核磁共振波谱法

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1、第十四章核磁共振波谱法思考题和习题1．下列哪一组原子核不产生核磁共振信号，为什么？、、、、并不是是所有原子核都能产生核磁共振信号，原子核能产生核磁共振是因为具有核自旋，其自旋量子数须不等于0。质量数和质子数均为偶数的原子核，自旋量子数为0，质量数为奇数的原子核，自旋量子数为半整数，质量数为偶数，质子数为奇数的原子核，自旋量子数为整数。由此，、这一组原子核都不产生核磁共振信号。2．单取代苯的取代基为烷基时，苯环上的芳氢（5个）为单峰，为什么？两取代基为极性基团（如卤素、－NH2、－OH等），苯环的芳氢变为多重峰，试说明原因，并推测是什么自旋系

2、统。单取代苯若取代基为饱和烷基，则构成A5系统，呈现单峰；取代基不是饱和烷基时，可能构成ABB′CC′系统；如苯酚等。双取代苯若对位取代苯的两个取代基X≠Y，苯环上四个氢可能形成AA′BB′系统，如对氯苯胺。对取代苯的谱图具有鲜明的特点，是取代苯谱图中最易识别的。它粗看是左右对称的四重峰，中间一对峰强，外面一对峰弱，每个峰可能还有各自小的卫星峰。3．在质子共振谱中，可以看到HF质子的双峰，而只能看到HCl的质子单峰。为什么？HF中1H与19F的自旋分裂氟(19F)自旋量子数I也等于1/2，与1H相同，在外加磁场中也应有2个方向相反的自旋取向

3、。这2种不同的自旋取向将通过电子的传递作用，对相邻1H核实受磁场强度产生一定的影响。所以HF中1H核共振峰分裂为2个小峰(二重峰)。同理，HF中19F核也会因相邻1H核的自旋干扰，偶合裂分为2个小峰。并非所有的原子核对相邻氢核都有自旋偶合干扰作用。如35Cl、79Br核，虽然，I≠0，预期对相邻氢核有自旋偶合干扰作用，但因它们的电四极矩很大，会引起相邻氢核的自旋去偶作用，因此看不到偶合干扰现象。4.一个未知物的分子式为C9H10N。δa1.22（d）、δb2.80（sep）、δc3.44（s）、δd6.60（m，多重峰）及δe7.03（m）

4、。氢核磁共振谱如图14-24所示，试确定其结构式。①U=4，结构式中可能具有苯环。②氢分布为从右至左：a：b：c：d：e=6H(1.8cm)：1H(0.3cm)：2H(0.6cm)：2H(0.6cm)：2H(0.6cm)。③根据化学位移、氢分布及峰形解析(1)a、b为－CH(CH3)2。理由：a与6个H相邻分裂为七重峰，b与1个H相邻分裂为二重峰。db=2.80，可知－CH与苯环相连，可由教材表14-3计算证明。δb=1.55+1.33(Ar)=2.88(2)δd6.60（2H，m）与δe7.03（2H，m）：查教材图14-3为芳氢，根据峰

5、形与教材图14-17相似，H数又为4H，可能是对位双取代苯环（AA‵BB‵系统）(3)δc3.44（2H，s）：由分子式C9H10N中减去（C3H7+C6H4）余NH2（氨基），化学位移也相符。3①未知物可能是对异丙基苯胺。②核对：不饱和度吻合；查对Sadtler标准NMR波谱，证明结论合理。5．由下述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C9H12，核磁共振谱如图14-25所示。(异丙苯，A6X及A5，2个自旋系统)①U=4，结构式中可能具有苯环。②氢分布a：b：c=6：1：5。③Δn/J=1

6、4.4，一级偶合系统。④da=1.22峰为甲基蜂。根据氢分布，应是两个化学位移一致的甲基峰，此峰被分裂为二重峰(1:1)，说明与－CH－相连。db=2.83峰为－CH－峰。该峰被分裂为七重峰(峰高比为1:6:15:20:15:6:1)，说明与6个氢相邻。dc=7.09峰为孤立峰。根据氢分布为5个氢，说明是不与其他氢核偶合的单取代苯。⑤Δn/J>10，符合n+1律及一级偶合的其他特征。综合上述理由，未知物是异丙苯，A6X及A5，两个一级自旋系统。(2)某一含有C、H、N和O的化合物，其相对分子质量为147，C为73.5％，H为6%，N为9.5

7、%，O为11％，核磁共振谱如图14-26所示。试推测该化合物的结构。①根据元素分析的结果可知：化合物分子式为C9H9ON②U=6，结构式中可能具有苯环。③由织分线曲线知：氢分布为从右至左：a：b：c：d=2H：3H：4H。a含2个氢，单峰，为孤立的亚甲基蜂。da~3.5，可知CH2不是与氧相连(－Ar－CH2－O－的d为4.2~5.0)b含3个氢，单峰，为孤立的甲基蜂。db为3.5~3.8，由计算公式d=b+SSi估算，CH3与氧相连(CH3－O－)。d含4个氢，d~7，双二重峰。说明是对位双取代苯环。④综上所述，结构式为自旋系统：A3、A

8、A‵BB‵、A2。3(3)已知化合物的分子式为C10H10Br2O，核磁共振谱如图14-27所示。①U=5，结构式中可能具有苯环。②由积分线曲线知：氢分布为从右至左：a：b：c：