12.14: Додаткові приклади ЯМР

Last updated
Save as PDF

Page ID: 23887

\( \newcommand{\vecs}[1]{\overset { \scriptstyle \rightharpoonup} {\mathbf{#1}} } \) \( \newcommand{\vecd}[1]{\overset{-\!-\!\rightharpoonup}{\vphantom{a}\smash {#1}}} \)\(\newcommand{\id}{\mathrm{id}}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \( \newcommand{\kernel}{\mathrm{null}\,}\) \( \newcommand{\range}{\mathrm{range}\,}\) \( \newcommand{\RealPart}{\mathrm{Re}}\) \( \newcommand{\ImaginaryPart}{\mathrm{Im}}\) \( \newcommand{\Argument}{\mathrm{Arg}}\) \( \newcommand{\norm}[1]{\| #1 \|}\) \( \newcommand{\inner}[2]{\langle #1, #2 \rangle}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \(\newcommand{\id}{\mathrm{id}}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \( \newcommand{\kernel}{\mathrm{null}\,}\) \( \newcommand{\range}{\mathrm{range}\,}\) \( \newcommand{\RealPart}{\mathrm{Re}}\) \( \newcommand{\ImaginaryPart}{\mathrm{Im}}\) \( \newcommand{\Argument}{\mathrm{Arg}}\) \( \newcommand{\norm}[1]{\| #1 \|}\) \( \newcommand{\inner}[2]{\langle #1, #2 \rangle}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\)

Додаткові приклади ЯМР

Для кожної молекули передбачте кількість сигналів в ¹ H-ЯМР і ¹³ C-ЯМР спектрах (не враховуйте розділені піки - наприклад, квартет вважається лише одним сигналом). Припустимо, що діастереотопні групи нееквівалентні.

P5.2: Для кожної з 20 загальних амінокислот передбачити кількість сигналів в протонно-роз'єднаному спектрі ¹³ C-ЯМР.

P5.3: Обчисліть значення хімічного зсуву (виражене в Гц, до одного десяткового знака) кожного підпіку на ^1-му сигналі H-ЯМР дублета нижче. Зробіть це для:

а) спектр, отриманий на приладі 300 МГц

б) спектр, отриманий на приладі 100 МГц

P5.4: Розглянемо сигнал квартету в спектрі ¹ H-ЯМР, отриманий на приладі 300 МГц. Хімічний зсув реєструється як 1,7562 проміле, а постійна зчеплення J = 7,6 Гц. Який хімічний зсув, виражений до найближчого 0,1 Гц, найвіддаленішого підпіку низхідного поля в квартеті? Яка резонансна частота (знову виражена в Гц) цього суб-піка?)

P5.5: Один легко впізнаваний шаблон розщеплення для ароматичних протонних сигналів з двозаміщених бензольних структур - це пара дублетів. Чи вказує цей шаблон на заміну орто, мета або пара?

P5.6: Відповідність спектрів нижче їх відповідних структур A-F.

Структури:

Спектр 1

δ	розщеплення	інтеграція
4.13	q	2
2.45	т	2
1.94	квінтет	1
1.27	т	3

Спектр 2

δ	розщеплення	інтеграція
3.68	s	3
2.99	т	2
1,95	квінтет	1

Спектр 3

δ	розщеплення	інтеграція
4.14	q	1
2.62	s	1
1.26	т	1.5

Спектр 4

δ	розщеплення	інтеграція
4.14	q	4
3.22	s	1
1.27	т	6
1.13	s	9

Спектр 5

δ	розщеплення	інтеграція
4.18	q	1
1,92	q	1
1.23	т	1.5
0,81	т	1.5

Спектр 6

δ	розщеплення	інтеграція
3.69	s	1.5
2.63	s	1

P5.7: Відповідність спектрів 7-12 нижче їх відповідних структур G-L.

Структури:

Спектр 7:

δ	розщеплення	інтеграція
9.96	d	1
5.88	d	1
2.17	s	3
1.98	s	3

Спектр 8:

δ	розщеплення	інтеграція
9.36	s	1
6.55	q	1
2.26	q	2
1,99	d	3
0,96	т	3

Спектр 9:

δ	розщеплення	інтеграція
9.57	s	1
6.30	s	1
6.00	s	1
1.84	s	3

Спектр 10:

δ	розщеплення	інтеграція
9.83	т	1
2.27	d	2
1.07	s	9

Спектр 11:

δ	розщеплення	інтеграція
9.75	т	1
2.30	дд	2
2.21	м	1
0,98	d	6

Спектр 12:

δ	розщеплення	інтеграція
8.08	s	1
4.13	т	2
1,70	м	2
0,96	т	3

P5.8: Зіставте ¹ H-ЯМР спектри 13-18 нижче їх відповідних структур M-R.

Структури:

Спектр 13:

δ	розщеплення	інтеграція
8.15	d	1
6.33	d	1

Спектр 14: 1-723C (структура O)

δ	розщеплення	інтеграція
6.05	s	1
2.24	s	3

Спектр 15:

δ	розщеплення	інтеграція
8.57	с (б)	1
7.89	d	1
6.30	d	1
2.28	s	3

Спектр 16:

δ	розщеплення	інтеграція
9.05	с (б)	1
8.03	s	1
6.34	s	1
5.68	с (б)	1
4.31	s	2

Спектр 17:

δ	розщеплення	інтеграція
7.76	d	1
7.57	с (б)	1
6.44	d	1
2.78	q	2
1,25	т	3

Спектр 18:

δ	розщеплення	інтеграція
4.03	s	1
2.51	т	1
2.02	т	1

P5.9: Зіставте ¹ H-ЯМР спектри 19-24 нижче з відповідними структурами S-X.

Структури:

Спектр 19:

δ	розщеплення	інтеграція
9.94	s	1
7.77	d	2
7.31	d	2
2.43	s	3

Спектр 20:

δ	розщеплення	інтеграція
10.14	s	2
8.38	s	1
8.17	d	2
7.75	т	1

Спектр 21:

δ	розщеплення	інтеграція
9.98	s	1
7.81	d	2
7.50	d	2

Спектр 22:

δ	розщеплення	інтеграція
7.15-7.29	м	2.5
2.86	т	1
2.73	т	1
2.12	s	1.5

Спектр 23:

δ	розщеплення	інтеграція
7.10	d	1
6.86	d	1
3.78	s	1.5
3.61	s	1
2.12	s	1.5

Спектр 24:

δ	розщеплення	інтеграція
7.23-7.30	м	1
3.53	s	1

P5.10: Зіставте ¹ H-ЯМР спектри 25-30 нижче їх відповідних структур AA-FF.

Структури:

Спектр 25:

δ	розщеплення	інтеграція
9.96	s	1
7.79	d	2
7.33	d	2
2.72	q	2
1.24	т	3

Спектр 26:

δ	розщеплення	інтеграція
9.73	s	1
7.71	d	2
6.68	d	2
3.06	s	6

Спектр 27:

δ	розщеплення	інтеграція
7.20-7.35	м	10
5.12	s	1
2.22	s	3

Спектр 28:

δ	розщеплення	інтеграція
8.08	s	1
7.29	d	2
6.87	d	2
5.11	s	2
3.78	s	3

Спектр 29:

δ	розщеплення	інтеграція
7.18	d	1
6.65	м	1.5
3.2	q	2
1.13	т	3

Спектр 30:

δ	розщеплення	інтеграція
8.32	s	1
4.19	т	2
2.83	т	2
2.40	s	3

P5.11: Зіставте ¹ H-ЯМР спектри 31-36 нижче їх відповідних структур GG-LL

Структури:

Спектр 31:

δ	розщеплення	інтеграція
6.98	d	1
6.64	d	1
6.54	s	1
4.95	s	1
2.23	s	3
2.17	s	3

Спектр 32:

δ	розщеплення	інтеграція
7.08	d	1
6.72	d	1
6.53	s	1
4.81	s	1
3.15	7-тет	1
2.24	s	3
1.22	d	6

Спектр 33:

δ	розщеплення	інтеграція
7.08	d	2
6.71	d	2
6.54	s	1
3.69	s	3
3.54	s	2

Спектр 34:

δ	розщеплення	інтеграція
9.63	s	1
7.45	d	2
6.77	d	2
3,95	q	2
2.05	s	3
1.33	т	3

Спектр 35:

δ	розщеплення	інтеграція
9.49	s	1
7.20	d	2
6.49	d	2
4.82	s	2
1,963	s	3

Спектр 36:

δ	розщеплення	інтеграція
9.58	с (б)	1
9.31	s	1
7.36	d	1
6.67	s	1
6.55	d	1
2.21	s	3
2.11	s	3

P5.12: Використовуйте дані ЯМР, надані для виведення структур.

а) Молекулярна формула: C ₅ H ₈ O

¹ Н-ЯМР:

δ	розщеплення	інтеграція
9.56	s	1
6.25	d (J ~ 1 Гц)	1
5.99	d (J ~ 1 Гц)	1
2.27	q	2
1.18	т	3

¹³ С-ЯМР

δ	ВІДДІЛ
194.60	Ч
151.77	C
132.99	СН ₂
20.91	СН ₂
11.92	СН ₃

б) Молекулярна формула: C ₇ H ₁₄ O ₂

¹ Н-ЯМР:

δ	розщеплення	інтеграція
3.85	d	2
2.32	q	2
1.93	м	1
1.14	т	3
0,94	d	6

¹³ С-ЯМР

δ	ВІДДІЛ
174.47	C
70.41	СН ₂
27.77	Ч
27.64	СН ₂
19.09	СН ₃
9.21	СН ₃

в) Молекулярна формула: C ₅ H ₁₂ O

¹ Н-ЯМР:

δ	розщеплення	інтеграція
3.38	s	2 ГОД
2.17	s	1 ГОД
0.91	s	9 ГОД

¹³ С-ЯМР

δ	ВІДДІЛ
73.35	СН ₂
32.61	C
26.04	СН ₃

г) Молекулярна формула: C ₁₀ H ₁₂ O

¹ Н-ЯМР:

δ	розщеплення	інтеграція
7.18-7.35	м	2.5
3.66	s	1
2.44	q	1
1.01	т	1.5

¹³ С-ЯМР

δ	ВІДДІЛ
208.79	C
134.43	C
129.31	Ч
128.61	Ч
126.86	Ч
49.77	СН ₂
35.16	СН ₂
7.75	СН ₃

П5.13:

¹³ Дані C-ЯМР наведені для молекул, показаних нижче. Заповніть стовпець пікового призначення кожної таблиці даних ЯМР.

а)

δ	ВІДДІЛ	вуглець #
161.12	Ч
65.54	СН ₂
21.98	СН ₂
10.31	СН ₃

б)

δ	ВІДДІЛ	вуглець #
194.72	C
149.10	C
146.33	Ч
16.93	СН ₂
14.47	СН ₃
12.93	СН ₃

в)

δ	ВІДДІЛ	вуглець #
171.76	C
60.87	СН ₂
58.36	C
24.66	СН ₂
14.14	СН ₃
8.35	СН ₃

г)

δ	ВІДДІЛ	вуглець #
173.45	C
155.01	C
130.34	Ч
125.34	C
115.56	Ч
52.27	СН ₃
40.27	СН ₂

д)

δ	ВІДДІЛ	вуглець #
147.79	C
129.18	Ч
115.36	Ч
111.89	Ч
44.29	СН ₂
12.57	СН ₃

P5.14: Ви отримуєте наступні дані для невідомого зразка. Виводять його структуру.

¹ Н-ЯМР:

¹³ С-ЯМР:

Мас-спектрометрія:

P5.15: Ви берете ¹ H-ЯМР спектр зразка, який надходить з пляшки 1-бромпропану. Однак ви підозрюєте, що пляшка може бути забруднена 2-бромпропаном. Спектр ЯМР показує наступні піки:

δ	розщеплення	інтеграція
4.3	септет	0.0735
3.4	трійця	0.661
1.9	секстет	0,665
1.7	дуплет	0,441
1.0	трійця	1.00

Наскільки сильно забруднена пляшка? Зокрема, який відсоток молекул у пляшці 2-бромпропан?

Виклик проблеми

C5.1: Усі спектри ¹³ C-ЯМР, показані в цьому розділі, включають сигнал через CdCl ₃, розчинника, що використовується в кожному випадку. Поясніть схему розщеплення для цього сигналу.

C5.2: Дослідники хотіли дослідити реакцію, яка може бути каталізована ферментом алкогольдегідрогенази в дріжджах. Вони обробляли 4'-ацилпіридин (1) живими дріжджами та виділили алкогольний продукт (и) (деяка комбінація 2A та 2B).

а) Чи будуть продукти 2A і 2B мати однакові або різні ¹ H-ЯМР спектри? Поясніть.

б) Запропонуйте експеримент H-ЯМР ¹, який може бути використаний для визначення того, який відсоток вихідного матеріалу (1) перетворився на продукт (2A і 2B).

в) З очищеним 2A/2B дослідники провели наступну реакцію, показану нижче, щоб зробити 3A і 3B, відомі як «ефіри Мошера». Чи мають 3A і 3B однакові або різні ¹ H-ЯМР спектри? Поясніть.

г) Поясніть, дуже конкретно, як дослідники могли б використовувати ¹ Н-ЯМР для визначення відносної кількості 2A і 2B, що утворюється в реакції, каталізованої ферментом дріжджів.