專技高考-藥師(一)藥物分析與生藥學(含中藥學)110 年第 16 題單選題
在紫外光光譜中,中藥麻黃主成分ephedrine的最大吸收波長約為250 nm,其來自於下列何種電子能階躍升?
An→π\*
B$\pi\rightarrow\pi^{*}$正確答案
C$\sigma\rightarrow\pi^{*}$
D$\sigma\rightarrow\sigma^{*}$
B正確答案
Ephedrine 含苯環,250 nm 吸收屬苯環芳香系統的 π→π* 躍遷。
為什麼答案是 B
Ephedrine 結構含苯環,苯環的 π 電子躍遷至 π* 軌域為主要吸收來源,約在 250-260 nm(苯的 B band 約 254 nm),與題目完全吻合。
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完整詳解
Pro · 無限重點 Ephedrine 含苯環,250 nm 吸收屬苯環芳香系統的 π→π* 躍遷。
看到芳香環(苯環)+ 250 nm 附近吸收 → 直接選 π→π*。
逐選項分析
A✕ 陷阱
n→π* 需要非鍵結電子對(如 C=O、C=N)躍遷至 π*,吸收通常在 270-300 nm 且強度弱(ε 小)。Ephedrine 無羰基等相關發色團,不符。
B✓ 正確
Ephedrine 結構含苯環,苯環的 π 電子躍遷至 π* 軌域為主要吸收來源,約在 250-260 nm(苯的 B band 約 254 nm),與題目完全吻合。
C✕
σ→π* 為禁阻躍遷(forbidden transition),實務上幾乎不被觀察到,也非 UV 吸收來源,選項本身即不合理。
D✕
σ→σ* 能量最高,吸收落在遠紫外區(<150 nm),如飽和烷烴的吸收,一般 UV 光譜儀(200-400 nm)偵測不到,與 250 nm 不符。
UV 電子躍遷能量與吸收波長對照
| 躍遷類型 | 波長範圍 | 強度(ε) | 代表官能基 |
|---|
| σ→σ* | <150 nm | 強 | 飽和C-C、C-H(烷烴) |
| n→σ* | 150-250 nm | 中 | 含孤對電子飽和化合物(C-X、C-O) |
| π→π* | 200-700 nm | 強(10⁴) | C=C、芳香環(苯環254 nm) |
| n→π* | 270-300 nm | 弱(10-100) | C=O、C=N、N=N |
易誤選 A (n→π*),因為 ephedrine 含 N 與 OH 有孤對電子。但 n→π* 需 n 躍遷到 π*,前提是分子要有 π* 軌域鄰近雜原子(如 C=O)。Ephedrine 的苯環雖有 π*,但胺基與羥基並未與苯環直接共軛形成 n→π* 系統,真正吸收 250 nm 的是苯環本身的 π→π*。