Cómo identificar los patrones de fragmentación en la espectrometría de masas moleculares
Ya sea a través de escisión alfa o la pérdida de una molécula de agua, la fragmentación molecular en un espectrómetro de masas tiende a seguir ciertos patrones. A menudo se puede predecir lo que se observaron picos en el espectro de masas simplemente observando la estructura y el ver que las piezas serían fáciles de romper para hacer cationes estables de una molécula.
El ionizador hace que las moléculas en cationes radicales (Cationes con un electrón desapareado), que luego generalmente se rompen en una pieza catiónico (que se ve por el detector), además de una pieza radical neutro (no vistos por el detector).
Los alcanos generalmente se rompen para hacer que el catión más altamente sustituido. cationes terciarios (cationes sustituidos con tres carbonos) son más estables que cationes secundarias (cationes sustituidos con dos carbonos), que a su vez son más estables que cationes primarios (Cationes sustituidos con un solo carbono). (La figura muestra un ejemplo de cationes terciarios y primarios.) Por lo tanto, se rompe en una molécula que hacen cationes terciarios son propensas a dar fragmentos que corresponden a grandes picos en el espectro de masas, debido a que los fragmentos más estables producen los picos más grandes.
Cuando una molécula contiene heteroátomos (elementos tales como oxígeno, azufre y nitrógeno), rompiendo junto a estos átomos hace cationes que son estabilizado por resonancia. Por ejemplo, la ruptura del enlace C-C junto a un grupo alcohol crea un carbocatión estabilizado por resonancia. Este tipo de ruptura se llama escisión alfa y es visto comúnmente en los alcoholes (como se muestra aquí).
Este mismo patrón de escisión alfa se observa con aminas, como se muestra en la siguiente figura.
escisión alfa también se ve comúnmente en éteres, donde el enlace se rompe adyacente al oxígeno (que se muestra en la siguiente figura).
Saltos se ven a menudo junto a grupos carbonilo (grupos C = O), porque esto crea el catión estabilizado por resonancia (que se muestra en la siguiente figura).
Además de la escisión alfa, alcoholes pierden fácilmente una molécula de agua para formar una alqueno (Un doble enlace carbono-carbono), como se muestra en la siguiente figura. Esta es la razón por el espectro de masas de un alcohol a menudo tiene un pico correspondiente a la pérdida de 18 unidades de masa (el peso del agua).
