第八章 现代物理实验方法在有机化学中的应用练习及答案

第八章现代物理实验方法在有机化学中的应用

1．指出下列化合物能量最低的电子跃迁的类型。

答案：

⑴. π-π* ⑵．n-σ*⑶．n-π* ⑷． n-σ* ⑸. п-п*

2．按紫外吸收波长长短的顺序，排列下列各组化合物。

⑴.

⑵．CH3-CH=CH-CH=CH2 CH2=CH-CH=CH2 CH2=CH2

(3)．CH3I CH3Br CH3Cl

⑷．

⑸. 反-1,2-二苯乙烯顺-1,2-二苯乙烯

答案：

⑴以环己酮为基准，添加共轭双键及增加助色基都使UV吸收产生红移。

⑵以乙烯为基准，添加共轭双键及增加助色基都使UV吸收产生红移。

CH3-CH=CH-CH=CH2>CH2=CH-CH=CH2>CH2=CH2

⑶杂原子的原子半径增大，化合物的电离能降低，吸收带波长红移。n ® s*

CH3I>CH3Br>CH3Cl

⑷以苯环为基准，硝基苯增加p-p共轭，氯苯增加p-p共轭，UV吸收红移。

⑸反式异构体的共轭程度比顺式异构体更大。

反-1,2-二苯乙烯>顺-1,2-二苯乙烯

3.指出哪些化合物可在近紫外区产生吸收带.

(1) (2)CH3CH2OCH(CH3)2(3) CH3CH2C≡CH

(4) (5) CH2=C=O (6).CH2=CH-CH=CH-CH3

答案：

可在近紫外区产生吸收带的化合物是⑷,⑸,⑹。

4、图8-32和图8-33分别是乙酸乙酯和1-己烯的红外光谱图,试识别各图的主要吸收峰:

答案：

图8-32己酸乙酯的IR图的主要吸收峰是：①.2870-2960cm-1为-CH3,>CH2的V C-H碳氢键伸缩振动。

②.1730cm-1为V C=O羰基伸缩振动。③.1380cm-1是-CH3的C-H弯曲振动。④.1025cm-1,1050CM-1为V C-O-C 伸缩振动。

图8-33,1-己烯的IR图主要吸收峰是①.=C-H伸缩振动。②.-CH3,>CH2中C-H伸缩振动。③.

伸缩振动,④.C-H不对称弯曲振动。⑤.C-H对称弯曲振动。⑥.R-CH=CH2一取代烯。

5.指出如何应用红外光谱来区分下列各对称异构体:

（1）和CH3-C≡C-CH2OH

（2）

（3）和

⑷

（5）

答案：

（1）和CH3-C≡C-CH2OH。

前者:νC=C：1650cm-1, νC=O：1720cm-1左右.。

后者:νC=C：2200cm-1, ν-O-H：3200-3600cm-1。

（2）=C-H面外弯曲,反式,980-965cm-1强峰。

=C-H面外弯曲,顺式,730-650峰形弱而宽。

⑶和，在共轭体系中,羰基吸收波数低于非共轭体系的羰基吸收。

⑷中的C=C=C伸缩振动1980cm-1. 中的C=C 伸缩振动

1650cm-1。

（5）吸收波数νC≡N>νC=C=N，νC≡N在2260-2240cm-1左右。

在C=C-H的面外弯曲振动910-905cm-1。

6.化合物E,分子式为C8H6,可使Br/CCl4溶液褪色,用硝酸银氨溶液处理,有白色沉淀生成；E的红外光谱如图8-34所示，E的结构是什么？

答案：

E，分子式C8H6，不饱和度为6，显然含有苯环(一个苯环的不饱和度为4)；可使溴-四氯化碳溶液褪色表明环上侧链还含有重键C=C或C≡C；用硝酸银氨溶液处理有白色沉淀生成，说明含有-C≡C-H；至此，E 的结构已经确定。无需用到IR 光谱，但IR 光谱可进一步验证前面推测的正确性。

①．3300 cm-1是≡C-H伸缩振动，②．3100 cm-1是Ar-H的伸缩振动，③．2200 cm-1是C≡C的伸

缩振动。④．1600-1451 cm-1是苯环的骨架振动。⑤．710 cm-1，770 cm-1表示苯环上单取代，所以化合物E的结构是：

7．试解释如下现象：乙醇以及乙二醇四氯化碳溶液的红外光谱在3350 cm-1处都有有一个宽的O-H 吸收带，当用CCl4稀释这两种醇溶液时，乙二醇光谱的这个吸收带不变，而乙醇光谱的这个带被在3600 cm-1一个尖峰代替。

答案：

在3350 cm-1是络合-OH的IR吸收带，在3600 cm-1尖峰是游离-OH吸收峰，乙醇形成分子间氢键，溶液稀释后，-OH由缔合态变为游离态，乙二醇形成分子内氢键，当溶液稀释时，缔合基没有变化，吸收峰吸收位置不变。

8．预计下列每个化合物将有几个核磁共振信号？

⑴.CH3CH2CH2CH3（2）

（3）.CH3-CH=CH2（4）反-2-丁烯

（5）1,2-二溴丙烷（6）CH2BrCl

（7）（8）2-氯丁烷

答案：

9.定出具有下列分子式但仅有一个核磁共振信号的化合物结构式。

（1）C5H12 （2）C3H6 （3）C2H6O （4）C3H4（5）C2H4Br2（6）C4H6 (7)C8H18 （8）C3H6Br2 答案：

（1）（2）（3）CH3-O-CH3（4）CH2=C=CH2（5）BrCH2-CH2Br

（6）CH3-C≡C-CH3（7）（8）

10.二甲基环丙烷有三个异构体,分别给出2,3和4个核磁共振信号,试画出这三个异构体的构型式。答案：

2组信号 4组信号 3组信号

11.按化学位移δ值的大小,将下列每个化合物的核磁共振信号排列成序。

（1）（2）

（3）（4）

（5）（6）（7）

（8）

答案：

（1）δb>δa （2）δb>δa （3）δa>δb （4）δa>δb>δc>δd （5）δa>δb （6）δa>δc>δb （7）δb>δ（8）δb>δa>δc

12.在室温下,环己烷的核磁共振谱只有一个信号,但在-100℃时分裂成两个峰。试解释环己烷在这两种不同温度下的NMR图。

答案：

在室温下，环己烷的环以104-105次/秒快速转动，使命个α键质子与6个e键质子处于平均环

境中，所以室温下，NMR图只有一个单峰。当温度降至-100℃时，环己烷的转环速度很慢，所以在NMR图中可记录下α键质子和e键质子各有一个单峰。即有两个峰。

13、化合物A，分子式为C9H12，图8-35图解-36分别是它的核磁共振普和红外光谱，写出A的结构。