bài tập về phổ NMR có lời giải

Dung môiPhổ 13 C-NMR của hợp chất A Phổ 13 C-NMR có ba tín hiệu Ứng với ba nguyên tử carbon trong phân tử A C3H6O.. Các mũi ở δppm = 110-140 là các tín hiệu của các carbon alkene Phân tử

Câu 1: Hợp chất A (C4H7O2Br) Dựa vào dữ liệu phổ 1H, 13C-NMR, hãy xác ñịnh công thức cấu tạo của A? Gọi tên A?

Phổ 13 C-NMR của hợp chất A

Dung môi Phổ 1 H-NMR của hợp chất A

Hợp chất C4H7O2Br: CnH2n-1O2Br:chứa 1 liên kết π hoặc 1 vòng kín.

• Phổ 1 H-NMR có ba tín hiệu mũi,dựa vào diện tích tích phân:

CH 2và bị 2 proton của nhóm –CH2- này

→Vậy trong phân tử của hợp chất A có mảnh –O-CH 2-CH2- hoặc Br-CH 2-CH2-

Mũi ñơn ở δδδδ ppm = 3,69 (3H, s): 3 proton của nhóm –CH 3 liên kết với oxy hoặcvới brom

→Vì ñây là nhóm –CH3 nên trong phân tử của hợp chất A có mảnh –O-CH 3

Liên hệ hợp chất có công thức cấu tạo:

,

Câu 2: Hợp chất A (C6H12O2) : CnH2nO2 : chứa 1 liên kết π hoặc 1 vòng kín

Phổ IR của hợp chất A

•Phổ IR:

Các mũi ở 3000-2900cm -1 là mũi của dao ñộng giãn C sp3 -H

Mũi mạnh ở khoảng 1700-1800cm -1 là vùng dao ñộng giãn củanhóm carbonyl (>C=O)

Mũi mạnh ở 1200-1300cm -1 là mũi dao ñộng giãn của nhóm –

C(=O)-O-.

→Vậy A là một ester

nhóm –CH2-và bị 2 proton của nhóm –CH2- này chẻ thành mũi ba.

→Vậy trong phân tử có mảnh –CH 2 -C H

Câu 3: Hợp chất A (C3H6O) Dựa vào dữ liệu phổ 1H, 13C-NMR, hãy xác ñịnh công thức cấu tạo của A? Gọi tên A?

Phổ 1H-NMR của hợp chất A

Dung môi

Phổ 13C-NMR của hợp chất A

Phổ 1 H-NMR của hợp chất A

Hợp chất C H O: C H O chứa 1 liên kết π hoặc 1 vòng kín

Hợp chất C3H6O: CnH2nO chứa 1 liên kết π hoặc 1 vòng kín

• Phổ 1 H-NMR có năm tín hiệu, dựa vào diện tích tích phân ứng với 6 proton trong phân tử lần lượt là: 1:2:1:1:1

 Mũi ñơn rộng δ

ppm = 2,86 (1H, brs) là tín hiệu của proton nhóm –OH,

phân tử có một nguyên tử oxy

→Vậy trong phân tử có nhóm –OH

Dung môi

Phổ 13 C-NMR của hợp chất A

Phổ 13 C-NMR có ba tín hiệu

Ứng với ba nguyên tử carbon trong phân tử A (C3H6O)

Mũi ở δ = 63 là tín hiệu của nguyên tử carbon nhóm –CH - liên kết

Mũi ở δppm = 63 là tín hiệu của nguyên tử carbon nhóm –CH2- liên kết với oxy

Các mũi ở δppm = 110-140 là các tín hiệu của các carbon alkene

Phân tử có ba nguyên tử carbon, nên trong phân tử A không thể có vòng thơm mà có mảnh –CH2-OH phân tử còn lại 2 carbon, 3 hydrogen và một liên kết π

→Vậy phân tử còn lại nhóm vinyl CH 2

=CH-→Ứng với ba tín hiệu của 3 proton còn lại cộng hưởng ở vùng alkene

Từ các dữ liệu phổ 1H, 13C-NMR và các ñiều biện luận trên, kết luận hợp chất A là 2-propenol với CTCT dưới ñây: CH2 CH CH2 OH

2-Propenol

Liên hệ hợp chất có công thức cấu tạo

Hợp chất Proton ghép cặp Loại mũi

dd dt dt dd td t td t

d

Phổ IR của hợp chất A

•Phổ IR:

Mũi 3100-3000 cm -1 : dao ñộng giãn C sp2 -H

Các mũi ở 3000-2900 cm -1 là mũi của dao ñộng giãn C sp3 -H

Mũi ở khoảng 1600-1500 cm -1 là vùng của dao ñộng giãn

→Vậy hợp chất A có hai nhóm –CH3 tương ñương nhau

- Và hai nhóm –CH3 gắn trực tiếp vào nhân thơm

Mũi ở δ

ppm = 7,24 (4H) là vùng cộng hưởng của các proton vòng thơm

→Vậy vòng thơm có hai nhóm thế

+ Mũi ở δppm = 129 là mũi của 4 carbon =CH của vòng thơm.

+ Mũi ở δppm = 135 là mũi của 2 carbon của vòng thơm liên kết

với hai nhóm –CH3

→Xét tín hiệu phổ 1 H-NMR, 13 C-NMR, trong phân tử A phải có tính

ñối xứng Hai nhóm –CH3 ở vị trí para trên vòng thơm.

Câu 5: Hợp chất A (C9H10O3) Dựa vào dữ liệu phổ 1H, 13C-NMR, hãy xác ñịnh công thức cấu tạo của A? Gọi tên A?

Phổ 1 H-NMR của hợp chất A

Dung môi

Phổ 13 C-NMR của hợp chất A

Phổ 1 H-NMR của hợp chất A

→Vậy trong phân tử A có hai nhóm –OCH 3

•Hai mũi ñôi ở δppm = 6,89 (2H, d) và δppm = 7,97 (2H, d) là 4 proton của vòngthơm

→Vậy hợp chất A có vòng thơm với hai nhóm thế

•Dựa vào sự chẻ mũi của hai tín hiệu này, cho thấy hợp chất A có vòng thơm

với hai nhóm thế ở vị trí para.

•Mũi ñôi ở δ

ppm = 6,89 (2H, d)

•Mũi ñôi ở δ

ppm = 7,97 (2H, d)

+ Tín hiệu ở δppm = 113 là tín hiệu của 2 carbon chồng lên nhau

+ Tín hiệu ở δppm = 131 cũng là tín hiệu của 2 carbon chồng lên nhau

+ Tín hiệu mũi ở δppm = 166 là tín hiệu của carbon nhóm carbonyl, ñiều

này phù hợp với hợp chất còn một carbon và một liên kết π ở nhóm thế

+ Tín hiệu mũi ở δppm = 164 là tín hiệu của carbon gắn với oxy

→Vậy nhóm carbonyl này liên kết trực tiếp với nhân thơm O C

O CH3

O C H3

M ethyl-4-m ethoxybenzoate

Từ các dữ liệu phổ 1H và 13C-NMR, kết luận hợp chất A là Methyl-4-methoxybenzoate với

CTCT dưới ñây:

Câu 6: Hợp chất A

(C6H4BrI) Dựa vào dữ liệu phổ 1H, 13C-NMR, hãy xác ñịnh công thức cấu tạo của A? Gọi tên A?

Phổ 1 H-NMR của hợp chất A

Phổ 13 C-NMR của hợp chất A

Dung môi

A (C6H4BrI) Hợp chất A (C

6H4BrI) có số liên kết π = 4

Phổ 1H-NMR có bốn tín hiệu mũiCác mũi này cộng hưởng ở vùng

Mũi ñôi-ba ở δppm = 6,99 (1H, dt) ñây là tín hiệu của 1 proton bị 2 proton ở vị trí

orto chẻ thành mũi ba, sau ñó bị 1 proton ở vị trí meta chẻ thành mũi ñôi.

Mũi ñôi-ba ở δppm = 7,20 (1H, dt) ñây là tín hiệu của 1 proton bị 2 proton ở vị trí

orto chẻ thành mũi ba, sau ñó bị 1 prton ở vị trí meta chẻ thành mũi ñôi.

Mũi ñôi-ñôi ở δppm = 7,62 (1H, dd) ñây là tín hiệu của 1 prton bị 1 proton ở vị trí

orto chẻ thành mũi ñôi, sau ñó bị 1 proton ở vị trí meta chẻ thành mũi ñôi.

Mũi ñôi-ñôi ở δppm = 7,86 (1H, dd) ñây là tín hiệu của 1 proton bị 1 proton ở vị

trí orto chẻ thành mũi ñôi, sau ñó bị 1 proton ở vị trí meta chẻ thành mũi ñôi.

•Mũi ñôi-ñôi ở δppm = 7,62 (1H, dd)

•Mũi ñôi-ñôi ở δppm = 7,86 (1H, dd)

Phổ 13 C-NMR của hợp chất A

Dung môi

•Phổ 13C-NMR có năm tín hiệu, trong ñó:

•Mũi ở δppm = 141 là tín hiệu của 2 carbon trùng lên nhau

→Vậy hợp chất có 6 carbon,

A (C6H4BrI)

→Vậy hợp chất có 6 carbon,

- Tương ứng với CTPT của hợp chất A (C6H4BrI)

•Sáu carbon cộng hưởng ở vùng δppm = 100-150

•Là vùng cộng hưởng của các carbon vòng thơm

•Từ các dữ liệu phổ 1H và 13C-NMR, kết luận hợp chất A là iodobenzene với CTCT dưới ñây:

1-Bromo-2-Br

I

1-Bromo-2-iodobenzene

Câu 7: Hợp chất A (C8H8O2) Dựa vào dữ liệu phổ 1H, 13C-NMR, hãy xác ñịnh công thức cấu tạo của A? Gọi tên A?

Phổ 1 H-NMR của hợp chất A

Phổ 13 C-NMR của hợp chất A

Dung môi

Phổ 1 H-NMR của hợp chất A

Hợp chất A (C8H8O2) có ∆(số vòng + số liên kết π) = 5

Phổ 1 H-NMR có năm tín hiệu mũi,

dựa vào diện tích tích phân:

•Mũi ñơn ở δppm = 3,84 (3H, s) ở trường thấp là tín hiệu của 3 proton của nhóm –CH3

liên kết trực tiếp với nguyên tử oxy → có mảnh –OCH 3 (nhóm metoxy)

•Mũi ñơn ở δppm = 10,4 (1H, s): tín hiệu của proton nhóm aldehyde → có nhóm –CHO

•Mũi ở δppm = 6,93 (2H); mũi ở δppm = 7,48 (1H) và mũi ñôi-ñôi ở δppm = 7,75 (1H,dd) ñây là vùng cộng hưởng của các proton của nhân thơm

Với các dạng mũi của các tín hiệu có ñược từ phổ 1H-NMR, ta kết luận trong hợp

chất A có vòng thơm với hai nhóm thế ở vị trí orto với nhau.

→Vậy trong hợp chất A có 1 vòng thơm và 1 liên kết π, phù hợp với ∆=5

• Phổ 13C-NMR có tám tín hiệu tương ứng với 8 carbon trong hợp chất A

Phổ 13 C-NMR của hợp chất A

Dung môi

• Phổ 13C-NMR có tám tín hiệu tương ứng với 8 carbon trong hợp chất A

Mũi ở δppm = 190 ứng với carbon của nhóm aldehyde

Sáu mũi ở δppm = 110-170 ứng với 6 carbon của vòng thơm

Mũi ở δppm = 56 ứng với carbon của nhóm –OCH3

Từ các dữ liệu phổ 1H và 13C-NMR, ghép các mảnh lại với nhau, kết luận hợp chất A là 2-Methoxybenzaldehyde với CTCT dưới ñây:

CHO

O CH32-Methoxybenzaldehyde

Phổ IR của hợp chất A

Câu 8: Hợp chất A (C6H6NBr) có ∆ (số vòng + số liên kết π) = 4

•Phổ IR:

Mũi ñôi ở 3250-3500cm-1 là mũi của dao ñộng giãn N-H amine bậc I

Các mũi 3100-3000cm-1 là mũi của dao ñộng giãn Csp2-H

Mũi ở khoảng 1550-1650cm-1 là vùng của dao ñộng giãn >C=C<

Các mũi mạnh ở 900-650cm-1 là các mũi của dao ñộng

Csp2-H của vòng thơm

→Vậy hợp chất A là một amine bậc I và có vòng thơm

Phổ IR của hợp chất A

•Mũi ñôi-ñôi ở δ = 6,58 (1H, dd) Dựa vào sự chẻ mũi của tín hiệu, ñây là

•Phổ 1 H-NMR có năm tín hiệu, dựa vào

•Mũi ñôi-ñôi ở δppm = 6,58 (1H, dd) Dựa vào sự chẻ mũi của tín hiệu, ñây là

tín hiệu của proton ghép với 2 proton khác ở vị trí orto và meta với nó.

•Mũi ba ở δppm = 6,82 (1H, t), ñây là tín hiệu của proton ghép với 2 proton khác

ở vị trí meta với nó.

•Mũi ñôi-ñôi ở δppm = 6,87 (1H, dd), ñây là tín hiệu của proton ghép với 2

proton khác ở vị trí orto và meta với nó.

•Mũi ba ở δppm = 7,01 (1H, t), ñây là tín hiệu của proton ghép với 2 proton khác

ở vị trí orto với nó.

→Dựa vào sự chẻ mũi của các tín hiệu cho thấy hợp chất A có vòng thơm với

hai nhóm thế ở vị trí meta với nhau.

Phổ 13 C-NMR có sáu tín hiệu, tương ứng với 6 carbon, phù hợp vớiCTPT của A (C6H6NBr).

Mũi ở δppm = 149 là mũi của carbon vòng thơm liên kết

Câu 9: Hợp chất A (C6H5NO3) Dựa vào dữ liệu phổ 1H, 13C-NMR, hãyxác ñịnh công thức cấu tạo của A? Gọi tên A?

Phổ 1 H-NMR của hợp chất A

Dung môi

Phổ 13 C-NMR của hợp chất A

•Bốn tín hiệu ứng với 4 proton ở δppm = 7,00-7,70 là vùng cộng hưởng của các proton vòng thơm →Vậy hợp chất A có hai nhóm thế trong vòng thơm.

Phổ 1 H-NMR của hợp chất A

Hợp chất A (C6H5NO3) có ∆ (số vòng

+ số liên kết π) = 5

• Phổ 1H-NMR có năm tín hiệu, dựa

vào diện tích tích phân:

proton vòng thơm →Vậy hợp chất A có hai nhóm thế trong vòng thơm

•Mũi ñơn rộng ở δppm = 4,96 (1H, brs) là mũi của proton của nhóm –OH.

•Mũi ñôi-ñôi ở δppm = 7,12 (1H, dd) Dựa vào sự chẻ mũi của tín hiệu, ñây là tín

hiệu của proton ghép với 2 proton khác ở vị trí orto và meta với nó.

•Mũi ba ở δppm = 7,34 (1H, t), ñây là tín hiệu của proton ghép với 2 proton khác

ở vị trí orto với nó.

•Mũi ba ở δppm = 7,54 (1H, t), ñây là tín hiệu của proton ghép với 2 proton khác

ở vị trí meta với nó.

•Mũi ñôi-ñôi ở δppm = 7,63 (1H, dd), ñây là tín hiệu của proton ghép với 2

proton khác ở vị trí orto và meta với nó.

•Dựa vào sự chẻ mũi của các tín hiệu cho thấy hợp chất A có nhân thơm với hai

nhóm thế ở vị trí meta với nhau.

Phổ 13 C-NMR có sáu tín hiệu, tương ứng với 6 carbon, phù hợp với CTPTcủa A (C6H5NO3).

-Hai mũi ở δppm = 145-160 là hai tín hiệu của hai nguyên tử carbon của vòngthơm liên kết với nguyên tử oxi và nitơ

Dung môi

Phổ 13 C-NMR của hợp chất A

thơm liên kết với nguyên tử oxi và nitơ

-Phân tử có vòng thơm và có hai nhóm thế ở vị trí meta, một nhóm là –OH,

-Phân tử còn lại một nguyên tử nitơ, hai nguyên tử oxi và một liên kết π

→Vậy hợp chất A còn một nhóm –NO2

Từ các dữ liệu phổ 1H, 13C-NMR và các ñiều biện luận trên, kết luận hợp chất A

là 3-Nitrophenol với CTCT dưới ñây:

OH

NO2

3-Nitrophenol

Câu 10: Hợp chất A (C10H10O2) Dựa vào dữ liệu phổ 1H, 13C-NMR, hãyxác ñịnh công thức cấu tạo của A? Gọi tên A?

Phổ 1 H-NMR của hợp chất A

Phổ 13 C-NMR của hợp chất A

Dung môi

Hợp chất A (C 10 H 10 O 2 ) có ∆∆∆ (số vòng + số liên kết πππ) = 6

• Phổ 1 H-NMR có năm tín hiệu mũi, dựa vào diện tích tích phân ứng

• Phổ H-NMR có năm tín hiệu mũi, dựa vào diện tích tích phân ứng

với số proton trong phân tử lần lượt là: 3:1:3:2:1

Các mũi ở δppm = 7,30-7,60 là 5 proton của nhân thơm

Vậy hợp chất A có vòng thơm với một nhóm thế

Như vậy còn (số vòng + số liên kết π) = 2

Hai tín hiệu mũi ở δppm = 6,44 và δppm = 7,70

Là tín hiệu của 2 proton ghép với nhau ở vị trí trans (một liên kết π)

ñối với nhau:

C

H

C

H

•Mũi ñơn ở δppm = 3,81 (3H, s), ñây là 3 proton của nhóm –CH3

liên kết với oxy

→Vậy trong phân tử A có nhóm –OCH3

•Phổ 13C-NMR có tám tín hiệu.

•Hai mũi cao ở δppm = 128-129 là mũi của 4 carbon

→Vậy phổ 13C-NMR có 10 tín hiệu ứng với CTPT C H O

Phổ 13 C-NMR của hợp chất A

Dung môi

→Vậy phổ 13C-NMR có 10 tín hiệu ứng với CTPT C10H10O2

•Mũi ở δppm = 168 là mũi của carbon nhóm carbonyl

•Trong phân tử có nhóm –OCH3, phân tử A có vòng thơmvới một nhóm thế

→Vậy hợp chất A có chứa nhóm ester (một liên kết π)

C

O OCH3

Methyl-3-phenylpropenoate