有机波谱复习试题

如何用紫外光谱鉴别下列化合物
第一个化合物含有三个共轭双键，最大吸收波长比第二种化合物要长，强度也较高．
2.化合物分子式C
8H
8
O
2
，试根据其红外光谱图，推测其结构。

解:
CH=CH CO CH3CH=CH CO CH3
4 一个羰基化合物，经验式为C
6H
12
O，其质谱见下图，判断该化合物是何物。

解：图中m/z = 100的峰可能为分子离子峰，那么它的分子量则为100。

图中其它较强峰有：85，72，57，43等。

85的峰是分子离子脱掉质量数为15的碎片所得，应为甲基。

m/z= 43的碎片等于M-57，是分子去掉C4H9的碎片。

m/z = 57的碎片是C4H9＋或者是M-Me-CO。

根据酮的裂分规律可初步判断它为甲基丁基酮，裂分方式为：
图中有一m/z = 72的峰，它应该是M-28，即分子分裂为乙烯后生成的碎片离子。

只有C4H9为仲丁基，这个酮经麦氏重排后才能得到m/z= 72的碎片。

若是正丁基也能进行麦氏重排，但此时得不到m/z = 72的碎片。

因此该化合物为3-甲基-2-戊酮。

5、某未知物的分子式为C
9H
10
O
2
，紫外光谱数据表明：该物λ
max
在264、262、
257、252nm(ε
max
101、158、147、194、153)；红外、核磁、质谱数据如图5-1，图5-2，图5-3所示，试推断其结构。

图5-1 未知物C9H10O2的红外光谱图
图5-2 化合物C9H10O2的核磁共振谱
图5-3 化合物C9H10O2的质谱图
答案：
3. 下图是辛烷的同分异构体（ⅰ），（ⅱ），（ⅲ），（ⅳ）中某一个的13C{1H}表示。

请判断该图谱与哪个结构式相符为什么谱图中强度较大的峰是c峰还是b 峰它们分别代表分子中哪类碳为什么
答：该谱图与（ⅲ）相符。

因为（ⅲ）中有5种不等性碳，与谱图一致。

谱图中c峰最强，它代表3个等同的甲基上的碳。

b峰强度次之，它代表2个等同的甲基上的碳。

a，d，e峰强度相等，各代表分子中其余的碳。

4. 一个化合物的分子式为C
7H
7
ON，计算它的环和双键的总数，并由所得数
值推测一个适合该化合物的构造式；该化合物的质谱在m/z 121，105，77，51处有较强的峰。

写出产生这些离子的断裂方式。

5. 未知化合物的质谱、红外光谱、核磁共振氢谱如图，紫外光谱：乙醇溶
剂中λ
max ＝220nm(logε=，λ
max
＝287nm(logε=。

根据这些光谱，推测其结构。

答：质谱上高质量端m/z为146的峰，从它与相邻低质量离子峰的关系可知它可能为分子离子峰。

m/z为147的（M+1）峰，相对于分子离子峰其强度为%，m/z为148的（M+2）峰，强度为%。

根据分子量与同位素峰的相对强度从Beynon
表中可以查出分子式C
10H
10
O的(M+1)为%，(M+2)为%，与已知的谱图数据最为接近。

从C
10H
10
O可以算出不饱和度为6，因此该未知物可能是芳香族化合物。

红外光谱：3090cm-1处的中等强度的吸收带是ν=CH。

1600cm-1、1575cm-1以及1495 cm-1处的较强吸收带是苯环的骨架振动νC=C。

740cm-1和690cm-1的较强带是苯环的外面δ=CH，结合2000~1660cm-1的δ=CH倍频峰，表明该化合物是单取代苯。

1670cm-1的强吸收带表明未知物结构中含有羰基，波数较低，可能是共轭羰基。

3100~3000cm-1除苯环的ν=CH以外，还有不饱和碳氢伸缩振动吸收带。

1620cm-1吸收带可能是νC=C，因与其他双键共轭，使吸收带向低波数移动。

970cm-1强吸收带为面外δ=CH，表明双键上有反式二取代。

核磁共振氢谱：共有三组峰，自高场至低场为单峰、双峰和多重峰，谱线强度比3:1:6。

高场δH＝归属于甲基质子，低场δH＝~归属于苯环上的五个质子和一个烯键质子。

δH＝、的双峰由谱线强度可知为一个质子的贡献，两峰间隔，而低场多重峰中δH＝、的两峰相隔也是，因此这四个峰形成AB型谱形。

测量所用NMR波谱仪是100MHz的，所以裂距为17Hz，由此可推断双键上一定是反式二取代。

综合以上的分析，该未知物所含的结构单元有：
H O
C=C
甲基不可能与一元取代苯连结，因为那样会使结构闭合。

如果CH 3与烯相连，那么甲基的δH 应在~，与氢谱不符，予以否定。

CH 3与羰基相连，甲基的δH 应在~，与氢谱(δH ＝相符。

紫外光谱：λmax ＝220nm(log ε=为π→π★跃迁的K 吸收带，表明分子结构中存在共轭双键；λmax ＝287nm(log ε= 为苯环的吸收带，表明苯环与双键有共轭关系。

因此未知物的结构为：
用质谱验证：
亚稳离子m ＊
，因131
1030.812
，证明了m/z131的离子裂解为m/z103的离子。

质谱图上都有上述的碎片离子峰，因此结构式是正确的。

一．一个未知物，元素分析%,%,UV 、IR 、MS 和NMR 如下所示，请推测其结构
H H
C O
CH 3
C=C
解：1、由质谱图推测，相对分子质量为134C 134×80.6%/12=9
H 134×7.46%/1=10
O 134×(100-80.6-7.46)%/16=1
若除碳氢以外为氧，该未知物分子式为C 9H 10O 2、计算不饱和度
U=5 说明分子中可能含有苯环3、各部分结构的推定
(1)1H-NMR:从图中可看出含有三种氢:第一组含有５个氢，第二组含有２个氢，第三组含有３个氢
第二组和第三组存在着偶合关系，根据裂分峰数目可能含有-CH 2-CH 3
(2)13C-NMR:从图中可看出含有三种碳，120-140为单取代苯环6个碳,-200为羰基碳，另外两个碳为-CH 2-CH 3
(3)MS 谱 由m/z=77,105可知有苯环m/z=105基峰推测有Ph-C=O,由以上可知该该未知物含有如下部分结构： Ph-C=O ， -CH 2-CH 3
4、该未知物可能的结构为
1、根据伍德沃德规则计算下列化合物的紫外最大吸收波长λmax 。

O
O
(1)
(2)
O
CH 2CH 3
（1）母体 215nm （2）母体 215nm
b烷基1 +12nm 环外双键1 +5nm
λmax= 227nm a烷基1 +10nm b烷基 1 +12nm
λmax=242nm
3、某化合物分子式为C9H12O，其1H NMR谱如下，推测该化合物
的结构。

2
3、答案：
答案：Ω=9+1-6=4
( 5 H) ； ( 2 H) ； ( 2 H)； ( 3 H)。

所以，结构为：
CH
2OCH 2CH 3
4、液体化合物C 4H 8O 2的质谱图如下，试推测其结构及碎片离子。

4、答案：
结构：
CH 3
C
O
CH 2CH 3
O
CH 3
C O CH 2CH 3
O
主要碎片离子的形成：
.CH 3
+
O CH 2CH 3
O
碎裂CH 3
O CH 2CH 3
O +
+i 碎裂
CH 3
C O
OH
CH 2CH 2+
双氢重排
CH 3
C O
O
+
CH 3CH 2
m/Z 73m/Z 45
m/Z 60m/Z 29
5、化合物C4H8O2的IR和1H NMR谱数据如下，推测其结构。

IR：3000~2850cm-1，2725cm-1，1725cm-1(vs)，1220~1160cm-1(s)，1100cm-1。

1H NMR：d=(双峰，6H)，d=(七重峰，1H)，d=(单峰，1H)。

5、答案：
6、根据下列图谱推测未知化合物的结构。

H C O
O
H
C CH3 CH3
下列四种化合物它们在紫外-可见光区中，λmax 的大小顺序为___________
2＞3＞4＞1
某化合物分子式C 4H 8O 2，试根据其红外光谱图，推测其结构。

由元素分析测得某化合物的组成式为C 8H 8O 2，其质谱图如下图，确定化合物结构式。

四、（1）该化合物分子量 M=136
（2）该化合物的不饱和度
由于不饱和度为5，而且质谱中存在m/z 77，51等峰，可以推断该化合物中含有苯环。

（3）高质量端质谱峰m/z105是m/z 136失去质量为31的碎片（-CH
2
OH或
-OCH
3）产生的，m/z 77(苯基)是m/z 105失去质量为28的碎片（-CO或-C
2
H
4
）
产生的。

因为质谱中没有m/z 91离子，所以m/z105对应的是136失去CO，而
不136失去C
2H
4。

（4）推断化合物的结构为
某未知物C9H11的紫外、红外、核磁氢谱、碳谱及质谱数据如下，试推导该化合物结构。

简答题：（共4题，每题14分，共56分）
二、 根据以下MS 图谱推测化合物的结构
答案 1）分子量为128，不含氮或含偶数个氮； 2）出现43、57、71等峰，C n H 2n+1 或CnH2n+1CO ，而
无30、44等含氮的特征峰，可认为化合物不含氮； 3）无苯基的特征峰；
128(
7
54
相对强度
246811
5
889
1
1、紫外光谱在有机化合物结构鉴定中的主要贡献是什么
答：在有机结构鉴定中，紫外光谱在确定有机化合物的共轭体系、生色团和芳香性等方面有独到之处
2、用红外光谱鉴别下列化合物：
(1) CH 3CH 2CH 2CH 3
CH 3CH 2CH=CH 2(A)
(B)
解：(A) C –H 伸缩振动(νC –H )：低于3000cm -1；
无双键的伸缩振动(νC=C )及双键的面外弯曲振动(γC=C )吸收。

(B) C –H 伸缩振动(νC –H )：3010 cm -1、~2980 cm -1均有峰； 双键绅缩振动(νC=C )：~1640 cm -1；
双键面外弯曲振动(γC=C )：~990 cm -1，910 cm -1。

(2) CH 3C CCH 3
CH 3CH 2C CH (A)(B) 解：(A) 无~3300 cm -1 (ν≡C–H )、2120 cm -1 (νC≡H )及~680 cm -1 (δ≡C–H )峰；
(B) 有~3300 cm -1 (ν≡C–H )、2120 cm -1 (νC≡H )及~680 cm -1 (δ≡C–H )峰。

3、由元素分析测得某化合物的组成式为C8H8O2，其质谱图如图，确定化合物结构式：
4）58、86、100为麦氏重排峰，因而表明分子中有C=O ； 5）分子式为C 8H 16O ；
6）100的重排峰证明失去的是CH 2=CH 2，即有CH 3CH 2CH 2C=O 存在；
7）86的重排峰证明失去的是CH 2=CH-CH 3，即有CH 3CH 2CH 2CH 2C=O 或（CH 3）2CHCH 2C=O 存在；
8）化合物的结构为86的重排峰证明失去的是CH 2=CH-CH 3
，即有CH 3CH 2CH 2CH 2COCH 2CH 2CH 2CH 3或
CH 3CH 2CH 2COCH2CH （CH3）2
解：（1）该化合物分子量 M=136
（2）该化合物的不饱和度
由于不饱和度为5，而且质谱中存在m/z 77，51等峰，可以推断该化合物中含有苯环。

（3）高质量端质谱峰m/z105是m/z 136失去质量为31的碎片（-CH
2
OH或
-OCH
3）产生的，m/z 77(苯基)是m/z 105失去质量为28的碎片（-CO或-C
2
H
4
）
产生的。

因为质谱中没有m/z 91离子，所以m/z105对应的是136失去CO，而
不136失去C
2H
4。

（4）推断化合物的结构为
最后，可以用标样确定未知物属于哪种结构。

对于本例也可用红外光谱法进一步确证。

4、用1H-NMR 谱鉴别下列化合物：
(1) (A) (CH 3)2C=C(CH 3)2 (B) (CH 3CH 2)2C=CH 2 解：(A) 一种质子。

出一个单峰(12H)。

(B) 三种质子。

出三组峰：
δ~(3H,三重峰)，δ~(2H,四重峰)，δ~(2H)。

(2) (A) ClCH 2OCH 3 (B) ClCH 2CH 2OH 解：(A) 两种质子，出两组单峰。

(B) 三种质子，两组三重峰,一组单峰。

(3) (A) BrCH 2CH 2Br (B) CH 3CHBr 2 解：(A) 四个质子完全等价，出一个单峰；
(B) 两种质子，出一组双重峰(3H)和一组四重峰(1H)。

(4) (A) CH 3CCl 2CH 2Cl (B) CH 3CHClCHCl 2 解：(A) 两种质子，出两组单峰。

(B) 三种质子，出三组峰。

二、用红外光谱鉴别下列化合物：
(1) CH 3CH 2CH 2CH 3CH 3CH 2CH=CH 2(A)(B)
(2) C=C
CH 3CH 2CH 2CH 3
H H
C=C
CH 3CH 2
CH 2CH 3
H
H (A)
(B)
(3) CH 3C CCH 3
CH 3CH 2C
CH (A)(B)
(4) (A)
(B)
二、（1）解：(A) C –H 伸缩振动(νC –H )：低于3000cm -1；
无双键的伸缩振动(νC=C )及双键的面外弯曲振动(γC=C )吸收。

(B) C–H伸缩振动(νC–H)：3010 cm-1、~2980 cm-1均有峰；
双键绅缩振动(νC=C)：~1640 cm-1；
双键面外弯曲振动(γC=C)：~990 cm-1，910 cm-1。

（2）解：(A) 双键面外弯曲振动(γC=C)：~680 cm-1。

(B) 双键面外弯曲振动(γC=C)：~970 cm-1。

（3）解：(A) 无~3300 cm-1 (ν≡C–H)、2120 cm-1 (νC≡H)及~680 cm-1 (δ≡C–H)峰；
(B) 有~3300 cm-1 (ν≡C–H)、2120 cm-1 (νC≡H)及~680 cm-1 (δ≡C–H)峰。

（4）解：(A) 有~1600、1500、1580、1460 cm-1苯环特征呼吸振动；
(B) 无~1600、1500、1580、1460 cm-1苯环特征呼吸振动；
三、化合物的分子式为C
4H
8
Br
2
，其1HNMR谱如下，试推断该化合物的结构。

三、CH3CHBrCH2CH2Br
某未知物的分子式为C
9H
10
O
2
，紫外光谱数据表明：该物λmax在264、262、
257、252nm(εmax101、158、147、194、153)；红外、核磁、质谱数据如图4-1，图4-2，图4-3所示，试推断其结构。

图4-1未知物C9H10O2的红外光谱图
图4-2化合物C9H10O2的核磁共振谱
图4-3化合物C9H10O2的质谱图五、
六、 A compound (C
8H
10
O) has the infrared and 1HNMR spectra presented
in the following figure. What is its structure
六、
5.某未知物分子式为C5H12O，它的质谱、红外光谱以及核磁共振谱如图，它的紫外吸收光谱在200 nm以上没有吸收，试确定该化合物结构。

(写出分子式即可)
1 :
2 : 9
[解]参考 从分子式C 5H 12O ，求得不饱和度为零，故未知物应为饱和脂肪族化合物。

未知物的红外光谱是在CCl 4溶液中测定的，样品的CCl 4稀溶液的红外光谱在3640cm -1处有1尖峰，这是游离O H 基的特征吸收峰。

样品的CCl 4浓溶液在3360cm -1处有1宽峰，但当溶液稀释后复又消失，说明存在着分子间氢键。

未知物核磁共振谱中δ4. 1处的宽峰，经重水交换后消失。

上述事实确定，未知物分子中存在着羟基。

未知物核磁共振谱中δ处的单峰，积分值相当3个质子，可看成是连在同一碳原子上的3个甲基。

δ处的单峰，积分值相当2个质子，对应1个亚甲基，看来该次甲基在分子中位于特丁基和羟基之间。

质谱中从分子离子峰失去质量31（－CH 2OH ）部分而形成基峰m/e57的事实为上述看法提供了证据，因此，未知物的结构是
C
CH 3
H 3C
CH 3
CH 2OH
（答案）
根据这一结构式，未知物质谱中的主要碎片离子得到了如下解释。

C
3
H 3C
CH 3
CH 2OH
+.
C +
CH 3
CH 3
H 3C
CH 2
OH
+m/e31m/e88
m/e57
-2H -CH 3
-CH 3-H
CH 3
C CH 2
+
m/e29
m/e73
m/e41
6. 某一未知化合物，其质谱的分子离子峰为，红外光谱见图，核磁共振谱中
δ6. 95为四重峰（8H ，每一双峰裂距为8Hz ），δ为宽峰(2H)，δ为单峰(6 H)。

试确定该未知化合物的结构。

答案：
C
CH 3
CH 3
HO
OH
一 已知化合物分子式为C 8H 8O 2，IR 光谱图如下，试推断化合物结构。

二、某化合物分子式为C4H8O，其MC图如下，试推断其结构。

四化合物A的分子式为C7H8，催化加氢可得到化合物B（C7H12）。

A的13C-NMR谱如图所示。

试推出A的结构。

五化合物分子式为C5H8O，红外光谱在1745cm-1有一强吸收峰，其核磁共振碳谱如图所示，试推出它的结构。

六已知化合物的分子式C
12H
16
Br
2
O
2
S ，氢谱数据如下:
1
H NMR (CDCl
3
): δ (s, 1 H), (t, J = Hz, 2 H), (s, 6 H), (m, 4 H), (t, J = Hz, 3 H). 并且该物质为酯类，试推断该物质的结果。

3、解释在下列化合物中，Ha、Hb的d值为何不同
答：Ha同时受到苯环，羰基的去屏蔽效应，而Hb则只受到苯环的去屏蔽效应，因而Ha位于较低场．
5.一个中性化合物，分子式为C7H13O2Br,不能形成肟及苯腙衍生物，其IR在2850-2950cm-1有吸收，但3000cm-1没有吸收，另一强吸收峰为1740cm-1,1HNMR 吸收为(t, 3H), (d, 6H), (m, 2H), (t, 1H), (m, 4H), 推断化合物的结构，并指定谱图中各个峰的归属。

答案：不饱和度=1，不能形成肟及苯腙衍生物，表明所含的氧是酯不是酮醛，3000以上无吸收表明不含烯键，1740为典型的酯基的吸收，化合物结构如下
31。