Serie 6 Masa

Técnicas Analíticas Instrumentales EM

Gerardo Caballero. 03/2010 58

Serie 6. Espectrometría de Masas

Problema 1.a) ¿Cómo ocurre la ionización molecular en estado gaseoso?b) ¿Cuáles son los principales modos de rupturas de enlaces de moléculasionizadas?c) ¿En que casos pueden ocurrir reordenamientos de átomos previos a laruptura de enlaces?

Problema 2.Represente esquemáticamente en un diagrama de bloques los componentes deun espectrómetro de masas.

Problema 3.a) ¿Qué información contiene un espectro de masas?.b) ¿Cómo se explican los picos de abundancia isotópica?c) Defina los siguientes conceptos: ión molecular, pico base.d) ¿Qué es un ión metaestable?

Problema 4.Describa el principio de funcionamiento de los siguientes métodos de ionizaciónindicando para que tipo de sustancias es más apropiado (arme una tablacomparativa)a) Ionización electrónica (EI)b) Ionización química (CI)c) Bombardeo con átomos rápidos (FAB)d) Ionización por desorción láser asistida por la matriz (MALDI)

Problema 5.Describa el principio de funcionamiento de los siguientes analizadores de masasindicando sus ventajas comparativas:a) Cuadrupolos (Q)b) Sector magnético y eléctrico (B/E o E/B)c) Tiempo de vuelo (TOF)d) Trampa de iones (IT)e) Resonancia iónica ciclotrónica con detección por Transformada de Fourier(FT-ICR)

Problema 6.a) ¿Qué tipo de analizadores permiten obtener espectros de alta resolución?b) ¿Cuál es la utilidad de este tipo de mediciones?



Interpretación de espectros. Alcanos

Problema 7.El ión molecular del espectro que se encuentra a continuación es m/z 58.a) ¿Qué grupo alquilo se pierde para formar el pico base a m/z 43?

b) De los compuestos que se listan a continuación ¿cuál le parece que explicaadecuadamente el espectro? Justifique claramente su respuesta.

i) 2-metilbutanoii) butanoiii) pentanoiv) ciclobutanov) 1-buteno

Problema 8.En Ionización Electrónica el conjunto de picos ubicados en la zona de valoresaltos de m/z contiene al ión molecular y sus picos isotópicos. Conteste lassiguientes preguntas teniendo en cuenta el espectro que se indica acontinuación.a) ¿Cuántos átomos de carbono tiene el ión m/z 72 si consideramos que suabundancia relativa es 8,4%, y su pico isotópico m/z 73 tiene un 0,5% deabundancia relativa?b) ¿Cuál de las siguientes sustancias corresponde al espectro presentado?

i) hexanoii) 1-pentenoiii) 2-metilpentanoiv) 2,2-dimetilpropanov) pentano



Problema 9.Elija el compuesto asociado al siguiente espectro entre las opcionespresentadas:

i) 2,2-dimetilpentanoii) 2-metilhexanoiii) Heptanoiv) 2,2-dimetilbutanov) octano

Problema 10.Elija el compuesto correspondiente al espectro entre las siguientes opciones:

i) octanoii) 2,2-dimetilpentanoiii) 2-metilhexanoiv) 3,3-dimetilbutano



v) heptano

Compuestos halogenados

Problema 11.La masa de los átomos se encuentra en la tabla periódica como un promedio desus isótopos naturales, que tiene en cuenta la abundancia natural de losmismos. Por ejemplo, el cloro tiene dos isótopos 35Cl y 37Cl pero su masaatómica aparece como 35,45.En un espectrómetro de masa los isótopos se separan observándose cada unode ellos con su abundancia natural ¿Qué picos observaría en la zona de masasaltas del espectro del cloroetano, entre las siguientes opciones?

i) 64ii) 65iii) 66iv) 64 y 65v) 64 y 66

Problema 12.De la lista presentada elija el compuesto que da origen al espectro indicado

i) clorometanoii) difluorometanoiii) diclorometano (cloruro de metileno)iv) cloruro de hidrógeno.v) cloroetano.



Problema 13.Elija el compuesto de la siguiente lista cuyo espectro se indica a continuación:

i) 2-bromo1-cloropropanoii) Tricloroflurometanoiii) 1-bromobutanoiv) 1-bromopropanov) 2-bromo-2-metilpropano

Problema 14.El espectro presentado corresponde a un compuesto de la lista. Elija elapropiado.

i) iodometanoii) 3-bromociclohexenoiii) iodoetanoiv) 2-bromo-1-cloropropano



Problema 15.De la lista indicada, elija el compuesto correspondiente al espectro.

i) clorometanoii) 2-cloro-1,3-butadienoiii) trifluoroetanoiv) diclorometanov) bromometano

Alcoholes

Problema 16.a) Identifique el ión molecular en el siguiente espectro



b) Indique que sustancia da lugar al espectro presentado.

Problema 17a) Para el espectro que se indica a continuación encuentre la serie de ionesalquílicos (CnH2n+1

+).b) En el mismo espectro encuentre los iones que se originan por pérdida deradicales alquilo.c) Determine la estructura más probable:

i) 2-metil-2-propanolii) 1-butanoliii) 2-butanoliv) 1-pentanolv) 2-metil-1-propanol



Problema 18Asigne la estructura del compuesto representado por el siguiente espectro:

i) 2-metil-2-propanolii) 1-butanoliii) 2-butanoliv) 1-pentanolv) 2-metil-1-propanol

Eteres

Problema 19a) Encuentre la serie de iones alquílicos en el siguiente espectro.b) Encuentre la pérdida de radicales alquilo en el mismo espectro.c) Elija el compuesto de la lista presentada a continuación:

i) isobutil metil éterii) 1.-etoxi-2-metilpropanoiii) di-n-propil éteriv) di-isopropil éter



Problema 20Para los espectros que se indican a continuación asignar la estructura correctade la siguiente lista:

i) tetrahidrofuranoii) 2-metoxi propanoiii) Metil n-propiléteriv) Etil éterv) 1-metoxi butano

a)



b)

Aminas

Problema 21Los compuestos que contienen C, H y O en su estructura tienen pesosmoleculares que son números pares. Sin embargo, si un número impar denitrógenos se agrega a su estructura el peso molecular será un número impar.Verifique esta afirmación calculando el peso molecular de la etilamina(CH3CH2NH2)

Problema 22Elija el compuesto correspondiente a cada uno de los espectros presentados dela siguiente lista:

i) 1-hexilaminaii) N-metil 1-butilaminaiii) 2-metil-2-butilaminaiv) 1-pentilaminav) 1-butilamina



a)

b)

Problema 23De la siguiente lista elija el compuesto correspondiente al espectro

i) N-metil 1-propilaminaii) dietilaminaiii) 2-metil-2-propilaminaiv) 1-propilaminav) 1-butilamina



Aldehídos

Problema 24Para los espectros que se indican a continuación señale los candidatos másprobables de la siguiente lista:

i) 2-propenalii) 2-metil propanaliii) pentanaliv) 2-oxo-propanalv) butanal



Problema 25Elija el compuesto que más probablemente corresponda el espectro indicado:

i) hexanalii) 2-metil-butanaliii) pentanaliv) 2-metil propanalv) 2,2-dimetil propanal

Cetonas

Problema 26Determine la estructura del compuesto cuyo espectro se presenta acontinuación, entre los siguientes candidatos:

i) 4-heptanona



ii) 3-metil-2-butanonaiii) 3-pentanonaiv) 2-butanonav) 2-pentanona

Problema 27Elija de la siguiente lista el compuesto representado por el espectro indicado:

i) 2-heptanonaii) 4-heptanonaiii) 3-pentanonaiv) 4-metil-2-heptanonav) 2,4-dimetil-3-pentanona



Problema 28Elija de la siguiente lista el compuesto representado por el espectro indicado:

i) 3-hexanonaii) 3,3-dimetil-2-butanonaiii) 2-hexanonaiv) 3-metil-2-pentanonav) 2-metil-3-pentanona

Acidos carboxílicos

Problema 29Para el espectro que se describe a continuación elija la estructura correcta de lasiguiente lista:

i) ácido propanoicoii) ácido 2-metil-propanoicoiii) ácido butanoicoiv) ácido pentanoico



Problema 30Elija el compuesto representado por el siguiente espectro:

i) ácido benzoicoii) ácido 2-etil-butanoicoiii) ácido 3,3-dimetil-butanoicoiv) ácido 2,2-dimetil-butanoicov) ácido n-hexanoico

Problema 31De la siguiente lista elija el compuesto correspondiente al espectro:

i) ácido heptanoicoii) ácido benzoicoiii) ácido 4-metil benzoicoiv) 2-hidroxi benzaldehído



Problema 32Elija el compuesto representado por el siguiente espectro:

i) ácido heptanoicoii) ácido 2-metil hexanoicoiii) ácido octanoicoiv) ácido 2,2-dimetil pentanoico

Esteres


i) formiato de etiloii) acetato de metiloiii) acetato de etiloiv) formiato de propilo




i) butanoato de etiloii) acetato de butiloiii) pentanoato de metiloiv) 2-metil butanoato de metilo

Problema 35Encuentre la estructura más probable a partir de los candidatos de la siguientelista:

i) acetato de isopropiloii) formiato de butiloiii) acetato de etiloiv) propionato de etilo



v) butanoato de etilo


i) 4-metil benzoato de metiloii) 2-metil benzoato de metiloiii) Benzoato de etiloiv) 4-etoxi benzaldehído



Amidas


i) N-metil acetamidaii) Propanamidaiii) N,N-dimetil formamida


i) Hexanamidaii) N,N-dietilacetamidaiii) N-metilpetanamidaiv) N-butilacetamida



Problemas integradores.

Problema 39.Determine la estructura de un compuesto desconocido del cual se registraronlos espectros de RMN 1H y 13C, de masa e infrarrojo que se presentan acontinuación.



Problema 40Determine la estructura de un compuesto de fórmula molecular C9H10O3 delcual se registraron los espectros que se muestran a continuación (RMN 1H a500 MHz)





Problema 41.Se desea determinar la estructura de un compuesto líquido de fórmula C7H12O3

para lo cual se cuenta con los espectros de masas, RMN 1H y de 13C e IR que sepresentan a continuación.a) Proponga una estructura para esta sustancia justificando claramente lainformación que extrae de cada técnica espectroscópica.b) En el espectro de masas justifique los fragmentos de m/z 129, 99 y 43.c) Indique la frecuencia operativa del equipo que permitió registrar el espectrode RMN 1H





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