質量分析法

質量分析法の原理

質量‒電荷比 (m/z)

質量スペクトル

フラグメンテーション

同位体パターン

1

+N

S

+22Ne

20Ne

円運動（半径　　）mvqB

質量分析の原理

2

CH3CHCH3

m�����z����m/z

OH

43143

94194

2+

3562178

M�����

M + e–

EI法（electron ionization, 電子イオン化）

有機化合物の質量分析

3

M(M – 15)

57 72

(M – 29)43

27 29

CH3CH2CH2CH2CH3

ペンタンの質量スペクトル

分子イオン

分子イオン以外にも m/z の小さいピーク → 何？

4

M86

(M – 15)71

(M – 29)57

43

29

(M – 43)

CH3CH2CH2CH2CH2CH3ヘキサンの質量スペクトル

分子イオン

m/z の小さいピーク → ペンタンと同じ m/z のものがある

5

フラグメンテーション

CH3CH2CH2CH2CH3

m/z = 72

CH3CH2CH2CH2+ + •CH3

m/z = 57

CH3CH2CH2+ + •CH2CH3

m/z = 43

CH3CH2+ + •CH2CH2CH3

m/z = 29

CH3+ + •CH2CH2CH2CH3

m/z = 15 ����

6

27

29

(M – 29)43

(M – 15)57

M72

CHCH2CH3H3C

H3C

2-メチルペンタンの質量スペクトル強い！

7

O

86M

O

7158

OH

CH3CH2CH2+43

(McLafferty)

86M

O 57 O

29CH3CH2+

8

78 80

CH3C

H3C

H

Cl

質量スペクトルの同位体パターン

CH3CH

35Cl

CH3CH

37Cl

63 65

43CH3C

H3CH

CH3C

H3C

H

35ClC

H3C

H3C

H

37Cl

9

赤外分光法

分子の振動とは何か

官能基に特徴的な吸収帯

10

並進 回転 振動

並進 回転 振動

赤外分光法：分子の振動を調べる

11

並進＋回転＋振動 回転＋振動

振動

12

対称伸縮 逆対称伸縮 変角3657 cm–1 3756 cm–1 1595 cm–1

「固有振動数」は結合の強さに依存する

水分子の振動

13

O–H 3650~3200（アルコール）（カルボン酸） 3300~2500

波数 (cm–1)官能基

O–H

強度強、幅広い

強、非常に幅広い

C–H （sp3 炭素） 2960~2850 中C–H （sp2 炭素） 3100~3020C–H （sp 炭素） ~3300

中強

C–H （アルデヒド） ~2820, ~2720 中

C=O 1780~1700C=O （C=Cと共役） 1710~1650

強強

C–O 1250~1050 強

C=C 1680~1600 中～弱

C≡C 2260~2100 中～弱

C–N （アミン） 1250~1020 中～弱C–N （アミド） ~1400 中

C=N 1650~1550 中

C≡N 2260~2240 中

C=C （芳香環） ~1600, 1500~1400 中

14

官能基領域と指紋領域

2941

100

4000 3000 2000 1500 1000 5000

50

Tran

smitt

ance

(%)

2864 1716

O

4000 3000 2000 1500 1000 5000

50

100

Tran

smitt

ance

(%)

29662884

1747

O

官能基領域 指紋領域

15

シクロヘキサノンの赤外吸収スペクトル

IR (liquid film): 2941 (s), 2864 (s), 1716 (s), 1450 (s), 1429 (m), 1347 (m), 1311 (s), 1222 (s), 1119 (s), 1062 (w), 1018 (w), 909 (m), 864 (m), 760 (m),652 (w), 490 (m) cm‒1.

論文形式の記述 (s: strong, m: medium, w: weak)

2941

100

4000 3000 2000 1500 1000 5000

50

Tran

smitt

ance

(%)

2864 1716

O

16

3000 2000 1500 1000 5004000

100

50

0

wavenumber (cm–1)

OH

33312932 10681452

シクロヘキサノールの赤外吸収スペクトル

17

3000 2000 1500 1000 5004000

100

50

0

wavenumber (cm–1)

3040

1680

O

シクロヘキセノンの赤外吸収スペクトル

18

CO

H3C OCH2CH3

C‒H伸縮

C=O伸縮 O‒C‒O伸縮

19

CH3NO2

C‒H伸縮

NO2逆対称伸縮 NO2対称伸縮

20