15.2 : ספקטרומטריית מסה: פירוק אלקאנים מסועפים

שיעור זה עוסק בפירוק אלקאנים מסועפים בספקטרומטריית מסה. אלקאנים מסועפים מכילים אטומי פחמן שניוניים או שלישוניים, שיוצרים קרבוקטיונים יציבים יחסית כאשר מתרחשת שבירה בנקודת ההסתעפות. היציבות הגבוהה של הקרבוקטיונים מניעה את תהליך הפירוק המיידי של האלקאנים המסועפים. בהתאם לכך, פסגת יון המולקולה של האלקאנים המסועפים חלשה מאוד או בלתי נראית בספקטרום המסה, במיוחד בהשוואה לאלקאנים ליניאריים.

תרשים 1: מסלול הפירוק של יון מולקולרי של 2-מתיל בוטאן (למעלה), נאופנטאן (אמצע) ו-n-פנטאן (למטה).

תרשים 1 מציג את מסלול הפירוק הסביר ביותר הנצפה ביונים המולקולריים של 2-מתיל בוטאן, נאופנטאן ו-n-פנטאן. 2-מתיל בוטאן ונאופנטאן מתפרקים ליצירת קרבוקטיונים שניוניים ושלישוניים, בהתאמה. היציבות של הקרבוקטיונים הללו מניעה את תגובת הפירוק, אף על פי שהראדיקל המתאן הנוצר יחד הוא בלתי יציב יחסית. בניגוד לכך, השבירה ב-n-פנטאן שמובילה ליצירת ראדיקל מתאן קשה יותר, כיוון שיציבות הקרבוקטיון הראשוני נמוכה.

תרשים 2: פירוק 2,2-דימתיל פנטאן.

כפי שמוצג בתרשים 2, הפירוק של 2,2-דימתיל פנטאן כרוך באובדן של ראדיקל מתאן או ראדיקל פרופיל, וכתוצאה מכך נוצר קרבוקטיון שלישוני. במקרה זה, היציבות של הראדיקל הנוצר קובעת את הקשר הנשבר. לכן, השבירה שמובילה ליצירת ראדיקל פרופיל היא המועדפת, והאות הנובע מהקרבוקטיון 2-מתיל פרופיל הופך לפסגת הבסיס.