15.2 : Kütle Spektrometrisi: Dallanmış Alkan Parçalanması

Bu ders, dallanmış alkan parçalanmasının kütle spektrometrisini ele alır. Dallanmış alkanlar, dallanma noktasında parçalanma meydana gelirse nispeten kararlı karbokatyonlar üreten sekonder veya tersiyer karbon atomlarına sahiptir. Karbokatyonların yüksek stabilitesi, dallanmış alkanların anında parçalanmasını sağlar. Buna bağlı olarak, dallanmış alkanların moleküler iyon piki, özellikle doğrusal bir alkanla karşılaştırıldığında, kütle spektrumlarında çok zayıf görünür ya da görünmez.

Şekil 1. 2-metil bütan (üst), neopentan (orta) ve n-pentan (alt) moleküler iyonunun parçalanma yolağı.

Şekil 1, 2-metil bütan, neopentan ve n-pentan moleküler iyonlarında gözlemlenen en olası parçalanma yolunu göstermektedir. 2-metil butan ve neopenan sırasıyla sekonder ve tersiyer karbokatyonlar oluşturacak şekilde parçalanır. Bu karbokatyonların stabilitesi, birlikte üretilen metil radikalinin göreceli olarak kararsız olmasına rağmen, parçalanma reaksiyonunu tetikler. Buna karşın, n-pentan’ın metil radikali oluşturan parçalanması zordur çünkü primer karbokatyonun stabilitesi düşüktür.

Şekil 2. 2,2-dimetil pentanın parçalanması.

Şekil 2'de gösterildiği gibi, 2,2-dimetil pentanın parçalanması, metil veya propil radikalinin kaybını içerir ve bu, tersiter bir karbokatyonla sonuçlanır. Burada, açığa çıkan radikalin stabilitesi, parçalanma bağını belirler. Bu nedenle, propil radikali üreten yıkılma tercih edilir ve 2-metil propil karbokatyonunun sinyali, temel pik (base peak) olur.