a. Sử dụng kết quả phổ khối lượng để xác định phân tử khối của hợp chất hữu cơ

– Hiện nay, người ta thường sử dụng phổ khối lượng để xác định phân tử khối của hợp chất hữu cơ.

– Trên phổ khối lượng, mỗi tín hiệu (peak) tương ứng với một phân mảnh ion khi các phân tử hợp chất hữu cơ bị ion hoá trong thiết bị phân tích phổ.

– Mỗi peak được xác định bởi giá trị m/z và cường độ tương đối (%).

– Có thể dự đoán phân tử khối của hợp chất hữu cơ đơn giản bằng tín hiệu của mảnh ion phân tử (kí hiệu là [M⁺]).

– Mảnh ion phân tử này thường ứng với tín hiệu có giá trị m/z lớn nhất.

– Trong thiết bị đo phổ khối lượng, hợp chất hữu cơ thường bị bắn phá bởi các electron có năng lượng cao và bị chuyển thành mảnh ion phân tử.

– Quá trình này được gọi là quá trình ion hoá. Ion phân tử có thể tiếp tục bị phân mảnh để trở thành những phân mảnh ion có khối lượng nhỏ hơn.

– m là khối lượng của ion, z là điện tích của ion. Đa số các ion đều mang điện tích dương +1 nên m/z tương đương với m. Do đó, máy được gọi là máy phân tích khối phố.

 

Hình 10.1. Phổ khối lượng của naphtalene (a) và phenol (b)

 

Phổ khối lượng có thể cho thông tin về phân tử khối của hợp chất hữu cơ thông qua mảnh ion phân tử thường ứng với tín hiệu có giá trị m/z lớn nhất.

 

Lập công thức phân tử hợp chất hữu cơ từ dữ liệu phân tích nguyên tố và phân tử khối

– Công thức phân tử cho biết số nguyên tử của các nguyên tố có trong phân tử.

Ví dụ: Ethylene (C₂H₄), acetaldehyde (C₂H₄O), methane (CH₄),…

– Để lập công thức phân tử hợp chất hữu cơ, người ta có thể dựa vào dữ liệu phân tích nguyên tố và phân tử khối của hợp chất.

Hình 10.2. Phổ khối lượng của benzaldehyde

 

– Thiết lập công thức phân tử hợp chất hữu cơ (C_xH_yO_zN_t) từ dữ liệu phân tích nguyên tố và phân tử khối (M) được khái quát như sau:

 

– Với x, y, z, t lần lượt là số nguyên tử C, số nguyên tử H, số nguyên tử O, số nguyên tử N; %m_C, %m_H, %m_O, %m_N, lần lượt là % khối lượng của các nguyên tố C, H, O, N trong hợp chất hữu cơ.