masa 2
Post on 13-Jan-2017
1.779 Views
Preview:
TRANSCRIPT
Espectrometría de masasEspectrometría de masas
Clase 2
FragmentaciónFragmentación
• El estudio del perfil de fragmentación nos ayuda a determinar la estructura molecular.
• Las reacciones en espectrometría de masa son unimoleculares.
• Los mecanismos de fragmentación que localizan e- no apareados dando productos neutros están favorecidos.
• Los picos más abundantes corresponden a los fragmentos iónicos más estables, y por ende más probables
• H3C-C=O H3C-C≡O
• H2C=CH-CH2 H2C-CH=CH2
CH3
• CH3-CH2-C-CH2-CH2-CH2-CH3
CH3
CH3-CH2-C+ + + **CH2-CH2-CH2-CH3
+ +Compartir e- no enlazantes
+ +Resonancia
H
H Pérdida del radical alquilo más largo
Regla de Stevenson
Clivaje sigma (Clivaje sigma (σσ))
• R-CR3 R· + CR3
OE EE
+σ
•Se da en hidrocarburos•Está involucrado el enlace sigma en la localización de la carga•Se obtiene el carbocatión más estable•Se libera el radical alquilo más largo
+·
Clivaje Clivaje αα
• Ocurre cuando en la molécula hay un heteroátomo.• La carga + se localiza sobre el heteroátomo.• El electrón impar es donado para formar un nuevo
enlace con el átomo adyacente, clivándose el enlace del átomo α.
• La tendencia para iniciar la reacción depende de la tendencia del heteroátomo para donar e-: N > S > O, π, R > Cl, Br > H.
• Se genera con mayor probabilidad el fragmento más estable (radical más largo y carbocatión más estable).
Clivaje Clivaje αα
R-CR2-Y-R R-CR2-Y-R + e-· +
OE
α
CR2 YR + R·EE Radical
+
IONIZACIÓN
Clivaje Clivaje αα
+
R-CR=Y R-CR=Y + e-· +
OE
α
CR Y + R·EE Radical
IONIZACIÓN
Clivaje Clivaje αα
• Ejemplos:
CH3-CH2-O-CH2-CH3 CH3··CH2-O-CH2-CH3+e-
CH3· + CH2=O-CH2-CH3
IONIZACIÓN· +
α
+Radical EE
Clivaje Clivaje αα
• Ejemplos:
CH3-CH2-NH2 CH3··CH2-NH2 + e-
CH3· + CH2=NH2
IONIZACIÓN· +
α
+Radical EE
Clivaje inductivo (i)Clivaje inductivo (i)
• La carga se ubica sobre un elemento electronegativo.
• Requiere migración de carga (atracción de un par de e- por la carga +), por lo que está menos favorecido que el clivaje α.
• La estabilidad del ión formado depende del efecto inductivo.
• La tendencia a formar un R+ a partir de un compuesto RY es:– Cl > Br, O, S > I >> N, C, H.
Clivaje inductivo (i)Clivaje inductivo (i)
R+ + ·O-R’R-O-R’ R-O-R’ + e-IONIZACIÓN · + i
EE Radical
EE RadicalR-Y-R R··Y-R + e-
· +IONIZACIÓN i R+ + ·YR
+ e-· +
EE Radical
IONIZACIÓN i R+ + RC=YRR
C=Y R·R
·C=Y
·
Reordenamiento Reordenamiento del hidrógeno del hidrógeno γγ (Mc. Lafferty)(Mc. Lafferty)
• Ocurre en moléculas de más de 4 carbonos con una función insaturada.
• El átomo de H en posición γ a la función insaturada es transferido por medio de un anillo de 6 eslabones.
• Luego del reordenamiento se produce mayoritariamente un clivaje de tipo α.
• Los productos finales son un ión OE y una molécula neutra (olefina).
Reordenamiento Reordenamiento del hidrógeno del hidrógeno γγ (Mc. Lafferty)(Mc. Lafferty)
+ e-
OH
CH3
CH2
CH2
HC=O
IONIZACIÓN
OH+·
·
+
r Hγ
r Hγ
α
i
OH+
·
+
OE
OH
+
·+
OE
HO·+··
··
··
Fragmentación característica de Fragmentación característica de aromáticosaromáticos
• Ruptura del enlace bencílico correspondiente al grupo alquílico
• Ruptura α al anillo
• Reordenamiento con posterior clivaje
Ruptura del enlace bencílico Ruptura del enlace bencílico correspondiente al grupo alquílicocorrespondiente al grupo alquílico
•Se obtiene un ión muy estable capaz de resonar y convertirse en el catión tropilio.
IONIZACIÓN +·
-C2H5+
+
+
m/z=120 m/z=91
Ruptura Ruptura αα al anillo al anillo
•Se obtiene un ión m/z=77 característico.
IONIZACIÓN+· -C3H7
+
+m/z=120 m/z=77
·
Reordenamiento con posterior clivajeReordenamiento con posterior clivaje
+
R
H
R
HIONIZACIÓN
··
+
·R
H
H
Ruptura α
+
·RH
H +m/z=92
··
·
Ejercicios - 2Ejercicios - 2CH3
CH2
C=O
CH2
CH3
CH3
C=O
CH - CH3
CH3
Ionización
Ionización
Ionización
Ionización
CH3-CH2-C-CH2-CH3
=
O+·
CH3-CH2-C-CH2-CH3
=
O+·
α
i
CH3-CH2· + CH3-CH2-C= O
+
m/z=57
CH3-CH2+ + CH3-CH2-C= O
·
m/z=29
CH3-C-CH-CH3
=
O CH3
·+
α
iCH3-C-CH-CH3
=
O CH3
·+
m/z=43
CH3-C + ·CH-CH3
=
O +
CH3
CH3-C + +CH-CH3
=
O CH3
·
m/z=43
Ejercicios – 3bEjercicios – 3b
CH3-CH2-CH2-C-O-CH2-CH3=
OIonización
·
+·
OH+
O
α OH+
O
m/z= 88
HO·+
O
··
O
OH+· H
O·+
O
··
α +OH+
O
m/z= 88 ·
Ejercicios Ejercicios
H3C
Cl
CH3
m/z AR(%)
105 100
106 48,8
107 3,86
----- -----
196 2,0
198 0,67M+·
(A+2) M+·
Reordenamiento y posterior clivaje α y (A+1) m/z105
Ruptura enlace bencílico
(A+1) m/z106 y (A+2) m/z105
Acoplamiento de GC a MSAcoplamiento de GC a MS
• Volatilización de la muestra.
• Sensibilidad.
• Temperatura.
• Velocidad.
• Obtención del cromatograma (en modo TIC se obtiene un cromatograma). No hay distinción de m/z. Es similar a un cromatograma obtenido con un detector convencional para GC.
• Dificultades– Introducir un compuesto a PA en un sistema de
alto vacío.
• Interfase– Reducir el flujo del gas carrier a un grado que
permita mantener el alto vacío– Separación selectiva del gas carrier
– Debe mantenerse la separación cromatográfica
Acoplamiento de GC a MSAcoplamiento de GC a MS
Interfase GC/MSInterfase GC/MS
Las moléculas de helio son pequeñas y pueden ser desviadas fácilmente de su trayectoria. Los iones más pesados, con mayor momentum, tienden a mantenerse en el centro del recorrido y de esta manera llegan al MS.
Vacío El gas carrier difunde
Vacío
Las moléculas más pesadas se mantienen en el centro del recorrido.
DetectoresDetectores
• Los datos pueden ser presentados de varias formas:– TIC: Registra la corriente de todos los iones en
función del tiempo– SIM: Monitoreo selectivo de iones. Se registra la
corriente de iones de una determinada m/z en función del tiempo.
– SCAN: Espectro de masas
TICTIC
Mayor cantidad de iones Baja relación señal/ruidoDeterminación del TR
Mayor sensibilidad de iones seleccionadosMejora la relación señal/ruido
Espectrometría de masas Espectrometría de masas cuantitativacuantitativa
Determinación del tiempo de retención del analito (modo TIC).
Selección de iones a monitorear en modo SIM.
Cuantificación.
1-TIC – 2,4,6-TCA1-TIC – 2,4,6-TCA
2,4,6-TCA
6.0 7.0 8.0 9.0 10.0 11.0 12.0 13.05.04.03.02.01.0
Tr= 10,826 min
2-SCAN 2-SCAN
Espectro de EI del 2,4,6-TCA
m/z=195: ión de cuantificaciónPico Base (máxima sensibilidad)
m/z=210 y m/z=212: Iones de confirmación m/z y AR características(mayor selectividad)
Iones generados aTR= 10,826 min
3- SIM – Estándar Interno3- SIM – Estándar Interno
Izquierda: Análisis de los iones m/z 195 y m/z 215(estándar interno).Derecha: Curva de calibración del 2,4,6-TCA utilizando d-TCA como estándar interno.
3- Calibración3- Calibración
• Patrón de calibración a diferentes concentraciones (P1>P2>P3) más cantidad fija de estándar(Pi).
• Muestra (X) más cantidad fija de estándar.
3-Calibración3-CalibraciónP1 y Pi
0
2
4
6
8
10
0 1 2 3 4 5 6
TR (min)
Ab
un
dan
cia
(m/z
)
P1
Pi
P2 y Pi
0
1
2
3
4
5
6
0 1 2 3 4 5 6
TR (min)
Ab
un
dan
cia
(m/z
)
P2
Pi
0 1 2 3 4 5 60
0,5
1
1,5
2
2,5
3
3,5
4
4,5
PX y Pi
PXPi
TR (min)
Abun
danc
ia (m
/z)
0 1 2 3 4 5 6
0
0.5
1
1.5
2
2.5
3
3.5
4
4.5
P3 y Pi
P3
Pi
TR (min)
Ab
un
da
nc
ia (
m/z
)
3- Calibración3- Calibración
0.5 1 1.5 2 2.5 3 3.5
0
0.5
1
1.5
2
2.5
Curva de calibración
Cc (Unidades Arbitrarias)
Ab
m/z
A /
Ab
m/z
A+
3
X/Pi
SIM + SPIKINGSIM + SPIKING
Arriba: datos de trazas del ión m/z 195 relativo a un estándar de 2,4,6-TCA (TR= 10,827 min).Abajo: datos de trazas del ión m/z 195 sin agregado del estándar.
Sensible Específico
Preciso
SIM
•Sólo se monitorean iones de una determinada m/z•Se cuantifica utilizando el pico base
•TR•m/z de picos confirmatorios•AR de los picos confirmatorios respecto al pico base
Estándar interno
top related