3 待鉴定的化合物(I)和(II)它们的分子式均为C8H12O4。它们的质谱、红外光谱和核磁共振谱见图。也测定了它们的紫外吸收光谱数据:(I)λmax223nm,δ4100;(II)λmax219nm,δ2300,试确定这两个化合物。
未之物(I)的质谱
未之物(II)质谱
化合物(I)的红外光谱
化合物(II)的红外光谱
化合物(I)的核磁共振谱
化合物(II)的核磁共振谱
[解] 由于未知物(I)和(II)的分子式均为C8H12O4,所以它们的不饱和度也都是3,因此它们均不含有苯环。(I)和(II)的红外光谱呈现烯烃特征吸收,
未知物(I):3080cm-1,(υ=C-H),1650cm-1(υ=C-C) 未知物(II)::3060cm-1 (υ=C-H),1645cm-1(υ=C-C)
与此同时两者的红外光谱在1730cm-1以及1150~1300 cm-1之间均具有很强的吸收带,说明(I)和(II)的分子中均具有酯基; (I)的核磁共振谱在δ6.8处有1单峰,(II)在δ6.2处也有1单峰,它们的积分值均相当2个质子。显然,它们都是受到去屏蔽作用影响的等同的烯烃质子。另外,(I)和(II )在δ4. 2处的四重峰以及在δ1.25处的三重峰,此两峰的总积分值均相当10个质子,可解释为是2个连到酯基上的乙基。因此(I)和(II)分子中均存在2个酯基。这一点,与它们分子式中都含有4个氧原子的事实一致。
几何异构体顺丁烯二酸二乙酯(马来酸二乙酯)和反丁烯二酸二乙酯(富马酸二乙酯)与上述分析结果一致。现在需要确定化合物([)和(II)分别相当于其中的哪一个。
COOEtCOOEtCOOEt EtOOC 顺丁烯二酸二乙酯 反丁烯二酸二乙酯
利用紫外吸收光谱所提供的信息,上述问题可以得到完满解决。由于富马酸二乙酯分子的共平面性很好,在立体化学上它属于反式结构。而在顺丁烯二酸二乙酯中,由于2个乙酯基在空间的相互作用,因而降低了分子的共平面性,使共轭作用受到影响,从而使紫外吸收波长变短。
有关化合物的紫外吸收光谱数据如下:
化合物 λmax ε 顺丁烯二酸二乙酯 219 2300 反丁烯二酸二乙酯 223 4100 未知物(I) 223 4100 未知物(II) 219 2300
可见,未知物(I)是富马酸二乙酯,未知物(II)是顺丁烯二酸二乙酯。
4 某未知物 C11H16 的 UV、IR、1H NMR、MS谱图及13C NMR数据如下,推导未知物结构。
未知物碳谱数据
序号 δc(ppm) 碳原子个数 序号 δc(ppm) 碳原子个数 1 143.0 1 6 32.0 1 2 128.5 2 7 31.5 1 3 128.0 2 8 22.5 1 4 125.5 1 9 10.0 1 5 36.0 1
[解] 1. 从分子式 C11H16,计算不饱和度Ω=4;
2. 结构式推导
UV:240~275 nm 吸收带具有精细结构,表明化合物为芳烃; IR ::695、740 cm-1 表明分子中含有单取代苯环; MS :m/z 148为分子离子峰,其合理丢失一个碎片,得到m/z 91的苄基离子; 133
C NMR:在(40~10)ppm 的高场区有5个sp杂化碳原子; 1
H NMR:积分高度比表明分子中有1个CH3和4个-CH2-,其中(1.4~1.2)ppm为2个CH2的重叠峰;
因此,此化合物应含有一个苯环和一个C5H11的烷基。 1
H NMR 谱中各峰裂分情况分析,取代基为正戊基,即化合物的结构为:
342αβγδ
CH2CH2CH2CH2CH3
3. 指认(各谱数据的归属) UV:λmax208nm(苯环E2带),265nm(苯环B带)。 IR(cm-1):3080,3030(苯环的υCH),2970,2865(烷基的υ
,1600,CH)
1500(苯环骨架),740,690(苯环δ(CH2的CH3δCH)。
1
H NMR和13C NMR:
,1375(CH3的δCH),1450CH,单取代)
MS:主要的离子峰可由以下反应得到:
各谱数据与结构均相符,可以确定未知物是正戊基苯。
四大谱图综合解析
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