12.6 : NMR-Spektroskopie und Massenspektrometrie von Aldehyden und Ketonen

Bei Aldehyden hilft das Wasserstoffatom, das mit dem Carbonylkohlenstoff verbunden ist, bei der Unterscheidung zwischen Aldehyden und anderen Carbonylverbindungen mittels ¹H-NMR-Spektroskopie. Durch die Nähe des aldehydischen Wasserstoffs zum elektrophilen Carbonylkohlenstoff wird das Wasserstoffatom stark entschirmt, wodurch sein Signal in den ¹H-NMR-Spektren bei etwa 10 ppm erscheint. α-Wassersubstanzen spalten das Aldehyd-Protonensignal, wodurch die Anzahl der α-Wassersubstanzen im Molekül ermittelt werden kann. Beispielsweise erzeugt ein α-Wasserstoff ein Dublett für ein Aldehydsignal. α-Wassersubstanzen sind ebenfalls entschirmt und erscheinen im Vergleich zu β- und γ-Wassersubstanzenn im tieferen Feld. Abhängig von der Anzahl der an den umgebenden Kohlenstoffatomen vorhandenen Wasserstoffatome spalten sich die α-Wassersubstanzen weiter in mehrere Peaks auf. Ebenso erfolgt eine Signalaufspaltung für β- und γ-Wassersubstanzen, die die Anzahl der Wassersubstanzen an jedem benachbarten Kohlenstoffatom angibt.

Die ¹³C-NMR-Spektren von Aldehyden und Ketonen zeigen einen deutlichen Peak bei etwa 190–200 ppm.

Die Massenspektrometrie liefert Informationen über die Molekularmasse der Verbindung und die verschiedenen Molekülfragmente. Da Aldehyde leicht Wasserstoff verlieren können, weisen die Massenspektren von Aldehyden einen M^+-1-Peak auf, während Ketone den Molekülionenpeak (M^+) zeigen. Neben der häufigeren α-Spaltung, bei der das Acylium-Ion entsteht, können die Aldehyde und Ketone, die γ-Wasserstoff enthalten, die McLafferty-Umlagerung durchlaufen. Die Umlagerung erfolgt durch β-Spaltung zur Bildung der entsprechenden Molekülfragmente.