第一章 紫外光谱
一、简答
1.丙酮的羰基有几种类型的价电子。试绘出其能级图,并说明能产生何种电子跃迁?各种跃迁可在何区域波长处产生吸收?
答:有n电子和π电子。能够发生n→π*跃迁。从n轨道向π反键轨道跃迁。能产生R带。跃迁波长在250—500nm之内。
2.指出下述各对化合物中,哪一个化合物能吸收波长较长的光线(只考虑π→π*跃迁)。
(1)CH3CHCH2及CH3NHR(2)及CHCHOCH3
答:(1)的后者能发生n→π*跃迁,吸收较长。(2)后者的氮原子能与苯环发生P→π共轭,所以或者吸收较长。
3.与化合物(A)的电子光谱相比,解释化合物(B)与(C)的电子光谱发生变化的原因(在乙醇中)。
(A)(CH )32NNNNO2入max=475 εmax=32000入max=438 εmax=22000(B)(CH )32NH C 3NNNO2(C)(CH )32N(CH )32HCNNNO2入max=420 εmax=18600
答:B、C发生了明显的蓝移,主要原因是空间位阻效应。
二、分析比较
1.指出下列两个化合物在近紫外区中的区别:
CH3CH2(A)(B)
答:(A)和(B)中各有两个双键。(A)的两个双键中间隔了一个单键,这两个双键就能发生π→π共轭。而(B)这两个双键中隔了两个单键,则不能产生共轭。所以(A)的紫外波长比较长,(B)则比较短。
2.某酮类化合物,当溶于极性溶剂中(如乙醇中)时,溶剂对n→π跃迁及π→π跃迁有何影响?用能级图表示。
答:对n→π*跃迁来讲,随着溶剂极性的增大,它的最大吸收波长会发生紫移。而π→π*跃迁中,成键轨道下,π反键轨道跃迁,随着溶剂极性的增大,它会发生红移。
**
三、试回答下列各问题
某酮类化合物λ引起的?
答:乙醇比正己烷的极性要强的多,随着溶剂极性的增大,最大吸收波长从305nm变动到307nm,随着溶剂极性增大,它发生了红移。化合物当中应当是π→π反键轨道的跃迁。
hexane
max=305nm,其
**
λEtOH max=307nm,试问,该吸收是由n→π跃迁还是π→π跃迁
第二章 红外光谱
一、回答下列问题:?
1. C—H,C—Cl键的伸缩振动峰何者要相对强一些?为什么?
答:由于CL原子比H原子极性要大,C—CL键的偶极矩变化比较大,因此C—CL键的吸收峰比较强。?
2. ?C═O与?C═C都在6.0μm区域附近。试问峰强有何区别?意义何在??
答:C=C双键电负性是相同的,C=O双键,O的双键电负性比C要强。在振动过程中,肯定是羰基的偶极矩的变化比较大,所以羰基的吸收峰要比C=C双键的强的多。
二、分析比较
1. 试将C═O键的吸收峰按波数高低顺序排列,并加以解释。?
(1)CH3COCH3 CH3COOH CH3COOCH3 CH3CONH2 CH3COCl CH3CHO
(A) (B) (C) (D) (E) (F)
OOCH3CCH3OCH3CNH2(2)? CH3C (A) (B) (C)
CH3OCH3CCH3CH3
OCH3CNO2 (D) (E)
答:(1)顺序是E〉B〉C〉F〉A〉D。因为CL原子电负性比较强,对羰基有诱导效应,它的峰位最高。COOH电负性也比较强,对羰基本也有诱导效应,但是比CL弱些。CH3相对吸电子效应要弱一点。CHO的诱导效应不是很明显。(A)的共轭效应比CHO要低一点。NH3的吸收峰向低处排列。
(2)(D)中有两甲基处在邻位,可阻碍羰基和苯环的共轭,共轭吸收峰会向低波位数移动,阻碍共轭,吸收峰位会提高。(E)中有个硝基,硝基是个吸电子的诱导效应,羰基是向高峰位处移动,(D)和(E)两者差不多。(A)只有一个羰基,对位也没有取代基。(B)对位有个甲基,可与苯环发生超共轭,比(A)低点。(C)对位的氮原子氨基可以与苯环发生共轭,使得羰基的吸收峰位向低频处移动。因此顺序是D和E最高,其次是A〉B〉C。 2.能否用稀释法将化合物(A)、(B)加以区分,试加以解释。
? ?
OOHOOHOO (A) (B)?
答:(A)能形成峰子内氢键,(B)能形成峰子间氢键。峰子内稀释对其红外吸收峰无影
响。峰子间稀释,浓度越高,形成的氢键越强,向低波处移动的越厉害。稀释会阻碍形成氢键,吸收峰会向高波处移动。所以可以用稀释的方法来辨别。
三.结构分析
1. 用红外光谱法区别下列化合物。?
O (2) (1)?
O
COOC2H5COOC2H5COCH3CH3CH3COCH3
CH3 (A) (B) (A) (B)? 答:(1)(B)有两个羰基,在两个羰基的影响下,两个亚甲基会发生互变异构。(A)有两个羰基的吸收峰。(2)(B)有非常大的空间位度,它的吸收峰的峰位会比较高,波数也会比较高,会阻碍羰基和双键的共轭,波数会升高。(A)波数比较低。
2.某化合物在4000~1300cm–1区间的红外吸收光谱如下图所示,问此化合物的结构是(A)还是(B)??
OHO(A) C N (B) CNH2
答:应该是(A)。因为在2400-2100cm处出现了吸收峰,如果有炭氮三键在,它会在2400-2100之间出现伸缩振动的吸收峰。OH的吸收峰在3300cm左右,也比较明显。
五、简答?
1. 1–丙烯与1–辛烯的IR光谱何处有明显区别??
答:如果化合物中存在亚甲基,而亚甲基的数目在4个以上,它会在722左右出现面内摇摆振动的吸收峰,1-辛烯里有722左右的面内摇摆振动的吸收峰,而1-丙烯没有。 2.下列两个化合物,哪个化合物的IR光谱中有两个?C═ O吸收峰? ?
OOHOOOHOHOOH (A) (B)?
答:(A)是两个a位的OH,可与羰基形成氢键。这两个羰基是等价的,只会出现一个吸收峰。(B)a位的OH可以和羰基形成氢键,而下面的羰基不能,则可能会出现两个不同的吸收峰。所以是B有两个吸收峰。
六、结构解析.
1、某化合物分子式为C2H4O2,红外光谱如下图所示,试推测其结构。
答:计算出不饱和度是1,说明它可能有双键或者有羰基。透光率越小,吸收越强。1714透光率只有4,这个吸收峰是最强的。1700吸收峰左右应该是羰基。2937有个非常强而宽的吸收峰,是羧基里非常典型的羟基振动吸收峰。从1714和2937两个吸收峰可以证明羧基是存在的。3000-2850之间有饱和炭氢吸收峰,由于羟基吸收峰振动太强将其掩盖,1460-1375左右有甲基吸收峰。1414-1360有两个较强的吸收峰。可以证明甲基是存在的。这个化合物是乙酸。
2、某化合物分子式为C2H5NO,红外光谱如下图所示,试推测其结构。