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1、-第九章 核磁共振谱、红外光谱和质谱问题9.1 下列化合物的1H NMR谱图中各有几组吸收峰（1）1-溴丁烷 （2）丁烷（3）1,4-二溴丁烷 （4）2,2-二溴丁烷（5）2,2,3,3-四溴丁烷 （6）1,1,4-三溴丁烷（7）溴乙烯 （8）1,1-二溴乙烯（9）顺-1,2-二溴乙烯 （10）反-1,2-二溴乙烯（11）烯丙基溴 （12）2-甲基-2-丁烯提示：化合物中有几种化学不等价的质子，在1H NMR谱图中就有几组吸收峰。首先写出这些化合物的结构式，然后再看各个质子是否等价。答案：（1）CH3CH2CH2CH2Br 4组（2）CH3CH2CH2CH3 2组（3）BrCH2CH2CH2C
2、H2Br 2组（4）CH3CBr2CH2CH3 3组（5）CH3CBr2C(Br)2CH3 1组（6）CHBr2CH2CH2CH2Br 4组（7） 3组（8） 1组（9） 1组（10） 1组（11） 4组（12） 4组问题9.2 下列化合物的1H NMR谱图中都只有一个单峰，试推测它们的结构。(1) C8H18, H = 0.9 (2) C5H10, H = 1.5(3) C8H8, H = 5.8 (4) C4H9Br, H = 1.8(5) C2H4Cl2, H = 3.7 (6) C2H3Cl3(7) C5H8Cl4, H = 3.7提示: 1H NMR谱图中只有一个单峰，说明所有的氢质
3、子都是等价的，即任何一个氢质子周围没有与之不等价的氢质子。答案：问题9.3：推测C4H9Cl的几种异构体的结构（1）1H NMR谱图中有几组峰，其中在H = 3.4处有双重峰。（2）有几组峰，其中在H = 3.5处有三重峰。（3）有几组峰，其中在H = 1.0处有三重峰，在H = 1.5处有双重峰，各相当于三个质子。提示：先写出C4H9Cl的几种异构体的结构，再根据1H NMR谱图的特征判断各是哪一种异构体。答案：分子式为 C4H9Cl的化合物有四种异构体，结构式分别为：（1）根据n+1律，从上述结构式可以看出，结构B中的a-H为双重峰，结构C中的a，c和d-H也都为双重峰，然后根据双重峰的化
4、学位移为3.4 ppm，可判断应为与卤素直接相连的碳上的氢质子信号，即：结构C中a-H的质子信号。由于卤素的吸电子作用，使得临近的氢质子的电子云密度降低，氢质子收到电子云的屏蔽作用降低，相对于烷烃氢质子的化学位移（小于2 ppm），移向低场，即：化学位移值变大（2-4 ppm）。因此（1）对应的异构体应该是结构C。（2）根据n+1律，结构A中的a和d-H，结构B中的d-H为三重峰，根据化学位移值在H = 3.5 ppm，判断其应为与卤素直接相连碳上的氢质子，即结构A中的a-H，故（2）对应的异构体应为结构A。（3）既有双重峰，又有三重峰，且各对应三个质子（CH3），只有结构B符合。三重峰为d-
5、H，双重峰为a-H。问题9.43-己醇用硫酸脱水后生成4种互为异构体的己烯： 产物经色谱层析后得到4个组分，其质子去偶13C NMR谱分别为：（1）12.3，13.5，23.0，29.3，123.7，130.6（2）13.4，17.5，23.1，35.1，124.7，131.5（3）14.3，20.6，131.0（4）13.9，25.8，131.2试确定1-4的结构。提示：质子去偶13C NMR谱中峰的个数为不等价碳的个数，反式烯烃的13C化学位移比顺式烯烃稍大。答案：（1）和（2）各有6组峰，因此应为结构A和B，反式烯烃的13C化学位移比顺式烯烃稍大，因此（1）应为结构B，（2）应为结构A；
6、同理，（3）为结构D，（4）为结构C。问题9.5（R）-2-氯丁烷经自由基氯化反应后，得到5种二氯化物，分离后测定其旋光性及13C NMR谱，结果为：12345旋光性旋光旋光旋光不旋光不旋光质子去偶13C NMR谱（单峰数）44242试确定各化合物的结构（注：1和2要在别的方法配合下才能分别确定其结构）提示：判断一个化合物有无旋光性，也即判断该化合物有无手性，可根据其有无对称面和对称中心来判断。答案：首先画出（R）-2-氯丁烷的Fischer投影式它的自由基氯化反应可以发生在任意一个含氢碳上，可写出其产物的Fischer投影式，同时根据产物有无手性判断其有无旋光性： A：有旋光性，4种碳 B：
7、有旋光性，4种碳 C：有旋光性，2种碳 D：无旋光性，2种碳 E：无旋光性，4种碳因此可判断1和2可能为结构A或B；3对应结构C；4对应结构E；5对应结构D。问题9.6 确定下列化合物的结构：（1）C5H11Br13C： 51.55 43.22 24.46 21.00 13.40DEPT： CH CH2 CH2 CH3 CH3（2）C5H11Br13C： 49.02 33.15 28.72 DEPT： CH2 - CH3 （3）C5H1013C： 147.70 108.33 30.56 22.47 12.23DEPT： - CH2 CH2 CH3 CH3（4）C6H1213C： 137.81
8、115.26 43.35 28.12 22.26DEPT： CH CH2 CH2 CH CH3提示：根据碳谱判断碳的种类，根据DEPT谱判断碳的类型，根据13C的化学位移判断碳的连接方式。答案：（1）CH3CH2CH2CHBrCH3（2）(CH3)3CCH2Br（3）CH2=C(CH3)CH2CH3（4）CH2=CHCH2CH(CH3)2习题答案：1：根据1H NMR谱图推测下列化合物的结构。(1) C8H10, H: 1.2 (t, 3H), 2.6 (q, 2H), 7.1 (b, 5H). b表示宽峰(2) C10H14, H: 1.3 (s, 9H), 7.3-7.5 (m, 5H).
9、 m表示多重峰(3) C6H14, H: 0.8 (d, 12H), 1.4 (h, 2H). h表示七重峰(4) C4H6Cl4, H: 3.9 (d, 4H), 4.6 (t, 2H).(5) C4H6Cl2, H: 2.2 (s, 3H), 4.1 (d, 2H), 5.1 (t, 1H).(6) C14H14, H: 2.9 (s, 4H), 7.1 (b, 10H).提示：首先算出各化合物的不饱和度，然后根据化学位移值推测官能团的结构，根据峰的多重性推测官能团的连接方式。答案：（1）不饱和度为4，可能含有苯环，7.1 (b, 5H)为单取代苯的质子信号，1.2 (t, 3H)说明该质
10、子相邻碳上有2个与之不等价氢质子，2.6 (q, 2H) 说明该质子相邻碳上有3个与之不等价氢质子，因此这两组峰应为CH3CH2-，因此该化合物结构应为乙基苯（2）不饱和度为4，可能含有苯环，7.3-7.5 (m, 5H)为单取代苯的质子信号，除苯基质子信号外只有一组氢质子信号，说明剩下的氢为等价氢，1.3 (s, 9H)应该为三个甲基的信号，因此该化合物结构应该为（3）不饱和度为0，说明该化合物应为饱和烷烃，0.8 (d, 12H)可能为四个等价甲基信号，且与甲基直接相连的碳上只有一个与之不等价质子，也即与甲基直接相连的基团应为-CH-，1.4 (h, 2H)可能为两个-CH-，且分别与两个
11、甲基相连，使得其峰形呈现七重峰，因此该化合物结构可能为：（4）不饱和度为0，结构为（5）不饱和度为1，结构为（6）不饱和度为8，结构为2：推测下列化合物结构：(1) m/z：134（M+），119（B），10.5H：1.1 (t, 6H), 2.5 (q, 4H), 7.0 (s, 4H)(2) 2,3-二甲基-2-溴丁烷与叔丁醇钾反应后生成两个化合物，A：H：1.66 (s); B: 1.1 (d, 6H), 1.7 (s, 3H), 2.3 (h, 1H), 5.7 (d, 2H)(3) m/z：166（M+），168（M+2），170 (M+4), 131, 133, 135, 83,
12、85, 87; H：6.0 (s). (4) C6H4BrNO2, m/z：201（M+），203（M+2），H：7.6 (d, 2H), 8.1 (d, 2H).答案：（1）分子量为134，从核磁共振氢谱信号可看出为对位二取代苯，因此结构为：它容易丢失一个质量数为15的甲基碎片形成稳定的苄基正离子，质量数为119，为基峰。（2）2,3-二甲基-2-溴丁烷结构为：与叔丁醇钾反应后得到产物为：（3）根据分子离子峰，化合物分子量为166，有M+2和M+4同位素峰，说明含有多个卤素，核磁共振氢谱只有一个单峰，说明所有氢质子均等价，故符合以上条件的结构可能为：CHCl2CHCl2（4）核磁共振氢谱显示为苯环结构，有两组说明为两种质子，结构应该为：-第 7 页-