第八章現代物理實驗方法在

2021-03-04 09:54:51 字數 4345 閱讀 2788

有機化學中的應用

1. 指出下列化合物能量最低的電子躍遷的型別

(1).ch3ch2ch=ch2 (2). (3) .

⑷.ch3ch2och2ch35).ch2=ch-ch=o

答案:解n-σ* ⑶.n-π*

⑷. n

2. 按紫外吸收波長長短的順序,排列下列各組化合物。

⑴. ⑵.ch3-ch=ch-ch=ch2 ch2=ch-ch=ch2 ch2=ch2

(3).ch3i ch3br ch3cl

⑷.⑸. 反-1,2-二苯乙烯順-1,2-二苯乙烯

答案:解:⑴.

⑵.ch3-ch=ch-ch=ch2>ch2=ch-ch=ch2>ch2=ch2

⑶.ch3i>ch3br>ch3cl

⑷⑸.反-1,2-二苯乙烯》順-1,2-二苯乙烯

3.指出哪些化合物可在近紫外區產生吸收帶.

(1)(2).ch3ch2och(ch3)2

(3).ch3ch2c≡ch

(4).

(5) ch2=c=o

(6).ch2=ch-ch=ch-ch3

答案:解:可在近紫外區產生吸收帶的化合物是⑷,⑸,⑹

4、圖8-32和圖8-33分別是乙酸乙酯和1-己烯的紅外光譜圖,試識別各圖的主要吸收峰:

答案:解: 圖8-32己酸乙酯的ir圖的主要吸收峰是: ①.

2870-2960cm-1為-ch3,>ch2的vc-h碳氫鍵伸縮振動,②.1730cm-1為vc=o羰基伸縮振動,③.1380cm-1是-ch3的c-h彎曲振動,④.

1025cm-1,1050cm-1為vc-o-c伸縮振動.

圖8-33,1-己烯的ir圖主要吸收峰是①.=c-h伸縮振動,②.-ch3,>ch2中c-h伸縮振動, ③.

伸縮振動,④.c-h不對稱彎曲振動.⑤.

c-h對稱彎曲振動. ⑥.r-ch=ch2一取代烯.

5.指出如何應用紅外光譜來區分下列各對稱異構體:

(1) 和ch3-c≡c-ch2oh.

(2)(3) 和

⑷.(5)答案:解: (1) 和ch3-c≡c-ch2oh.

前者:νc=c:1650cm-1, νc=o:1720cm-1左右.

後者:νc=c:2200cm-1, ν-o-h:3200-3600cm-1

(2) =c-h麵外彎曲,反式,980-965cm-1強峰

=c-h麵外彎曲,順式,730-650峰形弱而寬.

⑶. 和 ,在共軛體系中,羰基吸收波數低於非共軛體系的羰基吸收.

⑷. 中的c=c=c伸縮振動1980cm-1. 中的c=c 伸縮振動 1650cm-1.

(5) 吸收波數νc≡n>νc=c=n , νc≡n在2260-2240cm-1左右.

在 c=c-h的麵外彎曲振動910-905cm-1

6.化合物e,分子式為c8h6,可使br/ccl4溶液褪色,用硝酸銀氨溶液處理,有白色沉澱生成;e的紅外光譜如圖8-34所示,e的結構是什麼?

答案:解:①.3300 cm-1是≡c-h伸縮振動,②.3100 cm-1是ar-h的伸縮振動,③.2200 cm-1是c≡c的伸縮振動。

④.1600-1451 cm-1是苯環的骨架振動。⑤.710 cm-1,770 cm-1表示苯環上單取代,所以化合物e的結構是:

7.試解釋如下現象:乙醇以及乙二醇四氯化碳溶液的紅外光譜在3350 cm-1處都有有乙個寬的o-h吸收帶,當用ccl4稀釋這兩種醇溶液時,乙二醇光譜的這個吸收帶不變,而乙醇光譜的這個帶被在3600 cm-1乙個尖峰代替。

答案:解:在3350 cm-1是絡合-oh的ir吸收帶,在3600 cm-1尖峰是游離-oh吸收峰,乙醇形成分子間氫鍵,溶液稀釋後,-oh由締合態變為游離態,乙二醇形成分子內氫鍵,當溶液稀釋時,締合基沒有變化,吸收峰吸收位置不變。

8.預計下列每個化合物將有幾個核磁共振訊號?

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:解:⑴. 2個 ⑵.4個(必須是高精密儀器,因有順反異構)

⑶.4個 (有順反異構) ⑷.2個 ⑸.3個 ⑹.1個 ⑺.3個 ⑻.4個

9.定出具有下列分子式但僅有乙個核磁共振訊號的化合物結構式.

(1) c5h12 (2) c3h6 (3) c2h6o (4) c3h4 (5) c2h4br2 (6) c4h6 (7) c8h18 (8)c3h6br2

答案:解:(12)

(3) ch3-o-ch34) ch2=c=ch2 (5) brch2-ch2br

(6) ch3-c≡c-ch3 (7)(8)

10.二甲基環丙烷有三個異構體,分別給出2,3和4個核磁共振訊號,試畫出這三個異構體的構型式.

答案:解:

2組訊號 4組訊號 3組訊號

11.按化學位移δ值的大小,將下列每個化合物的核磁共振訊號排列成序.

(1) (2)

(3) (4)

(5) (6)

(7) (8)

答案:解: (1) δb>δa (2) δb>δa (3) δa>δb4) δa>δb>δc>δd (5) δa>δb (6) δa>δc>δb

(7) δb>δa8) δb>δa>δc

12.在室溫下,環己烷的核磁共振譜只有乙個訊號,但在-100℃時**成兩個峰。試解釋環己烷在這兩種不同溫度下的nmr圖。

答案:解:在室溫下,環己烷的環以104-105次/秒快速轉動,使命個α鍵質子與6個e鍵質子處於平均環境中,所以室溫下,nmr圖只有乙個單峰。

當溫度降至-100℃時,環己烷的轉環速度很慢,所以在nmr圖中可記錄下α鍵質子和e鍵質子各有乙個單峰。即有兩個峰。

13、化合物a,分子式為c9h12,圖8-35**-36分別是它的核磁共振普和紅外光譜,寫出a的結構。

答案: 解:化合物a的結構為:

ir中:710-690和810-750有吸收,為間二取代芳烴。

14、推測具有下列分子式及nmr譜的化合物的構造式,並標出各組峰的相對面積。

答案:解:(a):峰面積比為6:1

(b):br2chch3峰面積比為3:1

(c):clch2ch2ch2cl峰面積比為2:1

15、從以下資料,推測化合物的結構? 實驗式:c3h6o.

nmr: δ=1.2(6h)單峰.

δ=2.2(3h)單峰. δ=2.

6(2h)單峰. δ=4.0(1h)單峰.

ir:在1700cm-1及3400cm-1處有吸收帶

答案:解:這個化合物是:

16、有1mol丙烷和2molcl2進行游離基氯化反應時,生成氯化混合物,小心分餾得到四種二氯丙烷a、b、c、d,從這四種異構體的核磁共振譜的資料,推定a、b、c、d的結構。

答案:化合物a:(b.

p.69oc)δ值8.4(6h)單峰.

化合物b:(b.p.

82oc) δ=1.2(3h)三重峰,1.9(2h)多重峰,5.

8(1h)三重峰.化合物c:(b.

p.96oc) δ=1.4(3h)二重峰,3.

8(3h)二重峰,4.1(1h)多重峰化合物d:(b.

p.120oc) δ=2.2(2h)五重峰,3.

7(4h)三重峰。

16.解:

abcd:

17、化合物a,分子式為c5h8,催化反應後,生成順-1,2-二甲基環丙烷。

(1)寫出的結構式。

(2)已知a在890cm-1處沒有紅外吸收,的可能結構又是什麼?

(3)a的nmr圖在δ值2.2和δ=1.4處有共振訊號,強度比為3:1,a的結構如何?

(4)在a的質譜中,發現基峰是m/e=67,這個峰是什麼離子造成的,如何解釋它的光譜?

答案:解:(1)的可能結構為

(2) 或

(3)(4) 因為它具有芳香性,穩定,所以相對豐度高。(m-1)峰

18、間三甲苯的nmr圖δ=2.35(9h)單峰,δ=6.70(3h)單峰,在液態so2中,用hf和sbf5處理間三甲苯,在nmr圖中看到的都是單峰 δ=2.

8(6h),δ=2.9(3h),δ=4.6(2h),δ=7.

7(2h)這個譜是由什麼化合物產生的?標明它們的吸收峰。

答案:解:

19、1,2,3,4-四甲基-3,4-二氯環丁烯(i)的nmr圖在δ值1.5和δ值2.6各有乙個單峰,當把(i)溶解在sbf5和so2的混合物中時,溶液的nmr圖開始呈現三個峰,δ值2.

05(3h),δ值2.20(3h),δ值2.65(6h),但幾分鐘後,出現乙個的譜,只在δ值3.

68處有一單峰。

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