2015학년도 MEET 자연과학2(의학) 28번 문제 해설

2015학년도 MEET 자연과학2(의학) 28번 문제 해설

 

 

28. 화합물 A~C에 해당하는 1H-NMR 스펙트럼을 <보기>에서 골라 옳게 짝지은 것은?

 

 

<보기>

  

  

  

풀이)

 

대칭구조를 갖는 C 화합물(2,6-dimethylpyridine)의 스펙트럼이 ㉠이라는 것은 바로 알 수 있습니다.

문제는 A와 B 화합물의 스펙트럼이겠죠.

 

㉡과 ㉢ 스펙트럼을 보면, 고맙게도 메틸기의 수소에 의한 피크의 모양과 위치가 비슷하기 때문에, 메틸기는 고려대상에서 제외합니다.

이제 남아있는 수소를 대상으로 (n+1) 규칙만으로 수소의 피크 모양을 예상해 봅시다.

 

 

B 화합물(2,4-dimethylpyridine)의 3번 수소는 단일선, 5번, 6번 수소는 이중선이 예상됩니다.

A 화합물(2,3-dimethylpyridine)의 4번, 6번 수소는 이중선, 5번 수소는 삼중선이 예상됩니다.

더 복잡한 이론을 생각해 볼 필요도 없이 답이 보입니다.

A 화합물은 ㉡, B 화합물은 ㉢, C 화합물은 ㉠입니다.

고로, ③번이 정답입니다.

 

 

[참고 1]

㉡과 ㉢ 스펙트럼에서, 8.3 ppm 부근에서 관찰되는 피크는 인접한 질소 원자의 전기음성도 때문에 de-shielding된 6번 수소의 피크입니다.

 

[참고 2]

A 화합물의 5번 수소가 사중선처럼 보이지만, 사중선은 아니죠.
첫째, 파스칼의 삼각형(Pascal's triangle)의 생각하면, 사중선이라면 피크 높이 비가 1:3:3:1 비슷하게 나와야 되는데, 전혀 그렇지 않죠.
둘째, 사중선의 짝지움 상수(coupling constant, 피크간 거리)도 비슷해야 되는데, 전혀 그렇지 않죠.
A 화합물의 5번 수소가 사중선으로 나온 것은, 4번, 6번 수소들이 화학적으로, 자기적으로 동등하지 않기 때문으로, 이럴 경우 ㉡ 스펙트럼처럼 (n+1) 규칙에서 예상되는 피크 개수보다 더 많이(복잡하게) 나올 수 있습니다. 이때는 바로 위 설명처럼, 파스칼의 삼각형과 짝지움 상수를 고려해서 판단해야 됩니다.