Простые спектры 1Н ЯМР

1. Простые спектры 1Н ЯМР

Задача 1
Далее следуют наиболее простые задачи, не затрагивающие тонкую структуру спектра
(мультиплетность, КССВ, т.е. пункты г и д, см. выше).
Задача 1. Определите, какому из наиболее часто используемых растворителей
принадлежит конкретный синглетный сигнал в спектре смеси:
а) ацетона, 1,4-диоксана, метанола, хлороформа, циклогексана: 1.42, 2.17, 3.50,
3.71, 7.27 м.д.
Ответ: 1.42 циклогексан, 2.17 ацетон, 3.50 метанол, 3.71 диоксан, 7.27
хлороформ
б) дихлорметан, бензол, ацетонитрил, ДМСО, трет-бутиловый спирт: 1.3, 2.1,
2.6, 5.3, 7.4 м.д.
Ответ: 1.28 t-BuOH, 2.10 ацетонитрил, 2.62 ДМСО, 5.30 дихлорметан, 7.36 бензол
1

2. Простые спектры 1Н ЯМР

Задача 2
1.96
2.60
3.78
Проведите отнесение сигналов в спектре производного АУЭ
O
8
H3C
3
4
1
H3C
O
1
3.5
3.0
2.5
2.0
Chemical Shift (ppm)
1a
9
2
4.0
O
Br
1.5
CH3
5
1.0
1
0.5
0
2

3. Простые спектры 1Н ЯМР

Задача 3
6.80
6.66
6.50
Проведите отнесение сигналов с спектре тризамещённого бензола, принимая во
внимание, ЭО атомов: S – 2.6; Cl – 2.8; O – 3.5
HO
8
Cl
2
1
3
6
4
7
5
SH
8.5
3.33
8.54
9
8.0
7.5
7.0
6.5
6.0
5.5
5.0
4.5
4.0
3.5
Chemical Shift (ppm)
3.0
2.5
2.0
1.5
1.0
0.5
0
3

4. Простые спектры 1Н ЯМР

Задача 4
1.23
Сколько сигналов и с каким соотношением интенсивностей содержит спектр 1Н
ЯМР 4-метилпетнанон-2-ола-4. Укажите примерную область химических сдвигов
всех магнитно-неэквивалентных групп.
H3C
OH
5
1a
4
3
H3C
O
2
1
5a
2.18
H3C
3.78
2.45
1
1.00
5.0
4.5
4.0
2.00 3.00
3.5
3.0
2.5
2.0
Chemical Shift (ppm)
6.00
1.5
1.0
0.5
0
4

5. Простые спектры 1Н ЯМР

Задача 5
Сколько сигналов, и в какой области будет наблюдаться в спектрах следующих
соединений: нитрометан, диметилмалонат, пара-ксилол
Ответ: нитрометан (4.33); диметилмалонат (3.3, 3.7); пара-ксилол (6.9, 2.2)
5

6. Простые спектры 1Н ЯМР

Интегрирование сигналов спектре. Количественный анализ
Интегрирование сигналов в протонных спектрах ЯМР позволяет проводить групповое отнесение
3.63
2.23
сигналов и устанавливать молярное соотношение компонентов в смесях.
O
H3C
3.69
H3C
O
O
3.7
3.6
3.5
3.4
3.3
3.2
3.1
3.0
2.9
2.8
Chemical Shift (ppm)
2.7
2.6
2.5
2.4
2.3
2.2
2.1
6

7. Простые спектры 1Н ЯМР

Интегрирование сигналов спектре. Количественный анализ
3.63
2.23
Интегрированный спектр ацетоуксусного эфира (АУЭ)
O
H3C
3.69
H3C
O
O
1.00 1.50
3.7
3.6
1.51
3.5
3.4
3.3
3.2
3.1
3.0
2.9
2.8
Chemical Shift (ppm)
2.7
2.6
2.5
2.4
2.3
2.2
2.1
7

8. Простые спектры 1Н ЯМР

Интегрирование сигналов спектре. Количественный анализ
Интегрирование сигналов в протонных спектрах ЯМР позволяет проводить групповое отнесение
1.41
сигналов.
CH3
O
O
O
H3C
CH3
7.64
5.99
2.35
CH3
3.86
H3C
O
7.5
7.0
6.5
6.0
5.5
5.0
4.5
4.0
Chemical Shift (ppm)
3.5
3.0
2.5
2.0
1.5
1.0
8

9. Простые спектры 1Н ЯМР

Интегрирование сигналов спектре. Количественный анализ
Интегрирование сигналов в протонных спектрах ЯМР позволяет проводить групповое отнесение
1.41
сигналов.
CH3
O
O
O
H3C
2.35
CH3
3.86
CH3
3.00
3.00
7.64
5.99
H3C
O
1.00
7.5
2.00
7.0
6.5
6.0
5.5
5.0
4.5
4.0
Chemical Shift (ppm)
3.5
3.0
2.5
9.00
2.0
1.5
1.0
9

10. Простые спектры 1Н ЯМР

Задача 6
1.20
Проведите отнесение сигналов в спектре, пользуясь корреляционной таблицей и
интегральными интенсивностями сигналов.
CH3
3.00
7.5
7.0
2.62
7.16
7.14
7.14
7.12
7.10
7.10
6.68
6.68
6.66
6.66
6.66
2.62
2.62
CH3
3.16
O
CH3
2.00
6.5
3.00
6.0
5.5
5.0
4.5
4.0
3.5
Chemical Shift (ppm)
3.0
2.00
2.5
6.00
2.0
1.5
1.0
10

11. Простые спектры 1Н ЯМР

Интегрирование сигналов спектре. Количественный анализ смесей
Задача 7.
В спектре 1Н ЯМР смеси бензола и циклогексана наблюдаются два синглетных сигнала при 7.2 м.д. и
1.42 м.д. с интегральными интенсивностями 60 и 36. Определите молярное соотношение компонентов.
Решение: сигнал при 7.2 м.д. относиться к бензолу, в состав которого входят 6 эквивалентных протонов.
Сигнал при 1.42 м.д. принадлежит 12 протонам циклогексана. Получаем мольное отношение: PhH /
С6Н12 = (60/6) / (36/12) = 10 / 3.
Задача 8.
При анализе 1Н ЯМР спектра смеси растворителей ацетон, хлористый метилен, хлороформ была
получена следующая картина: химический сдвиг (интегральная интенсивность) = синглет 2.17 (30 H)/
синглет 7.27 (5 H)/ синглет 5.31 (4 H). Определите молярное соотношение компонентов в смеси.
Ответ: 5 : 2 : 5
Задача 9.
Определите молярное соотношение бензола, толуола и анизола в смеси, если 1Н ЯМР спектр содержит
следующие сигналы мультиплет 6.8-7.2 (27 H), синглет 2.27 (3 H), синглет 3.75 (6 H).
Ответ: 2 : 1 : 2
11

12. Простые спектры 1Н ЯМР

Установление строения простейших молекул
Установите строение соединений СxНyHetz по спектру 1Н ЯМР пользуясь корреляционными таблицами,
соображениями симметрии, интегральной интенсивностью сигналов и аддитивной схемой для расчёта
химических сдвигов (Х. Гюнтер “Введение в курс спектроскопии ЯМР”, Москва, Мир, 1984 г., стр. 110)
Задача 10.
Соединение с брутто-формулой С2Н4Cl2 даёт в спектре 1Н ЯМР единственный синглет при 3.4 м.д.
Какова его структура.
7.08
Ответ: 1,2-дихлорэтан (симметричен, все протоны магнитно-эквивалентны)
Задача 11.
Установите строение соединения с
брутто-формулой С13Н12
которое даёт в спектре 1Н ЯМР два
синглета и при 3.92 (2 H) и 7.08 (10 H) м.д.
3.92
C13H12
10.02
8.0
7.5
7.0
2.00
6.5
6.0
5.5
5.0
Chemical Shift (ppm)
4.5
4.0
3.5
12
3.0

13. Простые спектры 1Н ЯМР

Установление строения простейших молекул
Задача 11.
Установите строение соединения С13Н12, в спектре 1Н ЯМР два синглета и при 3.92 (2 H) и 7.08 (10 H) м.д.
Ненасыщенностью считается любая двойная связь или цикл, присутствующие в молекуле. Например,
для ацетилена число ненасыщенности равно 2, для циклопентана – 1, для бензола – 4, для
бицикло[2.2.1]гептадиена – 4, для 1,4-диоксана – 1.
7.08
Число ненасыщенности (ЧН) соединения с
известной брутто-формулой CXHYNZOW
определяется по формуле:
Здесь X – количество атомов углерода
или любого другого 4-х валентного элемента,
Y – число протонов
или любого другого одновалентного элемента,
Z – число атомов азота
или другого 3-х валентного элемента,
W – количество атомов кислорода
или другого двухвалентного элемента.
ЧН = X – 1/2Y + 1/2Z + 0W + 1.
C13H12
Ответ: дифенилметан
3.92
ЧН = 13 – ½ 12 + 1 = 8.
Следовательно, по известной
брутто-формуле соединения можно вычислить
суммарное количество кратных связей
и циклов в молекуле.
10.02
8.0
7.5
7.0
2.00
6.5
6.0
5.5
5.0
Chemical Shift (ppm)
4.5
4.0
3.5
13
3.0

14. Простые спектры 1Н ЯМР

Установление строения простейших молекул
3.29
Задача 12.
Установите строение соединения с брутто-формулой С4Н10O2, спектр 1Н ЯМР которого приведён ниже.
Ответ:
диметиловый эфир этиленгликоля
3.48
3.48
C4H10O2
3.99
4.1
4.0
3.9
3.8
3.7
3.6
6.00
3.5
3.4
3.3
Chemical Shift (ppm)
3.2
3.1
3.0
2.9
2.8
2.7
14

15. Простые спектры 1Н ЯМР

Установление строения простейших молекул
7.69
Задача 13.
Если в предыдущих задачах интегрирование проводилось, согласуясь с общим количеством протонов в
молекуле, то в следующих указано лишь соотношение между интегральными интенсивностями пиков
(что ближе к расшифровке реального спектра).
Установите строение соединения
с брутто-формулой С8Н6O2,
спектр 1Н ЯМР которого приведён слева.
10.12
C8H6O2
Ответ:
терефталевый альдегид
1.00
11.0
10.5
10.0
2.00
9.5
9.0
8.5
8.0
Chemical Shift (ppm)
7.5
7.0
6.5
6.0
5.5
5.0
15

16. Простые спектры 1Н ЯМР

Установление строения простейших молекул (использование элементов симметрии)
2.15
2.09
3.80
Задача 14.
Сопоставьте структуры 1,2-, 1,3- и 1,4-диметокситетраметилбензолов приведённым ниже спектрам.
1.00
1.00
4.0
3.5
3.0
Chemic al Shif t
2.5
2.0
1.5
( ppm)
2.21
1.86
1.98
3.59
4.5
2.01
3.5
1.00
3.0
Chemic al Shif t ( ppm)
2.5
Ответ:1 – орто-, 2 – мета-, 3 –
парадиметокситетраметилбензолы
(обратите внимание на элементы
симметрии, присутствующие в
изомерах)
1.00
4.5
4.0
2.00 1.00
2.0
1.5
2.23
4.0
3.79
4.5
2.00
3.5
3.0
Chemic al Shif t ( ppm)
2.5
2.0
16
1.5

17. Простые спектры 1Н ЯМР

Установление строения простейших молекул
7.00
2.25
Задача 15. Установите строение углеводорода с брутто-формулой С8Н10
C8H10
Ответ: пара-ксилол
2.00
7.5
7.0
3.00
6.5
6.0
5.5
5.0
4.5
4.0
3.5
Chemical Shift (ppm)
3.0
2.5
2.0
1.5
1.0
0.5
0
17

18. Простые спектры 1Н ЯМР

Установление строения простейших молекул
1.22
Задача 16. Установите строение углеводорода с брутто-формулой С8Н10 (мультиплетность неважна)
C8H10
2.63
2.61
2.65
2.59
7.11
7.10 7.11
7.17
7.15
7.13
1.24
1.20
Ответ: этилбензол
4.99
7.5
7.0
2.00
6.5
6.0
5.5
5.0
4.5
4.0
Chemical Shift (ppm)
3.5
3.0
2.5
3.00
2.0
1.5
1.0
0.5
18

19. Простые спектры 1Н ЯМР

1.07
0.09
Установление строения простейших молекул
Задача 17 Установите строение углеводорода, спектр 1Н ЯМР которого приведён ниже. Этот продукт
образуется при последовательной обработке ацетамида триметилхлорсиланом и трет-бутиловым
спиртом.
O
H3C
NH2
1. SiMe3Cl
2. t-BuOH
Ответ: C7H18OSi,
триметилсилилтретбутиловый
эфир
1.00
1.00
1.0
0.5
Chemical Shift (ppm)
0
19

20. Простые спектры 1Н ЯМР

Установление строения простейших молекул
2.44
Задача 18 Установите строение вещества с брутто-формулой С4Н11NO
3.23
C4H11NO
3.97
Ответ: С4Н11NO,
метоксиметилдиметиламин
2.00
5.0
4.5
4.0
3.00
3.5
3.0
Chemical Shift (ppm)
6.00
2.5
2.0
1.5
20

21. Простые спектры 1Н ЯМР

Установление строения простейших молекул (элементы симметрии)
0.90
Задача 19 Установите строение углеводорода с брутто-формулой С5Н12
Ответ: 2,2-диметилпропан
3.5
3.0
2.5
2.0
1.5
Chemical Shift (ppm)
1.0
0.5
0
21

22. Простые спектры 1Н ЯМР

Установление строения простейших молекул
1.20
Задача 20 Установите строение вещества с брутто-формулой С5Н10O2
3.24
Ответ:
С5Н10O2,
2-метокси-2метилпропаналь (следует обратить
внимание
на
характеристичный
узкий сигнал формильного протона
при 9.38 м.д.)
9.38
C5H10O2
1.00
10
3.00
9
8
7
6
5
4
Chemical Shift (ppm)
3
6.00
2
1
0
22

23. Простые спектры 1Н ЯМР

Установление строения простейших молекул
1.75
Задача 21 Установите строение галогенопроизводного с брутто-формулой С10Н13Br, спектр 1Н ЯМР
которого приведён ниже. Известно, что это вещество окисляется KMnO4 до бензойной кислоты.
CO 2H
KMnO 4
C10H13Br
7.31
7.23
7.22
7.21
7.19
3.04
Ответ:
2-бром-2-метил-1фенилпропан (изомерный 2метил-2-фенил-1бромпропан не окисляется
до бензойной кислоты)
4.99
7.5
2.00
7.0
6.5
6.0
5.5
5.0
4.5
4.0
Chemical Shift (ppm)
3.5
3.0
6.00
2.5
2.0
1.5
1.0
23

24. Простые спектры 1Н ЯМР

3.89
Установление строения простейших молекул
Задача 22 Установите строение углеводорода, который образуется из антрацена при восстановлении по
Буво-Блану (Na в EtOH), спектр 1Н ЯМР которого приведён ниже (можно не обращать внимания на
мультиплетность).
7.22
7.15
7.14
7.14
7.13
7.24
7.24
Na/ EtOH
Ответ:
9,10-дигидроантрацен
8.00
7.5
4.00
7.0
6.5
6.0
5.5
5.0
Chemical Shift (ppm)
4.5
4.0
3.5
3.0
24

25. Простые спектры 1Н ЯМР

Установление строения простейших молекул
2.04
Задача 23 При окислении углеводорода С6Н12 бихроматом калия образуется соединение, спектр 1Н ЯМР
которого содержит единственный сигнал при 2.04 м.д. и приведён ниже. Каково строение продукта
реакции и исходного вещества?
C6H12
4.0
3.5
Ответ:
исходное - 2,3диметилбутен-2,
продукт - ацетон
Na 2Cr 2O 7
3.0
2.5
2.0
Chemical Shift (ppm)
1.5
1.0
0.5
0
25

26. Простые спектры 1Н ЯМР

Установление строения простейших молекул
3.67
2.01
Задача 24 Установите строение соединения с брутто-формулой С3Н6O2
C3H6O2
Ответ:
С3Н6O2
–
метиловый
эфир
уксусной кислоты
(метилацетат).
1.00
5.0
4.5
4.0
1.00
3.5
3.0
Chemical Shift (ppm)
2.5
2.0
1.5
1.0
26

27. Простые спектры 1Н ЯМР

Установление строения простейших молекул
3.70
Задача 25 Установите строение соединения с брутто-формулой С5Н8O2
6.07
5.57
1.00
1.00
6.0
5.5
1.90
Ответ:
С5Н8O2, метиловый эфир метакриловой
кислоты
(метилметакрилат).
Обратите
внимание на два уширенных синглета,
находящиеся в типичной для олефиновых
протонов области 5.5-6.2 м.д.
3.00
5.0
4.5
4.0
3.5
Chemical Shift (ppm)
3.00
3.0
2.5
2.0
1.5
27

28. Простые спектры 1Н ЯМР

Ответ: С7Н9N, бензиламин
Установление строения простейших молекул
3.83
Задача 26 Установите строение соединения с брутто-формулой С7Н9N, спектр 1Н ЯМР которого
приведён ниже. Этот продукт образуется в две стадии из углевода С7Н8 последовательной обработкой
диоксандибромидом и избытком аммиака. Мультиплетность не имеет значения.
O
O Br 2
C7H7Br
C7H9N
1.68
7.10 7.17
7.08
7.27
7.27 7.25
7.18
C7H8
NH3
5.00
7.5
7.0
2.00
6.5
6.0
5.5
5.0
4.5
4.0
Chemical Shift (ppm)
2.00
3.5
3.0
2.5
2.0
1.5
1.0
28

29. Простые спектры 1Н ЯМР

Установление строения простейших молекул
Задача 27 Соединение С5Н8О3 имеет спектр
структурную формулу.
1Н
ЯМР представленный на спектре. Изобразите
3.63
M02
2.23
M00
M01
3.69
C5H8O3
Ответ:
С5Н8О3, метилацетилацетат
2.00 2.98
4.0
3.00
3.5
3.0
2.5
2.0
1.5
Chemical Shift (ppm)
29

30. Простые спектры 1Н ЯМР

Установление строения простейших молекул
Задача 28 Соединение С9Н16О4 имеет спектр
структурную формулу.
1Н
ЯМР представленный на спектре. Изобразите
3.65
M02(1, 1)
C9H16O4
1.30
M01(1, 1)
Ответ:
С9Н16О4, диметиловый эфир
3,3-диметилпентандиовой
кислоты
2.29
2.29
M00(4, 2)
3.01
5.0
4.5
4.0
2.01
3.5
3.0
2.5
2.0
Chemical Shift (ppm)
3.01
1.5
1.0
0.5
0
30

31. Простые спектры 1Н ЯМР

Установление строения простейших молекул
4.63
1Н
ЯМР представленный на спектре. Изобразите
2.08
Задача 29 Соединение С5Н6О2 имеет спектр
структурную формулу.
2.60
Ответ:
пропаргилацетат
2.00
1.00
4.5
4.0
3.5
3.0
Chemical Shift (ppm)
3.00
2.5
2.0
31

32. Простые спектры 1Н ЯМР

Установление строения простейших молекул
1.16
Задача 30 Установите структуру основного продукта взаимодействия 2,2-диметилпропанола-1 с 20%-ой
серной кислотой по спектру 1Н ЯМР (мультиплетность не имеет значения).
1.98
0.77
0.77
0.73
1.39
1.37
1.35 1.37
0.92
1.41
2.63
0.75
0.75
Ответ: 2-метилбутанол-2
2.5
2.0
1.5
Chemical Shift (ppm)
5.96
2.97
1.0
0.5
32

33. Простые спектры 1Н ЯМР

Установление строения простейших молекул
NONAME00
3.76
Задача 31 Установите структуру соединения С4H4O2 по спектру 1Н ЯМР.
1.0
0.9
0.8
0.6
Ответ: метилпропиолат
0.5
2.89
Normalized Intensity
0.7
0.4
0.3
0.2
0.1
0
3.9
3.8
3.7
3.6
3.5
3.4
3.3
3.2
Chemical Shift (ppm)
3.1
3.0
2.9
2.8
2.7

34. Простые спектры 1Н ЯМР

Установление строения простейших молекул
2.57
NONAME03
3.66
Задача 33 Установите структуру одного из продуктов (С5H7O2Br) взаимодействия непредельного
соединения c HBr по его спектру 1Н ЯМР.
6.00
6.00
1.0
0.9
0.8
Ответ: метиловый эфир 3бромбут-2-еновой кислоты
0.6
0.5
0.4
6.04
Normalized Intensity
0.7
0.3
0.2
0.1
0
2.00
6.0
5.5
5.0
4.5
4.0
Chemical Shift (ppm)
3.5
3.0
2.5

35. Простые спектры 1Н ЯМР

1.88
1.80
Установление строения простейших молекул
Задача 34 Установите строение углеводорода C6H8 по его спектру 1Н ЯМР
5.17
3.10
Ответ: 4-метилпент-3-ен-1-ин
1.00
1.00
5.0
4.5
4.0
3.5
Chemical Shift (ppm)
3.0
6.00
2.5
2.0
1.5