I. Phổ hồng ngoạ
3. Sự phân mảnh của các hợp chất hữu cơ
− Pic mạnh nhất cho c−ờng độ t−ơng đối lμ 100% gọi lμ pic cơ sở (base peak). rel.% lμ ký hiệu c−ờng độ t−ơng đối.
*) Ion phân tử (molecular ion).
− Trừ một số ngoại lệ, còn lại pic có khối l−ợng cao nhất th−ờng lμ pic của ion phân tử.
− Các tr−ờng hợp ngoại lệ : pic [M+1]+ hoặc [M+H]+ do 1 H gắn vμo phân tử (hay gặp đặc biệt ở lớp chất amin, ancol).
− Thỉnh thoảng pic M+. không ghi đ−ợc, thay vμo đó lμ pic [M −R]+.
− Đồng vị (isotop) : Trong các hợp chất hữu cơ có 3 loại sau : • Nguyên tố tinh khiết : 19
F, 31P, 127I.
• Nguyên tố với 1 đồng vị chính (> 98%) : H (1
H), C (12C), N (14N), O (O16). • Nguyên tố có 2 đồng vị chính : S (32
S, 34S), Cl (35Cl, 37Cl), Br (79Br, 81Br). Ví dụ : Vùng pic ion phân tử của hợp chất C7H6ClNO (M = 155) :
rel.In t.(%) 100% 50 160 m/z 150 156 157 158 155 m/z = 155 : + 12C H71 635Cl114N116O1 (1) m/z = 156 : + 12C613C H11 635Cl114N116O1 (2) 1 1 1 1 1 + 12C H H71 52 135Cl114N116O1 (3) + 12C H71 635Cl115N116O (4) + 12C H71 635Cl114N117O1 (5) m/z = 157 : 12C513C H21 635Cl114N116O (6) + 12C H71 42H235Cl114N116O (7) + 12C H71 637Cl114N116O1 (8) + 12C H71 635Cl114N118O (9) + 12C613C H H11 52 135Cl114N116O (10)
m/z = 158 : 12C613C H11 637Cl114N116O1 (11) ...
...
Pic có khối l−ợng cao nhất về lý thuyết lμ m/z = 173 . Do xác suất một số đồng vị lμ rất nhỏ nên chỉ có (1), (2), (8) vμ (11) lμ có đóng góp chính cho c−ờng độ pic (xem hình bên).
2 37
13 15 18
7 6
( C H Cl N O)
− Quy tắc nitơ : Ion phân tử có khối l−ợng chẵn thì sẽ có số chẵn nguyên tử nitơ (N0, N2, N4, ... ), khối l−ợng lẻ → số lẻ nguyên tử nitơ (N1, N3, N5, ...).
− Năng l−ợng ion hoá một chất hữu cơ để thu ion phân tử th−ờng lμ từ 7 → 14 eV (1 eV = 23,04 kcal mol−1
= 96,3 kJ.mol−1
).
Ví dụ : n-hexan 10,17 eV ax-acetic 10,35 cyclohexan 9,88 eV metyl amin 8,97
etanol 10,48 eV triflormetan 13,84
− Xác định chính xác công thức cộng của ion phân tử : cần dùng phổ khối phân giải cao. Độ phân giải A của một khối phổ kế đ−ợc tính nh− sau:
m A
m
= Δ
− Hai pic kề nhau đ−ợc cho lμ đã phân giải nếu chúng không trùng lên nhau quá 10%.
Để tách vạch có m/z = 950 khỏi vạch m/z = 951 thì máy cần có độ phân giải lμ :
950 1
950 =
Khối phổ kế có độ phân giải thấp th−ờng có A = 1000 − 2000.
− Về độ phân giải cao :
Trong các công thức (2) → (5) ở trang tr−ớc ta có khối l−ợng nh− sau : 156,017147 (2)
156,020069 (3) 156,010827 (4) 156,018008 (5)
Để tách đ−ợc các vạch nμy cần có độ phân giải nh− sau : A(2)/(3) = 156 53388 0,002922 = A(2)/(4) = 156 24684 0,006320 = A(2)/(5) = 156 180765 0,000863 = Phân giải
Không phân giải → Muốn ghi đ−ợc cả 4 pic thì thiết bị khối phổ cần độ phân giải ≈ 181.000. Thiết bị khối phổ phân giải cao cần thêm một điện tr−ờng tr−ớc từ tr−ờng, nh− vậy các ion đ−ợc thu gom (focusse) 2 lần (double focussed - hội tụ kép) .
Ph−ơng pháp ghi phổ
*) Chiếu sáng các kính ảnh :
Trong một phổ khối phân giải cao chất cần nghiên cứu vμ một chất so sánh th−ờng lμ
perfluokerosen cùng đ−ợc bay hơi trong một từ tr−ờng vμ điện thế gia tốc không đổi. Phổ đ−ợc ghi trên một tấm kính ảnh. Đo độ sáng − tối (c−ờng độ) của vệt đen (vạch) vμ so sánh với phổ chất chuẩn, ta thu đ−ợc số khối l−ợng phân giải cao.Tiện lợi của ph−ơng pháp nμy lμ cùng một lúc có thể ghi đ−ợc tất cả các pic với l−ợng mẫu rất nhỏ (khi nghiên cứu trao đổi chất, vật liệu sinh học). Bất tiện lμ phải có thêm thiết bị đo độ sáng tối vμ
khoảng cách các vệt đen.
*) Ghi theo quét dòng (quét từ tr−ờng):
ở đây phổ đ−ợc ghi bằng cách: 3 đại l−ợng lμ dòng ion, dòng ion tổng, biến thiên từ tr−ờng đ−ợc xử lý theo thời gian vμ biểu diễn thông qua máy tính.
− Ngμy nay : Các tín hiệu điện đ−ợc tích trong một máy tính trong quá trình ghi, sau đó sẽ tính toán vμ in ra phổ. Phổ nμy sẽ cho thông tin về khối l−ợng vμ c−ờng độ pic ( m/z