第110回
問108
理論問題｜化学
アラニン誘導体Aの1H NMRスペクトルによる構造決定
問108（理論）
図は、アラニン誘導体Aの1H NMRスペクトル〔400 MHz、CDCl3、基準物質はテトラメチルシラン（TMS）〕を示している。以下の記述のうち、正しいのはどれか。2つ選べ。
なお、×印のシグナルはCDCl3中に含まれるCHCl3のプロトンに由来するシグナルであり、fのピークは重水（D2O）を添加するとほぼ消失した。
アラニン誘導体A（4-メトキシベンゾイル基＋アラニンエチルエステル）
アラニン誘導体Aの1H NMRスペクトル（400 MHz、CDCl3）
1
ピークa、b、cのプロトン数の合計は6である。
—
2
ピークeに対応するプロトンはエであり、重水を加えると四重線（カルテット）となる。
—
3
ピークgに対応するプロトンはカとキである。
—
4
アのプロトンとカップリング（スピン-スピン結合）しているのは、ピークdに対応するプロトンである。
—
5
イのプロトンのピークは、コのプロトンのシグナルより高磁場側にある。
—
正解です！
解説でピークの帰属とカップリングの関係を確認しましょう。
不正解です。正解は 2、4 です。
解説でピークの帰属とカップリングの関係を確認しましょう。
解説を見る▼
化合物Aは、4-メトキシ安息香酸とアラニンエチルエステルが縮合したアミド（N-(4-メトキシベンゾイル)アラニンエチルエステル）です。ベンゼン環はパラ二置換（1位：OCH3、4位：C=O）のため、環上のHは対称性により2組の等価な組（各2H）に分かれます。
各ピークの帰属
・h（約7.8 ppm、2H、d）＝カ・ク（カルボニル側の芳香族H）
・g（約6.9 ppm、2H、d）＝キ・ケ（OCH3側の芳香族H）
・f（約6.6 ppm、1H、br）＝オ（アミドNH、D2Oで消失）
・e（約4.8 ppm、1H、quintet様）＝エ（アラニンα位CH）
・d（約4.2〜4.3 ppm、2H、q）＝イ（エステルOCH2）
・c（約3.9 ppm、3H、s）＝コ（芳香環OCH3）
・b（約1.5 ppm、3H、d）＝ウ（アラニンCH3）
・a（約1.3 ppm、3H、t）＝ア（エステルCH2CH3）
・h（約7.8 ppm、2H、d）＝カ・ク（カルボニル側の芳香族H）
・g（約6.9 ppm、2H、d）＝キ・ケ（OCH3側の芳香族H）
・f（約6.6 ppm、1H、br）＝オ（アミドNH、D2Oで消失）
・e（約4.8 ppm、1H、quintet様）＝エ（アラニンα位CH）
・d（約4.2〜4.3 ppm、2H、q）＝イ（エステルOCH2）
・c（約3.9 ppm、3H、s）＝コ（芳香環OCH3）
・b（約1.5 ppm、3H、d）＝ウ（アラニンCH3）
・a（約1.3 ppm、3H、t）＝ア（エステルCH2CH3）
各選択肢の解説
× 1 ピークa（ア、3H）・b（ウ、3H）・c（コ、3H）はいずれもメチル基3Hであり、合計は3+3+3＝9である。6ではない
◯ 2 ピークeはエ（α位CH）に対応する。もとは隣接するCH3（ウ）とNH（オ）の両方とカップリングし複雑な多重線となるが、D2O添加によりNHが交換・消失するとCH3とのカップリングのみが残り、n+1則で四重線（カルテット）になる
× 3 パラ二置換ベンゼン環では、OCH3にオルトのH（キ・ケ）が電子供与で高磁場（約6.9 ppm、g）、カルボニルにオルトのH（カ・ク）が電子求引で低磁場（約7.8 ppm、h）に現れる。ピークgはキとケであり、カとキではない
◯ 4 ア（エステル末端CH3、ピークa、t）は隣接するイ（OCH2、ピークd、q）とビシナルカップリングしている（エチル基特有のtriplet-quartetパターン）
× 5 高磁場側とは化学シフト（ppm）がより小さい方を指す。イ（ピークd、約4.2〜4.3 ppm）はコ（ピークc、約3.9 ppm）より低磁場側にあり、逆の記述である
× 1 ピークa（ア、3H）・b（ウ、3H）・c（コ、3H）はいずれもメチル基3Hであり、合計は3+3+3＝9である。6ではない
◯ 2 ピークeはエ（α位CH）に対応する。もとは隣接するCH3（ウ）とNH（オ）の両方とカップリングし複雑な多重線となるが、D2O添加によりNHが交換・消失するとCH3とのカップリングのみが残り、n+1則で四重線（カルテット）になる
× 3 パラ二置換ベンゼン環では、OCH3にオルトのH（キ・ケ）が電子供与で高磁場（約6.9 ppm、g）、カルボニルにオルトのH（カ・ク）が電子求引で低磁場（約7.8 ppm、h）に現れる。ピークgはキとケであり、カとキではない
◯ 4 ア（エステル末端CH3、ピークa、t）は隣接するイ（OCH2、ピークd、q）とビシナルカップリングしている（エチル基特有のtriplet-quartetパターン）
× 5 高磁場側とは化学シフト（ppm）がより小さい方を指す。イ（ピークd、約4.2〜4.3 ppm）はコ（ピークc、約3.9 ppm）より低磁場側にあり、逆の記述である
| ピーク | 帰属 | δ (ppm) | 積分 | 分裂形式 |
| h | カ・ク | 約7.8 | 2H | d |
| g | キ・ケ | 約6.9 | 2H | d |
| f | オ（NH） | 約6.6 | 1H | br（D2Oで消失） |
| e ★ | エ | 約4.8 | 1H | quintet様→D2Oでq |
| d ★ | イ | 約4.2〜4.3 | 2H | q |
| c | コ（OCH3） | 約3.9 | 3H | s |
| b | ウ | 約1.5 | 3H | d |
| a | ア | 約1.3 | 3H | t |
引っかけポイント：
・選択肢1：メチル基3つ（a・b・c）を安易に見て「6」という数字に引きずられないよう、実際に3+3+3＝9であることを確認する
・選択肢3：芳香族2組の帰属（OCH3側 vs カルボニル側）を逆にしないよう、電子効果（給電子基オルトは高磁場、求電子基オルトは低磁場）で判断する
・選択肢5：「高磁場側」＝低ppm側という定義を取り違えると、イとコの大小関係を逆に判断してしまう
・選択肢1：メチル基3つ（a・b・c）を安易に見て「6」という数字に引きずられないよう、実際に3+3+3＝9であることを確認する
・選択肢3：芳香族2組の帰属（OCH3側 vs カルボニル側）を逆にしないよう、電子効果（給電子基オルトは高磁場、求電子基オルトは低磁場）で判断する
・選択肢5：「高磁場側」＝低ppm側という定義を取り違えると、イとコの大小関係を逆に判断してしまう
臨床メモ▼
薬剤師 あおい
NMRの構造決定問題は、まず「対称性」に注目すると整理しやすいですよ。今回のようにパラ二置換ベンゼン環が出てきたら、必ず2組の等価なプロトンに分かれることを思い出してくださいね。
また「重水（D2O）を加えると消える・変化する」というフレーズは、交換性プロトン（NH・OHなど）を見抜くヒントです。国試ではこのパターンが頻出なので、セットで覚えておくと得点源になります。
