Масс-спектроскопия как физико-химический метод исследования и установления структуры органических соединений получила широкое распространение только в последние десятилетия, хотя ее принципиальные основы были разработаны еще в начале нашего века.
Долгое время этот метод использовался только в физических, физико-химических и радиохимических исследованиях, где наиболее простые органические соединения фигурировали в качестве моделей. В послевоенные годы масс-спектрометрию стали широко применять для группового анализа нефтяных фракций, что в свою очередь потребовало определения масс-спектральных характеристик индивидуальных соединений.
Все эти работы послужили фундаментом для бурного развития так называемой структурной масс-спектрометрии органических соединений, начавшегося в середине пятидесятых годов. Одновременно начались интенсивные конструкторские разработки новых масс-спектрометров, приведшие к появлению серии достаточно компактных, многоцелевых, высокочувствительных и простых в обращении приборов.
В настоящее время масс-спектрометрия наряду с другими спектральными методами (ИК-, УФ- и ПМР-спектро-скопией) является неотъемлемой частью любого научного исследования в органической химии. Основы органической масс-спектрометрии входят в учебные программы многих университетов и вузов как в нашей стране, так и за рубежом. Настоящая книга представляет собой учебное пособие, основой которого послужил курс лекций по органической масс-спектрометрии, читаемых автором более 10 лет на химическом факультете Московского университета.
Цель пособия — дать основные представления об областях применения и возможностях органической масс-спектрометрии. Теоретические аспекты, а также техника эксперимента и конструкция приборов рассмотрены здесь лишь настолько, насколько это необходимо для правильного понимания сути дела.
Для приобретения практических навыков в расшифровке масс-спектров в специальном разделе дается серия задач различной степени трудности, для решения которых в ряде случаев требуется также понимание и других спектральных методов (ИК, УФ и ПМР). В последнем разделе пособия приводится подробный разбор этих задач. В приложении даны таблицы, помогающие в расшифровке масс-спектров.
Приведенный в книге список литературы не претендует на полноту, в нем перечислены наиболее крупные монографии по соответствующим вопросам.
Автор будет благодарен за любые замечания по материалу настоящего пособия, направленные на его улучшение.
Считаю СБОЯМ приятным долгом ?&?p?3ffT& ^галадэ/шостъ проф. А. Н. Косту — инициатору развития органической шсс-слеклрометрш на химическом факультете Московского университета, в значительной мере аюс^&с-ттл^^тиелзу написанию настоящего пособия.
Автор
СОДЕРЖАНИЕ
Предисловие ................. 3
Глава 1. Принцип работы и основные характеристики
масс-спектрометра .......... 5
1.1. Принцип работы масс-спектрометра ... 5
1.2. Система ввода вещества ....... 9
1.3. Ионный источник ........ 14
1.4. Масс-анализатор ......... 18
1.5. Система регистрации ........ 25
Глава 2. Образование масс-спектра и характеристика ос-
новных ионов ........... 26
2.1. Сущность процесса образования масс-спект-
ра .............. 26
. 2,2. Молекулярный ион ........ 27
2.3. Моноизотопные ионы ........ 29
2.4. Осколочные ионы ......... 35
2.5. Перегруппировочные ионы ...... 36
2.6. Мпогозарядные и метастабильные ионы. 38
Глава 3. Специфические направления диссоциативной ионизации основных групп органических соедине-
ний ............... 43
3.1. Общие вопросы ......... 43
3.2. Углеводороды .......... 44
3.2.1. Предельные углеводороды ... 44
3.2.2. Непредельные углеводороды . . 47
3.2.3. Алициклические углеводороды . . 50
3.2.4. Алициклические непредельные углеводороды ......... 53
3.2.5. Ароматические углеводороды . . 54
3.3. Функциональные производные алифати-
ческих и алициклических соединений. . 60
3.3.1. Алифатические соединения R — X. 60
3.3.2. Алифатические соединения типа R-X-R' ......... 69
3.3.3. Насыщенные гетероциклические соединения ........ 75
3.3.4. Алициклические соединения цикло-
R— X и цикло-R— XR' ..... 77
3.3.5. Алифатические соединения типа Я-СО-Х ........ 82
3.3.6. Алифатические соединения с поляр-
ными группами C=N и C=N.
93
3.3.7. Насыщенные циклические и гетероциклические карбонилсо держащие соединения ........ 97
3.3.8. Алифатические соединения с полярными группами Х=О .... 102
3.4. Функциональные производные ароматиче-
ских соединений ........105
3.4.1. Ароматические соединения Аг —X. 105
3.4.2. Ароматические соединения Аг —
—X—A!k..........107
3.4.3. Ароматические соединения Аг—
—X—Аг' .........111
\ " 3.4.4. Ароматические соединения Аг—
-СО —X.........112
3.4.5. Ароматические соединения с полярными группами С=Х и Х=О. . П7
3.5. Гетероциклические соединения .... 122 : 3.5.1. Пятичленные гетероциклические
соединения ........122
3.5.2. Шести ч ленные гетероциклические
соединения ........128
3.6. Стереохимические аспекты масс-спектро-
метрии ............131
- - 3.7. Соединения природного характера. . . 137
3.7.1. Углеводы.........137
3.7.2. Аминокислоты и полипептиды. . 147 3.8. Элементорганические соединения . . . 152
Глава 4. Обработка масс-спектра и его анализ. . . . 157
4.1. Обработка масс-спектра ...... 157
4.2. Первичный анализ масс-спектра. Построе-
ние схемы фрагментации...... 161
4.2.1. Анализ области масс молекулярного иона......... 161
4.2.2. Анализ области масс фрагментных ионов .......... 162
4.2.3. Использование масс-спектров высокого разрешения ....... 164
4.2.4. Способы доказательства схемы фрагментации ....... 165
4.3. Способы введения изотопной метки. . . 168
4.4. Способы защиты лабильных групп. . . 171
4.5. Хромато-масс- спектральный анализ. . . 174
Задачи................... 176
Ответы , . . , ,.............. 192
Список основной литературы........... 202
Приложения................ 204
Цена: 75руб.
