Question

2．利用核磁共振技术测定有机物分子的三维结构的研究获得了2002年诺贝尔化学奖．在有机物分子中，不同位置的氢原子的核磁共振谱中给出的峰值（信号）也不同．根据峰值（信号）可以确定有机物分子中氢原子的种类和数目．例如：乙醚的结构式为：，其核磁共振氢谱中有2个信号（参见图1）．

（1）下列分子中，其核磁共振氢谱中只有一种峰（信号）的物质是AD．　　　　　　
A．CH₃-CH₃ B．CH₃COOH C．CH₃COOCH₃ D．CH₃COCH₃
（2）化合物A和B的分子式都是C₂H₄Br₂，A的核磁共振氢谱如图2所示，则A的结构简式为CH₂BrCH₂Br，请预测B的核磁共振氢谱上有2个峰（信号）．
（3）用核磁共振氢谱的方法来研究C₂H₆O的结构，请简要说明根据核磁共振氢谱的结果来确定C₂H₆O分子结构的方法是通过其核磁共振谱中的峰信号可以判断有3个信号时，分子结构为CH₃CH₂OH，1个信号时分子结构为CH₃-O-CH₃．

Answer 1

分析 （1）核磁共振氢谱中峰值数等于有机物中氢原子的种类数，核磁共振氢谱中只给出一种峰，说明该分子中的H原子都是等效的，只有1种H原子；
（2）由A的核磁共振氢谱可知，分子中只有一种H原子，A分子中2个Br原子连接不同的碳原子，B与A互为同分异构体，B分子中2个Br原子连接在同一碳原子上，结合分子中H原子种类判断核磁共振氢谱图的特征峰值；
（3）通过核磁共振氢谱中的信号峰可以判断有3个信号峰，则为乙醇，有1个信号峰时为甲醚．

解答 解：（1）核磁共振氢谱中只给出一种峰，说明该分子中的H原子都是等效的，只有1种H原子．
A．CH₃CH₃中6个H原子都是等效的，核磁共振氢谱中只给出一种峰，故A正确；
B．CH₃COOH中甲基中的H原子与羧基中的H原子所处化学环境不同，CH₃COOH有2种H原子，核磁共振氢谱中有2个峰，故B错误；
C．CH₃COOCH₃中甲基所处化学环境不同，甲基H原子不同，有2种H原子，核磁共振氢谱中有2个峰，故C错误；
D．CH₃COCH₃中2个甲基连在同一个羰基上，6个H原子都是等效的，核磁共振氢谱中只给出一种峰，故D正确，
故选：AD；
（2）由A的核磁共振氢谱可知，分子中只有一种H原子，A分子中2个Br原子连接不同的碳原子，故A的结构简式为CH₂BrCH₂Br，B与A互为同分异构体，B分子中2个Br原子连接在同一碳原子上，B为CH₃CHBr₂，分子中有2中H原子，故核磁共振氢谱图有2个峰；
故答案为：CH₂BrCH₂Br；2；
（3）通过核磁共振氢谱中的信号峰可以判断有3个信号峰，则为乙醇，分子结构为CH₃CH₂OH，有1个信号峰时为甲醚，分子结构为CH₃OCH₃，
故答案为：通过其核磁共振谱中的峰信号可以判断有3个信号时，分子结构为CH₃CH₂OH，1个信号时分子结构为CH₃-O-CH₃．

点评 本题考查核磁共振氢谱、有机物分子式与结构式的确定，清楚磁共振氢谱与有机物中氢原子的种类关系，侧重于学生分析能力的考查，题目难度不大．