調查局三等申論題
112年
[化學鑑識組] 有機化學
第 一 題
📖 題組：
一未知溶液之質譜儀分子離子訊號[M+]在 m/e=78，相對強度為 23.6，其同位素訊號的相對強度如下所示。 m/e=79 Relative intensity=0.79 80 7.55 81 0.25 (一)此未知溶液的分子式為何？（4 分） (二)得知分子式後，當 NMR 訊號為 1H NMR：δ3.74(septet, 1H)，1.44(d, 6H)時，結構為何？（3 分） (三)當 NMR 訊號為 1H NMR：δ3.30(t, 2H)，1.61(sextet, 2H)，0.85(t, 3H)時，結構為何？（3 分）
一未知溶液之質譜儀分子離子訊號[M+]在 m/e=78，相對強度為 23.6，其同位素訊號的相對強度如下所示。 m/e=79 Relative intensity=0.79 80 7.55 81 0.25 (一)此未知溶液的分子式為何？（4 分） (二)得知分子式後，當 NMR 訊號為 1H NMR：δ3.74(septet, 1H)，1.44(d, 6H)時，結構為何？（3 分） (三)當 NMR 訊號為 1H NMR：δ3.30(t, 2H)，1.61(sextet, 2H)，0.85(t, 3H)時，結構為何？（3 分）
📝 此題為申論題，共 3 小題
小題 (一)
此未知溶液的分子式為何？（4 分）
思路引導 VIP
看到質譜題，首先觀察 M+1/M 的強度比來推算碳原子數量（約為 n × 1.1%），接著觀察 M+2/M 的強度比來判斷是否具有特殊的同位素特徵（例如氯約33%、溴約100%、硫約4.4%）。最後利用分子離子峰 M 的質量扣除已知的碳與雜原子質量，剩餘的即為氫原子數。
小題 (二)
得知分子式後，當 NMR 訊號為 1H NMR：δ3.74(septet, 1H)，1.44(d, 6H)時，結構為何？（3 分）
思路引導 VIP
看到1H NMR光譜題，首先由積分值（6H、1H）判斷等價質子數，接著依據分裂模式（d與septet）利用n+1法則推導鄰近質子數。本題典型的「6H(d) + 1H(septet)」組合，是判斷「異丙基 (-CH(CH3)2)」結構的核心關鍵，再結合化學位移確認氯原子連接位置即可。
小題 (三)
當 NMR 訊號為 1H NMR：δ3.30(t, 2H)，1.61(sextet, 2H)，0.85(t, 3H)時，結構為何？（3 分）
思路引導 VIP
本題測驗由氫核磁共振光譜（1H NMR）推導分子結構的能力。須先由題組第一小題推導出的分子式 C3H7Cl 出發，根據各訊號的化學位移（δ）、積分面積（氫數）及耦合裂分型態（multiplicity），運用 n+1 規則拼湊出各個官能基的相鄰環境與連接順序。