15.2 : Espectrometría de Masas: Fragmentación de Alcanos Ramificados

Esta lección profundiza en la espectrometría de masas de la fragmentación de alcanos ramificados. Los alcanos ramificados poseen átomos de carbono secundarios o terciarios, que generan carbocationes relativamente estables si la escisión se produce en el punto de ramificación. La alta estabilidad de los carbocationes impulsa la fragmentación instantánea de los alcanos ramificados. En consecuencia, el pico de ion molecular del alcano ramificado es muy débil o invisible en los espectros de masas, especialmente en comparación con un alcano lineal.

Figura 1. Ruta de fragmentación del ion molecular 2-metilbutano (arriba), neopentano (medio) y n-pentano (abajo).

La Figura 1 muestra la ruta de fragmentación más factible observada en los iones moleculares 2-metilbutano, neopentano y n-pentano. El 2-metilbutano y el neopentano se fragmentan para producir carbocationes secundarios y terciarios, respectivamente. La estabilidad de estos carbocationes impulsa la reacción de fragmentación, aunque el radical metilo coproducido es relativamente inestable. Por el contrario, la escisión del n-pentano que conduce al radical metilo es difícil, ya que la estabilidad de un carbocatión primario es baja.

Figura 2. Fragmentación del 2,2-dimetilpentano.

Como se muestra en la Figura 2, la fragmentación del 2,2-dimetilpentano implica la pérdida del radical metilo o propilo, lo que da como resultado un carbocatión terciario. Aquí, la estabilidad del radical coproducido determina el enlace de escisión. Por lo tanto, se favorece la escisión que produce un radical propilo y la señal del carbocatión 2-metilpropilo se convierte en el pico base.