Question

質子核磁共振（PMR）是研究有機物結構的有力手段之一，在所有研究的化合物分子中，每一結構中的等性氫原子在PMR中都給出了相應的峰（信號），譜中峰的強度與結構中的等性H原子個成正比．例如乙醛的結構簡式為CH₃-CHO，在PMR中有兩個信號，其強度之比為3：1．
（1）結構式為的有機物，在PMR譜上觀察峰給出的強度之比為

 

；
（2）某含氧有機物，它的相對分子質量為46.0，碳的質量分數為52.2%，氫的質量分數為13.0%，PMR中只有一個信號，請寫出其結構簡式

 

．
（3）實踐中可根據PMR譜上觀察到氫原子給出的峰值情況，確定有機物的結構．如分子式為C₃H₆O₂的鏈狀有機物，有PMR譜上峰給出的穩定強度僅有四種，其對應的全部結構，它們分別為：①3：3  ②3：2：1  ③3：1：1：1  ④2：2：1：1
請分別推斷出結構簡式：
①

 

；②

 

；③

 

；④

 

．

Answer 1

考點：有機物實驗式和分子式的確定,同分異構現象和同分異構體

專題：有機化學基礎

分析：（1）核磁共振氫譜中有幾個不同的峰，分子中就有幾種H原子，峰的面積之比等于氫原子數之比；
（2）最大質荷比在數值上等于相對分子質量，核磁共振氫譜中只有一個吸收峰說明只有一個氫原子；
（3）核磁共振氫譜中信號峰強度之比等于化學環境不同H原子數目之比，結合分子式和峰值強度之比寫出結構簡式．

解答： 解：（1）是對稱結構，有5種氫原子，都是2個氫原子，吸收峰的面積之比為1：1：1：1：1，故答案為：1：1：1：1：1；
（2）該有機物的相對分子質量為46；碳原子數：

46×52.2%

12

=2；氫原子數：

46×13.0%

1

=6，核磁共振氫譜中只有一個吸收峰說明只有一種氫原子，結構簡式是CH₃-O-CH₃，
故答案為：CH₃-O-CH₃；
（3）有機物（C₃H₆O₃），峰值強度之比為3：3，則含有2種H原子，且個數之比是3：3，其結構為：CH₃COOCH₃；
峰值強度之比為3：2：1，即有3種類型的氫原子，個數之比是3：2：1，其結構為：CH₃CH₂COOH或CH₃CH₂OCHO；
峰值強度之比為3：1：1：1，即有4種類型的氫原子，個數之比是3：1：1：1，其結構為：CH₃CH（OH）CHO；
峰值強度之比為2：2：1：1，即有4種類型的氫原子，個數之比是2：2：1：1，其結構為：HOCH₂CH₂CHO；
故答案為：CH₃COOCH₃；CH₃CH₂COOH或CH₃CH₂OCHO；CH₃CH（OH）CHO；HOCH₂CH₂CHO．

點評：本題考查了分子式的確定，核磁共振氫譜、結構簡式的書寫等知識，難度中等，注意核磁共振氫譜中有幾個不同的峰，分子中就有幾種H原子．