波谱习题学习课件.pptx

1、UV习题 例例1、如何利用UV，证明乙酰乙酸乙酯分子中存在烯醇式异构体？CH3CCH2COC2H5OOOCH3C=CHCOC2H5OH 解：解：乙酰乙酸乙酯分子的酮式-烯醇式互变异构平衡式如下：因酮式中无共轭双键，故羰基仅在204nm处存在弱吸收。若在210250nm有强的K带（*，max104）吸收，即可证明有烯醇式共轭体系存在。例例2、下图是胆甾-4-烯-3-酮（a）和4-甲基-3-戊烯-2-酮（b）的UV图谱，试比较二者的图谱，可得出什么结论？图 例 2 0-2 胆 甾-4-烯-3-酮(a)和4-甲 基-3-戊 烯-2-酮(b)的 U V 图 谱 解：解：二者具有相同的生色团，-不饱和酮

2、及助色团烷基，仅在连接方式上有所不同,所以它们的UV吸收峰非常相似。说明UV的max只能用于判别共轭体系。但根据郎伯-比耳定律A=CL，二者的相对分子质量相差较大，故可根据max区别之。max（a）max（b）。CH3 H O 例3、吸收峰计算麦角甾醇 基值：217nm 217nm253nm 共轭双键30 30 环外双键10 15 10 烷基25（55）25（55）20（45）实测值 280nm 280nm282nm 282nm 287nm 283nmCCH3CH3OH例4对于下述反应，A的结构实测值是242nm，试用紫外光谱推测A的结构。H2SO4 A （C9H14）（B）=215+18+1

3、8+18+30=299 例10确定紫罗兰酮、-异构体的结构。054（3*18）环外双键10 15 10Proton or 13 C NMR would readily distinguish between the two possibile structures.5ppm出现二重峰，可能为-CH-CH2-结构；例1、如何利用UV，证明乙酰乙酸乙酯分子中存在烯醇式异构体？227nm299nm因其可形成最为稳定的 碎片离子。例8某一化合物可能有下列二种结构（A和B），经绘制其紫外光谱，在乙醇中最大吸收波长为352nm，试通过计算来确定哪一种结构的可能性大？（A）（B）例8某一化合物可能有下列二种

4、结构（A和B），经绘制其紫外光谱，在乙醇中最大吸收波长为352nm，试通过计算来确定哪一种结构的可能性大？B在210nm以上无吸收峰。答：（1）分子式的确定：化合物的EI-MS图显示该化合物的准分子离子峰为m/z=86，即分子量为86，且含甲基碎片；已知紫罗兰酮的两种异构体结构如下。1469、1360甲基伸缩振动（2）13C-NMR：在=126142ppm出现126.The presence of an intense peak at m/e=43 is also suggestive of the presence of a methyl ketone which can fragment

5、to form the acylium ion.227nm299nm2210 cm-1，应为CC；CCH3CH2CCH3CH3解：从反应式可知是一脱水反应，脱水产物可能是下面两种结构之一：基值：217nm217nm环外双键05烷基15（35）20（45）232nm242nm所以A可能是第二种结构。例5、例6：全反式番茄红素 解：max=114+58+11（48.0-1.711）-16.50-100=476.3nm实测值：474nmOOHOOH例7下列两种化合物利用紫外光谱是否能区别？OOHOOH解：基值：215215同环二烯390-R1818-R3618延长共轭3030环外双键05338nm2

6、86nm二者最大吸收波长相差52nm，所以可以用紫外光谱加以区别。OO例8某一化合物可能有下列二种结构（A和B），经绘制其紫外光谱，在乙醇中最大吸收波长为352nm，试通过计算来确定哪一种结构的可能性大？（A）（B）解：基值：215215同环二烯3939-R1010-R1212-R180-R1818延长共轭3030环外双键15(35)0357nm324nm因此该化合物的可能结构是A。例10确定紫罗兰酮、-异构体的结构。已知紫罗兰酮的两种异构体结构如下。并测得-异构体228nm（14000）；-异构体296nm（11000）,求其结构？A BCH=CHCOCH3CH=CHCOCH3CH=CHCO

7、CH3CH=CHCOCH3 基值：215 215 所以-异构体为结构A；-异构体为结构B。120054（3*18）030227nm299nm解：例例11 有A、B两种环己烯，A的UVmax为256nm（800）；B在210nm以上无吸收峰。试写出A、B的结构。A.B.解：例例12 用其它方法得知紫罗兰有两种异构体体和体，测得UV光谱体的max=228nm，体的max=296nm，试判断下列结构中何为体？何为体？（A）（B）答：（A）=215+12=227 （B）=215+18+18+18+30=299 例例1、若具有分子式C6H12的化合物,其IR只在2920 cm-1（s）、2840cm-1

8、（s）、1450 cm-1和1250 cm-1有吸收峰，请推断此化合物的结构式。根据m/Z离子碎片峰,其开裂方式应为：化合物的13C-NMR图因此该化合物的可能结构是A。例2、下图是胆甾-4-烯-3-酮（a）和4-甲基-3-戊烯-2-酮（b）的UV图谱，试比较二者的图谱，可得出什么结论？The very minor peaks at 91 and 43 suggest that the molecule contain a benzyl unit or a methyl ketone.同环二烯3939Analysis:C9H10O MW=134.（3）57：丰度最大,稳定结构，失去CO(28)

9、后的产物同环二烯3939烷基25（55）25（55）20（45）共轭双键30 30环外双键15(35)0例1、如何利用UV，证明乙酰乙酸乙酯分子中存在烯醇式异构体？并测得-异构体228nm（14000）；-异构体296nm（11000）,求其结构？试根据IR图20-23（a）、（b）推断出A、B的结构式。环外双键15(35)0（A）（B）B:C4H10O，从图20-23（b）知，3600 cm-13300 cm-1应为O-H，1650 cm-1 处C=C键消失同时被催化还原。The base peak occurs at m/e=105.1700强吸收，含羰基；解：解：应为环己烷.因为在167

10、51500cm-1处未见C=C，应排除烯烃的可能，2920 cm-1（s），284（s）应为-CH2-的C-H吸收峰；1450 cm-1，1250cm-1为-CH2-的C-H。例2：如何用IR区别：a.环戊醇与环戊酮；b.乙酸与乙酸乙酯。解：解：a:若O-H 37503000有吸收峰,则为醇.若C=O 19001650有吸收峰,则为酮.b:若O-H 37503000有吸收峰,则为酸.无此吸收峰,则为酯.例例3：化合物A（C5H3NO2），其IR给出1725、2210、2280cm-1吸收峰，A的最可能的结构式是怎样的？解：解：IR：1725 cm-1，应为C=O；2210 cm-1，应为CC；

11、2280 cm-1，应为CN。故A的可能结构应为：或H-C-CH2-C C-C NH-C-CH2-CC NC-CH2-OO例例4：化合物A（C4H8O），经催化加氢后生成B（C4H10O）。试根据IR图20-23（a）、（b）推断出A、B的结构式。图20-23（a）化合物A C4H8的IR图谱 图20-23（b）化合物B C4H10的IR图谱 解：解：A:C4H8O，从图20-23（a）知，3600 cm-13300 cm-1强而宽的峰应为C-O，1650 cm-1处应为C=C，1000 cm-1 1100 cm-1强吸收峰应为C-O。B:C4H10O，从图20-23（b）知，3600 cm-

12、13300 cm-1应为O-H，1650 cm-1 处C=C键消失同时被催化还原。1380 cm-11400 cm-1处有一分叉双峰应为（CH3）CH2，1050 cm-11080 cm-1处强吸收峰应为C-O。综上所述054（3*18）-R1010答：（A）=215+12=227 5 某烷基苯，C9H12，其MS图谱中m/E 91为基峰，下列几个结构中哪一个与之相符？为什么？（1）IR：3030cm-1；（4）MS：分子离子峰强，且分子量为138；-R180解：乙酰乙酸乙酯分子的酮式-烯醇式互变异构平衡式如下：若C=O 19001650有吸收峰,则为酮.烷基25（55）25（55）20（45

13、）化合物的EI-MS图若C=O 19001650有吸收峰,则为酮.（书后P276题15）4 下列两张MS谱（a）和（b），哪一张是4-甲基-2-戊酮，哪一张是3-甲基-2-戊酮？为什么？（1）100：分子离子峰；综合以上解析化合物为：解：基值：215215900650cm-1出现吸收峰，说明是芳香族化合物。因此该化合物的可能结构是A。因此该化合物的可能结构是A。例6:某化合物C9H10O，其IR光谱主要吸收峰位为3080，3040，2980，2920，1690（s），1600，1580，1500，1370，1230，750，690cm-1，试推断分子结构 解:可能含有苯环5210922UOCc

14、m为强吸收11690（单取代）可能为（双峰）和（芳环）可能为三处吸收和，可能为有吸收，HCCHcmcmcm11175069015001580160030403080sCHsCHasCHcmcmcm323111137029202980为可能为可能为5256HCCOHC可能结构为例7：3270NH1638OC1533NH3300CH2100CC1268CH3030H144514951597，（芳环）CC（双峰），694763H1323NC续前解：可能含有苯环7271922UOCcm为强吸收11638NCNHNHcmcmcm111132315333270吸收有吸收CHCCCHcmcmcm111126

15、821003300含（强）含（强）（单取代）为（双峰）和（芳环）为（三峰）和，为HCCHcmcmcm1116947631445149515973030续前峰归属如下：11111323153316383270cmcmcmcmNCNHOCNH111126821003300cmcmcmCHCCCH（双峰），和，（芳环骨架）1116947631445149515973030cmcmcmHCCHNHC0含酰胺结构CHC 含含单取代苯续前结构式应为示例3000H（双）702,756H14931584,1600和（芳）CC2860291829382和，CH14522CH（A）（B）二者最大吸收波长相差52n

16、m，所以可以用紫外光谱加以区别。同环二烯3939A B C解：乙酰乙酸乙酯分子的酮式-烯醇式互变异构平衡式如下：因此该化合物的可能结构是A。烷基25（55）25（55）20（45）说明UV的max只能用于判别共轭体系。（4）MS：分子离子峰强，且分子量为138；环外双键10 15 10（2）13C-NMR：在=126142ppm出现126.同环二烯3939因此该化合物的可能结构是A。环外双键15(35)0例1、如何利用UV，证明乙酰乙酸乙酯分子中存在烯醇式异构体？根据m/Z离子碎片峰,其开裂方式应为：例1、如何利用UV，证明乙酰乙酸乙酯分子中存在烯醇式异构体？（A）（B）MS Fragment

17、s:054（3*18）续前解:OHOCNHNC无苯环，但具有只有化合物；和，其中三个还分别具有含有苯环，此题五个化合物有四个2（单取代形式）为芳环（双峰）和为芳环三处吸收和，为芳环有吸收和，一系列特征吸收图上可见芳香化合物的HCCHcmcmcm111702756149315841600302030403060续前没有芳环特征吸收且结构吸收，无2320036001OHcm2否定结构吸收且无芳环对位取代特征吸收无吸收无吸收无311113752220224032003500CHNCNHcmcmcm31 和否定结构吸收无OCcm1163016804否定结构续前111111452286029182938

18、70275614931584160030203040306022cmcmcmcmcmCHCHHCCH和，（双峰）和（单取代）和，（芳环）和，：综上所述，峰归属如下5该化合物为结构例9：3360OH1235OC29703asCH14763asCH（双）和1363139533)(sCHC28743sCH续前解：个为直链饱和醇，个含，个含其中此题三个化合物均具有1)(1133CHCCCOH吸收无吸收无CCCHcmcm111650300031003否定结构特征吸收双峰和不具有结构sCHCcm33)(11363139511否定结构11)(111112351363139514762874297033603

19、3333cmcmcmcmcmcmOCsCHCasCHsCHasCHOH（双峰）和，综上，峰归属如下：2该化合物为结构练习（书后P276题15）147114941588和，（芳）CC3030H（单）1748cmH（双），33003430NH16222NH12681303，NC29253asCH14423asCH13803sCH续前解：推测可能含苯环4291722U（双取代）可能为（单峰）（芳环）可能为（三峰）和，可能为HCCHcmcmcm1117481471149415883030NCNHNHcmcmcmcmcm可能为，可能为可能为（双峰），111111268130316223300343022

20、sCHasCHasCHcmcmcm333111138014422925和分别为和（较强）可能为续前故峰的归属如下：（单峰）（三峰）和，（芳环骨架）1117481471149415883030cmcmcmHCCH111111268130316223300343022cmcmcmcmcmNCNHNH，（双峰），111138014422925333cmcmcmsCHasCHasCH（较强）取代苯环含邻二为伯胺3CH为续前结构为 例10 某化合物分子式为C7H6O2，IR光谱见下图，试推断其可能的结构式，并说明理由。答：不饱和度=5，可能含苯环（1600，1580，1500）；1700强吸收，含羰基；

21、3600-2400强而宽的峰说明化合物为羧酸。所以该化合物是苯甲酸。试根据IR图20-23（a）、（b）推断出A、B的结构式。因酮式中无共轭双键，故羰基仅在204nm处存在弱吸收。3600-2400强而宽的峰说明化合物为羧酸。MS Fragments:Analysis:C5H12O MW=88.因此该化合物的可能结构是A。4 下列两张MS谱（a）和（b），哪一张是4-甲基-2-戊酮，哪一张是3-甲基-2-戊酮？为什么？227nm299nm例1、如何利用UV，证明乙酰乙酸乙酯分子中存在烯醇式异构体？例8某一化合物可能有下列二种结构（A和B），经绘制其紫外光谱，在乙醇中最大吸收波长为352nm，试

22、通过计算来确定哪一种结构的可能性大？-R1010同环二烯3939解：（a）为4-甲基-2-戊酮。环外双键05例1、如何利用UV，证明乙酰乙酸乙酯分子中存在烯醇式异构体？例1、如何利用UV，证明乙酰乙酸乙酯分子中存在烯醇式异构体？The peak at m/e=58 corresponds to the protonated m/e=57 cation radical.同环二烯3939解：IR：1725 cm-1，应为C=O；Proton or 13 C NMR would readily distinguish between the two possibile structures.质谱习题

23、练习1Analysis:C5H12O MW=88.15The base peak,not surprisingly,is formed by expulsion of the alkyl chain to give the simple oxonium ion at m/e=45.MS Fragments:练习2练习3Analysis:C7H12Br MW=171.04MS Fragments:The spectrum shows two small peaks of equal intensity in the molecular ion region,strongly suggesting

24、 that the molecule contains bromine(equal concentrations of the 79Br and 81Br isotopes).The base peak represents loss of this bromine to give the peak at m/e=91,which is highly suggestive of a benzyl fragment,which rearranges to form the tropylium cation.Analysis:C9H10O MW=134.18练习4MS Fragments:The

25、spectrum shows a moderate molecular ion peak,and a peak at m-15,strongly suggesting the presence of a labile methyl group.The base peak occurs at m/e=91,which is highly suggestive of a benzyl fragment,which rearranges to form the tropylium cation.The presence of an intense peak at m/e=43 is also sug

26、gestive of the presence of a methyl ketone which can fragment to form the acylium ion.练习5Analysis:C11H12O 3 MW=192.21MS Fragments:The spectrum shows a small molecular ion peak,and a peak at m-45,suggesting the presence of an ethoxy group(-O-CH2CH3).The very minor peaks at 91 and 43 suggest that the

27、molecule contain a benzyl unit or a methyl ketone.The base peak occurs at m/e=105.The molecular ion at 105 is characteristic of a carbonyl bonded directly to an aromatic ring.Analysis:C5H8O2 MW=100.12练习6MS Fragments:The m/e=57 fragment corresponds to C3H5O,suggesting the original compound was an all

28、yl(-O-CH2CH=CH2)or methylvinyl(-O-CH=CHCH3)ester.Either of these would generate the peak observed at m/e=41.The peak at m/e=58 corresponds to the protonated m/e=57 cation radical.Proton or 13 C NMR would readily distinguish between the two possibile structures.练习7练习8试根据IR图20-23（a）、（b）推断出A、B的结构式。例2：如

29、何用IR区别：a.同环二烯3939解：乙酰乙酸乙酯分子的酮式-烯醇式互变异构平衡式如下：1450 cm-1，1250cm-1为-CH2-的C-H。8ppm附近出现胖而弱的小峰，进行氘代后此峰消失，说明是活泼质子-OH产生的共振峰。质谱习题5 某烷基苯，C9H12，其MS图谱中m/E 91为基峰，下列几个结构中哪一个与之相符？为什么？338nm286nmIR图谱中含羰基（1710cm-1），故推测分子式为C5H10O，其中有两个碳化学位移相同而重叠。m/z77,51,39,91,65等碎片离子都说明苯环的存在；例1、如何利用UV，证明乙酰乙酸乙酯分子中存在烯醇式异构体？试根据IR图20-23（a

30、）、（b）推断出A、B的结构式。Analysis:C7H12Br MW=171.解：（a）为4-甲基-2-戊酮。例1、若具有分子式C6H12的化合物,其IR只在2920 cm-1（s）、2840cm-1（s）、1450 cm-1和1250 cm-1有吸收峰，请推断此化合物的结构式。答：不饱和度=5，可能含苯环（1600，1580，1500）；已知紫罗兰酮的两种异构体结构如下。338nm286nm054（3*18）（B）=215+18+18+18+30=299 练习9分子式分子式:C8H16O练习10练习11 4 下列两张MS谱（a）和（b），哪一张是4-甲基-2-戊酮，哪一张是3-甲基-2-戊

31、酮？为什么？解：解：（a）为4-甲基-2-戊酮。根据m/Z离子碎片峰,其开裂方式应为：OCH3CCH2CH(CH3)2+.m/Z 100()M+.(CH3)2CHCH2.CH3CO+m/e 43CH3 +(CH3)2CHCH2CO+m/Z 85(CH3)2CHCH2+CO.m/Z 57CH2CH3CHHCH2CH3CCH3-CH=CH2 +CH2=C-CH3OH+.m/Z 58O（b）为3-甲基-2-戊酮，其开裂方式应为：CH3COCHCH2CH3m/Z 43m/Z 57-eCH3+.m/Z 100CH3CH2CHCH3 +CH3CO+.CH3CH2CHCH3+Om/Z72CCH2CH3CHC

32、H2CH3HCH3-C=CHCH3 +CH2=CH2+OH练习12 5 某烷基苯，C9H12，其MS图谱中m/E 91为基峰，下列几个结构中哪一个与之相符？为什么？A B C D 解：解：C。因其可形成最为稳定的 碎片离子。练习13 某未知酮类有机化合物分子式为C6H12O，其质谱图如下，试推断其结构，并解析其主要离子的裂解过程。答：化合物结构为CH3COC(CH3)3（1）100：分子离子峰；（2）85：失去CH3（15）的产物；（3）57：丰度最大,稳定结构，失去CO(28)后的产物5:根据以下四谱解析某化合物结构化合物的EI-MS图 化合物的IR图化合物的1H-NMR图化合物的13C-N

33、MR图答：（1）分子式的确定：化合物的EI-MS图显示该化合物的准分子离子峰为m/z=86，即分子量为86，且含甲基碎片；结合1H-NMR和13C-NMR图提供的信息可知其结构中含10个质子，至少4个碳原子；IR图谱中含羰基（1710cm-1），故推测分子式为C5H10O，其中有两个碳化学位移相同而重叠。（2）结构片段的确定：IR：2927 cm-1 饱和碳氢伸缩振动；1710cm-1羰基伸缩振动；1469、1360甲基伸缩振动1H-NMR：证明化合物含三个甲基，其中两个甲基的氢化学位移完全相同（值为1.20，双峰），并与-CH-偶合；值为2.20处单峰，说明此甲基与羰基直接相连；值为2.80

34、处多峰显示-CH-与羰基相连。13C-NMR：为17的两个CH3，为24的CH3，为45的CH，和为209的C=O因此确定该化合物的结构为CH3COC(CH3)2（3）结构验证：H3CCH3CH3O1.21.22.22.8H3CCH3CH3O17174524209 利用以下图谱判断化合物的结构。解：（1）IR：3030cm-1；16501450cm-1；20001660cm-1；1225955 cm-1；900650cm-1出现吸收峰，说明是芳香族化合物。另外在35003200cm-1范围内出现一个强的宽峰，证明存在缔合的-OH。所以该化合物可能是芳香族的醇类。（2）13C-NMR：在=126

35、142ppm出现126.2(d),127.4(d),128.2(d),141.6(s)证明是单取代苯；=68.1ppm，三重峰，为-CH2；=74.6ppm，两重峰，为-CH；-CH2和-CH由于苯环的磁各向异性影响而向低场移动。（3）1H-NMR：在=7.2ppm附近出现苯环质子峰；=4.8ppm出现三重峰，=3.5ppm出现二重峰，可能为-CH-CH2-结构；=3.8ppm附近出现胖而弱的小峰，进行氘代后此峰消失，说明是活泼质子-OH产生的共振峰。（4）MS：分子离子峰强，且分子量为138；m/z77,51,39,91,65等碎片离子都说明苯环的存在；所以分子碎片有：由分子量为138与碎片

36、比较应该有2个-OH结构可能是：MS 验证：OHCHCH2CHOHCH2OHCHOHCH2OHCHCH2O+H2Om/z138 m/z120+CHOHCH2OH+m/z138 m/z107+CHOHCH2OH.综合以上解析化合物为：C HO HC H2O HUV习题 例例1、如何利用UV，证明乙酰乙酸乙酯分子中存在烯醇式异构体？CH3CCH2COC2H5OOOCH3C=CHCOC2H5OH 解：解：乙酰乙酸乙酯分子的酮式-烯醇式互变异构平衡式如下：因酮式中无共轭双键，故羰基仅在204nm处存在弱吸收。若在210250nm有强的K带（*，max104）吸收，即可证明有烯醇式共轭体系存在。例5、解：基值：215215同环二烯3939-R1010-R1212-R180-R1818延长共轭3030环外双键15(35)0357nm324nm因此该化合物的可能结构是A。例2：如何用IR区别：a.环戊醇与环戊酮；b.乙酸与乙酸乙酯。续前没有芳环特征吸收且结构吸收，无2320036001OHcm2否定结构吸收且无芳环对位取代特征吸收无吸收无吸收无311113752220224032003500CHNCNHcmcmcm31 和否定结构吸收无OCcm1163016804否定结构练习7