问题 问答题

试从给出的MS和1HNMR谱推测未知物的结构,其IR谱上在1730cm-1处有强吸收。

答案

参考答案:

从质谱图确定相对分子质量为194。由于mz194、m/z196的相对丰度几乎相等,说明分子中含一个Br原子,从红外谱图1730cm-1的吸收峰可知分子中含羰基,即含一个氧原子,1HNMR谱中,从低场到高场积分曲线高度比为3:2:3:3,H原子数目为11或其整数倍,C原子数目可用下式计算:

C原子数目=(194-11-16-79)/12=7余4

因不能整除,需用试探法调整。分析上述计算结果,余数4加12等于16,因此可能另含一个氧原子。重新检查各谱,发现1H NMR中,处于低场4附近的一簇峰裂分形状复杂,估计含有两种或更多H原子,而Br原子存在不能造成两种H的化学位移在低场,羰基也不能使邻近的H化学位移移到4处,因此存在另一个氧原子的判断是合理的。质谱图中m/z45、m/z87等碎片离子也说明有非羰基的氧存在。重新计算C原子数目:

C原子数目=(194-11×2-79)/12=6

故分子式为CHBrO2,不饱和度为1。

由以上分析可知,分子中含;从氢谱的高场到低场分别有CH3(三重峰)、CH3(三重峰)、CH2(多重峰),仔细研究δ4处的裂分峰情况,可以发现它由一个偏低场的四重峰和一个偏高场的三重峰重叠而成,一共有三个H,其中四重峰所占的积分曲线略高,它为—CH2—(四重峰),另一个则为CH(三重峰)。综上所述,分子中应有两个较大的结构单元CH3CH2—和CH3CH2CH—以及三个官能团。前者的CH2化学位移为4.2,必须与O相连;后者的CH2左右均连接碳氢基团,它的化学位移只能归属到约2,这样,可列出以下两种可能的结构:

先来看两种结构中CH2(d)的化学位移,理论计算表明,结构Ⅰ中δd=4.1,结构Ⅱ中羰基α-断裂很容易失去Br生成m/z为115的离子,而实际上在高质量端有许多丰度可观的含Br碎片离子。因此,可以排除结构Ⅱ,而重点确认结构Ⅰ。根据理论计算,结构Ⅰ中各种H的化学位移和自旋裂分情况如下:

δa=0.9(三重峰)

δb=1.3+0.6+0.2=2.1(多重峰)

δc=0.23+0.47+2.33+1.55=4.58(三重峰)

δd=4.1(四重峰)

δe=0.9+0.4=1.3(三重峰)

除δc计算结果偏大之外,其余基本与谱图相符。

然后来看质谱主要碎裂方式和产物离子的质荷比。结构Ⅰ的主要碎裂方式和碎片离子如下,它较好地解释了质谱中的重要离子。由此可以认为结构Ⅰ,即α-溴代丁酸乙酯是未知物的结构。

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