如何用核磁共振氢谱鉴别丙酸甲酯与乙酸乙酯?
这两者的氢谱差别蛮大的
丙酸甲酯,CH3(1)-CH2(2)-COO-CH3(3),1号H大概在0.8-1.0ppm的化学位移,三重峰;2号H大概1.8-2.1ppm,四重峰;3号H大概3.78ppm左右,单峰。三者积分值比3:2:3
乙酸乙酯,CH3(1)-COO-CH2(2)-CH3(3),1号H约在2.1ppm附近,单峰;2号氢大概3.9-4.1ppm,四重峰;3号氢约1.0-1.2ppm,三重峰。三者积分比3:2:3
简单的说,将0.8-1.2ppm附近的出峰积分值定为3,那么:
1.8-2.1ppm附近的氢为单峰,则是乙酸乙酯;若为四重峰,则是丙酸甲酯;积分值为3,则是乙酸乙酯;积分值为2,则是丙酸甲酯。
3.7-4.1ppm附近的氢为单峰,则是丙酸甲酯;若为四重峰,则是乙酸乙酯;积分值为3,则是丙酸甲酯;积分值为2,则是乙酸乙酯。
或者按照低场到高场的积分值顺序,3/2/3的就是丙酸甲酯;2/3/3的就是乙酸乙酯
如果你对氢谱了解足够深入,这两者在使用CDCl3作为溶剂时,3.778ppm出峰的就是丙酸甲酯——一般酯键的甲氧基都是出在这个位置
1H-NMR即核磁共振氢谱。
乙酸乙酯与丙酸甲酯二者氢谱各个峰裂分情况一致,化学位移很相似,不容易区别。
丙酸甲酯的三氢单峰化学位移在3-4之间,而乙酸乙酯的三氢单峰在2-3之间,有较多的重合。
核磁共振氢谱原理:
氢原子具有磁性,如电磁波照射氢原子核,它能通过共振吸收电磁波能量,发生跃迁。用核磁共振仪可以记录到有关信号,处在不同环境中的氢原子因产生共振时吸收电磁波的频率不同,在图谱上出现的位置也不同,各种氢原子的这种差异被称为化学位移。利用化学位移,峰面积和积分值以及耦合常数等信息,进而推测其在碳骨架上的位置。
在核磁共振氢谱图中,特征峰的数目反映了有机分子中氢原子化学环境的种类;不同特征峰的强度比(及特征峰的高度比)反映了不同化学环境氢原子的数目比。
本实验是无水乙酸乙酯和金属钠为原料。以过量的乙酸乙酯为熔剂,通过酯缩合反应制得乙酰乙酸乙酯。
20HO C . H + CHCHOH
反应机理为。利用乙酸乙酯中含有的少量乙醇与钠生成乙醇钠。
2C2H5OH2 N 、 a 、。22C5H
Na2
随着反应的进行不断地生成乙醇,反应就不断地进行、直至钠消耗
通过观察上述三种物质的分子式,通过观察发现,三种物质的H是不一样的。
所以,可以通过红外光谱配合核磁共振氢谱(HNMR)检验最快。
核磁共振鉴别:
三个物质的核磁图谱,可以看出,分别会出现如下情况:
HCOCH2COOCH2CH3有4个峰,比例分别为1:2:2:3
CH3COCH2COOCH2CH3有4个峰,比例分别为3:2:2:3
CH3COOCH2CH3有3个峰,比例分别为3:2:3
上述的图谱中都会出现一个四重峰,与鉴别不大相关。
只要通过计算图谱中的积分曲线得到的比例,就可以区分。
红外光谱鉴别:
通过红外光谱也可以鉴别,会发现3者都存在一个酯基的吸收峰
不同之处在于:
HCOCH2COOCH2CH3、CH3COCH2COOCH2CH3
2个都多一个C=O的伸缩振动吸收峰(1600Cm-1到1700CM-1左右),
而CH3COOCH2CH3没有。
①这样可以鉴别出CH3COOCH2CH3
②剩下的两个,发现CH3COCH2COOCH2CH3大约在1380Cm-1处存在一个吸收峰,
证明为孤立甲基。这样这可以鉴别CH3COCH2COOCH2CH3。
③最后剩下的那个就是HCOCH2COOCH2CH3。
由氢谱峰组裂分读取的相应耦合常数可能略有误差。从氢谱的最低场开始分析,谱图的最低场呈现两对双峰,各相应于两个氢原子。在1.4 1中已经分析,这是对位取代苯环的峰型,由3J起主导作用。在最低场的7. 324 ppm和7. 311 ppm的峰组(积分面积共对应两个氢原子)应该是CH2取代基的苯环两个邻位氢的峰组,由于取代基是第一类取代基,邻位氢的化学位移数值相比于未取代苯的化学位移数值变化不大。6.878 ppm和6.864 ppm的峰组(积分面积也对应两个氢原子)则是甲氧基的苯环两个邻
位氢的峰组。甲氧基是第二类取代基,受它的作用,邻位氢的峰组往高场移动。
下面分析5 253~5.113 ppm区域的谱峰。它们一共对应4个氢原子,每一对相邻的双峰对应一个氢原子。从相邻双峰的间距可以计算出耦台常数,如表1.5所示。从峰组间的等间距可知,5 253 ppm、5 244 ppm的双峰和5.121 ppm、5 113 ppm的双峰是相互耦合的。由上述数据计算的耦台常数分别为5.1 Hz和5.0 Hz,这个误差是许可的。此数值低于通常的3J,这是电负性基团取代的影响,四元环的结构可能也有影响。因此这两个氢原子指认为四元环上面的两个氢原子。为什么5 253 pprn和5. 244 ppm属于连接硫原子和氮原子的CH而不是连接氡基和羰基的CH?这是由于这里应用了其他核磁共振谱图数据。
B 的结构是:CH3-CH2-C(=O)CH2-CH3.(中间是羰基, 即3-戊酮), 你现在可以判断了吧。
但是, 对化学位移的判断需要更多的经验和知识。
石油醚在核磁共振内有一个峰值,其出现化学位移是因为连接的官能团的影响,极性官能团与非极性官能团对氢谱的影响是一向左移,一向右移。
化合物打谱过程中残留的石油醚,乙酸乙酯核磁出峰位置。
B.乙烯和丙烯的最简式为CH2,5.6g烯烃含有
| 5.6g |
| 14g/mol |
C.n(CH3CH2OH)=
| 50g×56% |
| 46 |
| 50×44% |
| 18 |
D.煤干馏为化学变化,煤加热到900~1100℃时,主要得到焦炭、煤焦油、粗氨水和焦炉气,故D正确;
故选C.
B.二者属于同分异构体,相对分子质量相同,用质谱法不能鉴别,故B错误;
C.红外光谱法确定有机物中的化学键和官能团,乙酸乙酯和丁酸中的化学键、官能团不同,可鉴别,故C正确;
D.核磁共振氢谱可确定分子中有几种位置的H,乙酸乙酯中只有3种位置的H,而丁酸中有4种位置的H,可鉴别,故D正确.
故选B.