調查局三等申論題
110年
[醫學鑑識組] 有機化學
第 一 題
📖 題組：
當丙酮（acetone）在無水氯化鈣（calcium chloride）的存在下與無水的氨（ammonia）反應，有機層經濃縮純化後，產生了具有結晶型態的化合物 A。其光譜的性質如下， MS(m/z)：155([M]+), 140 IR(cm-1)：3305(sharp)，2850-2960，1705 1H NMR：δ2.30(s, 4H)，1.7（1H;在 D2O 中消失），1.2（s, 12H） 請就以上所提供的資訊，回答以下的問題： (一)加入氯化鈣在此反應中的目的為何？（1 分） (二)請分別敘述在紅外線（IR）光譜中，每一個所列舉的吸收值所代表的是那一種官能基的吸收？（3 分） (三)在氫質子核磁共振（1H NMR）光譜中，加入 D2O 的目的為何？（2 分） (四)寫出化合物 A 的結構。（4 分）
當丙酮（acetone）在無水氯化鈣（calcium chloride）的存在下與無水的氨（ammonia）反應，有機層經濃縮純化後，產生了具有結晶型態的化合物 A。其光譜的性質如下， MS(m/z)：155([M]+), 140 IR(cm-1)：3305(sharp)，2850-2960，1705 1H NMR：δ2.30(s, 4H)，1.7（1H;在 D2O 中消失），1.2（s, 12H） 請就以上所提供的資訊，回答以下的問題： (一)加入氯化鈣在此反應中的目的為何？（1 分） (二)請分別敘述在紅外線（IR）光譜中，每一個所列舉的吸收值所代表的是那一種官能基的吸收？（3 分） (三)在氫質子核磁共振（1H NMR）光譜中，加入 D2O 的目的為何？（2 分） (四)寫出化合物 A 的結構。（4 分）
📝 此題為申論題，共 4 小題
小題 (一)
加入氯化鈣在此反應中的目的為何？（1 分）
思路引導 VIP
考生應先辨識反應類型：羰基化合物（丙酮）與氨反應進行脫水縮合時，會釋放出水分子。接著思考無水氯化鈣的化學特性，作為常見的乾燥劑，在此處可藉由除水來推動平衡向右（勒沙特列原理）。
小題 (二)
請分別敘述在紅外線（IR）光譜中，每一個所列舉的吸收值所代表的是那一種官能基的吸收？（3 分）
思路引導 VIP
看到紅外線（IR）光譜題，應迅速將光譜分區：3000 cm⁻¹ 以上為含雜原子的 X-H 伸縮振動（sharp 通常為 N-H，broad 為 O-H）；3000 cm⁻¹ 以下為飽和 C-H 伸縮振動；1700 cm⁻¹ 附近為 C=O 羰基伸縮振動。結合峰的形狀（sharp/broad）可進一步限縮官能基的具體種類（如一級/二級胺）。
小題 (三)
在氫質子核磁共振（1H NMR）光譜中，加入 D2O 的目的為何？（2 分）
思路引導 VIP
看到 D2O 在 1H NMR 的應用，應立即聯想到「重水交換（D2O exchange）實驗」。利用氘（D）替換分子中的活潑氫，藉由訊號的消失來鑑定分子中活潑氫（如 -OH, -NH）的存在與確切位置。
小題 (四)
寫出化合物 A 的結構。（4 分）
思路引導 VIP
利用質譜（MS）判定分子量與氮律，紅外線光譜（IR）確認官能基特徵，再由氫質子核磁共振（1H NMR）的化學位移與高度對稱的積分值（12H, 4H），推導出單體的碳骨架對稱性以拼湊出最終結構。