1. Mass Spectrometry นางสาวรุจาภัค สุทธิวิเศษศักดิ์ เลขที่ 10 นายวรวิทย์ วรพิพัฒน์ เลขที่ 21 ม . 6/3

3. ประวัติเบื้องต้น - ในการหาหมู่ฟังก์ชันก็ใช้การตรวจวัดเชิงคุณภาพ เช่น Benedict’s test เพื่อตรวจสอบว่าสารนั้นมีหมู่ฟังก์ชัน Aldehyde อยู่หรือไม่ - การตรวจสอบสารประเภท Alkene ก็ใช้ปฏิกิริยา Halogenation ( นำไปฟอกสีโบรมีนในที่มืดเป็นต้น ) - การตรวจสอบสารประเภท Alkyne ก็ใช้ปฏิกิริยา Ozonolysis เพื่อแตกโมเลกุลของ Alkyne ลงเป็นส่วนย่อยๆแล้วนำไปวิเคราะห์

8. หลักการของ Mass Spectrometry 1. เปลี่ยนโมเลกุลของสารที่เราต้องการทดสอบให้เป็น gas แล้วทำให้โมเลกุลมีประจุเป็นบวกโดยการยิงด้วยอิเล็คตรอนที่มีพลังงาน 70 eV (1 eV คือหน่วยของพลังงานมีค่าเท่ากับการเร่ง e- ผ่านความต่างศักย์ 1 โวลต์ ) ซึ่งจากหลักความน่าจะเป็นจะได้ประจุส่วนมากเป็น +1

9. หลักการของ Mass Spectrometry 2. นำไอออนของสารที่ได้ไปเร่งด้วยความต่างศักย์ดังสมการ 0.5mv 2 =eV+0.5mu 2 3. นำไอออนของสารไปผ่าน Velocity Selector ซึ่งเป็นบริเวณที่สนามแม่เหล็กกับสนามไฟฟ้าตั้งฉากกัน โดยไอออนที่ผ่าน Velocity Selector จะมีความเร็วที่มีขนาดและทิศทางตามที่เราต้องการ v=E/B เมื่อสนามเมื่อสนามแม่เหล็กและสนามไฟฟ้ามีขนาด B และ E ตามลำดับ

10. หลักการของ Mass Spectrometry 4. จากนั้นก็นำไปผ่านบริเวณที่มีสนามแม่เหล็ก ซึ่งจะทำให้ไอออนของสารเบนไปเป็นรัศมี R=mv/(qB 0 ) 5. วัดปริมาณของไอออนที่รัศมี R ต่างๆกันและวาดกราฟระหว่าง ปริมาณที่พบกับค่า M/Z

11. หลักการของ Mass Spectrometry ตัวอย่างกราฟที่ได้

12. หลักการของ Mass Spectrometry จากกราฟมีส่วนประกอบสำคัญดังนี้ -Base Peak คือเส้นที่มีความถี่สูงสุด -Parent Peak คือเส้นที่มีค่า M/Z เท่ากับมวลโมเลกุลของสารพอดี ซึ่งถ้าเราหาเส้นนี้ได้ก็หมายถึงเราได้มวลโมเลกุลของสารที่เราต้องการแล้ว แต่ Parent Peak กับ Base Peak อาจไม่อยู่ตำแหน่งเดียวกันก็ได้ หรือ เราอาจไม่เห็น Parent Peak เลยก็เป็นได้ - เส้นต่างๆในกราฟเป็นปริมาณไอออนเทียบกับเทียบกับปริมาณไอออนของเส้นมากสุด - เรามักใช้ M แทนมวลโมเลกุลของสาร

13. หลักการของ Mass Spectrometry จากกราฟและทฤษฎีด้านบนพบความผิดปกติอะไรบ้าง ?

14. หลักการของ Mass Spectrometry 1. M+1 กับ M+2 เกิดจากการที่ธาตุหนึ่งๆมีหลาย Isotope ดังนั้นจึงทำให้มวลโมเลกุลของสารมีหลายๆค่าจึงทำให้ในกราฟมีทั้ง M,M+1,M+2 … สิ่งที่ควรรู้ไว้คือ ธาตุ H C N O S Cl Br ธาตุเหล่านี้พบได้หลาย Isotope แต่ F P I มักพบได้ Isotope เดียว ดังนั้นห้ามนำมวลโมเลกุลตามตารางธาตุทั่วไปมาคำนวณโดยเด็ดขาด ( เพราะอะไร )

15. หลักการของ Mass Spectrometry 2. มี Peak อื่นๆ ที่มีค่า M/Z น้อยกว่ามวลโมเลกุลของสาร ที่เป็นเช่นนี้เพราะในขั้นตอนแรกของ นั้นใช้ e- พลังงานสูงถึง 70 eV ทำให้ไม่เพียงแต่ e- เท่านั้นที่หลุดออกมา แต่มันสามารถทำให้โมเลกุลแตกออกได้ ตามสมการ เรียกว่า Fragmentation

16. หลักการของ Mass Spectrometry ซึ่งจะพบว่าจะได้สารที่เป็นประจุบวกหรือเป็นกลางซึ่งจากหลักการทำงานของจะได้ว่า สารที่มีประจุบวกเท่านั้นที่สามารถนำไปทดสอบได้ ดังนั้นส่วนของโมเลกุลที่แตกออกแล้วมีประจุบวกนั้นจะถูกตรวจจับโดย Mass Spectrometer ได้เช่นกัน ซึ่งจากกราฟด้านบนพบว่ามี Peak ที่อยู่ข้างๆ Parent Peak ซึ่งสูงกว่า Parent Peak เสียอีกซึ่งความสูงของ Peak นั้นขึ้นอยู่กับความเสถียรของไอออนนั้นๆเป็นหลักซึ่งบางทีอาจสูงกว่าไอออนของโมเลกุลนั้นๆเสียอีกถ้าโมเลกุลที่นำมาทดสอบมีความเสถียรต่ำ แต่เท่านี้ยังไม่พอ fragment ที่ปรากฏในกราฟอาจจะเกิดจากการที่ fragment อื่นๆมารวมตัวกันก็ได้ ข้อดีของการมี fragment มากๆคือ เราอาจสามารถนำกราฟที่ได้จาก Mass Spectrometer มาเป็น Fingerprint ของสารนั้นๆได้ สารประเภทต่างๆมีรูปแบบการแตกตัวต่างๆกัน

17. Fragmentation Pattern สิ่งที่ควรรู้

23. Fragmentation Pattern 2.Branched-Alkane เช่น 2,2-dimethyl pentane 3. รูปแบบการแตกต่อๆไปจะเป็น 14 หรือ เป็นจำนวนเท่าของ 14 ก็ได้ ทั้งนี้เนื่องจาก Tertiary Carbocation เสถียรกว่า Secondary Carbocation เช่น 86->57 57->43->29->15 4. เส้นที่อยู่ข้างเคียงเส้นที่สูงเกิดจากการแตกนั้นบางครั้งไฮโดรเจนได้ถูกทำให้หลุดออกไปด้วย

24. Fragmentation Pattern 5. ยิ่งมีกิ่งก้านสาขามากการจะพบ Parent Peak นั้นยากมากเพราะ โอกาสที่จะแตกเป็น Tertiary Carbocation และ Secondary Carbocation จะสูงขึ้นมาก 6. ที่ m/z=57 และ m/z=43 ควรมีโครงสร้างเป็นอย่างไรทำไมจึงพบได้มาก 2.Branched-Alkane เช่น 2,2-dimethyl pentane

25. มีคำถามมั๊ยกั๊บบ ?? ขอบคุน ค่าาาาาา