Massenspektreninterpretation ist die systematische Analyse von Massenspektren für Molekül Identifikation. Es wird häufig für die Identifizierung von organischen Verbindungen aus Elektronenspray-Massenspektrometrie verwendet wird. Organiker erhalten Massenspektren von chemischen Verbindungen im Rahmen der Strukturaufklärung und die Analyse ist Bestandteil vieler organischer Chemie Lehrpläne.

Elektronenionisation

Elektronenionisation ist eine Art von Massenspektrometer-Ionenquelle, in der ein Strahl von Elektronen in Wechselwirkung tritt mit einer Gasphase Molekül M, um einen Ionen gemäß bilden

mit einem Molekülion. Das hochgestellte "+" zeigt die Ionenladung und der hochgestellte "•" zeigt an einem ungepaarten Elektron des Radikalionen. Die Energie des Elektronenstrahls beträgt typischerweise 70 Elektronenvolt und der Ionisationsprozeß erzeugt typischerweise erhebliche Fragmentierung der chemischen Bindungen des Moleküls.

Der Peak im Massenspektrum mit der größten Intensität wird als Basispeak. Das Molekülion ist oft, aber nicht immer, die Basis-Peak.

Identifizierung des molekularen Ions kann schwierig sein. Untersuchen organischer Verbindungen, die relative Intensität der Molekülionenpeaks nimmt mit der Verzweigung und mit zunehmender Masse in einer homologen Reihe. Im Spektrum für Toluol wird beispielsweise das Molekularionenpeak bei 92 m / z liegt entsprechend ihrer molekularen Masse. Molekülionenspitzen werden auch oft von einer M-1 oder M-2 Peak aus dem Verlust eines Wasserstoffrest oder Dihydrogenphosphat resultierende voraus.

Weitere Peaks infolge Isotopenverteilungen, genannt Isotopenpeaks mit m / z größer als der Molekülion-Peak sichtbar. Der Wert von 92 in Toluol Beispiel entspricht der monoisotopische Masse eines Moleküls Toluol vollständig aus den am häufigsten vorkommenden Isotopen zusammen. Die sogenannte M + 1 Peak entspricht einem Anteil der Moleküle mit einem höheren Isotop eingeführt, und die M + 2 Peak hat zwei höheren Isotope. Die natürliche Häufigkeit der höheren Isotope niedrig für häufig anzutreffende Elemente wie Wasserstoff, Kohlenstoff und Stickstoff, und die Intensität der Isotopenpeaks anschließend gering. In Halogenen andererseits, haben eine höhere Isotope eine große Fülle der in einem bestimmten Massensignatur in dem Massenspektrum von Halogen enthaltenden Verbindungen führt.

Peaks mit Massen kleiner als die molekulare Ion sind das Ergebnis der Fragmentierung des Moleküls. Viele Reaktionswege gibt es für die Fragmentierung, sondern nur neu gebildeten Kationen zeigen sich im Massenspektrum, nicht radikal Fragmente oder neutrale Fragmente.

Metastabile Peaks breite Peaks mit niedriger Intensität bei nicht ganzzahligen Massenwerte. Diese Peaks ergeben sich aus Ionen mit Lebensdauern kürzer ist als die benötigte Zeit, um den Abstand zwischen Ionisationskammer und dem Detektor durchqueren.

Zersplitterung

Das Fragmentierungsmuster der Spektren neben der Bestimmung der molaren Gewichts einer unbekannten Verbindung auch geeignet, um strukturelle Informationen zu liefern, insbesondere in Verbindung mit der Berechnung des Grads der Ungesättigtheit aus der Molekülformel. Neutral Fragmente häufig verloren sind Kohlenmonoxid, Ethylen, Wasser, Ammoniak und Schwefelwasserstoff.

Fragmentierung entsteht aus einer Homolyse Prozesse. Ein Beispiel ist die Spaltung von Kohlenstoff-Kohlenstoff-Bindungen neben einem Hetero

In dieser Darstellung sind Einzelelektron-Bewegungen von einem einzigen Pfeiles.

Die McLafferty Umlagerung kann in einem Molekül auftritt, die eine Keto-Gruppe und beinhaltet β-Spaltung, wobei die Verstärkung des γ-Wasserstoffatoms.

Ionen neutralen Komplexbildung beinhaltet Bindungshomolyse oder Bond Heterolyse, bei dem die Fragmente nicht genügend kinetische Energie zu trennen und stattdessen Reaktion miteinander wie ein Ionen-Molekül-Reaktion.

Rules

Einige Grundregeln:

• Die Spaltung erfolgt bei alkylsubstituierten Kohlenstoffen spiegelt die in der Regel in Carbokationen beobachtet Reihenfolge.
• Doppelbindungen und Aren-Fragmente sind in der Regel, um die Fragmentierung zu widerstehen.
• Allyl- Kationen sind stabil und wider Fragmentierung.

Stickstoff-Regel

Die Stickstoff-Regel besagt, dass organische Moleküle, die Wasserstoff, Kohlenstoff, Stickstoff, Sauerstoff, Silizium, Phosphor, Schwefel, enthalten und die Halogene eine ungerade Nennmasse, wenn sie eine ungerade Anzahl von Stickstoffatomen oder eine gleichmäßige Masse haben, wenn sie eine gerade Zahl haben von Stickstoffatomen vorhanden sind. Das Stickstoff Regel gilt für Strukturen, in denen alle Atome im Molekül haben eine Reihe von kovalenten Bindungen gleich ihrer Standard Valenz Zählen jeder Sigmabindung und Pi-Bindung als separates Kovalenzbindung.

Ringe sowie Doppelbindungen

Vom Unsättigungsgrad Prinzipien, Molekülen, die nur Kohlenstoff, Wasserstoff, Halogene, Stickstoff und Sauerstoff folgen der Formel

wobei C die Anzahl der Kohlenstoffe, H die Anzahl der Wasserstoffatome, X ist die Anzahl der Halogene und N die Anzahl von Stickstoff.

Auch Elektronen-Regel

Die auch Elektronen-Regel besagt, dass mit einer geraden Anzahl von Elektronen, Ionen neigen dazu, zu bilden, selbst-Elektronen-Fragment-Ionen und ungerader Elektronenionen bilden mit ungerader Elektronenionen oder Elektronen-Ionen. Selbst-Elektronen-Spezies sind in der Regel auf ein anderes, auch Elektronen-Kation und einem neutralen Molekül statt zwei odd-Elektronen-Spezies zu fragmentieren.

Rule of 13

Die Regel der 13 ist ein einfaches Verfahren zum Tabellieren mögliche chemische Formel für eine bestimmte Molekularmasse. Der erste Schritt bei der Anwendung der Regel ist davon auszugehen, daß nur Kohlenstoff und Wasserstoff in dem Molekül vorhanden sind, und daß das Molekül eine gewisse Anzahl von CH "Einheiten", die jeweils eine nominale Masse 13 umfasst Wenn das Molekulargewicht des Moleküls in Frage ist, M ist die Anzahl der möglichen CH-Einheiten und n

wobei R der Rest. Die Grundformel für das Molekül ist

und der Grad der Unsättigung

Ein negativer Wert von u zeigt die Anwesenheit von Heteroatomen in dem Molekül und einer halbzahligen Wert von u zeigt das Vorhandensein einer ungeraden Anzahl von Stickstoffatomen. Auf Zusatz von Heteroatomen, die Molekülformel durch die äquivalente Masse von Kohlenstoff und Wasserstoff eingestellt. B. Zugabe von N erfordert das Entfernen und Hinzufügen CH2 O erfordert das Entfernen CH4.

Isotopeneffekte

Isotopenpeaks innerhalb eines Spektren können in Strukturaufklärung helfen. Verbindungen, die Halogene enthalten können sehr unterschiedliche Isotopenpeaks zu produzieren. Das Massenspektrum von Methylbromid besitzt zwei deutliche Peaks von gleicher Intensität bei m / z 94 und 96 und dann noch zwei bei 79 und 81 mit dem Brom-Fragment gehört.

Selbst wenn Verbindungen enthalten nur Elemente mit weniger intensiv Isotopenpeaks kann die Verteilung dieser Spitzen verwendet werden, um das Spektrum auf die korrekte Verbindung zuzuweisen. Beispielsweise zwei Verbindungen mit identischer Masse von 150 Da, C8H12N3 und C9H10O2, werden zwei verschiedene M + 2 Intensitäten, die es ermöglicht, sie zu unterscheiden.

Elektrospray und Atmosphärendruck chemische Ionisation

Elektrospray und Atmosphärendruck chemische Ionisation haben unterschiedliche Regeln für die Spektreninterpretation aufgrund der unterschiedlichen Ionisationsmechanismen.