质谱分析

质谱分析不同的类型光谱学以前讨论的,因为分子提供不依赖于信息技术吸收的电磁辐射。质谱仪,转换为带电分子片段离子根据它们的质量,然后分开。图表,记录群众的碎片一起测量的相对丰度被称为质谱。质量和丰富的质谱峰,通常是可以确定的质量的分子被分析和分子结构获得线索。今天化学家可以使用几种不同类型的质谱仪。electron-ionization质谱的简要描述,广泛用于相对较小分子的分析,说明了一般原则。

简而言之,一个质谱计(所有组件在一个高真空)由一个进气室中复合介绍了分析和蒸发。然后进入一个气体分子电离室,在那里他们被一束高能轰炸电子。的电子束产生,除此之外,一个带正电的分子称为分子离子去除的,结果一个电子的分子。随后的分子离子可以分解成更小的碎片。带正电的片段(为简单起见被认为是这里熊只有一个正电荷)然后加速的电场和导演进入质量分析器。质量分析仪包含一个强劲磁场通过分子离子必须通过。离子通过磁场,他们转而进入弯曲路径依赖他们负责和质量。不同质量的离子沿着不同的轨迹到达检测器,它记录了强度和质量的离子罢工。记录显示的质谱质荷比(米/z)沿水平轴和沿垂直轴离子丰度。为离子轴承一个正电荷,z= 1,横轴表示直接碎片的质量。

的质谱酮2-butanone作为一个例子。最强的峰值频谱被称为基峰,其强度是随意设置的值为100。的峰值米/z= 72是分子离子,因此给出了分子质量的分子。在高分辨率质谱,分子离子的质量可以测量的精度4 ppm。在这种乐器,2-butanone将出现在的分子离子米/z= 72.0575,明确建立其分子式为C₄H₈o .高分辨率质谱分析是一个很好的方法来确定公式的有机分子化合物。

有价值的信息关于分子结构也可以获得的质量在质谱碎片。各种各样的官能团在特征方面引起分子分裂。酮例如,通常在债券的分裂烷烃加入到链羰基。CH的损失₃集团(米/z从2-butanone = 15)生成的片段米/z= 57。较重的CH的损失₃CH₂集团(米/z从2-butanone生成= 29)基地峰在米/z= 43。

上面讨论的光谱技术是现代研究的核心化学;他们允许化学家来确定特定分子结构的许多有机物质。对非常复杂的分子,如许多发生在生物体的天然产品,甚至是一套完整的光谱是不足以让一个明确的结构赋值。分子结构可以确定只有一个分步合成的分子,紧随其后的是确认的合成自然的一分子是相同的。

置换反应

简单的替换原子或一组第二次原子在分子中原子或一组原子被称为取代反应。的转换是一个说明性的例子溴化苄,苯甲醇,使用钠的溶液氢氧化在水。

在这个反应溴原子的溴化苄的羟基所取代氢氧化钠。流离失所的溴原子连接的钠离子形成了无机副产物溴化钠,但在有机反应总是关注有机分子所发生的变化。置换反应也会导致形成的环状化合物,如生产循环醚从di-functional含有卤原子和一个羟基的化合物。

消除反应

新债券的形成在一个分子的去除原子发生在一个消去反应。这些反应通常负责的形成双键形成的烯烃从一个酒精通过集中的作用硫酸,热消除氯化氢氯乙。

除了反应

添加一个分子转移到另一个给一个新的分子构成一个重要的反应。说明添加氯乙烯给二氯乙烷用于工业生产氯乙烯。醇一般由水烯烃,准备丙胺。

水解

切断(或劈理)与水分子的反应,与水的元素插入最后的产品,叫做水解。的催化水解是一个例子乙醋酸。

这个反应是典型的可逆反应,不去完成。当一个人摩尔(数量和重量的克数值等于分子量)乙酸乙酯和1摩尔的水反应,只有约三分之一的乙酸乙酯转换来醋酸和酒精。因为产品也可以反应的逆反应改革起始原料,反应有两个单头箭头所示,一个指向产品和其他原料。一些有效的方法可以用来增加所需的反应产品的产量。

冷凝

两个分子之间的单键的形成,或两部分相同的分子,伴随着水的消除(或另一个小分子,如酒精)是一个缩合反应。许多聚合反应缩合反应。例如,聚合物尼龙6,6是产生的重复冷凝己二酸己二胺。