110年:藥學二(第2次)

如在 achiral D-solvent 中測氫核磁共振譜,則下列標記的氫訊號何者為雙重峰( doublet )?

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詳細解析

本題觀念:

本題考查核磁共振光譜(NMR)中的自旋-自旋耦合(Spin-Spin Splitting/Coupling)規則,特別是異核耦合(Heteronuclear Coupling)。核心觀念包括:

  1. 活性核種(NMR Active Nuclei):了解哪些原子核會對氫譜(1^1H NMR)產生分裂影響。
    • 19F^{19}\text{F}:自旋量子數 I=1/2I = 1/2,天然豐度 100%,與氫核特性相似,會與質子產生強烈的自旋耦合(分裂)。
    • 35Cl^{35}\text{Cl} / 37Cl^{37}\text{Cl}:雖然有自旋,但具有電四極矩(Quadrupole moment),造成弛豫時間(Relaxation time)極快,通常不會對鄰近質子產生可觀測的分裂,或僅造成訊號變寬,一般視為不產生分裂。
  2. 分裂規則(n+1n+1 Rule):訊號分裂數目 = n+1n + 1,其中 nn 為鄰近等價且具磁性原子核的數目。
  3. 化學等價性:題目強調「achiral D-solvent」,確保非手性分子中的對掌異構質子(enantiotopic protons)維持化學等價,不會互相分裂。

影像分析:

根據題目提供的選項圖片,結構分析如下(

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