四大谱图综合解析5
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9 某未知物为无色液体,沸点156.9997℃,它的红外光谱,核磁共振谱以及质谱如图,它的紫外光谱在210nm以上无吸收。
试确定未知物的结构。
[解] 从未知物的质谱数据得知,分子离子峰m/e164,其丰度不大,估计未知物不是芳香族化合物。
已知[M + 2 ]/[M] = 95.7:100,又知道Br81/Br79=98:100,由此得知未知物分子含有1个溴原子。
通常在卤化物的质谱中,由于失去电负性较大的卤原子(X)而出现1个强的[M-X]峰
R—X R+ + X-
在未知物的质谱中确有1个m/e85(l64-79=85)的峰,从而进一步证明未知物分子含有1个溴原子。
显然,R部分的质量为85。
此外,质谱中还存在m/e29, 43, 53等(C n H2n+1 )或(C n H2n+1CO)系列的峰,这暗示R部分可能是CH3(CH2)5-或CH3(CH2)3CO-。
但根据m/e93和95(—CH2Br+),107和109(—CH2CH2Br+)以及135和137(—(CH2 )4Br+)等峰,估计R部分应是烷基。
因此未知物的分子式可能是C6H13Br。
含有6个或6个以上碳原子的正烷基溴化物,通常容易形成1个5元环的溴鎓离子,未知物的质谱在m/e135和137处有1强峰,可指定为溴鎓离子,从而推测未知物为正溴己烷。
CH3CH2CH2CH2CH2CH2Br
上述鉴定也得到其它光谱的证实。
未知物的紫外吸收光谱在210nm以上无吸收,这说明不存在羰基、芳环以及卤素与双键共轭等。
未知物的红外光谱甚为简单,没有羰基、羟基、芳环或烯烃的特征吸收。
在未知物的核磁共振谱中δ3.32处的三重峰,积分值相当2个质子,这分明是与1个次甲基相连的次甲基的峰。
由于它的化学位移偏低场,故该亚甲基应与溴原子相连,即一CH 2-CH 2-Br 。
高场δ0. 89处的1个畸变的3重峰,积分面积相当3个质子,故应为1个甲基。
δ2. 1~1.1之间的1组峰,积分面积相当8个质子,正好是4个亚甲基。
可见核磁共振谱数据也是与正溴己烷的结构一致的。
未知物质谱中的主要碎片离子,可按照正溴己烷的结构解释如下:
CH 3
CH 2CH 2
CH 2
CH 2
CH 2
Br
29
135
43
107
85
10. 某一未知化合物,它的质谱、红外光谱和核磁共振谱如图所示。
它的紫外吸收光谱数据为:λmax =292nm (环己烷),ε23.2。
确定该化合物结构。
[解] 红外光谱中1730cm-1的强吸收带指出化合物结构中存在着1个C=O基。
而在2703cm-1处的中等强度的吸收带,是相当特征的醛基C-H伸缩振动吸收带,表明未知物为一醛类化合物。
紫外吸收光谱数据λmax292nm,εmax23.2 (醛基的特征吸收),核磁共振谱中的δ9.75处的三重峰(醛基质子峰)以及质谱中的基峰质荷比为44(典型的醛的基峰)等,也都证实存在着醛基。
由于核磁共振谱或红外光谱中都不存在芳环结构的特征吸收,因此未知物应是一脂肪族醛。
核磁共振谱中δ2.42处的多重峰,相当2个质子,显然是与醛基相连的亚甲基峰。
高场δ0. 89处的1个畸变的3重峰,积分面积相当3个质子,故应为I
个甲基。
δ2. 1~1.1之间的1组峰,积分面积相当8个质子,正好是4个亚甲基。
根据上述分析,未知物的结构应为:
CH3CH2CH2CH2CH2CH2CHO
这一结构,相当于分子量114。
在未知物的质谱图中,确实可以在m/e114
处发现1个很弱的分子离子峰。
此外,质谱中m/e29,43,57,71等一系列直链脂肪烃的特征碎片,也与上述鉴定吻合。
根据这一结构,未知物质谱图中的其它主要碎片峰也可得到满意的解释。
如质荷比为96的碎片离子是由分子离子失去水分子而形成的,质荷比为86的碎片离子是由分子离子失去CO而形成的,质荷比为70的碎片离子是由分子离子失去—CH2CHOH基而形成的等等。