第八章现代物理实验方法在 有机化学中的应用 指出下列化合物能量最低的电子跃迁的类型 CH CH2-CH-CHa CHSH2CO (1). CH3 CH2CH=CH2(2) (4). CH3 CH2OCH2 CH3 (5. CH2=CH-CH=0 答案: 解:(1).丌-π*(2).n-0* (3).n-Ⅱ* (5).Ⅱ-Ⅱ* 2.按紫外吸收波长长短的顺序,排列下列各组化合物。 (1). d o 3 H ( 2). CH3-CH=CH-CH=CH2 CH2 =CH-CH=CH. CH2 =CH (3). CH3I CH3 Br CH3C1 NO? (4) (5).反-1,2-二苯乙烯顺-1,2-二苯乙烯 答案: 解:(1) (2). CH3-CH=CH-CH=CH2> CH2-=CH-CH=CH2>CH2=CH2 (3).CH3Ⅰ>CHBr>CHCl
第八章 现代物理实验方法在 有机化学中的应用 1． 指出下列化合物能量最低的电子跃迁的类型 (1).CH3CH2CH=CH2 (2)． (3) ． ⑷．CH3CH2OCH2CH3 (5).CH2=CH-CH=O 答案： 解：⑴. π-π* ⑵．n-σ* ⑶．n-π* ⑷． n-σ* ⑸. п-п* 2． 按紫外吸收波长长短的顺序，排列下列各组化合物。 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 顺-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 ⑷
(5).反-1,2-二苯乙烯>顺-1,2-二苯乙烯 3.指出哪些化合物可在近紫外区产生吸收带 CHBCH2CHCH3 (2). CH CH,OCH (CHs) (3). CH3CH2C≡CH (4). CHCCHCHs (5)CH2=C=0 (6).CH2=CH-CH=CH-CH3 答案: 解可在近紫外区产生吸收带的化合物是(4)(5),(6) 4、图8-32和图8-33分别是乙酸乙酯和1-己烯的红外光谱图,试识别 各图的主要吸收峰 故长/ ♀195 CH-C-o-ClLCH, 44o 50J0 1860141810就 图8-32乙酸乙酯的IR图 长/n CHACH. ) CH. - CH-CHa 簧霞/m -331·己蟋的IR图 答案:
⑸.反-1,2-二苯乙烯>顺-1,2-二苯乙烯 3.指出哪些化合物可在近紫外区产生吸收带. (1) (2)．CH3CH2OCH(CH3)2 (3)．CH3CH2C≡CH (4)． (5) CH2=C=O (6).CH2=CH-CH=CH-CH3 答案： 解:可在近紫外区产生吸收带的化合物是⑷,⑸,⑹ 4、图 8-32 和图 8-33 分别是乙酸乙酯和 1-己烯的红外光谱图,试识别 各图的主要吸收峰: 答案：
解:图8-32己酸乙酯的IR图的主要吸收峰是:①.2870-2960cm为 CH3,>CH的Vc碳氢键伸缩振动,②.1730cm为V∞羰基伸缩振 动,③.1380cm是-CH的CH弯曲振动,④.1025cm2,1050M为Vcoc 伸缩振动 图8-33,1-己烯的IR图主要吸收峰是①.=C-H伸缩振动,②.-CH,>CH2 中CH伸缩振动,③ 伸缩振动,④.CH不对称弯曲振 动.⑤.CH对称弯曲振动.⑥.R-CH=CH2一取代烯. 5.指出如何应用红外光谱来区分下列各对称异构体 (1)CCH-CH丑 和CH3-C≡C-CHOH H Hs. CgHs (2) (HCH 2CH (3) 和 / N H5CN C=C-N-CH-=CH2 (5) 答案: 解:(1)CH3 CH=CH-C-H和CH3-C≡ C-CH2OH 前者:vcxc:1650cm, 1720cm左右 后者:vcc:2200cm 3200-3600cm C6H5 (2)C5CH=CH面外弯曲,反式99656m°强峰 CsH C-H面外弯曲,顺式,730-650峰形弱而宽 H CCH 在共轭体系中,羰基吸收波数低于非 共轭体系的羰基吸收
解: 图 8-32 己酸乙酯的 IR 图的主要吸收峰是: ①.2870-2960cm-1为 -CH3,>CH2的 VC-H碳氢键伸缩振动,②.1730cm-1为 VC=O羰基伸缩振 动,③.1380cm-1是-CH3的 C-H 弯曲振动,④.1025cm-1 ,1050CM-1为 VC-O-C 伸缩振动. 图 8-33,1-己烯的 IR 图主要吸收峰是①.=C-H 伸缩振动,②.-CH3,>CH2 中 C-H 伸缩振动, ③. 伸缩振动,④.C-H 不对称弯曲振 动.⑤.C-H 对称弯曲振动. ⑥.R-CH=CH2一取代烯. 5.指出如何应用红外光谱来区分下列各对称异构体: （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. 后者:νC=C：2200cm-1 , ν-O-H：3200-3600cm-1 （2） =C-H 面外弯曲,反式,980-965cm-1强 峰 =C-H 面外弯曲,顺式,730-650 峰形弱而宽. ⑶. 和 ,在共轭体系中,羰基吸收波数低于非 共轭体系的羰基吸收
中的C=C=C伸缩振动1980cm 中的C=C 伸缩振动1650cm H (5) 吸收波数vc->vc,vc=在2202240cm 左右 H C=CNCH=CH2 在h5G C=C-H的面外弯曲振动910-905cm 6.化合物E,分子式为C,可使Br/CCl4溶液褪色,用硝酸银氨溶液处 理,有白色沉淀生成;E的红外光谱如图8-34所示,E的结构是什么 波长/口 3000 2000 150 1300 22 波数/cm1 答案 解:①.3300cm是≡CH伸缩振动,②.3100cm是ArH的伸缩振 动,③.2200cm是C≡C的伸缩振动。④.1600-1451cm是苯环的 骨架振动。⑤.710cm,770cm表示苯环上单取代,所以化合物E 的结构是: 7.试解释如下现象:乙醇以及乙二醇四氯化碳溶液的红外光谱在3350 cm-1处都有有一个宽的0H吸收带,当用CCl4稀释这两种醇溶液时 乙二醇光谱的这个吸收带不变,而乙醇光谱的这个带被在3600cm-1 个尖峰代替。 答案
⑷. 中的 C=C=C 伸缩振动 1980cm-1. 中的 C=C 伸缩振动 1650cm-1 . （5） 吸收波数 νC≡N>νC=C=N ， νC≡N在 2260-2240cm-1 左右. 在 C=C-H 的面外弯曲振动 910-905cm-1 6.化合物 E,分子式为 C8H6,可使 Br/CCl4溶液褪色,用硝酸银氨溶液处 理,有白色沉淀生成；E 的红外光谱如图 8-34 所示，E 的结构是什么？ 答案： 解：①．3300 cm-1是≡C-H 伸缩振动，②．3100 cm-1是 Ar-H 的伸缩振 动，③．2200 cm-1是 C≡C 的伸缩振动。④．1600-1451 cm-1是苯环的 骨架振动。⑤．710 cm-1，770 cm-1表示苯环上单取代，所以化合物 E 的结构是： 7．试解释如下现象：乙醇以及乙二醇四氯化碳溶液的红外光谱在 3350 cm-1 处都有有一个宽的 O-H 吸收带，当用 CCl4 稀释这两种醇溶液时， 乙二醇光谱的这个吸收带不变，而乙醇光谱的这个带被在 3600 cm-1 一个尖峰代替。 答案：
解:在3350cm是络合-OH的IR吸收带,在3600cm尖峰是游离OH 吸收峰,乙醇形成分子间氢键,溶液稀释后,OH由缔合态变为游离 态,乙二醇形成分子内氢键,当溶液稀释时,缔合基没有变化,吸收 峰吸收位置不变。P 8.预计下列每个化合物将有几个核磁共振信号? HaCH-CH2 (1). CH3CH CH2CH (2) (3). CH3-CH=CH2 (4)反-2-丁烯 (5)1,2-二溴丙烷 (6) CH2 BrCl (7)CHaC-OCHCHs h2 (8)2-氯丁烷 答案: 解:(1).2个(2).4个(必须是高精密仪器,因有顺反异构) (3).4个(有顺反异构)(4).2个(5).3个(6).1个(7.3个 (8).4个 9定出具有下列分子式但仅有一个核磁共振信号的化合物结构 式 (1)CsH12(2)CH6(3)CH50(4) C3H (5 CHBr (6)CH6(7)CH18(8)CH5Br2 答案: CH:-C-CH3 解:(1) (2) (3)CH3-0-CH3 (4) CH2=C=CH2 (5) BrCH2-CH2Br HR cH H3 -CH3 CHr-C-CH (6)CH3-C≡C-CH3(7) CH3 CH (8 10.二甲基环丙烷有三个异构体,分别给出2,3和4个核磁共振信号,试 画出这三个异构体的构型式
解：在 3350 cm-1是络合-OH 的 IR 吸收带，在 3600 cm-1尖峰是游离-OH 吸收峰，乙醇形成分子间氢键，溶液稀释后，-OH 由缔合态变为游离 态，乙二醇形成分子内氢键，当溶液稀释时，缔合基没有变化，吸收 峰吸收位置不变。 8．预计下列每个化合物将有几个核磁共振信号？ 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 个 ⑵.4 个（必须是高精密仪器，因有顺反异构） ⑶.4 个 （有顺反异构） ⑷.2 个 ⑸.3 个 ⑹.1 个 ⑺.3 个 ⑻.4 个 9.定出具有下列分子式但仅有一个核磁共振信号的化合物结构 式. （1） C5H12 （2） C3H6 （3） C2H6O （4） C3H4 （5） C2H4Br2 （6） C4H6 (7) C8H18 （8）C3H6Br2 答案： 解:（1） （2） （3） CH3-O-CH3 （4） CH2=C=CH2 （5） BrCH2-CH2Br （6） CH3-C≡C-CH3 （7） （8） 10.二甲基环丙烷有三个异构体,分别给出 2,3 和4 个核磁共振信号,试 画出这三个异构体的构型式
答案: 解 H2 2组信号 4组信号 3组信号 11.按化学位移δ值的大小,将下列每个化合物的核磁共振信号排列 成序 (2) 阻 (3) (4) b CH3 CH2OCH2CH3 CsH5CH2CH2CH3 (5) (6 Cl2CHCH2Cl CICH2 CH2Br (7) (8) CHCHO H3C-OCH2CH3 答案: 解:(1)6b>6a (2) 6b>6a(3)8a>δb (4)8a>8b>c>6d(5)8a>8b(6)8a>δc>δb (7)8b>6a (8)6b>a>δc 12.在室温下,环已烷的核磁共振谱只有一个信号,但在-100℃时分裂 成两个峰。试解释环己烷在这两种不同温度下的MR图
答案： 解: 2 组信号 4 组信号 3 组信号 11.按化学位移 δ 值的大小,将下列每个化合物的核磁共振信号排列 成序. （1） （2） （3） （4） （5） （6 ） （7） （8） 答案： 解: （1） δb>δa （2） δb>δa （3） δa>δb （4）δa>δb>δc>δd （5） δa>δb （6）δa>δc>δb （7） δb>δa （8） δb>δa>δc 12.在室温下,环己烷的核磁共振谱只有一个信号,但在-100℃时分裂 成两个峰。试解释环己烷在这两种不同温度下的 NMR 图
答案 解:在室温下,环己烷的环以104-105次/秒快速转动,使命个α键 质子与6个e键质子处于平均环境中,所以室温下,NMR图只 有一个单峰。当温度降至-100℃时,环己烷的转环速度很慢,所 以在NMR图中可记录下a键质子和e键质子各有一个单峰。即 有两个峰。 13、化合物A,分子式为CH2,图8-35图解-36分别是它的核磁共振 普和红外光谱,写出A的结构 y/Hz 500 400 30-2010 4 1009,8.07.06.05.04.03.0 8/ppm
答案： 解：在室温下，环己烷的环以 104-105 次/秒快速转动，使命个 α 键 质子与 6 个 e 键质子处于平均环境中，所以室温下，NMR 图只 有一个单峰。当温度降至-100℃时，环己烷的转环速度很慢，所 以在 NMR 图中可记录下 α 键质子和 e 键质子各有一个单峰。即 有两个峰。 13、化合物 A，分子式为 C9H12，图 8-35 图解-36 分别是它的核磁共振 普和红外光谱，写出 A 的结构
1300190109 立1市 长 自.1化合物A的iR 答案: 解:化合物A的结构为: CHiHA IR中:710-690和810-750有吸收,为间二取代芳烃 14、推测具有下列分子式及NR谱的化合物的构造式,并标出各组峰 的相对面积 y/Hz (a CPp 减 7, d/pp
答案： 解：化合物 A 的结构为： IR 中：710-690 和 810-750 有吸收，为间二取代芳烃。 14、推测具有下列分子式及 NMR 谱的化合物的构造式，并标出各组峰 的相对面积
/Hr &)C1H Br. 从 7.06.0 403 300 (c) CaH, CI; d/rm 答案 CH3CHCH 解:(a) 峰面积比为6:1 (b):Br2CHCH峰面积比为3:1 (c): CICHCH CHCI峰面积比为2:1
答案： 解：（a）： 峰面积比为 6:1 （b）：Br2CHCH3峰面积比为 3:1 （c）：ClCH2CH2CH2Cl 峰面积比为 2:1
15、从以下数据,推测化合物的结构?实验式:CAH5O.NMR:8=1.2(6H 单峰.δ=2.2(3H单峰.δ=2.6(②2田单峰.δ=4.0(1H单峰.IR: 在1700cm及3400cm处有吸收带 答案: CH= 3 解:这个化合物是 16、有1mol丙烷和2 molci2进行游离基氯化反应时,生成氯化混合 物,小心分馏得到四种二氯丙烷A、B、C、D,从这四种异构体的 核磁共振谱的数据,推定A、B、C、D的结构。 答案: 化合物A:(b.p.69℃)δ值8.4(6H)单峰.化合物B:(b.p.82℃) 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.96℃)δ=1.4(③3H二重峰,3.8(3H二重峰,4.1(1H多重峰化 合物D:(b.p.120%C)δ=2.2(2田五重峰,3.7(4H三重峰。19.解: CH3CH,CHCh B D CICH2 CH2 CH2Cl 17、化合物A,分子式为CH,催化反应后,生成顺-1,2-二甲基环丙 烷 (1)写出的结构式。 (2)已知A在890cm-1处没有红外吸收,的可能结构又是什么? (3)A的NR图在δ值2.2和8=1.4处有共振信号,强度比为3:1, A的结构如何?
15、从以下数据,推测化合物的结构? 实验式:C3H6O.NMR: δ=1.2(6H) 单峰. δ=2.2(3H)单峰. δ=2.6(2H)单峰. δ=4.0(1H)单峰.IR: 在 1700cm-1及 3400cm-1处有吸收带 答案： 解:这个化合物是: 16、有 1mol 丙烷和 2molCl2进行游离基氯化反应时,生成氯化混合 物,小心分馏得到四种二氯丙烷 A、B、C、D，从这四种异构体的 核磁共振谱的数据，推定 A、B、C、D 的结构。 答案： 化合物 A：（b.p.69O C）δ 值 8.4(6H)单峰.化合物 B:(b.p.82O C) 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.96O C) 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.120O C) δ=2.2(2H)五重峰,3.7(4H)三重峰。 19.解: A: B: C: D: 17、化合物 A，分子式为 C5H8，催化反应后，生成顺-1,2-二甲基环丙 烷。 （1）写出的结构式。 （2）已知 A 在 890cm-1 处没有红外吸收，的可能结构又是什么？ （3）A 的 NMR 图在 δ 值 2.2 和 δ=1.4 处有共振信号，强度比为 3:1， A 的结构如何？
