химический каталог




Органическая химия

Автор З.Гауптман, Ю.Грефе, Х.Ремане

им методам определения молекулярной массы (см. раздел 1.1.8).

Сведения о составе соединения можно почерпнуть из массовых чисел и интенсивности пика молекулярного иона и изотопных пиков. Эти изотопные соотношения зависят от изотопного состава соединения и связаны с природной распространенностью изотопов каждого из элементов, входящих в состав анализируемого вещества. На рис. 1.1.14 приведены изотопные соотношения для элементов углерода, брома, хлора и серы (интенсивность самого легкого изотопа принята за 100%).

Если в соединении Содержится «я» атомов элемента, состоящего из двух изотопов, то изотопные соотношения могут быть вычислены, исходя из соотношения (100 + а)я, где а — интенсивность пика более тяжелого изотопа.

Анализ изотопных соотношений позволяет в ряде случаев получить представление о брутто-формуле соединения. Важную информацию дает также и азотное правило (см. раздел 1.1.7.1).

/ДОf 80 о

В

3:е40

g 20 I

ii.i.iililll lb. Iij.Ii....—\— 80 loo

litМассовое число

Рис 1.1.15. Масс-спектр тиациклогексанона-3 (70 эВ).

Масс-спектрометрия высокого разрешения, определяющая массовое число молекулярного иона и/или фрагментных ионов с большой точностью (несколько цифр после запятой), позволяет получить брутто-формулу соединения.

Представление о структуре соединения получают, анализируя пути его фрагментации, т.е. изучая состав, интенсивность пиков и пути образования фрагментных ионов. В свою очередь фрагментация соединений определяется не наличием отдельной функциональной группы, а связана со всей структурой в целом. Поэтому данные масс-спектрометрнн не дают столь простой, как из ИК-спектроскопии, информации о наличии какой-либо определенной функциональной группы. Большую поТАБЛИЦА 1.1.5. Массовые числа фрагментов X, теряемых молекулярными ионами в первичных процессах распада: М+ —? (М — Х)+

_ ' Класс соединений, претерпевающих потерю

Массовое число Состав фрагмента фрагмента X

15 16 17 17 18 26

23 28 29 29 30 30 31 34 35 36 43 44 46 55 64 91

СНз NH2 ОН NH3

н2о

СН—СН СО

сн2=сн2

С2Н5

сно сн2о

NO

СН30

H2S

35С1 \

Н35С1 )

СНзСО

СНзСНО

N02

С3Н3О

so2 с7н7

Метильная группа Амины

Спирты, карболовые кислоты Амины

Спирты, альдегиды

Полициклические арены (а также непредель-.ные соединения)

О-содержащие гетероциклы, фенолы

Углеводороды

Этильные группы

Фенолы

Метиловые эфиры фенола, сложные эфиры Нитросоедннения (ароматические) Метиловые эфиры кислот Тиолы

Хлорсодержащие соединения

Соединения, содержащие ацетильную группу

Алифатические альдегиды

Нитросоедннения

Циклоалканоны

Сульфоны

Соединения, содержащие бензильную группировку

Качественный анализ

Количественный анализ Относительная цзормцла

Определение массового числа. Брутто-торчцло

12^?

Изучение биологического действияРис. 1.1.16. Программа планирования эксперимента при расшифровке структуры органических соединений.

(S. Hauptmann: Pure appi. Chem., 22, 76 (1970).

мощь в процессе воссоздания структурной формулы по ее масс-спектру оказывают ключевые осколки и типичные разности масс между пиками молекулярных ионов и пиками фрагментов. В табл. 1.1.4 приведены со-' став и массовые числа характеристических ионов, позволяющих определить принадлежность анализируемого соединения к определенному классу. Ценную информацию дают также фрагменты с большими массовыми числами. Здесь находятся, как правило, лишь пики фрагментов (М — Х)+\ образующихся в первичных процессах распада молекулярного иона. Разница между массовыми числами таких фрагментов и0

молекулярным ионом (табл. 1.1.5) также дает ключ к расшифровке структуры соединения.

Располагая данными, полученными из масс-спектров, можно приступить к построению возможной структурной формулы. Однако в любом случае необходимо быть уверенным, что полученная из масс-спектров информация надежна и непротиворечива. Часто для быстрого и успешного решения задачи расшифровки структуры достаточно сравнить полученные результаты с каталогом масс-спектров. В более сложных случаях для этого следует привлечь и другие методы определения.

Метод рассуждений, применяемый при определении структуры неизвестного соединения по его масс-спектру, можно проиллюстрировать следующим примером (рис. 1.1.15). Из ИК-спектров известно только, что соединение содержит кетогруппу. Массовое число молекулярного иона 116, т.е. молекулярная масса моноизотопного соединения равна 116. В масс-спектре наблюдаются также пики ионов с МЧ [пг/е) 117 и 118, интенсивность которых соответственно 6 и 4%. от интенсивности пика молекулярного иона. Соотношение этих интенсивностей говорит о том что в состав соединения входит один атом серы, соотношение пиков 116 и 117 позволяет предположить наличие пяти атомов углерода. Это дает основание предложить брутто-формулу CgHsOS. Представление о строении соединения дают характеристические пики ионов

с МЧ 42 (СЛб), 45 (CHS+), .46 (CH2S+) и 47 (CH3S+), а также характерные процессы распада с образованием ионов: (М—28)+ (потеря СО или С2Н4); (М—42)+ (потеря С3Н6); (М—43)+ (потеря С3Н7), а также иона (М—55)+ (потеря С3Н30).

Структурная формула составляется из данных брутто-формулы, характеристических пиков и первичных процессов распада. В соответствии с этими данными структура искомого соединения отвечает тиа-циклогексанону-3.

800 iт~ " I I2000 тоВолновое число, см

Рис. 1.1 18. ИК-спектр соединения С11Н12О2 (пленка).

ЮОг80

CfiH6П10?а со

to О з:

е

м82JL

О 40

~~ь?Массовое число

Рис. ГЛ.19. Масс-спектр соединения СеНю (70эВ).

Структуру вещества можно считать безусловно доказанной, если

различные описанные выше методы

исследования приводят к одинаковым выводам. Тем не менее химический синтез и сегодня еще часто

считается окончательным доказательством строения органических

соединений, в особенности природного характера. В том случае, если

анализируемое соединение является

продуктом химической реакции, то

следует осуществить его встречный

синтез независимым путем. Под последним подразумевается последовательность хорошо изученных реакций, неизбежно приводящая к соединению предполагаемой структу-

ры. Выводы разделов 1.1.5—1.1.9

обобщены на рис. 1.1.16 в виде программы планирование эксперимента для определения строения.

Упражнения

1.1.1. Постарайтесь твердо запомнить таблицу 1.1.1. Вырежьте себе карточки, на одной стороне которых напишите названия различных классов соединений, например кетоны, а на другой — соответствующие им структурные формулы, т. е. R2C = 0 Упражняйтесь в течение нескольких недель до тех пор, пока хорошо не запомните этот материал.

1.1.2. В каком процентном отношении находятся углерод, водород и иод в соединении иодэтан?

1.1.3. При сжигании 10,02 мг кислородсодержащего соединения образовалось 26,46 мг С02 и 10,82 мг воды. Рассчитайте простейшую формулу.

1.1.4. На основании спектра ПМР (рис. 1.1.17) соединения CiHgCb предложите его структурную формулу.

1.1.5. В спектре ПМР соединения

страница 15
< К СПИСКУ КНИГ > 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121 122 123 124 125 126 127 128 129 130 131 132 133 134 135 136 137 138 139 140 141 142 143 144 145 146 147 148 149 150 151 152 153 154 155 156 157 158 159 160 161 162 163 164 165 166 167 168 169 170 171 172 173 174 175 176 177 178 179 180 181 182 183 184 185 186 187 188 189 190 191 192 193 194 195 196 197 198 199 200 201 202 203 204 205 206 207 208 209 210 211 212 213 214 215 216 217 218 219 220 221 222 223 224 225 226 227 228 229 230 231 232 233 234 235 236 237

Скачать книгу "Органическая химия" (28.0Mb)


[каталог]  [статьи]  [доска объявлений]  [прайс-листы]  [форум]  [обратная связь]

 

 

Реклама

Рекомендуемые книги

Введение в химию окружающей среды.

Книга известных английских ученых раскрывает основные принципы химии окружающей среды и их действие в локальных и глобальных масштабах. Важный аспект книги заключается в раскрытии механизма действия природных геохимических процессов в разных масштабах времени и влияния на них человеческой деятельности. Показываются химический состав, происхождение и эволюция земной коры, океанов и атмосферы. Детально рассматриваются процессы выветривания и их влияние на химический состав осадочных образований, почв и поверхностных вод на континентах. Для студентов и преподавателей факультетов биологии, географии и химии университетов и преподавателей средних школ, а также для широкого круга читателей.

Химия и технология редких и рассеянных элементов.

Книга представляет собой учебное пособие по специальным курсам для студентов химико-технологических вузов. В первой части изложены основы химии и технологии лития, рубидия, цезия, бериллия, галлия, индия, таллия. Во второй части книги изложены основы химии и технологии скандия, натрия, лантана, лантаноидов, германия, титана, циркония, гафния. В третьей части книги изложены основы химии и технологии ванадия, ниобия, тантала, селена, теллура, молибдена, вольфрама, рения. Наибольшее внимание уделено свойствам соединений элементов, имеющих значение в технологии. В технологии каждого элемента описаны важнейшие области применения, характеристика рудного сырья и его обогащение, получение соединений из концентратов и отходов производства, современные методы разделения и очистки элементов. Пособие составлено по материалам, опубликованным из советской и зарубежной печати по 1972 год включительно.

 

 



Рейтинг@Mail.ru Rambler's Top100

Copyright © 2001-2012
(21.02.2017)