【分析化学试题及答案】第十四章 核磁共振波谱法 经典习题

第十四章核磁共振波谱法- 经典习题

1．试对照结构指出图14-1上各个峰的归属。

解：δ1.2 三重峰 3H-CH2-CH3

δ2.0 单峰 3H-CO-CH3

δ4.0 四重峰 2H-O-CH2-CH3

δ6.8～7.6 4H-C6H4-

δ9.8 单峰 1H-NH-

图14-1 例题1的1H-NMR谱

2．由下述1H-NMR图谱，进行波谱解析，给出未知物的分子结构及自旋系统。（1）已知化合物的分子式为C4H10O，1H-NMR谱如图14-2所示。

图14-2 C4H10O的 1H-NMR谱

解：u=(2+2×4-10)/2=0

δ1.13 三重峰 6H -CH2-CH3（2个）

δ3.38 四重峰 4H -O-CH2-CH3（2个）

可能结构式为：CH3-CH2-O-CH2-CH3

自旋系统：2个A2X3

（2）已知化合物的分子式为C9H12，1H-NMR谱如图14-3所示。

图14-3 C9H12的1H-NMR谱

解：u=(2+2×9-12)/2=4

δ1.22 二重峰 3H -CH-CH3

δ2.83 七重峰 1H -CH-(CH3)2

δ7.09 单峰 5H C6H5-

可能结构式为：

自旋系统：A6X，A5

（3）已知化合物的分子式为C10H10Br2O，1H-NMR谱如图14-4所示。

图14-4 C10H10Br2O的1H-NMR谱

解：u=(2+2×10-12)/2=5

δa 2.42 单峰 3H -CO-CH3

δb 4.88 双峰 1H

δc 5.33 双峰 1H

δd 7.35 单峰 5H C6H5-

可能结构式为：

自旋系统：A5、AB、A3

3．某化合物分子式为C8H12O4，NMR图谱如图14-6所示，δa=1.31（三重峰，）δb=4.19（四重峰），δc=6.71（单峰），Jab=7Hz，峰面积积分值比a:b:c=3:2:1，试推断其结构式。

图14-6 C8H12O4的氢核磁共振谱

解：（1）计算不饱和度u=(2+2×8-1)/2=3

（2）由积分值比计算氢分布：a:b:c=3:2:1

分子式有12个H，可知分子具有对称结构为a:b:c=6H:4H:2H

（3）偶合系统（ab）

为一级偶合A2X3系统（二个质子的四重峰与三个质子的二重峰）

（4）根据δa=1.31，δb=4.19及偶合系统可以推测有-CH２CH3存在，并均向低场移动，故为-OCH２CH3型结构。

（5）δc=6.71一个质子单峰，由不饱和度可知不是芳环质子峰，在如此低场范围内的质子，可能为烯烃质子旁连接一个去屏蔽基团，使烯烃质子进一步去屏蔽，又因分子式中含有4个氧原子，可能有羰基，因此推测有型结构。

（6）根据以上提供的信息，化合物种可能有以下结构

以上正好为分子式的一半，故完整的结构式为

烯烃质子为等价质子（化合物结构对称呈现单峰），二个乙氧基峰重叠，此化合物有二种构型。

（7）查Sadtler(10269M)为反式丁烯二酸二乙酯。该化合物结构式为

4．某化合物的分子式为C5H7NO2，红外光谱中2230cm-1，1720cm-1有特征吸收峰，1H-NMR谱数据为δ1.3（三重峰），δ3.45（单峰），δ4.25（四重峰），a、b、c的积分高度分别为15，10，10格，求出该化合物的结构式。

图14-5 C5H7NO2的1H-NMR谱

解：u=(2+2×5+1-7)/2=3

红外光谱数据分析。该化合物含有（γC=O=1720cm-1），和-C≡N（γC≡N=2230cm-1）

氢分布：a峰相当的氢数=15/(15+10+10)×7=3H

b峰相当的氢数=10/(15+10+10)×7=2H

c峰相当的氢数=10/(15+10+10)×7=2H

δ分裂峰质子数可能基团相邻基团

1.3三重峰3CH3CH2

3.45单峰2CH2CO

4.25四重峰2CH2O、CH3

δ4.25说明该基团与氧相连，使δ值移至低场；δ3.45的CH2为单峰，说明该基团与其他质子没有偶合，邻接羰基。因此，该化合物可能结构式为：

5．某化合物的分子式为C5H11NO2，核磁共振氢谱如图14-6所示，1H-NMR谱数据为δ1.30（二重峰），δ3.01（单峰），δ3.82（单峰），δ4.45（四重峰），试推测其结构式。

图14-6 C5H11NO2的核磁共振氢谱

解：（1）计算不饱和度：U=(2+2×5+1-11)/2=1

（2）氢分布：

a峰相当的氢数=(10/10+20+3.3+3.3)×12=3.3≈3H

b峰相当的氢数=(20/10+20+3.3+3.3)×12=6.6≈6H

c峰相当的氢数=(3.3/10+20+3.3+3.3)×12=1.1≈1H

d峰相当的氢数=(3.3/10+20+3.3+3.3)×12=1.1≈1H

（3）结构推测：

δ分裂峰质子数可能基团相邻基团

1.30二重峰3CH3CH

3.01单峰6(CH3)2N

3.82单峰1OH

4.45四重峰1CH O

可能结构式为：

CH3CH(OH)CON(CH3)2

6．一个分子式为C12H16O2的化合物，试根据核磁共振氢谱图14-7推测其结构式。

图14-6 C12H16O2的核磁共振氢谱

解：（1）计算不饱和度：U=(2+2×12-16)/2=5

（2）氢分布：（从右到左排列为a、b、c、d 峰）

a峰相当的氢数=(9/9+5+3+7.5)×16=6H

b峰相当的氢数=(5/9+5+3+7.5)×16=3H

c峰相当的氢数=(3/9+5+3+7.5)×16=2H

d峰相当的氢数=(7.5/9+5+3+7.5)×16=5H