Các phương pháp phổ trong hóa học trần văn sung năm 2024

1. HỒNG NGOẠI IR, PHỔ KHỐI LƯỢNG MS - 4 BƯỚC ĐỌC PHỔ IR ĐOÁN ĐƯỢC LOẠI HỢP CHẤT - PHỔ IR, MS CỦA MỘT SỐ HỢP CHẤT HỮU CƠ WORD VERSION | 2023 EDITION ORDER NOW / CHUYỂN GIAO QUA EMAIL [email protected] C H U Y Ê N Đ Ề P H Ổ H Ồ N G N G O Ạ I , P H Ổ K H Ố I L Ư Ợ N G Ths Nguyễn Thanh Tú eBook Collection Hỗ trợ trực tuyến Fb www.facebook.com/DayKemQuyNhon Mobi/Zalo 0905779594 vectorstock.com/10212088 Tài liệu chuẩn tham khảo Phát triển kênh bởi Ths Nguyễn Thanh Tú Đơn vị tài trợ / phát hành / chia sẻ học thuật : Nguyen Thanh Tu Group
2. SƯ PHẠM TP HỒ CHÍ MINH LỚP CAO HỌC LL&PPDH HÓA HỌC – K23 BÀI BÁO CÁO Chuyên đề: CƠ SỞ LÝ THUYẾT HÓA HỮU CƠ Đề tài GVHD: PGS.TS. Nguyễn Tiến Công Học viên:KHAMMANY Sengsy Thành phố Hồ Chí Minh, tháng 3 năm 2013 D Ạ Y K È M Q U Y N H Ơ N O F F I C I A L
3. Đĩnh, Trần Thị Đà, Ứng dụng một số phương pháp phổ nghiên cứu cấu trúc phân tử, NXB Giáo Dục, 1999. 2. Nguyễn Hữu Đĩnh, Đỗ Đình Rãng, Hóa học hữu cơ 1, NXB Giáo Dục, 2003 3. Nguyễn Tiến Công, Phương pháp phổ nghiên cứu cấu trúc, Khoa Hoá ĐHSP TP Hồ Chí Minh, 2008. 4. Nguyễn Đình Triệu, Các phương pháp vật lý ứng dụng trong hóa học, NXB Đại học Quốc gia Hà Nội D Ạ Y K È M Q U Y N H Ơ N O F F I C I A L
4. quát chung phổ hồng ngoại IR. 1.1. Lý huyết chung 1.2. Sóng điện từ 1.3. Định luật hấp thụ ánh sáng 1.4. Nguyên nhân phát sinh phổ hồng ngoại 1.5. Sự dao động của phân tử 1.6. Dao động nhóm 1.7. Tần số đặc trưng nhóm 1.8. Mô tả phổ hồng ngoại 1.9. Phương pháp nghiên cứu phổ hồng ngoại Chương 2:sư dụng phở hồng ngoại IR để cấu trúc. 2.1. Ứng dụng 2.2. Hạn chế 2.3. phô IR của cac hop chat huu co D Ạ Y K È M Q U Y N H Ơ N O F F I C I A L
5. quát chung phổ hồng ngoại IR. D Ạ Y K È M Q U Y N H Ơ N O F F I C I A L
6. phổ hồng ngoại IR. D Ạ Y K È M Q U Y N H Ơ N O F F I C I A L
7. phổ hồng ngoại IR. D Ạ Y K È M Q U Y N H Ơ N O F F I C I A L
8. phổ hồng ngoại IR. D Ạ Y K È M Q U Y N H Ơ N O F F I C I A L
9. từ Khái quát chung phổ hồng ngoại IR. Sóng điện từ được tạo thành từ dao động của photon. _ hc E hv hcv λ = = = + h: hằng số Plank, h = 6,625.10-34 J.s + λ: bước sóng; đơn vị là Å, nm, μ (micron), mμ, cm, m… + c là tốc độ ánh sáng (trong chân không c = 2,99.1010 m/s). + ν: tần số, đơn vị là Hz (Hertz) + : số sóng, đơn vị là cm-1 _ v D Ạ Y K È M Q U Y N H Ơ N O F F I C I A L
10. phổ hồng ngoại IR. 1.3. Định luật hấp thụ ánh sáng (Định luật Lambert – Beer) Khi chiếu một chùm tia đơn sắc (có bước sóng λ xác định) đi qua mẫu chất nghiên cứu thì cường độ của tia sáng ban đầu I0 sẽ bị giảm đi chỉ còn I 0 I lg εCl D I = = D: mật độ quang C: nồng độ dd chất hấp thụ (mol/l) l: chiều dầy lớp dd (cm) ε: hệ số hấp thụ mol đặc trưng cho từng chất. D Ạ Y K È M Q U Y N H Ơ N O F F I C I A L
11.
12.
13.
14. hồng ngoại (IR) là một vùng phổ bức xạ điện từ rộng nằm giữa vùng trông thấy và vùng vi ba; vùng này có thể chia thành 3 vùng nhỏ: - Near-IR 400-10 cm-1 (1000- 25 μm) - Mid-IR 4000 - 400 cm-1 (25- 2,5μm) - Far-IR 14000- 4000 cm-1 (2,5 – 0,8μm) Phương pháp phân tích phổ hồng ngoại nói ở đây là vùng phổ nằm trong vùng có số sóng 4000 - 400 cm-1. Vùng này cung cấp cho ta những thông tin quan trọng về các dao động của các phân tử do đó là các thông tin về cấu trúc của các phân tử D Ạ Y K È M Q U Y N H Ơ N O F F I C I A L
15. th có th có thể h h h hấp th p th p th p thụ b b b bức x c x c x c xạ h h h hồng ngo ng ngo ng ngo ng ngoại, phân t i, phân t i, phân t i, phân tử đó đó đó đó ph ph ph phải đáp i đáp i đáp i đáp ứng các yêu c ng các yêu c ng các yêu c ng các yêu cầu sau: u sau: u sau: u sau: - Độ dài sóng chính xác của bức xạ: một phân tử hấp thụ bức xạ hồng ngoại chỉ khi nào tần số dao động tự nhiên của một phần phân tử (tức là các nguyên tử hay các nhóm nguyên tử tạo thành phân tử đó) cũng là tần số của bức xạ tới. - Một phân tử chỉ hấp thụ bức xạ hồng ngoại khi nào sự hấp thụ đó gây nên sự biến thiên momen lưỡng cực của chúng. D Ạ Y K È M Q U Y N H Ơ N O F F I C I A L
16. phổ hồng ngoại IR 1.4. Nguyên nhân phát sinh phổ hồng ngoại - Các nguyên tử trong phân tử luôn ở trạng thái dao động không ngừng. - Khi hấp thụ năng lượng, phân tử sẽ chuyển từ trạng thái dao động thấp (trạng thái cơ bản) lên các trạng thái dao động cao hơn. - Như vậy, nguyên nhân phát sinh các vân phổ hồng ngoại chính là do sự chuyển mức dao động của phân tử dưới tác dụng của bức xạ hồng ngoại. Vì vậy, phổ hấp thụ hồng ngoại còn được gọi là phổ dao động. - Một phân tử chỉ hấp thụ bức xạ hồng ngoại khi nào sự hấp thụ đó gây nên sự biến thiên momen lưỡng cực của chúng. - Mỗi dao động ứng với một vân phổ trên phổ đồ. D Ạ Y K È M Q U Y N H Ơ N O F F I C I A L
17. phổ hồng ngoại IR 1.5. Sự dao động của phân tử Khi hấp thụ các bức xạ điện từ trong vùng hồng ngoại sẽ dẫn đến sự dao động của phân tử. Có 2 loại dao động chính: - Dao động hóa trị (kí hiệu ν) là những dao động giãn và nén dọc theo trục liên kết làm thay đổi độ dài liên kết giữa 2 nguyên tử trong phân tử. - Dao động biến dạng (kí hiệu δ) là những dao động làm thay đổi góc giữa các liên kết. Việc làm thay đổi góc liên kết thường dễ hơn làm thay đổi độ dài liên kết. Vì vậy, năng lượng của dao động biến dạng (và do đó tần số của nó) thường nhỏ hơn năng lượng của dao động hóa trị. Mỗi kiểu dao động lại gồm dao động đối xứng và dao động bất đối xứng. D Ạ Y K È M Q U Y N H Ơ N O F F I C I A L
18. phổ hồng ngoại IR Số lượng các dao động riêng của phân tử phụ thuộc vào số lượng các nguyên tử trong phân tử và cấu trúc phân tử. Một phân tử có N nguyên tử thì tổng số các dao động riêng sẽ là: - Đối với các phân tử có cấu trúc thẳng : 3N – 5 - Đối với các phân tử có cấu trúc không thẳng: 3N – 6 Ví dụ: - CO2 có cấu trúc thẳng, có 3 nguyên tử nên số dao động riêng của nó là 3.3 – 5 = 4 - H2O không thẳng, có 3 nguyên tử nên số dao động riêng của nó là 3.3 – 6 = 3 1.5. Sự dao động của phân tử D Ạ Y K È M Q U Y N H Ơ N O F F I C I A L
19. phổ hồng ngoại IR. D Ạ Y K È M Q U Y N H Ơ N O F F I C I A L
20. phổ hồng ngoại IR - Đối với các phân tử phức tạp nhiều nguyên tử, số dao động tăng lên rất nhiều. Ví dụ: CH3CHO có 7 nguyên tử, vậy sẽ có 3.7 – 6 = 15 dđ - Các dao động trong phân tử lại tương tác với nhau làm biến đổi lẫn nhau nên không còn tương ứng với tần số của những dao động cơ bản nữa. Vì thế, thay cho việc phân tích tỉ mỉ tất cả các dao động cơ bản, người ta đưa vào quan niệm dao động nhóm. - Quan niệm này xem sự dao động của các nhóm chức độc lập với các dao động khác trong toàn phân tử. 1.6. Dao động nhóm D Ạ Y K È M Q U Y N H Ơ N O F F I C I A L
21. nhóm metylen D Ạ Y K È M Q U Y N H Ơ N O F F I C I A L
22. phổ hồng ngoại IR 1.7. Tần số đặc trưng nhóm - Theo quan điểm dao động nhóm, các nhóm nguyên tử giống nhau trong các phân tử khác nhau sẽ thể hiện dao động tổ hợp của chúng ở những khoảng tần số giống nhau và gọi là tần số đặc trưng nhóm. - Đối với các nhà hóa hữu cơ quan trọng nhất là vùng 650- 4000 cm-1. Vùng này lại được chia làm hai: - Vùng nhóm chức (1500 – 4000 cm-1) - Vùng “vân ngón tay” (1500 cm-1) - Biết được tần số dao động của một nhóm nguyên tử có thể nhận ra sự có mặt của nhóm nguyên tử đó trong phân tử. D Ạ Y K È M Q U Y N H Ơ N O F F I C I A L
23. thụ của một số nhóm chức quan trọng D Ạ Y K È M Q U Y N H Ơ N O F F I C I A L
24. phổ hồng ngoại IR 1.8. Mô tả phổ hồng ngoại Vân phổ hồng ngoại có 3 đặc trưng cần được mô tả là: - Vị trí của vân phổ: được chỉ bởi bước sóng hoặc số sóng của đỉnh phổ (mũi cực đại của vân phổ). - Cường độ của vân phổ: được đánh giá theo diện tích của vân phổ: vân phổ càng rộng và càng cao thì có cường độ càng lớn và thường được đánh giá theo 3 mức độ: mạnh (m), trung bình (tb) và yếu (y). - Hình dáng vân phổ: để mô tả vân phổ hồng ngoại, người ta cần chỉ rõ đó là vân phổ rộng (tù) hay hẹp (mảnh), chỉ có một đỉnh phổ hay nhiều đỉnh phổ λ _ ν D Ạ Y K È M Q U Y N H Ơ N O F F I C I A L
25. phổ hồng ngoại IR. Đối với phổ hồng ngoại, trục thẳng đứng biểu thị phần trăm độ truyền qua, trục nằm ngang biểu thị . υ υ D Ạ Y K È M Q U Y N H Ơ N O F F I C I A L
26. hồng ngoại, trục thẳng đứng biểu thị % độ hấp thụ A, trục nằm ngang biểu thị υ υ D Ạ Y K È M Q U Y N H Ơ N O F F I C I A L
27. phổ hồng ngoại IR 1.9. Phương pháp nghiên cứu phổ hồng ngoại Khi nghiên cứu phổ hồng ngoại, chúng ta cần tập trung quan sát và đánh giá về vị trí, hình dạng (vân đơn hay đôi), độ tập trung (sắc nét hay tù, rộng) và cường độ vân hấp thụ; từ đó tìm ra mối liên quan với một nhóm chức nào đó. Để làm được điều này, ta chia phổ hồng ngoại thành một số vùng khác nhau và tìm kiếm trên mỗi vùng những nét đặc trưng của một loại nhóm chức nào đó. D Ạ Y K È M Q U Y N H Ơ N O F F I C I A L
28. taàn soá 2500cm-1 Chuyeån sang böôùc 2 Khoâng coù haáp thuï Ñaùm vaân traûi roäng töø 2500-3500cm-1 Vaân saéc neùt ôû gaàn 2720cm-1 Ñaùm vaân saéc neùt ôû 2700 - 3000cm-1 Ñaùm vaân saéc neùt ôû 3000 - 3100cm-1 Caùc vaân ôû vuøng 3200 - 3600cm-1 Coù theå coù nhoùm –CHO. Kieåm tra vaø tìm nhoùm C=O ôû gaàn 1720cm-1 Dao ñoäng hoùa trò C – H (CH, CH2, CH3) Dao ñoäng hoùa trò C – H cuûa anken hay aren -OH; -NH hay -C{C – H: -OH cuûa ancol hay phenol thöôøng laø 1 ñaùm vaân coù cöôøng ñoä maïnh; -NH thöôøng laø vaân ñôn, cöôøng ñoä trung bình; -NH2 thöôøng laø vaân ñoâi, cöôøng ñoä trung bình; -C{C – H: vaân saéc nhoïn- Kieåm tra tìm nhoùm -C{C- ôû gaàn 2100cm-1. Thaáyï Thaáy Coù haáp thuï Khoâng thaáy Khoâng thaáy Khoâng thaáy Khoâng thaáy Khoâng thaáy Coù theå coù nhoùm –COOH. Kieåm tra vaø tìm nhoùm C=O ôû 1700-1760cm-1 Chuyeån sang böôùc 2 Thaáy Thaáy Thaáy BƯỚC 1 D Ạ Y K È M Q U Y N H Ơ N O F F I C I A L
29. vuøng 1500-2500cm-1 Chuyeån sang böôùc 3 Khoâng coù haáp thuï Caùc vaân ôû vuøng 2100-2300cm-1 Vaân coù cöôøng ñoä maïnh ôû 1660-1770cm-1 Caùc vaân cöôøng ñoä trung bình ôû 1500-1600cm-1 Ñaùm vaân saéc neùt, cöôøng ñoä trung bình ôû 1640-1670cm-1 Dao ñoäng hoùa trò C = O Voøng thôm hay lieân keát N – H (kieåm tra vuøng 2500cm-1). Anken Khoâng thaáy Coù haáp thuï Khoâng thaáy Khoâng thaáy Khoâng thaáy Thaáy Chuyeån sang böôùc 3 Thaáy Thaáy Thaáy Coù theå coù nhoùm C{C hay C{N D Ạ Y K È M Q U Y N H Ơ N O F F I C I A L
30. vuøng 1100-1500cm-1 Chuyeån sang böôùc 4 Khoâng coù haáp thuï Caùc baêng maïnh ôû vuøng 1050-1300cm-1 Vaân saéc neùt cöôøng ñoä trung bình ôû gaàn 1375cm-1 Vaân saéc neùt, cöôøng ñoä trung bình ôû gaàn 1450cm-1 Chuyeån sang böôùc 2 Dao ñoäng hoùa trò C – C; C – O hay C – N Nhoùm – CH2- hay -CH3 Thaáyï Thaáy Thaáyï Khoâng thaáy Coù haáp thuï Khoâng thaáy Khoâng thaáy Nhoùm -CH3 D Ạ Y K È M Q U Y N H Ơ N O F F I C I A L
31. vuøng 900cm-1 Vaân saéc neùt ôû gaàn 720cm-1 Caùc baêng saéc neùt khaùc öùng vôùi lieân keát C – Cl; anken hay voøng thôm Nhaân thôm coù 1 nhoùm theá: 710-690cm-1; 770-730cm-1 Hai nhoùm theá ôû vò trí 1,2: 770-735cm-1 Hai nhoùm theá ôû vò trí 1,3: 735-680cm-1; 810-750cm-1 Hai nhoùm theá ôû vò trí 1,4: 860-800cm-1 Toùm taét keát quûa Keát thuùc Toùm taét keát quûa Nhoùm –CH3 Khoâng coù haáp thuï Coù haáp thuï Khoâng coù haáp thuï Coù haáp thuï maïnh Khoâng coù haáp thuï Coù haáp thuï D Ạ Y K È M Q U Y N H Ơ N O F F I C I A L
32. hợp chất (m-tolyloxy)axetohiđrazit (3315-3203) (3041) (2917) (1663) (1259-1178) Q Q Q QC-H thơm ν ν ν νC-H no Q Q Q QC=C thơm (1600-1495) Q Q Q Q=C-O-C OCH2CONHNH2 H3C D Ạ Y K È M Q U Y N H Ơ N O F F I C I A L
33. của 3-(4-pyriđyl)-1-p-tolyl-prop-2-en-1-on (T1) CH3 N CH CH C O νC-H thơm, 3041cm-1 νC-H no, 2919; 2976cm-1 νC=O, 1661cm-1 νC=C, 1589cm-1 γCH trans, 989cm-1 D Ạ Y K È M Q U Y N H Ơ N O F F I C I A L
34. phở hồng ngoại IR để cấu trúc. 2.1. Ứng dụng của phổ hồng ngoại Nhận biết các chất - Trong nhiều trường hợp, việc đọc phổ và tìm các tần số đặc trưng chỉ có thể giúp ta đoán được loại hợp chất và kiểu liên kết nhưng không đủ để nhận biết một cách toàn diện về chất nghiên cứu. - Cũng cần tránh khuynh hướng cố gắng giải và gán cho mọi đám phổ quan sát thấy, nhất là các đám phổ vừa và yếu trong vùng “vân ngón tay”. - Mỗi khi phát hiện một loại chất, người ta so sánh phổ của chất đó với phổ của chất tinh khiết tương ứng để có thể nhận diện chúng. Xác định độ tinh khiết - Khi chất không tinh khiết thì thường độ rõ nét của đám phổ riêng biệt bị giảm. - Khi tạp chất có sự hấp thụ mạnh IR mà ở đó chất chính không hấp thụ hoặc hấp thụ yếu thì việc xác định rất thuận lợi. D Ạ Y K È M Q U Y N H Ơ N O F F I C I A L
35. của phổ hồng ngoại Suy đoán về tính đối xứng của phân tử Ví dụ: xem xét NO2 có cấu tạo thẳng hàng hay không? Thực tế cho thấy NO2 cho 3 đám hấp thụ, không giống như CO2 (phân tử thẳng hàng) chỉ có 2 đám hấp thụ. Vậy có thể kết luận NO2 có cấu tạo không thẳng hàng. Phân tích định lượng Dựa vào định luật cơ bản Lambert – Beer, có 2 phương pháp xác định độ hấp thụ A - Phương pháp đường chuẩn - Phương pháp đường nền D Ạ Y K È M Q U Y N H Ơ N O F F I C I A L
36. hồng ngoại IR để cấu trúc. 2.2. Hạn chế của phổ hồng ngoại - Phương pháp phổ hồng ngoại không cho biết phân tử lượng. - Nói chung phổ hồng ngoại không cung cấp thông tin về vị trí tương đối của các nhóm chức khác nhau trong cùng một phân tử. - Chỉ dùng phổ hồng ngoại thì đôi khi chưa thể biết đó là chất nguyên chất hay hỗn hợp vì có trường hợp 2 chất có phổ hồng ngoại giống nhau. - Để xác định chính xác CTCT của một chất thì phải kết hợp thêm các phương pháp phổ khác như MS, NMR, UV… D Ạ Y K È M Q U Y N H Ơ N O F F I C I A L
37.
38.
39.
40.
41.
42.
43.
44.
45.
46.
47.
48.
49.
50. hồng ngoại IR để cấu trúc. mũi nhọn, đáy hẹp, đôi khi bị che phủ bởi vân − CH no trung bình 3095 - 3075 = CH2 Anken trung bình 3040 - 3010 = CH mũi nhọn, đáy hẹp, thường trung bình hoặc yếu và rất yếu khi gần đối xứng biến đổi 1680 - 1620 C = C (không liên hợp) 2 CH ν= νC=C γ=CH D Ạ Y K È M Q U Y N H Ơ N O F F I C I A L
51.
52.
53.
54.
55.
56. hồng ngoại IR để cấu trúc. mũi nhọn, đáy hẹp mạnh ~ 3300 { CH Ankin mũi nhọn, đáy hẹp yếu 2150 – 2100 C ≡ C (đầu mạch) CH ν≡ C C ν ≡ D Ạ Y K È M Q U Y N H Ơ N O F F I C I A L
57.
58.
59.
60.
61.
62.
63.
64.
65.
66.
67.
68.
69.
70.
71.
72.
73. – 1800 ~ 2720 νC=O νC(O) – H Andehit D Ạ Y K È M Q U Y N H Ơ N O F F I C I A L
74.
75.
76. hồng ngoại IR để cấu trúc. Axit cacboxylic νO – H νC = O D Ạ Y K È M Q U Y N H Ơ N O F F I C I A L
77.
78.
79.
80. thường cho vân đôi bầu, đáy rộng, thường cho vân đơn. Amin thơm cao hơn amin béo. trung bình 3500 - 3400 3450 - 3300 - NH2 NH Amin D Ạ Y K È M Q U Y N H Ơ N O F F I C I A L
81.
82.
83.
84.
85.
86.
87.
88. SƯ PHẠM TP. HỒ CHÍ MINH LỚP CAO HỌC LLPPHH HÓA HỌC K23 Chuyên đề: HÓA HỮU CƠ NÂNG CAO 1 Người hướng dẫn : TS. Nguyễn Tiến Công Người thực hiện : Nguyễn Xuân Qui D Ạ Y K È M Q U Y N H Ơ N O F F I C I A L
89. KHẢO 2. Nguyễn Kim Phi Phụng (2004), Khối phổ, NXB Đại học quốc gia thành phố Hồ Chí Minh. 1. Nguyễn Tiến Công (2005), Phương pháp phổ nghiên cứu cấu trúc, NXB Đại học sư phạm thành phố Hồ Chí Minh. 3. Đào Đình Thức (2007), Một số phương pháp phổ ứng dụng trong hóa học, NXB Đại học Quốc gia Hà Nội. 4. L. G. Wade, Jr (2006), Organic Chemistry, Whitman College D Ạ Y K È M Q U Y N H Ơ N O F F I C I A L
90. CÁO Phần 1.CƠ SỞ LÝ THUYẾT 3. Phân loại ion 4. Cơ chế phân mảnh 2. Sơ đồ cấu tạo và nguyên lý hoạt động chung của máy đo phổ MS 1. Đặc điểm của phương pháp phổ MS 3 Phần 2. SỬ DỤNG CỦA PHỔ MS ĐỂ XÁC ĐỊNH CẤU TRÚC MỘT SỐ CHẤT HỮU CƠ 1. Phổ MS của một số hợp chất hữu cơ 2. Ưu điểm – Hạn chế Phần 3. MỘT SỐ BÀI TẬP D Ạ Y K È M Q U Y N H Ơ N O F F I C I A L
91. pháp nghiên cứu các chất bằng cách đo khối lượng “phân tử” của nó. 1.1. Định nghĩa Phần 1. CƠ SỞ LÝ THUYẾT Phổ khối lượng (Mass Spectrometry) 4 1. ĐẶC ĐIỂM CỦA PHỔ MS D Ạ Y K È M Q U Y N H Ơ N O F F I C I A L
92. được: hóa hơi o ion hóa o phân mảnh 1.2. Nguyên tắc chung ABC + e ABC + ABC 2+ + 2e + 3e (xác suất cao)  Quá trình ion hóa  Quá trình phân mảnh . ABC A + AB+ + C . + + BC. . A + + B 5 Ion phân tử hay ion gốc D Ạ Y K È M Q U Y N H Ơ N O F F I C I A L
93. (điện tích) = Z Mỗi ion tạo thành có khối lượng m và điện tích z xác định. Tách các ion có Z khác nhau Xác định xác suất có mặt của các ion Vẽ đường biểu diễn mối quan hệ giữa xác suất có mặt và Z Phổ MS dưới dạng đồ thị vạch ƒ Vạch (pic) có cường độ cao nhất gọi là vạch (pic) cơ bản. ƒ Vạch (pic) còn lại có % từ 0% o 100% so với vạch (pic) cơ bản. 6 D Ạ Y K È M Q U Y N H Ơ N O F F I C I A L
94.
95. PHÂN HÓA ION THEO SỐ KHỐI BƠM HÚT 2. SƠ ĐỒ CẤU TẠO VÀ NGUYÊN LÝ HOẠT ĐỘNG CHUNG CỦA MÁY ĐO PHỔ XỬ LÝ SỐ LIỆU DETECTO R 8 D Ạ Y K È M Q U Y N H Ơ N O F F I C I A L
96. đuổi ion Tấm tăng tốc Bơm chân không Sợi dây tóc Bẫy ion 9 D Ạ Y K È M Q U Y N H Ơ N O F F I C I A L
97. THEO SỐ KHỐI Nam châm Tia ion 10 D Ạ Y K È M Q U Y N H Ơ N O F F I C I A L
98. ION Ion phân tử Ion đồng vị Ion mảnh 11 D Ạ Y K È M Q U Y N H Ơ N O F F I C I A L
99. M+ ƒ Thường ion có z = +1 o giá trị m/z cũng chính là KLPT ion đó ƒ Cường độ của vạch ion phân tử phụ thuộc vào độ bền của ION. Độ bền của các hợp chất giảm dần theo thứ tự. ƒ Qui tắc Nitơ o Nhận diện ion phân tử trên phổ đồ. Hợp chất thơm anken liên hợp vòng ankan mạch ngắn Z là số chẵn: không chứa hoặc chứa số chẵn nguyên tử Nitơ. Z là số lẻ: trong phân tử phải chứa số lẻ nguyên tử Nitơ. 3.1 Ion phân tử m (khối lượng) z (điện tích) = Z D Ạ Y K È M Q U Y N H Ơ N O F F I C I A L
100. hiện của các đồng vị sẽ làm xuất hiện các vạch có cường độ nhỏ tại vị trí (M++1) và (M++2). ¾Cường độ tương đối các vạch (M++1) và (M++2) so với vạch M+ thay đổi theo số lượng các nguyên tố đồng vị có trong thành phần phân tử: Ví dụ: Trên phổ của chất chưa biết, cường độ của vạch (M++1) bằng 4,5% so với vạch M+. Từ đó, số nguyên tử C trong hợp chất là: 4,5/1,1 = 4. 13 3.2 Ion đồng vị ƒChất HC chứa C, H, N, O, S, Si : xuất hiện vạch có cường độ tại vị trí M+ + 1 ƒChất HC chứa O, Cl, Br, S, Si : xuất hiện vạch có cường độ tại vị trí M+ + 2 % (M+1) = (1,1nC) + (0,016nH) + (0,36nN) + (0,04nO) + (0,78nS) + (5,07nSi) % (M+2) = (1,1nC)2/200 + (0,2nO) + (3,31nS) + (5,07nSi)2/200 D Ạ Y K È M Q U Y N H Ơ N O F F I C I A L
101. khác trong tự nhiên (Lượng hiện diện, %) Đồng vị thường gặp (Lượng hiện diện, %) Nguyên tố 13C 1,11% 12C 100% Carbon 2H 0,016 1H 100 Hiđro 15N 0,36 14N 100 Nitơ 18O 0,2 17O 0,04 16O 100 Oxi 34S 4,39 33S 0,78 32S 100 Lưu huỳnh 37Cl 32,4 35Cl 100 Clo 81Br 97,5 80Br 100 Brom CÁC ĐỒNG VỊ BỀN CỦA MỘT SỐ NGUYÊN TỐ THƯỜNG GẶP D Ạ Y K È M Q U Y N H Ơ N O F F I C I A L
102. cùng với sự phá vỡ phân tử. Mảnh ion càng bền thì cường độ vạch phổ càng cao. ¾ Khi ion phân tử hoặc ion mảnh bị phá vỡ, luôn hình thành 1 ion dương và 1 tiểu phân trung hòa. Ion dương có thể là ion – gốc (chứ 1 số lẻ electron hoặc ion với số chẵn electron. Tiểu phân trung hòa có thể là gốc tự do (chứa số lẻ electron) hoặc phân tử trung hòa (chứa số chẵn electron) ¾ Sự xuất hiện của nó giúp ta xây dựng cơ chế phân mảnh phù hợp với cấu trúc chất ban đầu. 15 3.3 Ion mảnh D Ạ Y K È M Q U Y N H Ơ N O F F I C I A L
103. PHÂN MẢNH Đó là sự phân hủy của các ion không bền thành các mảnh ion, các gốc hoặc các phân tử trung hòa. ABC A + AB+ + C . + + BC . A + + B  Nguyên tắc  Cơ chế a- Sự phân mảnh do phân cắt một liên kết đơn b- Sự phân mảnh do phân cắt hai liên kết đơn 16 . D Ạ Y K È M Q U Y N H Ơ N O F F I C I A L
104. mảnh do phân cắt một liên kết đơn (thành lập các carbocation bền) 1.Alkan Cation gốc → [CH3CH2CH3]  + CH3CH2 + + CH3 m/z 29 m/z 15 [CH3CH2CH3]  + CH3CH2  + +CH3 2.Alken Thường đứt nối β C C C + R + C R C C + 17 ƒ Xác suất phân mảnh phụ thuộc vào độ bền của mảnh ion và mảnh gốc. 1 cation + 1 gốc tự do D Ạ Y K È M Q U Y N H Ơ N O F F I C I A L
105. Benzen mang nhóm thế ankyl  Benzen mang nhóm thế khác ankyl 18 [C6H5CH2 – R]+. - R . C7H7 + - C2H2 C5H5 + m/z = 91 m/z = 65 C6H5CO+. OCH3 -CH3O . C6H5C≡O+ -CO C6H5 + C4H3 + - C2H2 m/z = 105 m/z = 77 m/z = 51 D Ạ Y K È M Q U Y N H Ơ N O F F I C I A L
106. chứa dị tố (halogen, OR, SR, NR2: R=H hay gốc alkyl) R X + ¾ Khi xảy ra phân cắt dị ly, liên kết α bị phá vỡ C X + C + Tuy nhiên, đôi khi cũng có sự phân cắt β ¾ Trong các hợp chất này, sự phân cắt đồng ly cũng có thể xảy ra ở lk β để tạo thành 1 cation chứa dị tố và 1 gốc tự do. CH OH R R ’  + + CH OH R ’ 19 D Ạ Y K È M Q U Y N H Ơ N O F F I C I A L
107. Sự phân mảnh do phân cắt hai liên kết đơn (cation gốc mới và một phân tử trung hòa) Thường cho mũi căn bản tại M-18 -e + CH2 CH2 CH2 CH2 +  + +  +  [R-CH2-CH2-OH]+ + H2O [R-CH=CH2]+ (phản ứng retro-Diels-Alder) +  20 D Ạ Y K È M Q U Y N H Ơ N O F F I C I A L
108. cacbonyl Đứt nối β, kèm theo sự chuyển vị của Hγ so với nhóm cacbonyl (chuyển vị McLafferty) CH=CH2 CH2 CH2 HO C CH3 + + C CH2 C O CH3 H CH2 + H 21 D Ạ Y K È M Q U Y N H Ơ N O F F I C I A L
109. CỦA MỘT SỐ HỢP CHẤT HỮU CƠ Khối phổ Hợp chất Pic M+ rõ (mạch càng dài thì cường độ M+càng yếu). Xuất hiện các pic m/z: 15, 29, 43, 57,… Alkan Pic M+mạnh. Thường mất đi CH2=CH2 (M-28) hoặc mất alkin. Xicloalkan Pic M+ mạnh. Pic cơ bản m/z: 91(+C7H7). Aren có nhánh alkyl từ 3C trở lên xảy ra sự chuyển vị Hγ cho vạch m/z 92. Ngoài ra còn có thêm pic m/z 77, 51. Aren Pic M+ rất yếu hoặc không xuất hiện. m/z 31 (CH2=OH), 45, 59, 73…(R-CH2=OH+), M-18, M-46. Alcol Pic M+ mạnh. M-28(mất CO), M-29(mất CHO) Phenol Pic M+ yếu nhưng vẫn quan sát được m/z 45, m/z 60, M-17(mất OH), M-45(mất COOH) Acid cacboxylic 22 D Ạ Y K È M Q U Y N H Ơ N O F F I C I A L
110.
111.
112.
113.
114.
115.
116.
117.
118.
119.
120. pháp phổ khối lượng đang là một phương pháp phân tích được ứng dụng khá rộng rãi trong Hóa học đặc biệt là hóa học hữu cơ ¾ Xác định công thức phân tử của hợp chất. ¾ Giúp xác định được Mchất nghiên cứu. ¾ Xác định cấu trúc hóa học của chất nghiên cứu thông qua các mảnh ion. 33 ƯU ĐIỂM D Ạ Y K È M Q U Y N H Ơ N O F F I C I A L
121. cứu một chất mới, lạ. Thông qua các phương pháp phổ khác ta đã biết được công thức, sau đó dùng MS để kiểm tra. ¾ Với những phân tử có mạch dài: O C O H3C− − − −(CH2)n OH 12 16 3 1' 4 5 18 23 24 25 26 27 28 29 30 13 m/z = 441 → dùng MS để xác định số n → CTPT 34 D Ạ Y K È M Q U Y N H Ơ N O F F I C I A L
122. phân tử đối xứng: những phổ khác chỉ xuất hiện 1 nửa → dùng MS kiểm tra. ¾ Ưu điểm nổi bật của phổ MS là dễ tự động hóa (khi kết hợp với sắc ký, tách riêng từng chất, ghi phổ MS rồi so sánh với phổ chuẩn trong ngân hàng dữ liệu sẽ xác định được cấu trúc của chất đã biết) do hình dạng phổ ít bị biến đổi qua các lần đo khác nhau. ¾ Xác định hàm lượng phần trăm các đồng vị. D Ạ Y K È M Q U Y N H Ơ N O F F I C I A L
123. thể áp dụng cho các hợp chất không bền nhiệt hoặc không bay hơi. ¾ Mẫu phân tích bị phân hủy. ¾ Có thể không phân biệt được một số đồng phân. HÓA KHÍ MẪU ION HÓA PHÂN HÓA ION THEO SỐ KHỐI XỬ LÝ SỐ LIỆU DETECTOR D Ạ Y K È M Q U Y N H Ơ N O F F I C I A L
124. 71 85 99 113 Phần 3. MỘT SỐ BÀI TẬP CTPT C10H22 37 Bài 1. Hợp chất A có phổ MS như hình. Xác định CTCT của A D Ạ Y K È M Q U Y N H Ơ N O F F I C I A L
125. 2. Hợp chất B có phổ MS như hình. Xác định CTCT của B D Ạ Y K È M Q U Y N H Ơ N O F F I C I A L
126. với mũi căn bản) m/z 59,0 27 15,0 28 54,0 29 23,0 39 60,0 41 12,0 42 79,0 43 100,0 mũi căn bản 44 73,0 M+ 72 3,3 M+ + 1 73 0,2 M+ + 2 74 Xác định CTPT của chất có bản phổ khối như sau ¾Tính lại cường độ tương đối của vạch ion đồng vị so với vạch ion phân tử: %(M++1)= 3,3 100= 73,0 4,5 %(M++2)= 0,2 100= 73,0 0,3 ¾Số nguyên tử C =4,5:1,1=4 Bài 3 : 39 Giải D Ạ Y K È M Q U Y N H Ơ N O F F I C I A L
127. lượng các nguyên tử còn lại: 72 – 4x12 = 24 ¾ Cường độ tương đối của vạch M+2 cho biết trong hợp chất có hoặc không có các nguyên tử 18O, 34S, 37Cl, 81Br. Nếu có cường độ các mũi này rất rõ và lần lượt là 0,2; 4,34; 32,4; 97,8%. Ở đây cường độ tương đối của vạch M+2 là 0.3 % nên hợp chất không chứa các nguyên tử 34S, 37Cl, 81Br. ¾ Dự đoán các trường hợp: • M+ là số chẵn → không chứa hoặc chứa số chẵn nguyên tử N. Giả sử chứa 2 nguyên tử N → M = 2x14 = 28 24 (loại) H O Nguyên tử loại 24 0 Số lượng nhận 8 1 • Vậy hợp chất chứa O và H. Biện luận: 40 D Ạ Y K È M Q U Y N H Ơ N O F F I C I A L
128. Cho biết CTPT của hợp chất sau biết Cường độ % (so với mũi căn bản) m/z 23,6 M+ 78 0,79 M+ + 1 79 7,55 M+ + 2 80 ¾ Tính lại cường độ tương đối của vạch ion đồng vị so với vạch ion phân tử: %(M++1)= 0,79 100= 23,6 3,347 %(M++2)= 7,55 100= 23,6 31,99 ¾ Số nguyên tử C = 3,347 : 1,1= 3 41 D Ạ Y K È M Q U Y N H Ơ N O F F I C I A L
129. các nguyên tử còn lại: 78 – 3x12 = 42 ¾ Cường độ tương đối của vạch M+2 cho biết trong hợp chất có hoặc không có các nguyên tử 18O, 34S, 37Cl, 81Br. Nếu có cường độ các mũi này rất rõ và lần lượt là 0,2; 4,34; 32,4; 97,8%. Ở đây cường độ tương đối của vạch M+2 là 31,99% nên hợp chất chứa Cl. Giả sử phân tử chứa 1 Cl → Khối lượng còn lại 42-35=7 (7H) ¾ Dự đoán các trường hợp: • M+ là số chẵn o không chứa hoặc chứa số chẵn nguyên tử N. Giả sử chứa 2 nguyên tử N o Khối lượng còn lại 42-2x14=14 (14H) o Loại → CTPT: C3H7Cl 42 D Ạ Y K È M Q U Y N H Ơ N O F F I C I A L
130.

Các phương pháp phổ trong hóa học trần văn sung năm 2024

Bài Viết Liên Quan

Quảng Cáo

Có thể bạn quan tâm

Toplist được quan tâm

Quảng cáo

Xem Nhiều

Quảng cáo

Chúng tôi

Điều khoản

Trợ giúp

Mạng xã hội