질량 분석법 / Mass Spectrometry

[Chemistry/Organic] - 유기 화학 / INDEX

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0. 질량 분석이란?
1. 토막내기 유형
2. 여러가지의 질량 분석법
3. 전자기 복사

 

0. 질량 분석이란?

질량 분석법

 질량 분석법은 유기 분자의 분자식과 분자량을 알아내기 위한 방법이다.

 

일반적인 특징

  보통의 질량 분석기(mass spectrometer)는 분자들을 증기 상태로 바꾸고, 높은 에너지(6400KJ)의 전자와 충돌하여 이온화 시킨다. (보통의 시그마 결합을 깨는 데에 약 400KJ의 에너지가 필요하다.)

 

 M   ─[e-]→   M+·  ─→   radical  +  cations(양이온)
  * e- : 고에너지 전자 살(빔)

  * M+· : 분자 이온 혹은 어미 이온 (molecular ion or parent ion)

 

  특징 1

    질량 스펙트럼에서 molecular peak는 분자의 질량을 나타낸다.

  특징 2

    질량 스펙트럼에서 base peak(주 봉우리)는 가장 안정된 이온 피크이며, 가장 크다.

  특징 3

    동위 원소 중, Cl은 Cl(35)와 Cl(37)이 3:1 비율로 스펙트럼에서 관찰할 수 있다.

   Br 역시 Br(79)와 Br(81)이 1:1 비율로 나타난다.

    * M 봉우리와 M+2 봉우리

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1. 토막내기 유형

 토막내기 유형이란 질량 스펙트럼을 분석하는 데에 도움을 주는 특징적인 유형으로, 세 가지의 종류가 있다.

1. α-cleavage

2. 알코올의 탈수

3. γ-cleavage

 

α-cleavage

  흔히 알데하이드와 케톤은 '카보닐 탄소'와 '카보닐 탄소 인접 탄소 사이의 결합'이 끊어지는 α 분해 과정이 일어난다.

 이로 인하여 중성 라디칼과 공명 안정화된 아실리움(acylium) 이온이 생성된다.

 

 

알코올의 탈수

  알코올은 'α 분해 과정'과 '탈수 반응' 두 가지 반응이 일어난다.

 먼저, α 분해 과정은 알킬기와 OH기를 가지는 탄소사이의 결합이 끊어져, 알킬 라디칼과 공명 안정화된 탄소 양이온을 생성한다.

 그리고 탈수 반응은 두 개의 결합이 끊어지며 물과 알켄에서 생성된 라디칼 양이온이 만들어진다. 알코올에서 H2O가 떨어지면, 항상 분자 이온보다 18 질량 단위가 적은 토막 이온이 형성된다.

γ-cleavage (McLafferty rearrangement)

  

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2. 여러가지의 질량 분석법

고분해능 질량 분석법

 

기체 크로마토그래피-질량 분석법(GC-MS)

[Chemistry/Instrumental Analysis] - 27. 기체 크로마토그래피의 특징과 원리, 종류

 

전기분무 이온화법 (ESI, electorspray ionization)

 

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3. 전자기 복사

[Chemistry/Instrumental Analysis] - 기기 분석 / 14. 자외선과 가시선 흡수분광법 - 원리

[Chemistry/Instrumental Analysis] - 기기 분석 / 14. 자외선과 가시선 흡수분광법 - 응용

[Chemistry/Instrumental Analysis] - 기기 분석 / 16. 적외선 분광법 - 서론

 

 

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