Espectrometria de massas

Documentos relacionados
Detectores Espectrométricos em Cromatografia Gasosa de Alta Resolução

Resumo de Mecanismos de fragmentação

Algumas considerações iniciais. Interpretação de espectros de massas

Mecanismos mais comuns de fragmentação observados em espectros de massas (ionização por elétrons)

Espectroscopia no IV

QUÍMICA Prof. Alison Cosme Souza Gomes. Funções Orgânicas Resumo UERJ

Química Orgânica. Profª Drª Cristiane de Abreu Dias

Pré UFSC Química. Química Orgânica. Alcinos. Funções Orgânicas. Alcadienos. Hidrocarbonetos. Alcanos. Cicloalcanos. Alcenos.

PPGQTA. Prof. MGM D Oca

7.1 CISÃO E FORMAÇÃO DE LIGAÇÃO NO MECANISMO POLAR

FUNÇÕES ORGÂNICAS NITROGENADAS e HALETOS Os compostos orgânicos nitrogenados são moléculas orgânicas que apresentam em sua constituição o heteroátomo

Química Orgânica. Química orgânica: Estrutura das moléculas. Grupos funcionais. Estereoquímica. Reatividade..

HIDROCARBONETOS FUNÇÕES ORGÂNICAS

TABELA DE VALORES DE ABSORÇÃO NO INFRAVERMELHO PARA COMPOSTOS ORGÂNICOS

Mary Santiago Silva 05/05/2010

LISTA DAS FUNÇÕES ORGÂNICAS

LICENCIATURA EM QUÍMICA QUÍMICA ORGÂNICA I SEGUNDO SEMESTRE 2014 PLANO DE CURSO Professora: Ana Júlia Silveira

QUÍ MÍCA: ORGA NÍCA ÍV (REAÇO ES)

Alcenos: estrutura, síntese e reatividade. Fundamentos de Química Orgânica Fábio Herbst Florenzano

6.1 CLASSIFICAÇÃO DAS REAÇÕES ORGÂNICAS

Introdução à Química Orgânica. Ana Clara Vasconcelos Helber Cardoso Heloísa Miranda Edirley Maruzo Costa Michelle Rodrigues Thaís Andrade

Profº André Montillo

QUÍMICA ORGÂNICA parte 1

BC 0307 Transformações Químicas

NORMAL: RAMIFICADA: H H H C C

Exercíciosde Funções Orgânicas 1) Identifique as funções químicas presentes em cada uma das estruturas seguintes. Faça um círculo e dê o nome da

PPGQTA. Prof. MGM D Oca

QUÍMICA ORGÂNICA PARTE1 PROFESSOR: JOÃO RODRIGO ESCALARI QUINTILIANO

FCAV/UNESP. DISCIPLINA: Química Orgânica. ASSUNTO: Introdução à Química Orgânica

ALQUENOS - REVISÃO. Bruice, P Vol. 1 cap.3 e 6 Carey Vol. 1 cap. 6 e 9

ANDERSON ORZARI RIBEIRO

Todas as reações dos Compostos de Grignard

SETOR 1301 AULA 11 NOMENCLATURA DOS COMPOSTOS ORGÂNICOS

O DIAMANTE POSSUI HIBRIDIZAÇÃO

CURSO DE FARMÁCIA Reconhecido pela Portaria MEC nº 220 de , DOU de PLANO DE CURSO

FCAV/UNESP. DISCIPLINA: Química Orgânica. ASSUNTO: Introdução à Química Orgânica

Programa Analítico de Disciplina QUI131 Química Orgânica I

A função orgânica caracteriza o composto, agrupando e facilitando os estudos na química, pois ela leva em consideração as suas propriedades físicas e

Química E Extensivo V. 4

PPGQTA. Prof. MGM D Oca

Estratégias para interpretação de espectros de massas

FUNÇÕES ORGÂNICAS. É um conjunto de compostos que apresentam propriedades químicas semelhantes.

Adição Eletrofílica à Alquenos

AULA 17. Reações Orgânicas. Prof Taynara Oliveira

9.1 O ESPECTRO ELETROMAGNÉTICO E A EXCITAÇÃO MOLECULAR

LISTA DE EXERCÍCIOS 2º ANO

Química Geral I Aula 3

Ressonância Magnética Nuclear

Reações de Substituição Nucleofílica em Carbono Saturado. Aula 11

Gabaritos Resolvidos Energia Química Semiextensivo V4 Frente E

IDENTIFICAÇÃO DE UMA ESTRUTURA MOLECULAR A PARTIR

Hidrocarbonetos. Alcanos contém somente C e H em ligações simples na sua estrutura. O alcano mais simples e mais abundante é o metano (CH 4 ).

Região do Espectro Eletromagnético

Gabaritos Resolvidos Energia Química Semiextensivo V3 Frente D

Análise Estrutural. José Carlos Marques Departamento de Química Universidade da Madeira

Reações de Substituição Nucleofílica Alifática ao Carbono Saturado

Exercícios de Introdução a Química Orgânica e Hidrocarbonetos

Química 2 aula 1 COMENTÁRIOS ATIVIDADES PARA SALA COMENTÁRIOS ATIVIDADES PROPOSTAS. 4. Seja a estrutura do β-caroteno abaixo:

Estudo do átomo de carbono (Hibridização), Estrutura de Lewis, Carga formal. Aula 2

Introdução à Química Orgânica

Química D Semiextensivo V. 2

Espectroscopia no Infravermelho (IR)

Química E Extensivo V. 3

Química Orgânica I Profa. Dra. Alceni Augusta Werle Profa. Dra. Tania Márcia Sacramento Melo. REAÇÕES DE ELIMINAÇÃO Aula 13

ALCANOS E CICLO ALCANOS

Química E Extensivo V. 8

formação de grupos intermediários instáveis

PROVA DE INGRESSO ANO LETIVO 2018/2019 PROVA DE QUÍMICA OBJETIVOS

CLASSIFICAÇÃO DAS CADEIAS CARBÔNICAS

1º BIMESTRE. Série Turma (s) Turno 2º A B C D E F G H MATUTINO Disciplina: QUÍMICA SMA Professor: CHARLYS FERNANDES Data: / / 2017 Aluno (a): Nº

AULA 21 NOMENCLATURA DE COMPOSTOS ORGÂNICOS E HIDROCARBONETOS

REAÇÕES ORGÂNICAS. Ruptura ou cisão de ligações: Cisão homolítica: Cisão heterolítica:

Funções Orgânicas. Grupo Funcional Grupos de átomos específicos que conferem reatividade e propriedades predeterminadas a uma molécula.

4. Ácidos e Bases em Química Orgânica

Luis Eduardo C. Aleotti. Química. Aula 61 - Propriedades Físicas dos Compostos Orgânicos

Compostos de carbono

ESTUDANTE: Química Orgânica Básica

Reações de Eliminação. Aula 10

PPGQTA. Prof. MGM D Oca

Aula 2. Organic Chemistry. Espectroscopia UV-VIS e Infravermelho. 4 th Edition Paula Yurkanis Bruice

Química D Extensivo V. 8

Química Orgânica. Aula 2 Acidez e Basicidade. Prof. Davyson Moreira

Reações de Oxidação e Substituição. Karla Gomes Diamantina-MG

REAÇÕES ORGÂNICAS. Prof: WELLINGTON DIAS

Estrutura de moléculas orgânicas e biológicas

Reações de Substituição Nucleofílica Acílica

Instituto de Química USP QFL 1221 Estrutura & Propriedade de Compostos Orgânicos Tópico 4. Acidez e Basicidade

ESTRUTURA E REATIVIDADE DOS COMPOSTOS ORGÂNICOS ENGENHARIA QUÍMICA/ SEGUNDO SEMESTRE 2014 PLANO DE CURSO. Professora: Ana Júlia Silveira

Química Geral I. Química - Licenciatura Prof. Udo Eckard Sinks

Química Orgânica I Profa. Dra. Alceni Augusta Werle Profa. Dra. Tania Márcia do Sacramento Melo

Química D Extensivo V. 4

Funções Orgânicas. Função Mista:

QFL-5922 Espectrometria de Massa Parte 2 Luiz Henrique Catalani

SIMULADO EXTENSIVO QUÍMICA

Universidade Federal do Ceará Centro de Ciências Departamento de Química Orgânica e Inorgânica

Componente Curricular: Química Orgânica Farmacêutica II PLANO DE CURSO

Química D Intensivo V. 1

2.1 COMPOSTOS AROMÁTICOS: LEI DE HUCKEL

Transcrição:

Espectrometria de massas Bibliografia: Pavia, D.L. et al., Introdução à Espectroscopia, Ed. Cengage Learning, 2010. Bruice, P.Y. et al., Química Orgânica, Ed. Prendice Hall, 2004.

Espectrometria de Massas Estudo de sistemas pela formação de íons em fase gasosa, com ou sem fragmentação, que são caracterizados por suas relações massa/carga e abundâncias relativas. Nobel em: 1906 e 1989 (Física); 1922 e 2002 (Química)

O Espectro de massas As massas são colocadas num gráfico ou em tabela de acordo com a sua abundância relativa.

Isótopos na Espectrometria de Massas

Abundância isotópica 81 Br M+1 = Cx1,1 + Hx0,015 + Nx0,37 + Ox0,04 + Sx0,8 + Six0,51 M+2 = (Cx1,1) 2 /200 + Ox0,2 + Sx4,4 + Six3,4

Moléculas com heteroátomos Isótopos: presentes na sua abundância usual. Hidrocarbonetos contêm 1,1% de 13 C, portanto haverá um pequeno pico M+1. Se Br está presente, M+2 é igual a M +. Se Cl está presente, M+2 é 1/3 de M +. Se o I está presente, o pico a 127, tem uma base larga. Se N está presente, M + será um número ímpar. Se S está presente, M+2 será 4% de M +.

Espectrometria de Massas Peso molecular pode ser obtido à partir de uma amostra muito pequena. Não envolve a absorção ou emissão de luz. Um feixe de elétrons de elevada energia quebra a molécula. As massas dos fragmentos e a sua abundância relativa dá-nos a informação acerca da estrutura da molécula.

Espectrometria de Massas Indica-nos o peso molecular e informação sobre a formula molecular bem como, pode servir para confirmar a estrutura obtida por RMN e IV. Nela a amostra é bombardeada por um feixe de elétrons com elevada energia que causam a fragmentação das moléculas. As massas dos fragmentos são medidas e depois faz-se a reconstrução da molécula.

Regras Gerais de Fragmentação Regra de Stevenson A fragmentação mais provável é a que deixa a carga positiva no fragmento com a E de ionização mais baixa. Em outras palavras: Os processos de fragmentação levam a formação de íons mais estáveis são preferíveis aos que levam à íons menos estáveis. Apesar da fragmentação ocorrer em condições altamente energéticas (onde qualquer coisa pode acontecer), podemos prever tipos de fragmentações mais prováveis que são condizentes com a estabilidade de intermediários químicos.

Regras Gerais de Fragmentação OE + (nº e - impar e massa par) pode ser fragmentado de 2 formas: segmentação de uma ligação para criar um EE + e um (R ) ou segmentação de ligações para criar outro OE + e uma molécula neutra; EE + (nº e - par e massa impar) pode ser fragmentado de uma única maneira: segmentação de ligações para criar outro EE + e uma molécula neutra (regra do número par de elétrons); Eventos iniciais de ionização e - em orbitais não ligantes n e - em orbitais π e - em orbitais σ

Regras Gerais de Fragmentação 1. A quebra é favorecida nas ligações dos átomos de carbonos ramificados. Segue a ordem de estabilidade dos carbocátions. Ordem de estabilidade dos carbocátions 2. As ligações duplas favorecem a quebra alílica e dão um íon de carbônio alílico estabilizado por ressonância.

Regras Gerais de Fragmentação 3. Os anéis insaturados podem sofrer reação de Diels-Alder inversa (segmentação retro Diels-Alder) 4. Em compostos aromáticos alquil substituidos, a quebra é mais provável na ligação β ao anel, dando o íon benzílico, estabilizado por ressonância e posterior formação do íon tropílio.

Regras Gerais de Fragmentação 5. As ligações C-C próximas a um heteroátomo frequentemente se quebram deixando a carga no fragmento que contém o heteroátomo, porque os elétrons nãoligantes fornecem estabilização por ressonância (segmentação indutiva = i)

Regras Gerais de Fragmentação 6. Compostos carbonílicos tem a tendência de quebrar a ligação α-carbonila (segmentação α) 7. As molécula neutras mais frequentemente eliminadas são: CO, olefinas, H 2 O, NH 3, HS, mercaptanas, cetenos e álcoois (eliminação) 8. Compostos carbonílicos que possuem hidrogênio no carbono γ geralmente apresentam o rearranjo de McLafferty, como o principal caminho de fragmentação (rearranjo)

Análise Espectral de Alcanos M + forte; Perda de unidades CH 2 em série: M-14, M-28, M-42, etc. Ramificações diminuem a intensidade de M + ; A quebra da ligação C-C de alcanos de cadeia ramificada levar a carbocátions secundários e terciários; Cicloalcanos apresentam M + mais intensos que RH; É comum uma fragmentação por meio da perda de uma molécula de eteno (M-28).

Espectro de massas de RH Carbocátions mais estáveis serão mais abundantes. H 3 CH 2 CH 2 C CH 3 C CH 3 H CH 3 H 3 CH 2 CH 2 C CH + CH 3 m/z 71 m/z 86 CH 3 HC CH 3 + CH 3 CH 2 CH 2 m/z 43

Análise Espectral de Alcenos Apresentam M + forte; As duplas são difíceis de se localizar já que elas migram imediatamente; M-41 (41 = carbocátion alila) é um fragmento importante no espectro de massas de alcenos terminais e forma-se por meio de uma segmentação α. Não é possível diferenciar isômeros diastereoméricos por EM. Cicloalcenos apresentam um padrão de fragmentação característico que corresponde a reação retro Diels- Alder.

Espectro de Massas de Alcenos Estabilização por ressonância dos cátions é favorecida.

Análise Espectral de Alcinos e Aromáticos Apresentam M + forte; muito parecidos aos EM dos alcenos. Apresentam M + -1. M-39 (39 = íon propargila) é um fragmento importante no espectro de massas de alcinos terminais e forma-se por meio de uma segmentação α. Apresentam M + muito intenso. Quando apresenta cadeia lateral maiores, o modo de fragmentação preferível é a quebra da cadeia lateral para formar inicialmente o cátion benzílico e depois o íon tropílio. Quando a cadeia lateral do anel contém mais de 3 ou 4 carbonos, pode-se observar íons formados pelo rearranjo de McLafferty.

Espectro de Massas de Aromáticos

Espectro de Massas de Alquibenzenos

Análise Espectral de Álcoois e Fenóis Álcoois normalmente não apresentam M + devido ao processo de desidratação: térmica (eliminação 1,2) ou por fragmentação (eliminação 1,4) do íon molecular; A fragmentação mais importante para álcoois é a perda de grupos R por segmentação α; Fenóis apresentam M + intensos, M + -1, perda de CO para produzir M-28 e perda de radical formila (HCO. ) para gerar o pico em M- 29;

Espectro de massas de ROH Álcoois normalmente perdem a uma molécula de água (M-18). M + pode não ser observado (visível).

Proposta de Fragmentação para ROH

Espectro de Massas de ROH

Análise Espectral de Éteres Éteres normalmente apresentam M +, mas bem fracos. Principal modo de fragmentação é a segmentação α: Formação de fragmentos carbocátions por meio da segmentação β (indutiva) e perda do grupo alcoxi: Rearranjo de um dos íons fragmentos em vez do próprio íon molecular. Éteres aromáticos perdem grupo R para formar grupos C 6 H 5 O +

Espectro de massas de ROR

Proposta de Fragmentação para ROR

Análise Espectral de Aldeídos e Cetonas Principal modo de fragmentação é a segmentação α: Formação de fragmentos carbocátions por meio da segmentação β (indutiva): Rearranjo de McLafferty são observados quando existem g-h:

Análise Espectral de Aldeídos e Cetonas Aldeídos e Cetonas aromáticas perdem H. (R. ) e HCO. (RCO. ) por segmentação α, os picos M-1 e M-29 resultantes podem ser mais intensos que do que o pico do íon molecular:

Proposta de Fragmentação de Cetonas

.

Análise Espectral de Ésteres e Ácidos Principal modo de fragmentação é a segmentação α: Rearranjo de McLafferty são observados quando existem g-h:

Análise Espectral de Aminas Principal modo de fragmentação é a segmentação α. Aminas 1 árias não ramificadas apresentam M-30 como pico diagnostico: Perda de H. e subsequente eliminação de HCN é característico de aminas aromáticas: Rearranjo de McLafferty não são frequentemente observados em aminas alifáticas, mas é observado em sistemas piridínicos com g-h na cadeia lateral

Análise Espectral de Amidas e Nitrilas Principal modo de fragmentação é a segmentação α: Rearranjo de McLafferty são observados quando existem g-h: Perda de HCN (M-27) também é observado para nitrilas. Nitrilas aromáticas apresentam M+ intenso, perda de HCN é comum (m/z 76) em oposição a perda de CN (m/z 77).

Análise Espectral de Haletos de Alquila RX normalmente apresentam M + razoáveis. Compostos contendo Cl e Br são os únicos que apresentam o pico de isótopos M+2 intensos. Compostos contendo F e I não; Para RCl a razão entre a intensidade de M + /M+2 é de 3:1. Para RBr a razão entre a intensidade de M + /M+2 é de 1:1. Valores apreciáveis de M+4, M+6, etc... São devido a combinação de dois ou mais átomos de halogênio na molécula.

Análise Espectral de Haletos de alquila RX normalmente apresentam M + Principal modo de fragmentação de RX é a perda de X. levando a formação de um carbocátion cuja intensidade do sinal é proporcional à sua estabilidade. Perda de HX é a segunda fragmentação mais comum : Segmentação α. Perda de cadeia lateral (R>d) para haletos de cadeia longa.

Espectro de massas do RX (X= Cl, Br, I)

Proposta de Fragmentação para RCl

Espectro de massas de RBr

Próxima aula... Espectrometria de Massas Espectrometria de Massas EXERCÍCIOS