專技高考-藥師藥物分析與生藥學(包括中藥學)106 年第 8 題單選題
如圖為procaine之結構,下列有關敘述何者錯誤?
A-COO-基團會降低苯環發色團之最大吸收波長正確答案
B-COO-基團會增加苯環發色團之吸光強度
C在酸性溶液下會降低其吸光強度
DNH2基團為助色團(auxochrome)
A正確答案
Procaine 的苯環上具有與芳香環共軛的酯基(-COO-)及助色團 -NH2。酯基加入共軛系統後會使吸收向較長波長移動,且通常增強吸收;因此 A 將最大吸收波長說成「降低」為錯誤敘述。
為什麼答案是 A
-COO- 中的羰基可與苯環π電子系統共軛,使共軛範圍增加、π→π* 躍遷能量降低,因此最大吸收波長會增加,呈現紅移。選項說會「降低」最大吸收波長,方向相反,故為錯誤敘述。
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完整詳解
Pro · 無限重點 Procaine 的苯環上具有與芳香環共軛的酯基(-COO-)及助色團 -NH2。酯基加入共軛系統後會使吸收向較長波長移動,且通常增強吸收;因此 A 將最大吸收波長說成「降低」為錯誤敘述。
判斷重點是共軛效應:苯環與 -COO- 的羰基共軛,電子躍遷所需能量降低,λmax 會增加(紅移),不會降低;故選 A。
逐選項分析
A✓ 正確
-COO- 中的羰基可與苯環π電子系統共軛,使共軛範圍增加、π→π* 躍遷能量降低,因此最大吸收波長會增加,呈現紅移。選項說會「降低」最大吸收波長,方向相反,故為錯誤敘述。
B✕
-COO- 為含羰基的發色團,與苯環形成共軛系統後,會增加可參與吸收的電子系統,通常使吸收帶的吸光強度增加(增色效應)。因此本選項符合本題的紫外光譜判斷原則。
C✕ 陷阱
在酸性溶液中,procaine 的胺基可被質子化;尤其苯環上的 -NH2 轉為 -NH3+ 後,氮原子的孤對電子不能再有效提供給苯環共軛。助色作用減弱,故吸收強度降低。
D✕
苯環上的 -NH2 具有可與芳香環π系統共軛的孤對電子,能改變發色團的吸收波長及吸收強度,屬於典型助色團(auxochrome)。
Procaine 結構基團對紫外吸收的影響
| 結構或條件 | 電子效應 | 對λmax的影響 | 對吸光強度的影響 |
|---|
| 苯環與 -COO- 共軛 | 擴大π共軛系統 | 增加,紅移 | 通常增加,增色效應 |
| 苯環上的中性 -NH2 | 孤對電子與苯環共軛,具助色作用 | 增加,紅移 | 增加 |
| 酸性條件下的 -NH3+ | 孤對電子受質子化,助色共軛受抑制 | 較中性胺基時降低,藍移 | 降低,減色效應 |
共軛系統擴大時,電子躍遷能隙變小,吸收所需能量下降;因 E=hc/λ,能量下降對應較長的波長,即 λmax 增加(紅移)。因此不可將加入可共軛的 -COO- 誤判為 λmax 降低。