15.2 : Spettrometria di massa: Frammentazione di Alcani Ramificati

Questa lezione approfondisce la spettrometria di massa della frammentazione di alcani ramificati. Gli alcani ramificati possiedono atomi di carbonio secondari o terziari, che generano carbocationi relativamente stabili se la scissione avviene nel punto di ramificazione. L'elevata stabilità dei carbocationi determina la frammentazione istantanea degli alcani ramificati. Di conseguenza, il picco dello ione molecolare dell'alcano ramificato è molto debole o invisibile negli spettri di massa, soprattutto rispetto a un alcano lineare.

Figura 1. Percorso di frammentazione dello ione molecolare 2-metilbutano (in alto), neopentano (al centro) e n-pentano (in basso).

La Figura 1 mostra il percorso di frammentazione più probabile osservato negli ioni molecolari 2-metilbutano, neopentano e n-pentano. 2-metilbutano e neopentano si frammentano per produrre rispettivamente carbocationi secondari e terziari. La stabilità di questi carbocationi guida la reazione di frammentazione, anche se il radicale metile coprodotto è relativamente instabile. Al contrario, la scissione dell'n-pentano che porta al radicale metile è difficile poiché la stabilità di un carbocatione primario è bassa.

Figura 2. Frammentazione del 2,2-metilpentano.

Come mostrato in Figura 2, la frammentazione del 2,2-metilpentano comporta la perdita del radicale metile o propile, con conseguente carbocatione terziario. Qui, la stabilità del radicale coprodotto determina il legame di scissione. Quindi, la scissione che produce un radicale propile è preferita e il segnale dal carbocatione 2-metilpropile diventa il picco di base.