某未知物为无色液体,沸点156.9997℃,它的核磁共振谱以及质谱数据如下所示,它的紫外光谱在210nm以上无吸收。试确定该未知物的结构。
参考答案:
从未知物的质谱数据得知,分子离子峰m/e 164,其丰度不大,估计未知物不是芳香族化合物。已知[M+2]/[M]=95.7:100,又知道Br81/Br79=98:100,由此得知未知物分子含有1个溴原子。通常在卤化物的质谱中,由于失去电负性较大的卤原子(X)而出现1个强的[M-X]峰。
R—X→R++X-
在未知物的质谱中确有1个m/e 85 (164-79=85)的峰,从而进一步证明未知物分子含有1个溴原子。显然,R部分的质量为85。此外,质谱中还存在m/e 29、43、53等(CnH2n+1)或(CnH2n+1CO)系列的峰,这暗示R部分可能是CH3(CH2)5—或CH3(CH2)3CO—。但根据m/e 93和95(—CH2Br+)、107和109(—CH2CH2Br+)以及135和137[—(CH2)4Br+]等峰,估计R部分应是烷基。因此未知物的分子式可能是C6H13Br。
含有6个或6个以上碳原子的正烷基溴化物,通常容易形成1个5元环的溴离子,未知物的质谱在m/e 135和137处有1强峰,可指定为溴
离子,从而推测未知物为正溴己烷。
CH3CH22CH2CH2CH2CH2Br
上述鉴定也得到其他光谱的证实。未知物的紫外吸收光谱在210nm以上无吸收,这说明不存在羰基、芳环以及卤素与共轭双键等。未知物的红外光谱甚为简单,没有羰基、羟基、芳环或烯烃的特征吸收。在未知物的核磁共振谱中δ3.32处的三重峰,积分值相当于2个质子,这分明是与1个次甲基相连的亚甲基的峰。由于它的化学位移偏低场,故该亚甲基应与溴原子相连,即—CH2—CH2—Br。高场δ0.89处的1个畸变的3重峰,积分面积相当于3个质子,故应为1个甲基。δ2.1~1.1之间的1组峰,积分面积相当于8个质子,正好是4个亚甲基。可见核磁共振谱数据也与正溴己烷的结构一致。
未知物质谱中的主要碎片离子,可按照正溴己烷的结构解释如下: