第三章核磁共振谱.docx
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第三章核磁共振谱
第三章核磁共振谱
一、选择题
1.下列哪一组原子核的核磁矩为零;不产生核磁共振信号的是()
A2H、14NB19F、12CC1H、13CD16O、12C
2.在外磁场中,其核磁矩只有两个取向的核是()
A2H19F13CB1H、2H、13CC13C、19F、31PD19F31P12C
3.在外磁场中,质子发生核磁共振的条件为()
A照射频率等于核进动频率B照射电磁波的能量等于质子进动的能量
C照射电磁波的能量等于质子进动的两个相邻能级差
D照射电磁波的能量等于使核吸收饱和所需的能量
4.不影响化学位移的因素是()
A核磁共振仪的磁场强度B核外电子云密度
C磁的各向异性效应 D内标试剂
5.自旋量子数I=1/2的原子核在磁场中,相对于外磁场,有多少种不同的能量状态?
()
A1 B2 C4 D0
6.下列五个结构单元中的质子δ最大的是()
AAr-HBAr-CH3CHC-C=ODRCOOCH3
7.下面四个化合物中在核磁共振谱中出现单峰的是( )
ACH3CH2ClBCH3CH2OHCCH3CH3DCH3CH(CH3)2
8.下面四个化合物质子的化学位移最小的者是( )
ACH3FBCH4CCH3ClDCH3Br
9.使用60MHz核磁共振仪,化合物中某质子和四甲基硅烷之间的频率差为120Hz,其化学位移值δ为( )
A120B1.20C0.20D2.0
10.某化合物中两种相互偶合质子,在100兆周的仪器上测出其化学位移δ差为1.1,偶合常数(J)为5.2Hz,在200兆周仪器测出的结果为()。
Aδ差为2.2,J为10.4HzB共振频率差为220Hz,J为5.2Hz
Cδ差为1.1,J为0.4HzD共振频率差为110Hz,J为5.2Hz
11.常见的碳谱是一条条单峰;这是因为()
A个相邻的碳同为13C的几率很少,它们不会偶合,所以都是单峰
B除A的原因外,碳氢之间会相互偶合,使图谱相当复杂,常见的碳谱是全去偶得到的谱图
C除A的原因外,碳氢之间是不同类型的原子核不会偶合,所以都是单峰
D除A原因外,碳氢之间偶合常数很小,无法观察,所以一般碳谱都为单峰
12.HF的质子共振谱中可看到()
A质子的双峰B质子的单峰C质子的三峰D质子和19F的两个双峰
13.一化合物分子式为C5H8,在它的氢谱中仅有一个单峰,它的结构可能是()
A
B
C
D
14.有一样品,从它的氢谱中得知,有两种不同的羟基氢:
分别为δ5.2和10.5,结构为()
A
B
C
D
15.某化合物中三种质子相互耦合成AM2X2系统JAM=10Hz,JXM=4Hz,它们的峰形为()
AA为单质子三重峰,M为双质子4重峰,X为双质子三重峰
BA为单质子三重峰,M为双质子6重峰,X为双质子三重峰
CA为单质子单峰,M为双质子6重峰,X为双质子三重峰
DA为单质子二重峰,M为双质子6重峰,X为双质子三重峰
16.下列化合物结构中标记的质子化学位移归属正确的为()
Aδ1在1.5-2.0,δ2和δ3在1.8-3,δ4在9-10
Bδ1在1.5-2.0,δ2和δ3在5.5–7.5,δ4在10-15
Cδ1在0-1,δ2和δ3在5.5–7.5,δ4在9-10
Dδ1在1.5-2.0,δ2和δ3在5.5–7.5,δ4在9–10
17.在下列三个结构式中,标记的质子的屏蔽常数大小顺序是( )
A1>2>3B2>1>3C3>2>1D3>1>2
18.在100MHz仪器中,某质子的化学位移δ=l,其共振频率与TMS相差()
A100HzB60HzC1HzD200Hz
19.若外加磁场的磁场强度H0逐渐增大时,使质子从低能级E1跃迁至高能级E2所需的能量
A不发生变化B逐渐变小C逐渐变大D不变或逐渐变小20.下述哪一种核磁共振技术不能简化图谱( )
A加大磁场强度 B化学位移试剂 C去偶法 D改变内标试剂
21.用下列哪一个或几个参数可以确定分子中基团的连接关系()
A化学位移 B偶合常数 C偶合裂分峰数 DB+C
22.在化合物
中偶合常数最小的是()
AJabBJbcCJadDJbc
23.影响偶合常数的主要因素是()
A浓度B键角C核磁共振仪的磁场强度D温度
24.下列系统中,哪种质子和其它原子之间能观察到自旋裂分现象()ab
A19F-HB35Cl-HC75Br-HD127I-H
25.不影响邻位偶合常数的因素是()
A两面角B核磁共振仪的磁场强度C取代基的电负性D取代基的空间取向
26.在CH3CH2CH2的NMR谱上,CH2质子受CH3质子偶合分裂成()
A二重峰B三重峰C四重峰D七重峰
27化合物Cl—CH2—O—CH3中,Ha和Hb质子峰的裂分数及强度分别为()
AHa:
5和l:
4:
6:
4:
1,Hb:
3和1:
2:
1BHa:
2和1:
1,Ha:
2和1:
1
CHa:
4和1:
3:
3:
1,Hb:
3和1:
2:
1DHa:
1和2,Hb:
1和3
28.某化合物的分子式为C4H8Br2,核磁共振谱图给出以下信息:
δ4.2多重峰,δ3.6三重峰,δ2.3四重峰,δ1.8双峰;丛低场到高场积分线高度比为1:
2:
2:
3。
这些信息与下列结构吻合的是()
ACH3—CHBr—CH2—CH2—BrBCH2Br—CHBr2—CH2—CH3
CCH3—CHBr—CHBr—CH3DCH3—CHB2—CH2—CH3
29.测定13C核磁共振谱,宜用下列哪种核磁共振仪()
A高分辨核磁共振仪B傅立叶变换核磁共振仪
C连续波核磁共振仪(扫频法)D连续波核磁共振仪(扫场法)
30.HF的质子共振谱中可看到()
A质子的单峰B质子的双峰C质子和19F的两个双峰D质子三重峰
二、填空题
1.NMR波谱是由处于___________中的自旋原子核吸收_________区的电磁波而发生核能级跃迁所产生的。
2.原子核的自旋现象是由其自旋量子数I来决定的,I值又与核的_____和_____有关,I_____的核具有自旋性质,是核磁共振研究的对象。
3.根据共振条件,可通过_____法和_____法来实现核磁共振,获得NMR谱图。
4.对质子来说,若仪器的磁场强度为1.4092T,则激发自旋核用的射频频率为_____。
5.进行核磁共振实验时,样品要置于磁场中,使原子核_____________。
6.在核磁共振实验中,测定质子的化学位移,常用的参比物质是_____。
将其质子的化学位移定为____________,在图谱__________端。
7.自旋偶合是经过___________传递的。
在饱和烃类化合物中自旋偶合效应只能传递_______根键。
相互偶合的质子,其_____相等。
8.有A,B,C三种质子,它们的屏蔽常数大小顺序为σa>σb>σc,试推测其共振磁场H。
的大小顺序为_____。
9.有A,B,C三种质子,它们的共振磁场大小顺序为Ho(A)>Ho(B)>Ho(c),则其化学位移δ的大小顺序为_____。
10.在化合物CHX3中,随着卤原子X的电负性增加,质子共振信号将向_____磁场方向位移。
11.影响质子化学位移的诱导效应是通过_____起作用,而磁各向异性效应是通过_____起作用
12.处于双键平面上的质子是处于_____区,δ向_____磁场方向位移,处于苯环平面上下方的质子是处于_____区,δ向_____磁场方向位移。
13.预测下面化合物在NMR谱上将出现的信号数目:
乙烷(CH3CH3)_____个,苯_____个,CH3CHBrCH2Br____个。
14.化合物的分子式为C8H10,NMR谱上只有A和B两个信号,积分高度分别为6.8cm和10.2cm,则对应的质子数目A有_____个、B有_____个。
15.一种烃类化合物,其中某一质子的信号分裂为三重峰,面积比为1:
2:
1,则与之偶合的质子数目是_____个。
16.有两种芳烃,其NMR谱极为相似,都只有两个单峰,δ值也大致相同,但化合物
(1)的信号面积比为5:
3,结构式为_____,化合物
(2)信号面积比5:
2,结构式为_____。
17.有两个化合物,分子式都是C10H14,NMR谱上都有五个信号,化合物
(1)的信号面积比为5:
2:
2:
2:
3,结构式为_____;化合物
(2)信号面积比为5:
1:
2:
3:
3,结构式为_____。
18.分子式为C2H6O的两个化合物,在NMR谱上出现单峰的是_____,出现三个信号的_____。
19.预测CH3CH2CH2NO2的一级图谱中,CH3质子将裂分为_____重峰,与其相邻的CH2质子将裂分为_____重峰。
20.标出下列化合物的自旋系统符号:
CH3CH3;CH3CH2COOH_____________;CH3CH2CHO______________;
________________;ClCH2CH2OH________________
21.虽然自然界有磁矩的同位素有100多种,但迄今为止,只研究了其中几种核的共振行为。
除_____________谱外,目前研究最多、应用最广的是___________谱,其次是__________谱、__________谱和___________谱。
22.四甲基硅烷(TMS)是测定核磁共振谱图理想的标准试样;它的_____________都是等同的,共振信号_________。
此外,它的__________低、易于__________。
23.在核磁共振谱中,有相同___________的核具有_____________,将这种_________的核称为化学等价。
24.磁等价是指分子中的_________,其__________,且对组外任何一个原子核的___________也相同。
25.__________等价的核_____________________等价的,而_________等价的核则_____________________等价。
26.简化高级图谱的方法有__________、___________、__________等。
27.在核磁共振波谱分析中,根据______________可确定化合物中不同种类质子的类数;根据裂分峰数可确定______________。
28.化合物分子式为C7H8O,在δ7.1,δ5.1和δ4.3三处均出现单峰,积分高度比为5:
1:
2,该化合物的结构式应为__________。
三、简答题
1.下面化合物中,所指质子的屏蔽效应是否不同?
试解释之。
2.使用60MHz仪器,TMS和化合物中某质子之间的吸收频率差为360Hz,如果使用200MHz仪器,它们之间的频率差是多少?
此数据说明什么?
3.随着氢核酸性的增加,其化学位移值将增大还是减小?
4.什么是核磁共振?
哪些类型的核具有核磁共振现象?
5.产生核磁共振的必要条件是什么?
6.为什么用化学位移标示峰位,而不用共振频率的绝对值标示?
7.氢核磁共振谱可提供哪三大信息?
8.影响化学位移的因素有哪些?
9.两个氢核,化学位移分别为3.8和3.92偶合常数10.0Hz,试问该两氢核属AX系统还是AB系统(60MHz)?
10.在下列化合物中标记的氢核a,b在发生NMR时,何者δ值较大,何者较小?
为什么?
11.在苯乙酮的氢谱中,苯环质子的信号都向低场移动,间位和对位质子的δ值~7.40,而邻位质子的δ值却是7.85左右,为什么?
12.在下列化合物中,比较Ha和Hb,哪个具有较大的δ值?
为什么?
(I)(II)
13.以下为同一化合物的两种表达式:
试解释为何J1,2=0~2Hz,J2,3N=8~10Hz,J3X,2=3~5Hz,J7A,7S=9~11Hz?
另外,试推测J2,7A,J2,7S何者数值较大,为什么?
14.碳谱能提供哪些信息?
为什么说碳谱的灵敏度约相当于1H谱的1/5800?
15.如何用NMR谱区别下列各对化合物?
(1)对二甲苯和乙基苯
(2)丙醛和丙酮(3)对二甲苯和间三甲苯
(4)二苯醚和二苯甲烷(5)甲乙醚的三种一氯代产物。
四、判断题
1.质子共振时,与外场相同方向的1H增加。
()
2.根据Larmor公式氢核进动频率
∝H。
,因此NMR谱右端的高场相当于高频,左端的低场相当于低频。
()
3.核自旋特征用自旋量子数I来描述,I=0的核在磁场中核磁矩为零,不产生核磁共振信号。
()
4.由于共振峰裂分距离决定于偶合核的局部磁场强度,因此,偶合常数与外磁场强度H。
无关。
()
5.根据n+l规律,C1CH2CH2Br中的两个CH2质子均为三重峰。
()
6.质子发生NMR所需射频正比于外磁场。
()
7.CH2F2上的质子是磁等价质子,所以在NMR谱上只有一个信号,并以单峰出现。
()
8.根据n+1规律,CH3CH2OH的羟质子应为3重峰,但通常观察到的是单峰,这是因为形成分子间氢键的缘故。
()
9.核磁共振谱仪的磁场越强,其分辨率就越高。
()
10.对于—OCH3、—CCH3和—NCH3的核磁共振,—NCH3的质子化学位移最大。
()
11.在核磁共振中,偶合质子的谱线裂分数目取决于邻近磁核的数目。
()
12.在CH3CH2OCH(CH3)2的NMR谱上,各类质子信号的面积比为:
9:
2:
1。
()
13.自旋量子数I=1的原子核在磁场中时,相对于外磁场,可能有2种取向。
()
14.核磁共振谱图中出现的多重峰是由于邻近核的核自旋相互作用。
()
15.化合物Cl2CHCH2Cl的核磁共振谱图中,H的精细结构有3个峰。
()
16.氢核在二甲基亚砜中的化学位移比在氯仿中的小。
()
五、核磁共振解析题
1.某化合物的分子式为C7H8,其1HNMR谱在δ7.2和2.4处有两组质子的单峰,试推断该化合物结构。
2.某化合物的分子式为C3H8O,其NMR谱如图所示,吸收峰从低场到高场的积分线高度比为1:
1:
6。
试指出该化合物的结构。
图C3H8O的1HNMR谱
3.该未知物分子式为C8H10O,IR表明3350cm-1有强峰,1HNMR谱图如下,试推断分子结构。
图C8H10O的1HNMR谱
4.一酯类化合物的分子式C8H10O,核磁共振氢谱数据为δ1.2三重峰,δ3.9四重峰,δ6.7-7.3多重峰,谱图从低场到高场质子面积比为5:
2:
3,推测其结构。
5.某一有机化合物经元素分析含有C、H、O,红外光谱实验结果表明,除有苯环的特征外还有一个3300cm-1左右的吸收峰,它的相对分子质量为122,它的核磁共振谱如图所示,试确定该化合物的结构。
图相对分子质量为122的1HNMR谱
6.一个由C、H、O三种元素组成的化合物,相对分子质量为138.2,C和H各占69.5%和7.2%,红外光谱中3300cm-1左右有一宽吸收峰,指纹区还有750cm-1左右的吸收峰,其核磁共振谱见图,推测其结构。
图相对分子质量为138.2的1HNMR谱
7.有一芳香酯C10H12O3单体样品,其1HNMR谱如图所示,其中δ7.55处的单峰用D2O交换后峰消失。
试确定其结构。
图C10H12O3的1HNMR谱
8.某未知物分子式C11H13O2Cl,1HNMR谱(100MHz)如图,试推测结构。
图C11H13O2Cl的1HNMR谱
9.某未知物分子式C10H11NO4,1HNMR谱如图,试求其结构式。
图C10H11NO4的1HNMR谱
10.化合物分子式C8Hl1N的13CNMR谱见图,推导其结构。
图
图C8H11N的13CNMR谱
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- 第三 核磁共振