15.2 : مطيافية الكتلة: تجزئة الألكان المتفرعة

يتناول هذا الدرس مطيافية الكتلة لتجزئة الألكان المتفرعة. تمتلك الألكانات المتفرعة ذرات كربون ثانوية أو ثالثية، والتي تولد كاتيونات كربونية مستقرة نسبيًا إذا حدث الانقسام عند نقطة التفرع. يعمل الاستقرار العالي للكاتيونات الكربونية على دفع التجزئة الفورية للألكانات المتفرعة. وفقًا لذلك، تكون ذروة الأيون الجزيئي للألكان المتفرع ضعيفة جدًا أو غير مرئية في أطياف الكتلة، وخاصةً عند مقارنتها بالألكان الخطي.

الشكل 1. مسار التجزئة للأيون الجزيئي 2-ميثيل بوتان (أعلى) ونيوبنتان (وسط) وn-بنتان (أسفل).

يوضح الشكل 1 مسار التجزئة الأكثر جدوى الذي لوحظ في الأيونات الجزيئية 2-ميثيل بوتان ونيوبنتان وان-بنتان. تفتت 2-ميثيل بوتان ونيوبنتان لإنتاج كربونات كاتيونات ثانوية وثالثية على التوالي. إن استقرار هذه الكربونات كاتيونات يحرك تفاعل التفتت، على الرغم من أن الجذر الميثيل الناتج عن التفاعل غير مستقر نسبيًا. وعلى النقيض من ذلك، فإن انقسام ان-بنتان المؤدي إلى الجذر الميثيل صعب لأن استقرار الكربونات كاتيون أولي منخفض.

الشكل 2. تفتت 2،2-ثنائي ميثيل بنتان.

كما هو موضح في الشكل 2، فإن تفتت 2،2-ثنائي ميثيل بنتان ينطوي على فقدان إما الجذر الميثيل أو الجذر البروبيل، مما يؤدي إلى كربونات كاتيون ثالثي. هنا، يحدد استقرار الجذر الناتج عن التفاعل الرابطة الانشطارية. لذا، فإن الانشطار الذي ينتج الجذر البروبيلي مفضل، وتصبح الإشارة من كربونات كاتيون 2-ميثيل بروبيل هي الذروة الأساسية.