有機光譜分析　申論題歷屆試題與參考架構

114 年（考試時間 120 分鐘）　原卷 PDF

1. 1

   氨基乙腈（aminoacetonitrile）經由水解反應產生甘氨酸（glycine）。反應過程全程以 ATR-FTIR 做原位（in situ）偵測。反應全程偵測到有一些振動譜線有較顯著的消長：第 1 類型譜線於反應剛開始時還很強但反應結束後變弱或消失。第 2 類型譜線於反應後才逐漸生成。請於下列所測得之 IR 譜線裡，找出屬於第 1 和第 2 類型的譜線至少各 3 條（請註明官能基之振動模式） 。（20 分）譜線：3460, 3447, 2958, 2236, 1589, 1491,1429, 1343, 1385, 1328, 683, 606, 558, 502, 370, 247「單位：cm-1」

   （20 分）

   參考架構・破題

   本題是「官能基特徵吸收」的判讀題：氨基乙腈（H2N-CH2-C≡N）水解成甘氨酸，本質是腈基（C≡N）先轉成醯胺、再轉成羧酸根，胺基則在水中質子化為銨（NH3+），所以第 1 類是「反應物特有、隨反應消失」的譜線，第 2 類是「產物特有、隨反應生成」的譜線。作答時先列出兩端分子的官能基，再把譜線逐條歸屬。

   完整答題架構與關鍵字：到站內看全文

2. 2

   下列那一個有機分子的 UV-Visible 光譜具有最短的max 吸收波長？max的定義為 UV-Visible 光譜裡吸收強度最強的主峰之波長。（10 分）胡蘿蔔素茄紅素葉黃素蝦紅素紫黃素玉米黃素

   （10 分）

3. 3

   某洋酒進口商行的倉庫發生火災，經鑑識人員於現場以手持拉曼光譜儀和移動式質譜儀在起火點地毯和酒櫃、倉庫裡之其他五處的殘留物測得光譜如下：起火點的地毯和酒櫃 其他五處Raman (cm-1) 880, 1050, 1000, 1300, 1440 880 (weak), 1050 (weak) Mass (m/z) 31, 45, 57, 71, 85, 91,113 31, 45依據分析結果，請研判發生火災是因為儲放大量酒類而引起或是有其他可能？（20 分）

   （20 分）

4. 4

   請以綜合質譜儀（EI-MS）和 1H NMR 與 13C NMR 的分析數據，辨識下列某有機分子之同分異構物 A、B、C？請寫出 A、B、C 的名稱（中英文皆可）並畫出其結構（請務必要說明判定答案的原因與根據） 。（30 分）*：表示質譜裡的最強峰有機分子 A B C質譜儀 (m/z) 57*, 29 43*, 57, 29 43*, 57, 41 H NMR (ppm) 0.9 0.884, 1.26, 1.30 0.865, 0.869, 1.2, 1.45 C NMR (ppm) 33, 28 14, 23, 34 11, 23, 25, 41

   （30 分）

   本題含圖表或公式，請對照原卷 PDF。

5. 5

   乙基吡啶（ethylpyridine, EP）依照乙基在環的位置有三種同分異構物（2-EP、3-EP、4-EP） 。使用表面增強拉曼散射（SERS）掃描 EP 吸附在奈米銀表面的 SERS 光譜。其中三種振動模式的 SERS 強度比（A：B：C）如下表所示。EP 可以用 N 吸附在銀表面使吡啶環垂直於銀表面，也可藉由吡啶環的電子平貼在銀表面，或是以介於 0 度至 90 度之間的任何角度（N 跟電子同時都有不同比例的貢獻）吸附在銀表面。任何振動模式只要 在 垂 直 於 銀 表 面 的 方 向 且 有 極 矩 （ dipole moment ） 和 極 化 率（polarizability）變化的分量就會有 SERS 效應產生。請問 A、B、C 分別屬於為那一種乙基吡啶？（20 分）2-EP 3-EP 4-EP SERS Mode A：B：C環呼吸(~1000 cm-1) 1：2：3環 (C-H)(~3050 cm-1) 1：6：2環 (C-H)(~1200 cm-1) 1：2：4

   （20 分）

   本題含圖表或公式，請對照原卷 PDF。