Question

核磁共振譜（NMR）是研究有機(jī)化合物結(jié)構(gòu)的最有力手段之一．
（1）用核磁共振譜的方法測(cè)定結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式為CH₃OCH₃的有機(jī)物結(jié)構(gòu)，其¹H核磁共振譜圖為

A

（2）在所研究化合物的分子中，每一種結(jié)構(gòu)類型的等價(jià)（或稱為等性）H原子，在NMR譜中都給出相應(yīng)的峰（信號(hào)）．譜中峰的強(qiáng)度是與分子中給定類型的H原子數(shù)成比例的．例如，乙醇的NMR譜中有三個(gè)信號(hào)，其強(qiáng)度比為3：2：1．
在常溫下測(cè)定相對(duì)分子質(zhì)量為128的某烴的NMR，觀察到兩種類型的H原子給出的信號(hào)，其強(qiáng)度之比為9：1，若為鏈烴，則該烴的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式為

；觀察到兩種類型的H原子給出的信號(hào)，其強(qiáng)度之比為1：1，若為芳香烴，則該烴的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式為

．

Answer 1

分析：（1）分子中有幾種氫原子核磁共振譜圖有幾個(gè)峰；
（2）分子中有幾種不同的氫，則就有幾組峰，強(qiáng)度之比為氫原子個(gè)數(shù)比．

解答：解：（1）CH₃OCH₃分子中只有一種氫原子核磁共振譜圖有一個(gè)峰，故答案為：A；
（2）觀察到兩種類型的H原子給出的信號(hào)說(shuō)明有兩種氫原子，其強(qiáng)度之比為9：1說(shuō)明這兩種氫原子個(gè)數(shù)比為9：1，且為鏈烴，因?yàn)闅湓�子和碳原子必須為整�?shù)，
假設(shè)該烴中含有10個(gè)氫原子，則含碳數(shù)為

128-10

12

不為整數(shù)；
假設(shè)該聽中含有20個(gè)氫原子，則含碳數(shù)為

128-20

12

=9，該烴分子式為C₉H₂₀．
強(qiáng)度比為9：1，即含有18個(gè)氫原子和2個(gè)氫原子兩組信號(hào)．由于該烴滿足CnH2n+2，故為飽和烴．
由于烷烴必然含有甲基，而甲基含有3個(gè)氫原子，故18個(gè)氫原子必為甲基上的氫原子，因?yàn)楣灿?span id="osbubh2" class="MathJye" mathtag="math" style="whiteSpace:nowrap;wordSpacing:normal;wordWrap:normal">

18

3

=6個(gè)甲基．將6個(gè)甲基對(duì)稱排列，故只能為兩個(gè)叔丁基．
故結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式為：；
當(dāng)該烴為芳烴時(shí)，由于同分子量的芳烴中含碳量必然高于飽和烴，故該分子中含有碳原子數(shù)必然大于C₉H₂₀中的9個(gè)．
假設(shè)碳數(shù)為10，則含有氫數(shù)為128-12×10=8，假設(shè)含碳數(shù)為11，則含有氫數(shù)為128-12×11=不成立．
因此該烴分子式為C₁₀H₈．
若為單環(huán)芳烴，由于苯環(huán)上含有6個(gè)碳，故側(cè)鏈含碳4個(gè)，氫原子信號(hào)強(qiáng)度比為1：1，故等效氫為苯環(huán)上4個(gè)和側(cè)鏈上4個(gè)．由苯環(huán)上有4個(gè)氫，且為等同，故苯環(huán)應(yīng)該為對(duì)二取代．側(cè)鏈為C₄H₄，故側(cè)鏈為兩個(gè)C₂H₂，無(wú)法連接．
故該芳烴為雙環(huán)芳烴，即萘，故答案為：；．

點(diǎn)評(píng)：本題考查有機(jī)物的推斷，難度較大，注意核磁共振氫譜中分子中有幾種不同的氫，則就有幾組峰．