113年:藥學二(第1次)

關於選項化合物之1H-NMR圖譜中氫訊號的敘述,下列何者錯誤?

ACH3-C(=O)-CH3的兩組甲基氫之屬性為enantiotopic
BCH3Br的三個氫之屬性為homotopic
CCH3-CH2-CHBr(C1)的-CH2-上兩個氫之屬性為diastereotopic
DCH3-CH2-CHBr(C1)的-CH3上三個氫之屬性為homotopic

詳細解析

本題觀念:

本題考點為核磁共振光譜(1^{1}H-NMR)中的氫原子屬性(Topicity) 判斷。這涉及判斷分子中質子(氫原子)之間的立體化學關係,主要分為三類:

  1. 全同質子 (Homotopic protons):化學環境完全相同,在任何非手性或手性環境下均為等價,NMR 上只出一個訊號。判斷標準為具有旋轉對稱軸 (CnC_n) 或替換測試後產物相同。
  2. 鏡像異構質子 (Enantiotopic protons):互為鏡像關係,在非手性環境下等價(一個訊號),但在手性環境(如手性溶劑)下會變得不等價。判斷標準為具有對稱面 (σ\sigma) 或反轉中心 (ii),但沒有旋轉對稱軸 (CnC_n);替換測試後產生一對鏡像異構物。
  3. 非鏡像異構質子 (Diastereotopic protons):化學環境不同,通常出現在手性分子中(或鄰近手性中心),在一般 NMR 光譜中即為不等價,會有不同的化學位移與偶合分裂。替換測試後產生非鏡像異構物。

選項分析

  • A. CH3C(=O)CH3\text{CH}_3-\text{C}(=\text{O})-\text{CH}_3的兩組甲基氫之屬性為 enantiotopic(錯誤,應為 homotopic)
    • 分析:丙酮(Acetone)分子

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