问题 问答题

某未知物核磁共振碳谱数据如下表所示,其质谱、核磁共振氢谱、红外光谱分别如下页图所示,推导该未知物结构。

答案

参考答案:

(1)分子式的确定

碳谱:18个碳原子

氢谱:0.8199处的三重峰可考虑是与CH2相连的端甲基,以此作为氢谱积分曲线定标的基准,得出未知物共含35个氢原子。

质谱:m/z 281符合分子离子峰的条件,可初步判断为分子离子峰,因此未知物含奇数个氮原子。

红外1649.1cm-1的吸收,碳谱171.45的吸收,可知未知物含羰基,即未知物含氧原子。

综上所述,未知物分子式为C18H35ON,相对分子质量为281,与各种谱图均很吻合。

(2)不饱和度Ω=2。

(3)官能团的确定

①未知物中含有基团。

a.碳谱171.45的峰反映羰基应与杂原子相连,而未知物中,除氧之外,杂原子仅余氮;

b.红外光谱中,1649.1cm-1的强吸收只能是此基团,羰基若不连氮,其吸收位置在1680cm-1之上,目前数值与叔酰胺相符。

②未知物中含正构长链烷基。

a.碳谱:27附近的多个碳原子,以及26、25、21、20、11的峰,说明未知物含正构长链烷基;

b.氢谱:1.195的高峰(18个氢)及0.819的三重峰,说明未知物含正构烷基;

c.红外:2924.5cm-1和2853.5cm-1的吸收极强,以致未见约2960cm-1、2870cm-1的甲基吸收,721.4cm-1的吸收也说明含CH2长链;

d.质谱:碎片离子峰m/z值从238到98,每隔14值递减,说明逐级裂解CH2

③未知物含一个环,且为内酰胺。

a.未知物含羰基,但所有的谱图均说明不含烯基,而由分子式计算其不饱和度为2,因此必含一个环;

b.碳谱:46.98和45.68的两个峰说明这两个碳原子应与氮原子相连,而且它们的化学环境略有不同;

c.氢谱:3.26处的四个氢原子与碳谱的结论相呼应;

d.碳谱:35.02的峰和氢谱中2.42的峰说明一个—CH2—与羰基相连;

e.红外:1482.9~1422.6cm-1共有四个吸收,这说明未知物中—CH2—的环境有几种(与碳原子相连的CH2,与杂原子或与电负性基团相连的CH2)。

由以上几点可知,未知物含一个内酰胺基团,再加上前面分析的未知物含一个正构长链烷基,因此该化合物结构为:

至此,剩下的任务就是确定烷基链的长度了。质谱的基峰m/z 126,其强度远远超过其他峰,结合上面所得的结论,基峰应对应下列结构:

因而定出:

于是氮上取代的烷烃为:正构—C12H23

因此未知物结构为:

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