第 30 回 有機化合物の構造決定 (2) NMR NMR NMR 質量分析法 赤外分光法 NMR 1. 質量分析法の原理 1913 Thomson (Proc. R. Soc. Lond. A 1913, 89, 1 26) Thomson Thomson 20 Ne 22 Ne Thomson mv/qb m q v B m/q Thomson 1
EI 法 ( electron ionization, 電子イオン化 ) 分子量 / 電荷の数 m/z EI 2. 質量スペクトルにおけるフラグメンテーション 72 m/z = 72 分子イオン molecular ion 2
SDBSWeb : http://sdbs.db.aist.go.jp/ m/z m/z C C 3
C C m/z = 15 フラグメンテーション fragmentation 2- m/z = 57 2- m/z = 57 4
H 3 C CHCH 2 CH 3 H 3 C CH 3 CHCH 2 CH 3 + CH 3 m/z = 57 McLafferty 3. 質量スペクトルの同位体パターン 2-2- 78.5 m/z = 78 m/z = 80 3:1 35 Cl 37 Cl 3:1 2-100 75 35 Cl 78 25 37 Cl 80 79 Br: 81 Br = 51:49 32 S: 34 S = 95:4 5
12 C 98.9% 13 C 1.1% M+1 (73) 13 C 1 H 2 H 2 H 0.01% 2 H 13 C 4. 赤外分光法 分子の振動 6
基準振動 固有振動数 O H O H 7
Hz s 1 波数 cm 1 reciprocal centimeter カイザー (kayser) reciprocal centimeter cm 1 cm 1 wavenumber IUPAC 8
5. 赤外吸収スペクトルの解釈 2940 cm 1 C H 1717 cm 1 C=O C=O 伸縮のピークは特に強く 化合物の構造決定に有用である 3331 cm 1 9
O H O H 伸縮のピークは幅広いことが顕著な特徴である 1068 cm 1 C O 1600 1700 cm 1 C=O 1452 cm 1 H C O C O H 1400 600 cm 1 指紋領域 fingerprint region 2- C=O 1680 cm 1 C=O C H (3040 cm 1 ) sp 2 C H 10
(a) 100 transmittance (%) 50 2984 1373 1048 1742 1240 0 4000 3000 2000 1500 1000 500 wavenumber (cm 1 ) (b) 2-100 transmittance (%) 50 2980 1524 1347 0 4000 3000 2000 1500 1000 500 wavenumber (cm 1 ) C=O O C O (a) C H (a) (b) 11
6. まとめ 質量分析法 m/z 質量スペクトル EI 法 ( 電子イオン化 ) フラグメンテーション 同位体に起因するピーク 赤外分光法 cm 1 赤外吸収スペクトル C=O の強いピーク 1780 1650 cm 1 O H の幅広いピーク 3650 3200 cm 1 C H 伸縮のピーク 3300 2700 cm 1 sp sp 2 sp 3 C=C と共役した C=O 基 C=O 少し低い波数 指紋領域 (1400 600 cm 1 ) 12