紫外光谱习题及答案(5)

2019-04-15 15:59

实际上由于仪器分辨有限或巧合重叠,造成实测峰数目小于理论值。

只与n个环境相同的氢偶合时,裂分峰的强度之比近似为二项式(a+b)n展开式的各项系数之比。

这种处理是一种非常近似的处理,只有当相互偶合核的化学位移差值价性

,才能成立。 (3)自旋偶合系统中自旋核的等

a.自旋偶合系统。自旋偶合系统是指相互偶合的一组核,不要求系统内所有核之间都相互偶合,但与系统外任何磁核都不偶合。如丙基异丙基醚中乙基是一种自旋偶合系统,异丙基是另一种自旋偶合系统。

b.化学等价核。分子中化学位移相等的核称为化学等价核,如1,1,2-三氯乙烷中-CH2-的两质子是化学等价核。

又如对氯苯甲醛中2,6位两质子或3,5位两质子是化学等价的。

c.磁等价核。分子中若有一组自旋核,其化学位移相同,并且它们各个自旋核对组外任何一个磁核的偶合常数彼此也相同,那么这组核称为磁等价核。例如在1,1,2-三氯乙烷中,亚甲基-CH2-的两个质子不仅化学位移相同,而且它们对邻位次甲基中H的偶合常数也一致,所以称磁等价核。如果核既化学等价又磁等价,称为全同核或等同核。

d.磁不等价核。在有机分子中磁不等价性普遍存在,对推断结构很有用。化学等价的核不一定磁等价,而磁等价一定是化学等价。下面举例说明磁不等价性:

例1:双键同碳质子磁不等价

21

例2:单健带有双键性质时,会产生不等价质子。

例3:单键不能自由旋转时,也会产生磁不等价质子。

例如BrCH2CH(CH3)2有三个构象I、II、III。由构象式的Newman投影图可以看出,亚甲基中两个氢核Ha与Hb处于不同的化学环境,应该是不等价的。

但实际上在室温下,分子绕C-C轴快速旋转,使两个氢核Ha与Hbb处于一个平均的环境,因此Ha与Hb是等价的。而在低温下,这个化合物大部分由I、II两个构象组成,只有少量的III,于是Ha与Hb因所处环境有差别而成为不等价了。

例4:与不对称碳原子连接的-CH2-质子是不等价的。

C*为不对称碳原子,在i的分子中,不管R-CH2-的旋转速度有多快,-CH2-的两个质子所处的化学环境总是不相同,所以-CH2-质不等价,见i、ii、iii的Newman投影图。

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例5:构象固定的环上-CH2-质子是不等价的。

在室温下环已烷的两种构象转化速度快,因此直立氢Ha与平伏He的化学位移被平均化,结果环已烷的信号为单一尖峰δ=1.43ppm。而甾族化合物的稠环构象是固定的,因此Ha和He的化学位移不相同为不等价核,所以甾族化合物在δ=0.8-2.5ppm之间有复杂的信号。

例6:苯环上邻位质子也可能是磁不等价的。

如化合物I和化合物II中,虽然Ha与Ha`、Hb与Hb`化学位移相同,但由于JHaHb=JHa`Hb、JHbHa=JHb`Ha,因此Ha与Ha`、Hb与Hb`为化学等价但磁不等价。

(4)偶合常数与分子结构之间的关系。 2J(或J同)表示同碳偶合 3J(或J邻)表示邻碳偶合 大于三键的偶合称过程偶合 a.同碳偶合

J一般为负值,变化范围大较大,与结构有密切关系。J随着取代基电负性的增加而趋向正的方向变化;随着键角的增加也趋向正的方向变化。 b.邻碳偶合

3J一般为正值。在结构分析时,可以用于赤式和苏式构型的确定;六元环中取代基的的位置的确定等等。 C.远程偶合

远程偶合一般较弱,偶合常数在0-3Hz之间。

(5)自旋偶合系统的分类及命名

自旋偶合系统的分类及命名的方法是:用大写英文字母代表自旋偶合系统中的各个磁核,26个字母分成三组:A、B、C......为一组;M、N、O......为一组;X、Y、Z......为一组。

磁全同质子用同一个字母表示,质子数目用阿拉伯数字注在字母右下角。如CH4可命名表示为A4系统(M4或X4都可以)。如果是一组化学等价而磁不等价的质子,则这一组质子仍用同一个字母表示,但在字母的右上角加撇号以示区别。

如果偶合的磁核之间化学位移与偶合常数之比小于6时,则这些化学位移不同的磁核用同一编组中的不同字母表示。例如:

2

2

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(化合物i中三个质子属于ABC系统,化合物ii中两个质子属于AB系统)

如果偶合的磁核之间化学位移与偶合常数之比大于6时,则这些化学位移不同的磁核用不同组的字母表示。例如:

CH3-CH2-CH2-NO2属于A3M2X2系统;C6H5COOC2H5属于ABB`CC`和A3X2两个系统。

现在将主要自旋偶合系统列于下表。 (点击查看列表)

核磁共振谱习题

一. 选择题

1.以下五种核,能用以做核磁共振实验的有( ACE ) A:19F9 B:12C6 C:13C6 D:16O8 E:1H1

2.在100MHz仪器中,某质子的化学位移δ=1ppm,其共振频率与TMS相差( A ) A :100Hz B:100MHz C: 1Hz D:50Hz E:200Hz

3.在60MHz仪器中,某质子与TMS的共振频率相差120Hz则质子的化学位移为( E ) A:1.2ppm B:12ppm C:6ppm D:10ppm E:2ppm

4.测试NMR时,常用的参数比物质是TMS, 它具有哪些特点(ABCDE )

A:结构对称出现单峰 B:硅的电负性比碳小 C:TMS质子信号比一般有机物质子高场 D:沸点低,且容易溶于有机溶剂中 E:为惰性物质

5.在磁场中质子周围电子云起屏蔽作用,以下说法正确的是(ACDE ) A:质子周围电子云密度越大,则局部屏蔽作用越强 B:质子邻近原子电负性越大,则局部屏蔽作用越强

C:屏蔽越大,共振磁场越高D:屏蔽越大,共振频率越高E:屏蔽越大,化学位移δ越小

6.对CH3CH2OCH2CH3分子的核磁共振谱,以下几种预测正确的是(ACD )

A:CH2质子周围电子云密度低于CH3质子B:谱线将出现四个信号 C:谱上将出现两个信号 D:

<

E:

>

7.CH3CH2Cl的NMR谱,以下几种预测正确的是(D) A:CH2中质子比CH3中质子共振磁场高

B:CH2中质子比CH3中质子共振频率高C:CH2中质子比CH3中质子屏蔽常数大

D:CH2中质子比CH3中质子外围电子云密度小E:CH2中质子比CH3中质子化学位移δ值小8.下面五个化合物中,标有横线的质子的δ最小的是(A)A:CH4 B:CH3F C:CH3Cl D:CH3Br E:CH 3l

9.下面五个化合物中,标有横线的质子的共振磁场H0最小者是(A)

A:RCH2OH B:RCH2CH2OH C:RCH2Cl D:CHBr E:ArCH2CH3

10.下面五个结构单元 中,标有横线质子的δ值最大的是(E)

A:CH3-C B:CH3-N C:CH3-O D:CH3F E:CH2F2

11.预测化合物的质子化学位移,以下说法正确的是(C) A:苯环上邻近质子离C=O近,共振在高磁场 B:苯环上邻近质子离C=O近,屏蔽常数大 C:苯环上邻近质子离C=O近,化学位移δ大 D:苯环上邻近质子外围电子云密度大

12.氢键对化学位移的影响,以下几种说法正确的是(BCE)

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A 氢键起屏蔽作用B:氢键起去屏蔽作用 C:氢键使外围电子云密度下降D:氢键使质子的屏蔽增加 E:氢键使质子的δ 值增加13.对于羟基的化学位移,以下几种说法正确的是(ABE)

A:酚羟基的δ 随溶液浓度而改变 B:浓度越大δ 值越大 C:浓度越大,δ值越小

D:邻羟基苯乙酮的羟基δ 值也随溶液的浓度改变而明显改变 E:邻羟基苯乙酮的δoH与浓度无明显关系 二. 填充题

1.在磁场H0的作用下,核能级分裂,(u为核磁矩),已知,在同一频率条件下,使氟,磷,氢发生共振,所需磁场强度最大的是:_磷_。

2.已知1H1的磁旋比(γ)大于13C6 ,则在同一射频条件下,使1H1和13C6发生共振的条件是:1H1发生共振所需磁场强度小于13C6_。

3.实现核磁共振的条件是:?0 = ? H0 / (2? )。

4.对于质子来说,仪器的磁场强度如为1.4092T,则激发用的射频频率为60 Hz_。

5.某化合物的NMR谱上有两个峰,δ值分别为4.0和7.8ppm,如在60MHz仪器上引两峰频率差是_228_Hz。 6.进行核磁共振实验时,样品要置磁场中,是因为:在外磁场中,原子核能级才会产生裂分。 7.在核磁共振实验中,测定质子的化学位移,常用的参比物质是:_TMS。 8.有个共振谱如图,由图分析_B_质子的屏蔽常数更大。

9.上面两个化合物中,带圈质子的共振磁场较大的是_A_

10.有A、B、C三种质子,它们的屏蔽常数大小顺序为

,试推测其共振磁场H0的大小顺序为_ HA> HB> HC__ 。

11.有A,B,C 三种质子,它们的共振磁场大小顺序为,则其化学位移δ的大小顺序为δC>δB>δA。 12.在化合物CHX3 中随着卤素原子X的电负性增加,质子共振信号将向_低__磁场方向移动。

13.下面五种类型质子和五个化学位移的值,4.26,3.24,2.12,0.77和2.68ppm,请给以归属。

H3C-C,δ__0.77_ H3C-N, δ__2.68_; H3C-O,δ_3.24_; H3C-F,δ__4.26__; H3C-Br δ_2.12_。

14.影响质子化学位移的诱导效应是通过 化学键 起作用,而磁各向异性效应是通过 空间关系 起作用。

15.对于二甲苯()分子中的_2__种类型等性质子,在核磁共振谱上有__2____个信号。

16.预测乙烷分子(CH3CH3)在NMR谱上信号数目为_1_个,苯在NMR谱上信号 数目有_1__个。

17.预测下列化合物各有几种等性质子,在NMR谱上有几个信号。

(CH3)3-C-O-C(CH3)3有_1__种等性质子,_1__个信号。 (CH3)2CH-O-CH-(CH3)2 有_2_种等性质子,__2_个信号。

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