問 題
図は、ある化合物の1H-NMRスペクトル(400MHz、CDCl3、基準物質はテトラメチルシラン)を表したものである。この化合物の構造式として正しいのはどれか。1つ選べ。
なお、拡大図Ａ、Ｂ、Ｃの拡大率はそれぞれ異なる。また、ウのシグナルは重水を添加することにより消失する。
解 説
選択肢を見るとどれも似たような構造で、ベンゼン環が1つと2-プロピル基(イソプロピル基)が2つあります。異なっている部分に注目すると、酸素が(1)と(2)では－OH、(3)と(4)では－COOH、(5)では－O－の形となっていることがわかります。
ここで、問題文によると「ウのシグナルは重水を添加することにより消失する」とあります。これは、水酸基(－OH)の水素が添加された重水(D2O)の水素と置換され、「－OD」になったので1H-NMRのスペクトルに現れなくなったことを表します。よって、(5)は除外できます。
また、ウの化学シフトは約4.8ppmなので、これは－OHであると判断することができます。アルコールの化学シフトは3～4ppmくらいに出ることが多いものの、実際には出現範囲が広く、特にフェノール性水酸基だと5～6ppm前後になりやすいです。
一方、カルボン酸(－COOH)の場合には10～12ppmくらいの極端に大きな化学シフト値を取るので、今回は当てはまりません。よって、(3)と(4)も不適当です。
以上から、正解は(1)または(2)ということになります。ここで、両者の違いを比べるために下図を見てください。
上図のa～dは全てベンゼン環に直接結合しているHなので、化学シフトは6～9ppmくらいに出ます。つまり、問題の図でいうとエとオのシグナルになります。
また、a～dのシグナルがどのように出るのかを考えると、次のように表すことができます。
- a：隣接水素が2つなので、三重線になる
- b：隣接水素が1つなので、二重線になる
- c：隣接水素がないので、一重線になる
- d：隣接水素がないので、一重線になる
以上から、エとオのシグナルは三重線と二重線のため、a・bを含む選択肢(1)の構造が正しいと判断することができます。
よって、正解は 1 です。
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