2025天然药物化学波谱解析在天然药物化学中的应用试题及答案

2025天然药物化学波谱解析在天然药物化学中的应用试题及答案一、单项选择题（每题2分，共30分）1.高分辨质谱（HR-ESI-MS）在天然药物化学结构鉴定中的主要作用是（）A.确定分子式B.判断纯度C.测定比旋光度D.判断取代位置2.紫外光谱中，共轭体系产生的特征吸收带（K带）主要属于（）A.π→B.n→C.σ→D.n→3.红外光谱中，羰基（C=A.4000–2500cm​B.2500–2000cm​C.2000–1500cm​D.1500–600cm​4.1H-NMR中，醛基质子的化学位移一般为（）A.0–1ppmB.1–3ppmC.5–6ppmD.9–10ppm5.13C-NMR谱中，羰基碳的化学位移范围一般为（）A.0–50ppmB.50–100ppmC.100–160ppmD.160–220ppm6.下列二维NMR谱中，可直接反映碳氢单键相连关系的是（）A.COSYB.HSQCC.HMBCD.NOESY7.质谱中麦氏重排（McLaffertyrearrangement）常见于含有下列哪种基团的化合物（）A.羟基B.羰基C.醚键D.氨基8.红外光谱中，内酯羰基的伸缩振动吸收峰与开链酯羰基相比通常（）A.向高波数移动B.向低波数移动C.完全不变D.消失9.用圆二色光谱确定手性天然产物绝对构型时，主要依据的是（）A.紫外吸收强度B.Cotton效应C.红外特征峰D.质谱碎片10.1H-NMR中确认活泼氢（如OH、NH）常用的实验方法是（）A.重水交换B.升高温度C.加碱D.加酸11.黄酮类化合物紫外光谱中，位于240–280nm的吸收带称为（）A.带IB.带IIC.R带D.E带12.含一个氮原子的生物碱，其分子离子峰的质荷比为（）A.奇数B.偶数C.分数D.不确定13.测定天然产物比旋光度主要用于（）A.确定分子量B.判断光学纯度或辅助确定构型C.确定极性D.确定紫外吸收14.下列核磁共振技术中，通过测定碳氢远程偶合（2J、3J）来推断结构片段连接的是（）A.COSYB.HSQCC.HMBCD.DEPT15.质谱中，MALDI-TOF-MS最常用于（）A.低分子量化合物的精确分子量测定B.大分子（如多肽、蛋白质）的分子量测定C.挥发性小分子分离D.红外光谱联用二、多项选择题（每题2分，共20分）1.1H-NMR谱中用于结构解析的主要参数包括（）A.化学位移B.偶合常数C.积分面积D.峰裂分E.弛豫时间2.下列质谱电离技术中，属于软电离方式的有（）A.ESIB.EIC.APCID.MALDIE.FAB3.可用于测定手性化合物绝对构型的技术有（）A.CDB.ORDC.NOESYD.X-射线单晶衍射E.IR4.13C-NMR谱中用于区分碳级数（CH3、CH2、CH、C）的常用方法有（）A.DEPTB.HSQCC.HMBCD.COSYE.NOESY5.红外光谱中，下列哪些官能团具有特征吸收（）A.羟基B.羰基C.苯环D.碳碳双键E.醚键6.紫外光谱中，加入诊断试剂后，若某黄酮的带I发生红移，可能表明存在（）A.4′-羟基B.7-羟基C.5-羟基D.3-羟基E.邻二酚羟基7.可用于确定化合物分子式的方法包括（）A.高分辨质谱B.元素分析C.红外光谱D.紫外光谱E.核磁共振谱8.下列叙述中，正确的是（）A.HSQC反映碳氢单键直接相关B.HMBC反映碳氢远程相关（2J、3J）C.COSY反映氢氢相邻偶合D.NOESY反映氢核空间距离近E.DEPT-135中季碳信号向上9.黄酮类化合物紫外光谱中，加入AlCl3后带I红移（大于60nm），加入AlCl3/HCl后红移消失，说明存在（）A.3-OHB.5-OHC.邻二酚羟基D.7-OHE.4′-OH10.下列哪些因素会影响1H-NMR化学位移（）A.电负性B.磁各向异性C.氢键D.溶剂E.浓度三、判断题（每题1分，共10分）1.高分辨质谱可以直接给出化合物的精确分子质量。（）2.EI-MS中分子离子峰通常很强且稳定。（）3.红外光谱中，氢键会使羟基伸缩振动峰向低波数移动且峰形变宽。（）4.13C-NMR宽带去偶谱中，每种化学不等价的碳原子各显示为一个单峰。（）5.DEPT-135谱中，CH和CH3信号向上，CH2信号向下，季碳不出现。（）6.偶合常数的大小不随外加磁场强度变化而变化。（）7.黄酮类化合物紫外光谱中，加入AlCl3后带I红移，即可确定有邻二酚羟基。（）8.含奇数个氮原子的化合物，其分子离子峰的质荷比为奇数。（）9.COSY谱反映的是碳氢远程相关关系。（）10.X-射线单晶衍射可用于测定化合物的绝对构型。（）四、简答题（每题5分，共20分）1.简述红外光谱在天然药物化学结构鉴定中的主要用途。2.简述1H-NMR中化学位移的主要影响因素。3.简述HSQC与HMBC在结构解析中的区别与互补关系。4.简述紫外光谱在黄酮类化合物结构鉴定中的应用。五、综合解析题（20分）某化合物从天然药物中提取，为白色针晶。HR-ESI-MS给出m/z152.0473[M]+（计算值152.0473），分子式为C8H8O3，不饱和度为5。主要波谱数据如下：UVλmax(EtOH)：230nm、280nm、310nm。IR(KBr)vmax：3180cm​−1（宽）、3070cm​−1、1680cm​−1、1595cmMS(EI)m/z：152[M]+、151、137、109。1H-NMR(CDCl3)δ：9.85(1H,s)、7.42(1H,dd,J=8.2,1.8Hz)、7.40(1H,d,J=1.8Hz)、6.98(1H,d,J=8.2Hz)、6.05(1H,brs,D2O交换消失)、3.97(3H,s)。13C-NMR(CDCl3)δ：190.1、151.4、147.1、130.0、124.3、114.1、108.2、56.2。要求：（1）写出不饱和度计算过程，并指出各波谱主要吸收峰/信号对应的官能团归属。（2）综合分析确定其结构，并写出结构式。（3）说明1H-NMR和13C-NMR中主要信号的归属。（4）指出EI-MS中m/z151、137、109可能的碎片来源。答案：（1）不饱和度计算：Ω5个不饱和度对应一个苯环（4）和一个羰基（1）。IR归属：3180cm​−1宽峰为酚羟基O−H伸缩振动；3070cm​−1为芳氢C−H伸缩振动；1680cm​−（2）结构推断：分子式为C8H8O3，不饱和度为5，提示含有苯环和羰基。1H-NMR中δ9.85(1H,s)为醛基氢；δ3.97(3H,s)为甲氧基氢；δ6.05(1H,brs，D2O交换消失)为羟基氢；δ6.98、7.40、7.42三个芳氢构成ABX偶合系统，说明苯环为三取代。13C-NMR中δ190.1为醛羰基碳，δ56.2为甲氧基碳，δ108.2–151.4为6个芳香碳。综合UV（310nm）和IR（1680cm​−结构式为：4-羟基-3-甲氧基苯甲醛，简写为Choice：C6H3(OH)(OCH3)(CHO)，取代位置为1-CHO、3-OCH3、4-OH。（3）NMR信号归属：1H-NMR：δ9.85（1H,s）——CHO；δ7.42（1H,dd,J=8.2,1.8Hz）——H-6；δ7.40（1H,d,J=1.8Hz）——H-2；δ6.98（1H,d,J=8.2Hz）——H-5；δ6.05（1H,brs）——4-OH；δ3.97（3H,s）——3-OCH3。13C-NMR：δ190.1——CHO；δ151.4——C-4（C−OH）；δ147.1——C-3（C−OCH3）；δ130.0——C-1（C−CHO）；δ124.3——C-6；δ114.1——C-5；δ108.2——C-2；δ56.2——OCH3。（4）EI-MS主要碎片归属：m/z151为[M−H]+，由分子离子失去醛基氢生成；m/z137为[M−CH3]+，由分子离子失去甲氧基中的甲基生成；m/z109为[M−CH3−CO]+，即依次失去甲基和一氧化碳后的碎片峰。参考答案与解析一、单项选择题1.答案：A解析：高分辨质谱可精确测定分子离子质量，结合元素组成可确定分子式。2.答案：A3.答案：C解析：羰基伸缩振动一般在1700cm​−1附近，属于2000–1500cm4.答案：D5.答案：D6.答案：B7.答案：B8.答案：A解析：环张力使内酯羰基振动频率升高，因此吸收峰向高波数移动。9.答案：B10.答案：A11.答案：B12.答案：A13.答案：B14.答案：C15.答案：B二、多项选择题1.答案：ABCD解析：化学位移、偶合常数、积分面积和峰裂分是氢谱结构解析的常规参数；弛豫时间主要用于分子动力学研究，一般不用于结构解析。2.答案：ACDE3.答案：ABD4.答案：AB解析：DEPT可直接区分碳级数；HSQC可显示碳上直接相连氢的个数。HMBC为远程相关，不能直接区分碳级数。5.答案：ABCDE6.答案：ACDE解析：4′-OH、5-OH、3-OH和邻二酚羟基均可导致带I红移；7-OH对带I影响较小。7.答案：AB8.答案：ABCD解析：DEPT-135中季碳信号消失，并非向上，故E错误。9.答案：AB解析：AlCl3引起的红移可被HCl消除，说明形成稳定络合的是3-OH或5-OH，而非邻二酚羟基。10.答案：ABCDE三、判断题1.答案：正确2.答案：错误解析：EI为硬电离，分子离子峰可能很弱或消失。3.答案：正确4.答案：正确5.答案：正确6.答案：正确7.答案：错误解析：3-OH、5-OH也可能引起红移，需结合AlCl3/HCl谱进一步判断。8.答案：正确9.答案：错误解析：COSY为氢-氢相关谱，反映氢核之间的J偶合关系。10.答案：正确四、简答题1.答案：（1）鉴定官能团，如羟基、羰基、氨基、芳环等；（2）与已知对照品红外图谱比较，进行结构验证或鉴别；（3）判断化合物中是否存在特定取代类型或构型；（4）用于同一化合物的不同晶型或固态形态的辅助判断。2.答案：（1）诱导效应（电负性）；（2）磁各向异性效应；（3）氢键效应；（4）溶剂效应；（5）浓度、温度等。3.答案：HSQC反映碳氢单键直接相连关系，用于归属直接相连的碳氢信号；HMBC反映