Bài tập UV-Vis [PDF]

Zitiervorschau

Bài tập 1. Phổ UV của benzonitril cho băng hấp thụ thứ nhất ở 224 nm và băng hấp thụ thứ hai ở 271 nm. (a) Nếu dung dịch của benzonitril trong nước, với nồng độ 1x104 mol, được đo ở bước sóng 224 nm, thì độ hấp thụ là 1,30. Chiều dày cuvet là 1 cm. Hệ số tắt phân tử gam của băng hấp thụ này là bao nhiêu? (b) Nếu cũng dung dịch này đo ở 271 nm, thì độ hấp thụ sẽ là bao nhiêu nếu ε=1000. Tỷ số cường độ Io/I bằng bao nhiêu? 2. Vẽ công thức cấu trúc tương ứng với các quan sát sau: (a) Một acid, có công thức cộng C7H4O2Cl2, cho cực đại UV ở 242 nm. (b) Một keton, có công thức cộng C8H14O, cho cực đại UV ở 248 nm. (c) Một aldehyd, có công thức cộng C8H12O, hấp thụ trong vùng UV với λmax=244 nm. 3. Một hợp chất C5H8O2 cho λmax=270 nm (εmax=32) trong methanol; trong hexan, băng này chuyển dịch về 290 nm (εmax=40). Nhóm chức nào có mặt trong phân tử. Hãy vẽ cấu trúc của hợp chất. 4. Phổ UV của aceton cho cực đại hấp thụ ở 166,189, và 279 nm. Các dạng bước chuyển nào là nguyên nhân của các băng này? 5. Cloromethan có cực đại hấp thụ ở 172 nm, bromomethan cho hấp thụ ở 204 nm, và iodomethan cho băng ở 258 nm. Các dạng bước chuyển nào là nguyên nhân của các băng này? Chiều hướng hấp thụ có thể được giải thích như thế nào? 6. Các dạng bước chuyển electron nào có thể có trong mỗi hợp chất sau? (a) Cyclopenten (b) Acetaldehyd (c) Dimethyl ether (d) Methyl vinyl ether (e) Triethylamin (f) Cyclohexan 7. Dự đoán (không sử dụng qui tắc Woodward-Fieser) và giải thích tại sao phổ UV-VIS có thể sử dụng để giải thích sự khác nhau giữa các cặp hợp chất sau.

31

8. Hãy giải thích các dữ kiện phổ sau:

9. Dự đoán cực đại UV đối với chất phản ứng và sản phẩm của phản ứng quang hoá sau.

Phổ UV có phải là cách tốt nhất phân biệt chất phản ứng và sản phẩm không? 10. Dự đoán cực đại UV λmax trong phổ UV của các hợp chất sau theo qui tắc Woodward-Fieser.

CH3 H3C CH2CH2CH3

CH2CH3

H3C

CH3

OH H2N

HO

CH3

32

CH3

CH3

11. Dự đoán λmax trong phổ UV cho mỗi hợp chất sau theo qui tắc Woodward-Fieser.

12. Hãy tính toán λmax trong phổ UV của một số steroid sau theo qui tắc Woodward-Fieser (giá trị λmax và εmax tương ứng ghi ở dưới các cấu trúc là giá trị đo được):

33

34

13. Tính toán λmax của bước chuyển π → π* ở cholesta-4,6-dien-3-on (a) và enol acetat (b) của nó.

14. Các hợp chất dưới đây có λmax 274, 283 và 303 nm. Hãy qui kết các cực đại hấp thụ này cho mỗi cấu trúc dưới đây.

15. Các hợp chất dưới đây có λmax 305, 349 và 360 nm. Hãy qui kết các cực đại hấp thụ này cho mỗi cấu trúc dưới đây.

16. Các polyen sau đây có các giá trị λmax như sau: 234, 244, 249, 294, 318 và 382 nm. Hãy qui kết λmax cho mỗi cấu trúc.

35

17. Các polyen sau đây có các giá trị λmax như sau: 239, 244, 249, 254, 324 và 407 nm. Hãy qui kết λmax cho mỗi cấu trúc.

18. Enol axetat của cholest-4-en-3-on (a) đã được điều chế và có λmax=238 nm với logεmax=4,2. Xác định cấu trúc của enol axetat này trong số các cấu trúc b và c?

19. Hai hợp chất đồng phân A và B với công thức phân tử C6H8 làm mất màu dung dịch bromin trong CCl4 và cũng như dung dịch kiềm của KMnO4. Khi hydro hoá xúc tác, cả hai hợp chất đều cho cyclohexan (C6H12). A cho cực đại hấp thụ ở 256 nm và B trong suốt ở trên 200 nm. Hãy xác định cấu trúc của A và B. 20. Hợp chất A, C11H16, có λmax=288 nm. Khi xử lí với Pd/C (để dehydro hoá các hydrocarbon vòng một cách hoàn toàn thành hợp chất thơm mà không kèm theo sự chuyển vị) thì α–methylnaphthalen được tạo thành. Xác định cấu trúc của A. 21. Một hydrocarbon đơn vòng A, C8H14, có λmax=234 nm và có thể bị ozon hoá chọn lọc thành hợp chất B, C7H12O, B có λmax=239 nm. Khử hoá B với LiAlH4 và tách nước một cách cẩn thận (dehydrat hoá) sẽ cho C, C7H12, có λmax=267 nm. Hãy đưa ra cấu trúc của A, B và C. 22. Hãy giải thích các dữ kiện phổ sau (giá trị λmax và εmax tương ứng ghi ở dưới các cấu trúc là giá trị đo được).

36

23. Phổ hấp thụ của p-nitro-N–ethylanilin (a) và dẫn xuất N–acetyl (b) của nó có dạng như hình A dưới đây. Hãy giải thích sự thay đổi xảy ra trong phổ. 24. Hãy chỉ ra đường cong hấp thụ của m-toluidin và của benzylamin trong hình B dưới đây. 25. Phổ của acid phenylacetic và methyl benzoat được dẫn ra ở dưới (Hình C). Đường cong hấp thụ nào thuộc về acid phenylacetic? 26. Phổ hấp thụ của các hợp chất sau: propenylbenzen (C6H5CH=CHCH3), allylbenzen (C6H5CH2CH=CH2), và 1-phenylpenta-1,3-dien (C6H5CH=CH–CH=CHCH3), được chỉ ra ở phổ đồ ở Hình D. Hãy xác định đường cong hấp thụ cho mỗi chất. 27. Đường cong phổ nào dẫn ra trong Hình E dưới đây thuộc về α-iron (I) và β-iron (II)? 28. Phổ tử ngoại của 2,2-diclorodiphenyl (a) và 4,4-diclorodiphenyl (b). Hãy xác định đường cong hấp thụ cho mỗi đồng phân tương ứng trong Hình F. −3

ε.10 20

a b

15 10 5 200

300

400

λ, nm

Hình A. Bài tập 23.

Hình B. Bài tập 24. lgε 4 3 2

2 3

1 1 220

Hình C. Bài tập 25.

260

300

340

λ, nm

Hình D. Bài tập 26. 37

l gε 4

lgε 4

2

3 1 2

3

2

1

1 2 λ

2 2 02 6 0 3 0 0 3 4 0

CH3 CH3 CH3 CH CHCOCH3

Cl

CH3 CH3 CH CHCOCH3

I

280

Cl

Hình E. Bài tập 27.

λ, nm

Cl

(a)

II

λ nm

240

200

Cl (b)

Hình F. Bài tập 28.

29. Phổ UV của mesityl oxit được ghi trong các dung môi khác nhau (hexan, ethanol và nước). Hãy xác định đường cong hấp thụ cho mỗi trường hợp và giải thích những thay đổi xảy ra trong phổ hấp thụ này. lgε 4 3

H3C

2

H3C

C

280

240

C

CH3

O

1 2 3 320 λ, nm

1 200

CH

30. Trên phổ đưa ra các đường cong hấp thụ của α-naphthylamin trong dung dịch ethanol và trong dung dịch ethanol–nước có acid. Tìm đường cong hấp thụ tương ứng cho mỗi dung môi. lgε 5

NH2

4 3

2 1

2 200

240

280

320

360

λ, nm

31. o-Aminophenol trong dung dịch ethanol có phổ như ở hình dưới. Trên phổ đồ cũng đưa ra đường cong hấp thụ của hợp chất này trong dung dịch acid và kiềm. Hãy xác định đường cong hấp thụ cho mỗi dung môi.

38

4 lgε 3 2 2 1 220

260

300

1

3 340 λ, nm

39