问题 问答题

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下图。同时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。

答案

参考答案:

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。

与此同时,两者的红外光谱在1730cm-1以及1300~1150cm-1之间均具有很强的吸收带,说明(Ⅰ)和(Ⅱ)的分子中均含有酯基。

(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于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δ 4.2处的四重峰以及在δ1.25处的三重峰,这两个峰的总积分值均相当于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(Ⅰ)和(Ⅱ)分别相当于其中的哪一个。

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:

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。

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