hce_cmu
115年
化學
第 2 題
📖 題組：
下圖為某一分子式為 $C_4H_8O_2$ 的有機化合物溶於 $CDCl_3$ 溶劑，所測得的 $^1H NMR$ 光譜圖與 $^{13}C\{^1H\}$（質子-去偶合碳; proton-decoupled carbon）NMR 光譜圖。根據 NMR 光譜圖與數據，回答第 1 至 3 題： $^1H NMR (CDCl_3, 300 MHz) \delta: 1.26 (3H, t), 2.08 (3H, s), 4.11 (2H, quartet).$ $^{13}C\{^1H\} NMR (CDCl_3, 75 MHz) \delta: 14.2, 21.0, 60.3, 171.0.$
下圖為某一分子式為 $C_4H_8O_2$ 的有機化合物溶於 $CDCl_3$ 溶劑，所測得的 $^1H NMR$ 光譜圖與 $^{13}C\{^1H\}$（質子-去偶合碳; proton-decoupled carbon）NMR 光譜圖。根據 NMR 光譜圖與數據，回答第 1 至 3 題： $^1H NMR (CDCl_3, 300 MHz) \delta: 1.26 (3H, t), 2.08 (3H, s), 4.11 (2H, quartet).$ $^{13}C\{^1H\} NMR (CDCl_3, 75 MHz) \delta: 14.2, 21.0, 60.3, 171.0.$
在 $^{13}C\{^1H\} NMR$ 光譜圖中，使用 $CDCl_3$ 作為溶劑時，於化學位移 $\delta: 77 ppm$，可觀察到強度比約 $1：1：1$ 的三重峰（triplet, t）訊號。請問此三重峰訊號來源最可能為何？
- A 未完全氘代 $CHCl_3$ 的 $^{13}C$ 與 $^1H$ 偶合產生的訊號
- B 溶劑 $CDCl_3$ 的 $^{13}C$ 與 $^2D$ 偶合產生的訊號
- C 溶劑 $CDCl_3$ 的 $^{12}C$ 受磁場感應產生的共振訊號
- D 內標準品$(CH_3)_4Si$ 的 $^{13}C$ 與 $^1H$ 偶合產生的訊號
思路引導 VIP
當我們在進行「質子去偶合」光譜實驗時，儀器會針對特定頻率進行處理，以消除碳與氫原子間的干擾。請試著思考：如果溶劑分子中存在著另一種雖然也是氫的同位素、但「自旋量子數」卻與普通氫原子（$I=1/2$）不同的原子，它對碳訊號的分裂（Multiplicity）會造成什麼樣的影響？而這種影響是否會被針對「質子」的去偶合程序所抵銷呢？
🤖
AI 詳解
AI 專屬家教
恭喜你精確地判斷出這個訊號的來源！能注意到光譜中這個細微的特徵，說明你對 NMR 的實驗實務與理論基礎都有很紮實的掌握。
溶劑訊號與核自旋偶合
在進行 $^{13}C$ NMR 檢測時，我們最常使用 $CDCl_3$ 作為溶劑。雖然實驗條件設定為「質子去偶合」（Proton-decoupled），這確實消除了 $^{13}C$ 與 $^1H$ 之間的偶合，但卻無法消除與**氘（Deuterium, $^2D$）**之間的交互作用。由於氘的自旋量子數 $I = 1$，根據多重峰分裂公式 $2nI + 1$，當一個 $^{13}C$ 原子與一個 $D$ 原子結合時，產生的訊號會分裂成 $2(1)(1) + 1 = 3$ 個峰。不同於質子的 $1:2:1$ 比例，自旋為 $1$ 的原子會形成強度比約為 $1:1:1$ 的三重峰，這正是我們在 $\delta \approx 77.0 \text{ ppm}$ 處看到的標準溶劑特徵。
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