波谱学复习资料2012.10
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29
13C
NMR谱解析
• 有机物，分子无对称性13CNMR如下
C10H14
第四部分 质谱(MS)
在质谱图中，强度最强的峰是分子离子峰 在质谱图中，质荷比与分子量相同的峰可能是分子离子峰 通过低分辨质谱仪测定分子离子峰，一般可以确定化合物的分子量 不能确定分子式 在质谱图中，化合物的分子离子峰（M+）是除其同位素峰外的 质荷比最大的峰
1、不饱和度0，化合物为卤代烷； 2、 化合物在4.1处有一双重峰，5.8处有一三重峰，化合物可能 28 含有 结构
分子式为C3H4O，试推测其结构。
分析： 1、不饱和度2，化合物可能含有双键、叁键或环； 2、 化合物在2.5处有一三重峰，4.2处有双重峰，在3.2有一个单 峰，从自旋偶合分析化合物含有叁键和羟基其连接结构如图 所示。
含氮规则
仅由C、H、O、N组成的化合物，当含奇数个N原子时，其分子离 子峰（M+）是奇数；当含偶数个N原子时或不含N原子时，其分子 离子峰（M+）是偶数 四大谱中，灵敏度大小比较：质谱>红外光谱>紫外光谱>核磁 高分辩质谱仪的分辨率R一般大于10000
32
碎片离子的稳定性：
烷基苯受到电子轰击后，形成的游离基正离子易发
25
• 1H NMR谱解析 C10H14确定结构
b
分析： a 1、不饱和度4，化合物可能含有苯环 d e c 2、 化合物在2.6处有一四重峰，1.3处有一三重峰，化合物可能 含有乙基，在7.2有一个单峰，说明化合物为芳烃。 综上所述，化合物结构是为：
C10H14确定结构。
分析： 1、不饱和度4，化合物可能含有苯环 2、 化合物在2.3左右有两个单峰，说明化合物含有甲基，在6.9 有一个单峰，说明化合物为芳烃。 综上所述，化合物结构是为：
3
电子跃迁的类型
P8
电子跃迁能级大小:
• UV光谱中常出现K带，引起K带的电子跃迁类型是 *
• 在丙烯醛的紫外光谱图中，可能存在n*跃迁， 产生的吸收谱带为R带 • 在丙酮分子的电子跃迁中，能量最高的跃迁是 *；能量最低的跃迁是n* • 化合物CH3CH2OCH2CH3 中，能量最低的电子跃迁类 型是n* ；化合物CH2=CHCHO中，能量最低的电 子跃迁类型是n*
母体二烯烃 四个取代烷基 一个环外双键
217 4×5=20 5 计算值 242 nm
母体二烯烃 217 同环双键 36 5个取代烷基 5×5=25 计算值 268nm
8
某化合物可能为以下结构，其UV实测值为λmax: 237nm， 其合理的结构应为 C
化合物C4H6O，其紫外吸收光谱波长在230nm 左右， 下列结构中可能的结构C、E、 H
16
分子式C6H14，推测该化合物的结构。
分析： 1、不饱和度0，3000cm-1以上无吸收峰，化合物为饱和烷烃 δCH3: δas在1460 cm-1，而δs在1380 cm-1有特征峰； δCH2 : δs在1460cm-1 2、 1380 cm-1无分裂，无异丙基(偕二甲基)或叔丁基
17
分子式 C4H5N ，推测该化合物的结构。
分析： 1、不饱和度3，化合物可能还有双键、叁键或环； 2、 2262处有一吸收峰，可能含有碳氮叁键； 3、 1645处有一吸收峰，可能为碳碳双键伸缩振动峰； 4、3094处有一吸收峰，可能为烯氢上的碳氢伸缩振动峰；
18
分子式为C7H12O，推测该化合物的结构
νC=O ~1725 cm-1
19
分子式为C4H8O，推测其分子结构。
(X代表卤素，计算不饱和度是不计算氧原子等二价化合物)
36
紫外光谱在280nm有弱吸收峰，红外光谱1727和1735cm-1有 强的吸收峰，高分辨质谱表明分子式为C7H12O3
分析： 1、不饱和度为2，化合物可能还有双键、叁键或环； 2、红外光谱1727和1735cm-1有强的吸收峰，可能含有两种碳氧双键； 3、在1.4处有一个三重峰，4.2处有双重峰，说明化合物可能有乙基； 4、在2.2处有单峰，化合物可能有甲基； 5、在2.6、2.8处有三重峰，化合物可能有两个亚甲基直接相连； 综合上述，可知化合物结构式为：
分析： 不正确，因为对称性的炔烃或烯烃类衍生物中，叁键和双键
伸缩振动在1500~2500cm-1）也可能没有吸收峰。
15
推导题
直链化合物的分子式为C7H12，试推测化合物的结构。
分析： •不饱和度2，可能存在环，炔基或烯基； •2126处有一吸收峰，可能为不对称炔烃； •3314处有一吸收峰，可能为炔氢上的碳氢伸缩振动峰；
9
第二部分 红外光谱 (IR)
10
下列化学键的红外吸收强度一般最强/弱的是 A、C—Cl B、C—F C、C—H D、C—C 在IR光谱中，下列化学键的伸缩振动吸收频率一般最 大的是 A．C—H B．C—N C．C=O D．C—O 伸缩振动吸收的频率大小比较为： C—H ＞C=N ＞N—H C—H＞H—N ＞S—H 下列化学键的伸缩振动吸收频率，一般波数最小的是 A．C≡N B．C=N C．C＝O D．C—O
νC=C :~1650 cm-1, 对称的分子无νC=C
20
第三部分 核磁共振谱（NMR）
21
自旋量子数为I=1的原子核，在外加磁场中的自旋取向： 取向数有2I+1=3种 产生NMR的核的自旋量子数不为零
在13C NMR图谱中，通常化学位移最小的是 A、饱和1级碳 B、饱和二级碳 C、甲基 D、饱和三级碳 A、饱和碳 B、羰基碳 C、烯烃碳 D、芳基碳
37
化合物C9H10O，推测其结构
<
<
<
双键ν
C＝C的频率大小比较:环已烯>环戊烯>环丁烯
12
下列化合物的红外光谱图中，炔键ν C≡C振动吸收峰 强度的大小比较为： A、CH3—C≡C-CH2Cl B>A>C B、CH3—C≡C—CH2CH(CH3)2 C、CH3C≡CCH3 A、CH3—C≡C-CH2F B、CH3—C≡C—CH2CH(CH3)2 C、CH3—C≡C-CH2Cl
11
在IR光谱中，下列化学键的伸缩振动吸收频率（cm-1）， 一般最大的是： A、C≡N B、C＝O C、C—O D、C—C IR光谱中，吸收峰强度大的原因是由于化学键振动时 瞬间偶极矩变化程度大 下列几类化合物中，羰基的伸缩振动频率通常最大的是 酮类<酰胺类<酰卤<酯类 下列化合物中双键伸缩振动频率最小的是 P65
27
C10H14，1H NMR数据如下：δ（ppm）：7.2 （5H，单峰），2.4~2.6（2H，双峰）， δ1.6~1.8（1H，多重峰），δ0.9~1.0（6H， 双峰）
C4H9Br，其1H NMR谱在δ1.8处有一单峰 C2H3Br3，其1H NMR谱在δ4.1处有一个双重峰， 在δ5.8处有一个三重峰
化合物（CH3）3CCH2COCCH（CH3）2的13C NMR图谱中，在 180ppm 左右出现的峰表示分子中有 A、 一级碳 B、二级碳 C、三级碳 D、羰基碳 在NMR图中，峰出现在越靠近图谱的左边，说明该核 Ａ、受屏蔽作用大 Ｂ、受屏蔽作用小 Ｃ、共振在高场 化学位移值小
Ｄ、
22
判断化合物中有几类不等价质子？
4
溶剂对吸收光谱的影响 P11
问答题： 解释乙酰丙酮在极性溶剂中，会出现弱的R带，而 在非极性溶剂中，则会出现强的K带的原因。
n*跃迁
*跃迁
5
ห้องสมุดไป่ตู้
不饱和有机化合物紫外吸收峰的计算方法 P13
共轭烯（Woodward—Fieser规则）
6
双烯化合物在乙醇溶液中的λmax为245nm （ε=18000），其结构为下例三种结构中的一种， 试判断该化合物应是哪一个结构，并说明理由
母体二烯烃 217 四个取代烷基 4×5=20 2个环外双键 2×5=10 计算值 247 nm
母体二烯烃 2个取代烷基 一个环外双键 母体二烯烃 217 四个取代烷基 4×5=20 计算值 237 nm
217 2×5=10 5 计算值 232nm
掌握取代烷基、环外双键、同环二烯概念
7
用某方法分得一组份，测得UV光谱的λmax=273 nm，初步确定该化合物结构可能位A或B。试用UV 光谱做出判断。
CH3CH2OH
CH3CH2CHO
3
3 4 3
N，N-二甲基甲酰胺
CH3CHBrCH2CH3 4 CH3BrCHCH2OH 5 CH3CH2CH2COOH 4
4 4
23
氢质子, 碳原子的δ值大小比较
c>b>d>a
b>a>c
b>a>c c>b>a
24
对甲氧基苄醇（CH3OC6H4CH2OH）的13C NMR谱 吸收峰数据如下：δ（ppm）：159.48、133.72、 128.56、114.23、64.79、55.40，指出各峰归属。
生苄基断裂，生成的离子会重排成稳定的焯鎓离子，
其结构是
化合物CH2=CH-CH2OCH2CH3分子受到电子轰击，
失去一个电子形成分子离子，其正电荷和自由基应定
域在氧原子上
化合物HOCH2CH2NH2测定质谱时，形成的最稳定
的碎片离子是
33
某羰基化合物的分子量为44，MS谱中给出两个强峰，m/z： 29，43，试推测其可能的结构。
用60MHz的仪器测得的CH3CH2-X的1H NMR波谱中， 亚甲基裂分为四重峰，其中相邻两小峰间的距离Δδ为 0.15。试回答： 3 (1)分子中甲基的共振峰会裂分为几重峰？两相邻小峰 间的距离（偶合常数值，用Hz为单位）为多少？ 0.15 (2)如果改用400MHz仪器测试，偶合常数值是否改变？ 其值等于多少（用Hz为单位）？ 0.15*400/60=1 Hz
波谱学 (2)
2012年10月
1
第一部分 紫外光谱 （UV）
2
UV表示的是 A、氢核磁共振谱(1H NMR) B、红外光谱(IR) C、质谱(MS) D、紫外光谱 分子吸收紫外光波，引起分子中跃迁的能级是 电子能级 分子吸收红外光波，引起分子跃迁的能级是振动与转动能级 近紫外光波的波长范围是200~400nm 常用名词术语——生色团（发色基）：含有π分子轨道的电子系 统，或又含有非键轨道 P9 下列化合物中，在近紫外光中透明的是（在近紫外光中没有吸收 的化合物是） A、丁酮 B、乙醇 C、苯 D、乙酸乙酯 A．环己酮 B．丁二烯 C．环己烷 D．二甲苯 A、丙酮 B、二甲基甲酰胺 C、甲醇 D、乙酸乙酯
1-己醇的MS图中，其中m/z: 84，31 各代表何种碎片离子？
34
某酮类化合物分子式为C5H10O，试确定其结构。
35
第五部分 综合解谱
不饱和度 (Ω)的计算：
不饱和度为1，意味着化合物结构中有一个双键或一个饱和的环；
苯环为4个不饱和度；环烯和叁键为2个不饱和度。
一般计算方法： Ω = (2nC+2-nH-nX+ nN)/2
B>A>C
13
各峰归属
对甲氧基苄醇（CH3OC6H4CH2OH）的红外光谱图中， 分别在3367 、3034、1612、1586、1514、1249 cm -1处出现的峰各代表何种化学键的振动？
苯甲酰胺的IR图如下，试指出谱图中标明数据的峰是何振 动引起的？(真题)
14
问答题 某化合物的红外光谱中，在叁键和双键伸缩振 动区（1500~2500cm-1）均无吸收带，因 此可以做出如下结论：该化合物分子中既无三 键，也无双键；种说法中是否正确？为什么？
13C
NMR谱解析
• 有机物，分子无对称性13CNMR如下
C10H14
第四部分 质谱(MS)
在质谱图中，强度最强的峰是分子离子峰 在质谱图中，质荷比与分子量相同的峰可能是分子离子峰 通过低分辨质谱仪测定分子离子峰，一般可以确定化合物的分子量 不能确定分子式 在质谱图中，化合物的分子离子峰（M+）是除其同位素峰外的 质荷比最大的峰
1、不饱和度0，化合物为卤代烷； 2、 化合物在4.1处有一双重峰，5.8处有一三重峰，化合物可能 28 含有 结构
分子式为C3H4O，试推测其结构。
分析： 1、不饱和度2，化合物可能含有双键、叁键或环； 2、 化合物在2.5处有一三重峰，4.2处有双重峰，在3.2有一个单 峰，从自旋偶合分析化合物含有叁键和羟基其连接结构如图 所示。
含氮规则
仅由C、H、O、N组成的化合物，当含奇数个N原子时，其分子离 子峰（M+）是奇数；当含偶数个N原子时或不含N原子时，其分子 离子峰（M+）是偶数 四大谱中，灵敏度大小比较：质谱>红外光谱>紫外光谱>核磁 高分辩质谱仪的分辨率R一般大于10000
32
碎片离子的稳定性：
烷基苯受到电子轰击后，形成的游离基正离子易发
25
• 1H NMR谱解析 C10H14确定结构
b
分析： a 1、不饱和度4，化合物可能含有苯环 d e c 2、 化合物在2.6处有一四重峰，1.3处有一三重峰，化合物可能 含有乙基，在7.2有一个单峰，说明化合物为芳烃。 综上所述，化合物结构是为：
C10H14确定结构。
分析： 1、不饱和度4，化合物可能含有苯环 2、 化合物在2.3左右有两个单峰，说明化合物含有甲基，在6.9 有一个单峰，说明化合物为芳烃。 综上所述，化合物结构是为：
3
电子跃迁的类型
P8
电子跃迁能级大小:
• UV光谱中常出现K带，引起K带的电子跃迁类型是 *
• 在丙烯醛的紫外光谱图中，可能存在n*跃迁， 产生的吸收谱带为R带 • 在丙酮分子的电子跃迁中，能量最高的跃迁是 *；能量最低的跃迁是n* • 化合物CH3CH2OCH2CH3 中，能量最低的电子跃迁类 型是n* ；化合物CH2=CHCHO中，能量最低的电 子跃迁类型是n*
母体二烯烃 四个取代烷基 一个环外双键
217 4×5=20 5 计算值 242 nm
母体二烯烃 217 同环双键 36 5个取代烷基 5×5=25 计算值 268nm
8
某化合物可能为以下结构，其UV实测值为λmax: 237nm， 其合理的结构应为 C
化合物C4H6O，其紫外吸收光谱波长在230nm 左右， 下列结构中可能的结构C、E、 H
16
分子式C6H14，推测该化合物的结构。
分析： 1、不饱和度0，3000cm-1以上无吸收峰，化合物为饱和烷烃 δCH3: δas在1460 cm-1，而δs在1380 cm-1有特征峰； δCH2 : δs在1460cm-1 2、 1380 cm-1无分裂，无异丙基(偕二甲基)或叔丁基
17
分子式 C4H5N ，推测该化合物的结构。
分析： 1、不饱和度3，化合物可能还有双键、叁键或环； 2、 2262处有一吸收峰，可能含有碳氮叁键； 3、 1645处有一吸收峰，可能为碳碳双键伸缩振动峰； 4、3094处有一吸收峰，可能为烯氢上的碳氢伸缩振动峰；
18
分子式为C7H12O，推测该化合物的结构
νC=O ~1725 cm-1
19
分子式为C4H8O，推测其分子结构。
(X代表卤素，计算不饱和度是不计算氧原子等二价化合物)
36
紫外光谱在280nm有弱吸收峰，红外光谱1727和1735cm-1有 强的吸收峰，高分辨质谱表明分子式为C7H12O3
分析： 1、不饱和度为2，化合物可能还有双键、叁键或环； 2、红外光谱1727和1735cm-1有强的吸收峰，可能含有两种碳氧双键； 3、在1.4处有一个三重峰，4.2处有双重峰，说明化合物可能有乙基； 4、在2.2处有单峰，化合物可能有甲基； 5、在2.6、2.8处有三重峰，化合物可能有两个亚甲基直接相连； 综合上述，可知化合物结构式为：
分析： 不正确，因为对称性的炔烃或烯烃类衍生物中，叁键和双键
伸缩振动在1500~2500cm-1）也可能没有吸收峰。
15
推导题
直链化合物的分子式为C7H12，试推测化合物的结构。
分析： •不饱和度2，可能存在环，炔基或烯基； •2126处有一吸收峰，可能为不对称炔烃； •3314处有一吸收峰，可能为炔氢上的碳氢伸缩振动峰；
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第二部分 红外光谱 (IR)
10
下列化学键的红外吸收强度一般最强/弱的是 A、C—Cl B、C—F C、C—H D、C—C 在IR光谱中，下列化学键的伸缩振动吸收频率一般最 大的是 A．C—H B．C—N C．C=O D．C—O 伸缩振动吸收的频率大小比较为： C—H ＞C=N ＞N—H C—H＞H—N ＞S—H 下列化学键的伸缩振动吸收频率，一般波数最小的是 A．C≡N B．C=N C．C＝O D．C—O
νC=C :~1650 cm-1, 对称的分子无νC=C
20
第三部分 核磁共振谱（NMR）
21
自旋量子数为I=1的原子核，在外加磁场中的自旋取向： 取向数有2I+1=3种 产生NMR的核的自旋量子数不为零
在13C NMR图谱中，通常化学位移最小的是 A、饱和1级碳 B、饱和二级碳 C、甲基 D、饱和三级碳 A、饱和碳 B、羰基碳 C、烯烃碳 D、芳基碳
37
化合物C9H10O，推测其结构
<
<
<
双键ν
C＝C的频率大小比较:环已烯>环戊烯>环丁烯
12
下列化合物的红外光谱图中，炔键ν C≡C振动吸收峰 强度的大小比较为： A、CH3—C≡C-CH2Cl B>A>C B、CH3—C≡C—CH2CH(CH3)2 C、CH3C≡CCH3 A、CH3—C≡C-CH2F B、CH3—C≡C—CH2CH(CH3)2 C、CH3—C≡C-CH2Cl
11
在IR光谱中，下列化学键的伸缩振动吸收频率（cm-1）， 一般最大的是： A、C≡N B、C＝O C、C—O D、C—C IR光谱中，吸收峰强度大的原因是由于化学键振动时 瞬间偶极矩变化程度大 下列几类化合物中，羰基的伸缩振动频率通常最大的是 酮类<酰胺类<酰卤<酯类 下列化合物中双键伸缩振动频率最小的是 P65
27
C10H14，1H NMR数据如下：δ（ppm）：7.2 （5H，单峰），2.4~2.6（2H，双峰）， δ1.6~1.8（1H，多重峰），δ0.9~1.0（6H， 双峰）
C4H9Br，其1H NMR谱在δ1.8处有一单峰 C2H3Br3，其1H NMR谱在δ4.1处有一个双重峰， 在δ5.8处有一个三重峰
化合物（CH3）3CCH2COCCH（CH3）2的13C NMR图谱中，在 180ppm 左右出现的峰表示分子中有 A、 一级碳 B、二级碳 C、三级碳 D、羰基碳 在NMR图中，峰出现在越靠近图谱的左边，说明该核 Ａ、受屏蔽作用大 Ｂ、受屏蔽作用小 Ｃ、共振在高场 化学位移值小
Ｄ、
22
判断化合物中有几类不等价质子？
4
溶剂对吸收光谱的影响 P11
问答题： 解释乙酰丙酮在极性溶剂中，会出现弱的R带，而 在非极性溶剂中，则会出现强的K带的原因。
n*跃迁
*跃迁
5
ห้องสมุดไป่ตู้
不饱和有机化合物紫外吸收峰的计算方法 P13
共轭烯（Woodward—Fieser规则）
6
双烯化合物在乙醇溶液中的λmax为245nm （ε=18000），其结构为下例三种结构中的一种， 试判断该化合物应是哪一个结构，并说明理由
母体二烯烃 217 四个取代烷基 4×5=20 2个环外双键 2×5=10 计算值 247 nm
母体二烯烃 2个取代烷基 一个环外双键 母体二烯烃 217 四个取代烷基 4×5=20 计算值 237 nm
217 2×5=10 5 计算值 232nm
掌握取代烷基、环外双键、同环二烯概念
7
用某方法分得一组份，测得UV光谱的λmax=273 nm，初步确定该化合物结构可能位A或B。试用UV 光谱做出判断。
CH3CH2OH
CH3CH2CHO
3
3 4 3
N，N-二甲基甲酰胺
CH3CHBrCH2CH3 4 CH3BrCHCH2OH 5 CH3CH2CH2COOH 4
4 4
23
氢质子, 碳原子的δ值大小比较
c>b>d>a
b>a>c
b>a>c c>b>a
24
对甲氧基苄醇（CH3OC6H4CH2OH）的13C NMR谱 吸收峰数据如下：δ（ppm）：159.48、133.72、 128.56、114.23、64.79、55.40，指出各峰归属。
生苄基断裂，生成的离子会重排成稳定的焯鎓离子，
其结构是
化合物CH2=CH-CH2OCH2CH3分子受到电子轰击，
失去一个电子形成分子离子，其正电荷和自由基应定
域在氧原子上
化合物HOCH2CH2NH2测定质谱时，形成的最稳定
的碎片离子是
33
某羰基化合物的分子量为44，MS谱中给出两个强峰，m/z： 29，43，试推测其可能的结构。
用60MHz的仪器测得的CH3CH2-X的1H NMR波谱中， 亚甲基裂分为四重峰，其中相邻两小峰间的距离Δδ为 0.15。试回答： 3 (1)分子中甲基的共振峰会裂分为几重峰？两相邻小峰 间的距离（偶合常数值，用Hz为单位）为多少？ 0.15 (2)如果改用400MHz仪器测试，偶合常数值是否改变？ 其值等于多少（用Hz为单位）？ 0.15*400/60=1 Hz
波谱学 (2)
2012年10月
1
第一部分 紫外光谱 （UV）
2
UV表示的是 A、氢核磁共振谱(1H NMR) B、红外光谱(IR) C、质谱(MS) D、紫外光谱 分子吸收紫外光波，引起分子中跃迁的能级是 电子能级 分子吸收红外光波，引起分子跃迁的能级是振动与转动能级 近紫外光波的波长范围是200~400nm 常用名词术语——生色团（发色基）：含有π分子轨道的电子系 统，或又含有非键轨道 P9 下列化合物中，在近紫外光中透明的是（在近紫外光中没有吸收 的化合物是） A、丁酮 B、乙醇 C、苯 D、乙酸乙酯 A．环己酮 B．丁二烯 C．环己烷 D．二甲苯 A、丙酮 B、二甲基甲酰胺 C、甲醇 D、乙酸乙酯
1-己醇的MS图中，其中m/z: 84，31 各代表何种碎片离子？
34
某酮类化合物分子式为C5H10O，试确定其结构。
35
第五部分 综合解谱
不饱和度 (Ω)的计算：
不饱和度为1，意味着化合物结构中有一个双键或一个饱和的环；
苯环为4个不饱和度；环烯和叁键为2个不饱和度。
一般计算方法： Ω = (2nC+2-nH-nX+ nN)/2
B>A>C
13
各峰归属
对甲氧基苄醇（CH3OC6H4CH2OH）的红外光谱图中， 分别在3367 、3034、1612、1586、1514、1249 cm -1处出现的峰各代表何种化学键的振动？
苯甲酰胺的IR图如下，试指出谱图中标明数据的峰是何振 动引起的？(真题)
14
问答题 某化合物的红外光谱中，在叁键和双键伸缩振 动区（1500~2500cm-1）均无吸收带，因 此可以做出如下结论：该化合物分子中既无三 键，也无双键；种说法中是否正确？为什么？