調查局三等申論題
108年
[化學鑑識組] 有機化學
第 一 題
📖 題組：
下列為有機化合物之光譜鑑定,請依題示回答。
下列為有機化合物之光譜鑑定,請依題示回答。
📝 此題為申論題，共 3 小題
小題 (一)
下列各結構式畫底線所標式的氫原子,在氫核磁共振光譜圖中,化學位移值(δ)有明顯的差異,請以化合物編號A~E依化學位移值(δ),由大至小排列。(四甲矽烷的化學位移值δ=0)(5分)
[圖示] (化合物A~E結構圖，標示了底線氫原子)
思路引導 VIP
看到氫核磁共振（1H-NMR）化學位移排列題型，應首先辨識畫底線氫原子所在的官能基與化學環境。接著綜合評估三大影響因素：(1) 電負度造成的誘導效應（去遮蔽效應）；(2) 混成軌域差異；(3) 磁非等向性效應（如苯環的環電流效應、羰基或雙鍵的立體磁場分佈）。熟記各類常見質子的經驗 δ 值區間（如醛基 > 芳環 > 烯烴 > 接電負度原子之烷基 > 一般烷基）即可迅速解題。
小題 (二)
化合物 A (C8H9O2N)為常見的止痛、退燒藥成分,其光譜資料如下:
IR(KBr): 3326, 3164, 3108, 1652, 1611, 1564, 1507, 1442, 1372, 1327, 1259, 837, 808 cm-1.
1H-NMR: δ 1.97(s, 3H), 6.66(d, 2H, J= 8.6 Hz), 7.32(d, 2H, J= 8.6 Hz), 9.11(s, 1H), 9.63(s, 1H).
13C-NMR: δ 23.75, 115.1, 121.1, 131.1, 153.3, 167.7.
請寫出A的分子結構式。s(單峰),d(雙線),J(偶合常數)。(5分)
思路引導 VIP
計算不飽和度確認基本骨架，透過 1H-NMR 的分裂模式判斷苯環取代型態（對位取代），搭配 IR 的羰基吸收帶與 13C-NMR 的化學位移確認官能基。最後結合「退燒止痛藥」的背景提示，即可精準鎖定目標分子。
小題 (三)
化合物A和B皆具有相同的分子式 C6H10,且皆可與2莫耳比的氫氣進行催化反應,還原為分子式 C6H14之烷類。請依下列所提供之光譜資料寫出A和B的分子結構式。(10分)
化合物 A--- IR(KBr): 3300, 2980, 2100, 1330, 1250 cm-1.
1H-NMR: δ 1.28(s, 9H), 2.83(s, 1H).
化合物 B--- IR(KBr): 3096, 2974, 2952, 1601, 1461, 890 cm-1.
1H-NMR: δ 1.92(s, 6H), 4.97(d, 2H), 5.05(d, 2H).
思路引導 VIP
先計算不飽和度（IHD=2），由加氫反應確認皆為開鏈且含兩個 π 鍵（一個三鍵或兩個雙鍵）。接著從 IR 光譜尋找特徵官能基（如 3300 cm⁻¹ 的端炔或 1601 cm⁻¹ 的共軛雙鍵），最後利用 ¹H-NMR 的積分與偶合常數（如 9H 單峰推測三級丁基，或高對稱的烯屬質子）拼湊出完整碳骨架。