115年:藥學二(第2次)
下列選項中標示的氫，何者化學位移（δ）最大？
A 
B 
C 
D 
詳細解析
本題觀念
¹H NMR 的化學位移 δ 反映氫核周圍電子環境，電子被拉走、受到去屏蔽作用越明顯，訊號越偏低場，δ 數值通常越大。比較結構圖時，不能只看氫與碳的距離，還要辨認氫是否直接連在羰基、芳香環、烯基或端炔碳上，再套用各類型氫的典型範圍。本題四個標示位置分別代表芳香族氫、烯基氫、醛氫與端炔氫；羰基造成的強烈去屏蔽，使醛氫通常落在最下場、也就是 δ 最大的區域。
影像分析
逐一對照四個選項的結構與標示氫：A 的標示氫位於芳香環上，屬芳香族氫；B 的標示氫位於碳碳雙鍵上，屬烯基氫；C 的標示氫直接連在羰基碳上，形成醛基氫；D 的標示氫位於末端碳碳三鍵上，屬端炔氫。這四種環境的判讀順序應先辨識官能基，再比較其屏蔽與去屏蔽效應，而不是把圖片中的位置或結構大小當成判斷依據。
選項分析
- A 不正確。 芳香族氫受到芳香環環電流造成的去屏蔽，常見 δ 約 6.5–8.2 ppm，確實比烷基氫偏低場；但其典型範圍仍低於醛氫，因此不是四者中最大者。
- B 不正確。 烯基氫位於 C=C 上，受雙鍵各向異性與 sp² 碳環境影響，常見 δ 約 4.5–6.1 ppm，通常小於芳香族氫的高端，也明顯小於醛氫。
- C 正確。 醛氫直接連在羰基碳上，羰基的吸電子效應與各向異性會顯著去屏蔽，典型 δ 約 9.5–10.5 ppm，因此在 A、B、D 中最偏低場，化學位移最大。
- D 不正確。 端炔氫雖然受到三鍵各向異性影響，但通常位於約 2–3 ppm。相較於烯基、芳香族及醛氫，它仍處於較高場，不能因為有三鍵就判定 δ 最大。
答案解析
本題比較的是化學位移的大小，先將「δ 最大」轉換成「最去屏蔽、最偏低場」來思考。醛氫同時受到羰基吸電子效應與羰基各向異性影響，訊號通常出現在約 9.5–10.5 ppm；芳香族氫約 6.5–8.2 ppm、烯基氫約 4.5–6.1 ppm、端炔氫約 2–3 ppm。故圖片 C 所示的醛氫具有最大的 δ，答案為 C。
核心知識點
- ¹H NMR 中，δ 越大代表越低場、去屏蔽越明顯；δ 越小則越高場、屏蔽相對較強。
- 醛氫約 9.5–10.5 ppm，是常見有機氫中很容易辨識的低場訊號。
- 芳香族氫約 6.5–8.2 ppm，烯基氫約 4.5–6.1 ppm，端炔氫約 2–3 ppm。
- 判讀結構圖時，先辨認羰基、芳香環、C=C 或端炔，再以官能基造成的去屏蔽程度排序。
- 「化學位移最大」不等於分子量最大，也不等於訊號強度最高；它描述的是相對於參考標準的共振位置。