第三讲 有机化合物的结构推导

第三讲 有机化合物的结构推导

一． 概论

（一）推导结构题型分类

(1) 根据物理方法提供的信息推测结构 (2) 根据化学方法提供的信息推测结构

(3) 根据物理方法和化学方法提供的综合信息推测结构 （二）解题思路

对于第一类题可按下面的步骤进行思考： (1) 根据化学式计算不饱和度： 分子式：C X H Y N Z 不饱和度:

1

2

2++-

=ΩZ Y X X------碳或其它四价元素的原子数 Y------氢和卤素等单价元素原子数目 Z------氮等三价元素的原子数目 （不计O 、S 等二价原子）

(2) 根据光谱数据推测分子中存在的官能团，各种碎片以及它们之间的相互位置 如：

UV------- 是否含有共轭体系 IR------- 分子中存在的官能团

1

H-NMR---- 分子中氢原子种类、数目、相对位置

MS------- 各种碎片相互连接方式

(3) 经合理分析，将碎片拼成分子

(4) 用拼成的分子核对所有的实验数据。

对于第二、第三类题目可按下面的步骤进行分析思考：

（1）整理化学方法提供的各种信息，用简单明确的表述写出各化合物的变化顺序关系；

（2）根据提供的化学式、计算各化合物的不饱和度；

（3）综合分析各实验数据，寻找解题的突破口

（4）由突破口开始，沿着（1）整理的关系，逐个确定两个相邻化合物之间转换的反应类型，进而逐步推出各个化合物的结构；

（5）用推出的结构核对所有的实验数据。

二．例子：

例1：化合物(A) C4H8O2, 其IR的特征吸收峰（cm－1）为1735，1260，1060，其1H-NMR 谱为δ1.2(三重峰，3H), 2.0(单峰，3H), 4.1 (四重峰，2H), (A)在EtONa催化下发生缩合反应生成(B) C6H10O3, (B)能发生碘仿反应。（B）在EtONa作用下与CH3I反应生成（C）C7H12O3,(C)在EtOH中用EtONa处理后加入O得到一新化合物（D）C7H10O3, 此化合物的IR特征吸收峰（cm－1）为1745、1715，其1H-NMR谱为δ1.3（单峰，3H）,1.7(三重峰，2H), 2.1 (单峰，3H），3.9（三重峰，2H）。请推出(A),(B),(C),(D)的结构。

解：(1).列出各个化合物的顺序关系：

O

(A)(B)(C)(D)

EtONa EtONa CH3I EtONa

C4H8O2C

6H10O3C

7

H12O3C7H10O3

(2). 计算不饱和度

(A) Ω=1 (B)Ω=2 (C)Ω=2 (D)Ω=3 (3).寻找解题的突破口

本题为(A)提供了比较完整的信息，是本题的突破口。(A)的剖析： Ω=1，分子中有一个双键。IR:1735是酯羰基的特征吸收峰，1260，1060是酯C-O 伸缩振动的

两个特征吸收峰，故IR 显示分子中有

O

O

。1

H-NMR 谱: δ1.2(三重峰，3H), δ

4.1(四重峰，2H), 故分子有CH 3CH 2-,δ2.0(单峰，3H), 表明分子中有CH 3- 从化学位

移可以推测，CH 3-与C O

－相连，CH 3CH 2-与O 相连，故A 为

C

H 3O

O

CH 2CH 3

(4). 从突破口开始，逐步推其他结构 推（B ）的结构：

(A)到（B ）是酯的缩合反应，故(B)的结构是：

C

H 3C

O CH 2

O

OC 2H 5 推(C)的结构：

(B)到（C ）为烷基化反应，故（C ）为：

C

H 3O CH O

OC 2H 53

推（D ）的结构：

（A ） 到（D ）也是烷基化反应：

C

H 3O CH O

OC 2H 5

3

EtONa

C

H 3O C 2H 5

3

O

H 3C O C O OC

2H 5

3

CH 2CH 2EtOH

H 3C O C O 2H 5

CH 3

CH 2CH 2OH 但是所推

出的结构与（D ）的化学式和光谱数据不符合，（D ）的IR 数据表明分子中有酮羰基（1715cm －1）、内酯羰基（1745 cm －1），由此推测（C ）与环氧乙烷发生烷基化后紧接着发生了分子内的酯交换形成了内酯：

H 3C O

C 5

CH O O O C H 3C H 3a

b

c d

该结构符合（D ）的化学式及IR, 1

H-NMR 谱数据：1715cm －1（酮羰基），1745 cm

－1

（内酯羰基）；δ2.1 (Ha) δ1.3（Hb ）δ1.7(Hc), δ3.9（Hd ）

(5) 核对：所有的数据与结构相符。

例2：某化合物A(C 9H 10O)不能发生碘仿反应，其IR 在1690cm －1处有强吸收, A 的

1

H-NMR 谱如下：δ1.2（3H ，三重峰）；3.0(2H ，四重峰)；7.7（5H ，多重峰）。另

一化合物B 是A 的同分异构体，能发生碘仿反应，其IR 在1705 cm －1处有强吸收，而NMR 为δ2.0（3H ，单峰）；3.5(2H ，单峰),；7.1（5H ，多重峰）。试写出A 和B 的结构式，并指出各类质子的化学位移及IR 的吸收峰归属。(中科大，1999)