm-1谱峰对应化合物中什么基团的何种振动形式; 伯胺的N-H键对称伸缩振动和不对称伸缩振动

c) 2937 cm-1和2855 cm-1谱峰对应化合物中什么基团的何种振动形式; 饱和C-H对称伸缩振动和不对称伸缩振动

d) 1443 cm-1谱峰对应化合物中什么基团的何种振动形式; 甲基不对称变形振动

e) 782 cm-1谱峰对应何种振动形式; 变形振动


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