1 To komplementarna w stosunku do NMR i IR metoda analizy związków organicznych. SPEKTROMETRIA MASOWA ( MS ) (J.J. Thompson – 1911r. )

2 a). skład pierwiastkowy związku b). skład izotopowy analizowanych substancji c). masę cząsteczkową i wzór sumaryczny związku d). strukturę związku na podstawie identyfikacji jonów na jaki rozpadł się związek w czasie procesu fragmentacji MS pozwala identyfikować związki chemiczne i ich mieszaniny. Spektrometria masowa pozwala określić:

3 Metoda ta stosowana jest w chemii organicznej, chemii analitycznej, biochemii, farmacji, diagnostyce medycznej. Pozwala badać próbki nawet rzędu mikrogramów. Aparatem do otrzymywania widm masowych jest spektrometr masowy.

4 zbiorem pików przedstawiających zależność prądu jonowego od stosunku m / z. (m – masa jonu, z – ładunek jonu) pp informacje na jakie fragmenty rozpadł się związek w czasie fragmentacji i jaka jest względna wydajność dla poszczególnych fragmentów. Widmo jest Widmo zawiera

5 a). badany związek doprowadza się do jonizacji i rozpadu na jony (fragmenty) b). naładowane fragmenty przyśpiesza się w polu elektrycznym c). strumień jonów rozdziela się wg. stosunku ich masy do ładunku d). mierzy się natężenie prądu jonowego odpowiadającego poszczególnym jonom SPOSÓB OTRZYMYWANIA WIDMA

6 APARATURA MS

7 APARATURA składa się z: a). układu wprowadzania próbki b). komory jonizacyjnej i układu przyśpieszania jonów - ( próbka musi być przeprowadzona w stan pary, prężność par nie może być mniejsza niż 10 -7 Tr ), to jest ograniczeniem tej metody ) c). analizatora – najpierw analizator elektrostatyczny, później magnetyczny, to tzw. Układ Niera – Johnsona (dwusektorowy) d). detektora

8 a). metoda EI ( Electron Impact Ionization ) – tu jonizacja za pomocą elektronów o energii 10 - 70 eV. ← to tzw. rodniko - kation ( jon molekularny) Ma odpowiednio dużą energię i rozpada się na jony – to tzw. fragmentacja związku. METODY JONIZACJI:

9

10 b). metoda FAB ( Fast Atom Bombardment ) – tu jonizacja następuje przez bombardowanie dodatnimi jonami argonu i ksenonu. Stosuje się do badania substancji trudno lotnych np. peptydów rozpuszczonych w cieczach o dużej lepkości. c). Plazma wzbudzona indukcyjnie (ICP) – jonizowana substancja jest wprowadzana do plazmy płomienia palnika znajdującego się w kwarcowej rurce. Rurka otoczona jest cewką, w której płynie prąd zmienny o wysokiej częstotliwości. Plazma ogrzewa się do temperatury ok.10 000 K ( wzbudzenie zmiennym polem magnetycznym wytworzonym przez prąd płynący w cewce). Metodę nadaje stosuje się do analizy pierwiastków metalicznych.

11 Podstawowe reguły procesu fragmentacji: w czasie fragmentacji łańcucha węglowodorowego faworyzowane jest rozrywanie wiązań C-C najłatwiej następuje rozrywanie wiązań C-C w miejscach rozgałęzienia łańcucha łatwo rozerwaniu ulegają wiązania C-C odległe o dwa wiązania od wiązania podwójnego w pochodnych węglowodorów elektron jest odrywany zwykle od heteroatomu co sprzyja rozrywaniu sąsiadującego z nim wiązania Podstawowe reguły procesu fragmentacji:

12 a). pik molekularny – odpowiada jonowi molekularnemu b). pik główny – najsilniejszy pik w widmie c). piki izotopowe – odpowiadają izotopom RODZAJE PIKÓW W MS

13 Polega na ustaleniu w widmie piku molekularnego M +·. Z reguły jest to pik o największej wartości m / z, jeżeli nie brać pod uwagę pików izotopowych. Uwaga: – w widmie może nie być piku molekularnego jeżeli fragmentacja prowadzona jest zbyt intensywnie, dlatego w metodzie EI robi się drugi pomiar przy mniejszej energii elektronów np. 15 eV OKREŚLANIE MASY MOLOWEJ ZWIĄZKU

14 WIDMO MS NITROBENZENU (M m =123) M = 123 M - 46 = 77, NO 2 = 46 NO = 30

15 Widmo MS kwasu benzoesowego (M m =122)

16 Widmo masowe mieszaniny peptydów - przykład

17 Misja marsjańska (Curiosity) - spektrometr masowy na pokładzie Sample Analysis at Mars