99
C
H
C
C
H
C
Ç
É
Õ
Ð
Ç
É
Õ
Ð
+
+
+
6.2. Kükürd-azot- və halogen üzvi birləşmələr
Molekulda kükürdün olmasını və miqdarını çox halda M+2
pikinin intensivliyi ilə müəyyənləşdirmək olar. Kükürdün 2
izotopu
32
S(95%) və
34
S(4, 2) olduğundan bir kükürd atomu
saxlayan birləşmələrdə gözləmək olar ki, M+2 pikinin intensivliyi
molekulyar ionun pikinin intensivliyinin 4%-ni təşkil edəcək.
Şəkil 31-də benztiazolun spektri verilmişdir. Buradan göründüyü
kimi M+2 pikinin intensivliyi molekulyar ion pikinin
intensivliyinin 4%-ni təşkil edir və bu da molekulda, ancaq bir
kükürd atomunun olmasına dəlalət edir. (Yaddan çıxarmamaq
lazımdır ki, M+2 pikinə başqa izotopun təsiri olmamalıdır).
100
Şəkil 31. Benztiazolun kütlə spektri.
M+1 pikinin intensivliyi molekulyar ion pikinin intensivliyinin
8%-ni təşkil edir və bilərək ki,
13
C təbii səpilməsi 1,11% benz-
tiazolda 7 C atomunun olmasını hesablamaq olar (8,0/1,11~7,2).
Azot qaydasına görə əgər molekulyar ionun kütlə ədədi cüt-
dürsə, onda birləşmənin tərkibində cüt sayda N atomu var. (N
atomu tək sayda olduqda molekulyar ionun kütlə ədədi təkdir)
(cədvəl 18).
Cədvəl 18
Adı Formulu
M
(m/e)
Hidrazin N
2
H
2
32
Ammonyak NH
3
17
Piridin C
5
H
5
N 79
4-Aminopiridin C
5
H
6
N
2
94
Dimetilamin C
2
H
7
N 45
101
Bütün bunların müqayisəsi göstərir ki, molekulyar kütləsi
135 olan benztiazola C
7
H
5
NS formulu uyğun gəlir.
Bromun təbii yayılması təqribən bərabər olan 2 kütlə vahidilə
fərqlənən 2 stabil izotopu var (
79
Br və
81
Br). Xlorda 2 stabil
izotop (
35
Cl və
37
Cl) mövcuddur, lakin onların təbii səpilməsi 3:1
təşkil edir. Bromun və ya xlorun molekulda olması intensiv M+2
piklərinin olması ilə bəlli olur (şəkil 32).
Şəkil 32. Xlor və brom saxlayan birləşmələrin
molekulyar ion sahəsində kütlə spektrləri.
6.3. Bəzi sinif üzvi birləşmələrin
kütlə spektrlərinin xüsusiyyətləri
Alkanlar.
Düz zəncirli alkanların – doymuş
karbohidrogenlərin spektrlərində molekulyar ionun piki aydın
müşahidə edilir (şəkil 33).
102
Şəkil 33. Heksanın kütlə spektri.
Homoloji sırada birləşmənin molekul kütləsi artdıqca
molekulyar ion pikinin nisbi hündürlüyü azalır. Şaxələnmiş
karbohidrogenlərdə molekulyar ionun pikinin intensivliyi xeyli
aşağıdır və C
12
-dən yuxarı olan şaxələnmiş karbohidrogenlərdə
molekulyar ion piki praktiki olaraq yoxa çıxır.
Alkanlar üçün yenidən qruplaşmış ionların əmələ gəlməsi
səciyyəvi olmadığından spektrdə əsasən qəlpə pikləri müşahidə
edilir. Parçalanma üçlü karbon atomu yanında asan gedir.
Spektrlərdə ən intensiv piklər tək olan kütlə ədədi və cüt sayda
elektronu olan (C
2
H
5
)
+
, (C
3
H
7
)
+
, (C
4
H
7
)
+
, (C
4
H
9
)
+
ionlar üçün
müşahidə edilir. Əksər hallarda ən intensiv piklər 43(C
3
H
7
)
+
və
57(C
4
H
9
)
+
piklərdir.
Tsikloalkanlarda molekulyar ionların pikləri intensivdir, belə
ki, naften karbohidrogenlər metan sırası karbohidrogenlərə görə
elektron zərbəsinə daha dözümlüdür. Bir qayda olaraq, beşüzvlü
karbohidrogenlərin molekulyar ion pikləri altıüzvlü naftenlərdən
daha aşağı intensivliyə malikdirlər. Alkillə əvəzolunmuş
103
tsikloalkanlarda molekulyar ionun parçalanması halqa ilə qonşu
olan C-C rabitəsindən gedir və şaxələnmiş yan zəncirli və hem-
əvəzolunmuş karbohidrogenlərdə asanlıqla baş verir. Belə
birləşmələrin molekulyar ion piklərinin intensivliyi aşağıdır. Yan
zəncirlərin fraqmentləşməsi spektrdə müxtəlif alkil ionları
şəklində özünü göstərir.
Olefinlər. Olefin karbohidrogenlərin spektrlərində
molekulyar ion pikləri intensivdir. Ən intensiv piklər beta
rabitədən gedən qəlpə ionlarının pikləridir. Hidrogen atomunun
yerdəyişməsi ilə gedən alfa-qırılma rəqabətlidir. Etilen
karbohidrogenlərinin spektrlərində yenidən qruplaşmış piklər çox
olduğundan kütlə spektrlərinin vasitəsilə olefinlərin quruluşu
haqqında söz demək çətindir.
Monoolefinlər üçün səciyyəvi olan molekulyar ionun allil
parçalanmasından əmələ gələn piklərdir (m/e=41(C
3
H
5
)
+
, 55, 69
və s.). Molekulda qoşa rabitələrin yığılması yenidən qruplaşmış
ionların miqdarını artırır.
Qeyd etmək lazımdır ki, elektron zərbəsinin təsirindən ikiqat
rabitənin yerdəyişməsi baş verə bilər. Ona görə də kütlə spektrinə
görə ikiqat rabitənin yerini təyin etmək olmur.
Aromatik karbohidrogenlər. Aromatik halqa molekulyar ionu
stabilləşdirdiyindən bu pikin intensivliyi yüksəkdir.
Alkilbenzolların fraqmentləşməsinin əsas istiqaməti
β-qırılmadır.
Əgər C
6
H
5
CXYZ birləşməsində X və Y=H onda spektrdə m/e 91
(C
6
H
5
CH
2
)
+
piki olmalıdır. Əgər Z metildən böyükdürsə, (etil,
propil və s.) onda
β-qırılma protonun miqrasiyası ilə gedən
yenidən qruplaşma ilə müşahidə edilir və nəticədə olefin əmələ
gələrək spektrdə m/e 92 olan pik müşahidə olunur.
104
CH
2
H
CH
2
CH
2
H
CH
2
H
H
CH
2
CH
2
+
m/e
92
Əgər X=H, Y və Z –alkil radikallarıdırsa, onda spektrdə m/e
91+n14 pikləri əmələ gəlir. Həmçinin
α-qırılma baş verə bilər və
bu da hidrogenin yerdəyişməsi ilə baş verir. Alkilbenzollar üçün
yenidən qruplaşmış ionlar səciyyəvi olduğundan kütlə
spektrlərinə görə benzol halqasında alkil əvəzedicilərin yerini
təyin etmək olmur.
Tərkibində hetero atom saxlayan əvəzedicisi olan aromatik
birləşmələr də spektrdə molekulyar ionun intensiv pikini verirlər.
Sonrakı fraqmentləşmə Ar-X rabitəsinin qırılması ilə gedə bilər.
Ancaq əksər hallarda bu qırılma neytral hissəciklərin ayrılması ilə
müşahidə edilir.
Aşağıda bəzi mono əvəzlənmiş benzol törəmələrinin
fraqmentləşməsi verilmişdir.
C
6
H
5
OH
C
5
H
5
HCO
C
6
H
5
CO
+
+
C
6
H
7
+
C
6
H
6
CH
2
O
C
6
H
5
OCH
3
HCO
+
+
C
6
H
5
NH
2
C
5
H
6
HCN
+
105
C
6
H
5
NO
2
NO
2
O
N
O
C
6
H
5
O
+
C
5
H
5
+
C
6
H
5
+
+
-NO
-CO
C
6
H
5
C
OCH
3
O
OCH
3
C
6
H
5
CO
C
6
H
5
+
CO
+
+
Bir neçə
əvəzedici daşıyan benzol törəmələrinin
qəlpələşməsinin xarakteri dəyişir və əvəzedicilərin molekulda
yerləşməsindən asılıdır. Məsələn, para- və meta-anizidinlər
fraqmentləşmə zamanı müxtəlif ionlar əmələ gətirir.
OCH
3
H
2
N
CH
3
O
H
2
N
+
OCH
3
NH
2
CH
2
O, CHO + C
6
H
7
N, C
6
H
8
N
Əvəzedicilərin orto-vəziyyətdə yerləşməsi zamanı orto-ef-
fektlə şərtləşdirilmiş fraqmentləşmə gedə bilər.
À-Ù
Á-Ú-Ä
À
Á
+ ÙÚÄ
Spirtlər, aminlər, tiollar və halogen törəmələri. Bu
birləşmələrdə molekulyar ion pikinin intensivliyi əvəzedicidən
asılı olaraq verilmiş sıradakı kimi dəyişir: Hal
2
Molekulyar ionların fraqmentləşməsi aşağıdakı qırılmalarla
106
gedə bilər:
a) C-X rabitəsinin
b) heteroatomla qonşu olan C-C rabitəsinin
c) C-X rabitəsinin və eyni zamanda hidrogenin keçidi ilə
CH
4
+ CH
2
Р
Х
Р CH
2
+ Х
HХ + М
(а)
М
(б)
(ъ)
Р
Х
+
HХ
Əksərən spektrdə bütün fraqmentləşmə istiqamətlərinə uyğun
piklər görünür, amma birləşmə növündən asılı olaraq piklərin
nisbi intensivliyi dəyişir.
(a) tipində fraqmentləşmə bromidlər və yodidlər üçün daha
səciyyəvidir. Xlor və flüor törəmələrinin molekulyar ionları HCl
və HF ayrılması ilə parçalanırlar (istiqamət c). Birli spirtlərin
spektrlərində M-18 (suyun ayrılması, istiqamət c) piki ilə bərabər
ion – radikalın parçalanma pikləri də müşahidə edilir. İkili və üçlü
spirtlərdə fraqmentləşmə (b) istiqəməti ilə gedir və radikal
şəklində ən həcmli qrup ayrılır. (b) istiqaməti aminlər üçün daha
səciyyəvidir.
Karbonilli birləşmələr. Ketonların molekulyar ionlarının
pikləri ən intensiv olur. Aldehidlərin, turşuların, amidlərin
mürəkkəb efirlərin molekulyar ion pikləri adətən az intensiv olur.
Molekulyar ionların əsas fraqmentləşmə istiqamətləri bunlardır.
a)
α-rabitənin parçalanması
CO
Ð
Õ
ÐCO
+
ÕCO
+
Õ
+
+
Ð
+
+
Ð
Õ
ÐCO
ÕCO
+
+
âÿ éà
âÿ éà
107
b) yenidən qruplaşma ilə müşahidə edilən
β-rabitənin
parçalanması.
C
O
H
OH
C
Х
Р
Х
+
Aldehidlər (a)-istiqaməti ilə gedən fraqmentləşmə R
+
, HCO
+
,
RCO
+
ionlarının piklərini verir, (b) istiqaməti ilə gedən
fraqmentləşmə m/e 44 olan piklərə (R=H olduqda) və ya homoloji
piklərə gətirir.
Ketonlar üçün ən intensiv piklər
α-rabitənin qırılmasından
əmələ gələn RCO
+
və R
+
ionlarının pikləridir və ən həcmli R daha
asanlıqla qopur. Bu fraqmentasiya istiqamətində m/e 43, 57, 71 və
s. (R
+
) və m/e 71, 85 və s. (RCO
+
) piklər əmələ gəlir. (b)-tipində
yenidən qruplaşma m/e=58, 72, 86 və s. piklərinə gətirib çıxarır.
Efirlərdə
α-rabitənin qırılması RCO
+
, R
+
, CH
3
O
+
(m/e 31) və
CH
3
OCO
+
(m/e 59) ionlarını əmələ gətirir. (b) –yenidən
qruplaşması m/e 74,
OH
C
CH
2
OCH
3
ionunun görünməsinə
səbəb olur.
Birli alifatik amidlər üçün CONH
2
+
(m/e 44) piklərinin,
yenidən qruplaşmada isə CH
2
=C(OH)NH
2
ionunun və onun
homoloqlarının əmələ gəlməsi səciyyəvidir.
Nitrillər və nitrobirləşmələr. Nitrillərin molekulyar ion pikləri
çox zəifdirlər. Daha intensiv piklər CH
2
=C=NH
+
ionunun və onun
homoloqlarının yenidən qruplaşmış pikləridir (m/e 41, 55, 69 və
108
s.)
Alifatik nitrobirləşmələrin molekulyar ion piki adətən olmur.
Alkil zəncirinin fraqmentləşməsi nəticəsində qəlpə ionları əmələ
gəlir. Bunlardan əlavə spektrdə NO
+
(m/e 30) və NO
2
+
(m/e 46)
ionlarının pikləri də müşahidə edilir.
Heterotsiklik birləşmələr. Heteroaromatik birləşmələr
intensiv molekulyar ion pikləri verirlər. Molekulyar ionun
fraqmentləşməsi halqanın qırılması və neytral hissəciklərin
(azotlu heterotsikillər üçün – HCN, kükürdlü – HCS və oksigenli
– HCO) əmələ gəlməsi ilə gedir.
N
H
S
N
HCN + C
3
H
4
C
3
H
3
C
4
H
4
O
C
3
H
3
HCS +
HCO +
HCN +
Əvəzolunmuş heterotsiklik birləşmələrdə eyni zamanda həm
heteroaromatik tsiklin, həm də yan zəncirin fraqmentləşməsi
gedir. Alkil əvəzolunmuş heterotsiklik birləşmələr üçün
β-qırılma
daha səciyyəvidir. Yan zəncirin fraqmentləşməsi onun vəziy-
109
yətindən asılı olduğundan heteroaromatik halqada əvəzolunma
tipini təyin etmək olar.
110
ƏDƏBİYYAT
1.
Свердлова О.В.
Электронные спектры в органической химии.
Л.: Химия, 1973, 247 с.
2.
Штерн Э., Тиммонс К.
Электронная абсорбционная спектро-
скопия в органической химии. М.: Мир, 1974, 295 с.
3.
Наканаси К.
Инфракрасные спектры и строение органических
соединений. М.: Мир, 1965, 216 с.
4.
Беллами Л.
Инфракрасные спектры сложных молекул. М.:
Мир, 1963, 590 с.
5.
Полякова А.А., Хмельницкий Р.А.
Масс-спектрометрия в ор-
ганической химии. М.: Химия, 1972, 367 с.
6.
Джонстон Р.
Руководство по масс-спектрометрии для хими-
ков органиков. М.: Мир, 1975, 236 с.
7.
Ионин Б.И., Ершов Б.А., Кольцов А.И.
ЯМР спектроскопия в
органической химии. Л.: Химия, 1983, 269 с.
8.
Qafarov Ş.Ə.
Nüvə maqnit rezonansı. Bakı: Elm, 1999, 196 s.
9.
Məsimov E.Ə., Mürsəlov T.M.
Nüvə maqnit rezonansı spektros-
kopiyası. Bakı: Bakı Universiteti nəşriyyatı, 2006, 347 s.
10.
Məhərrəmov A.M., Bayramov M.R., Məmmədov İ.Q.
Nüvə
maqnit rezonansı spektroskopiyasında müasir metodlar. Bakı: Bakı
Universiteti nəşriyyatı, 2006, 138 s.
11.
Бранд Дж., Эгликтон Г.
Применение спектроскопии в орга-
нической химии. М.: Мир, 1967, 279 с.
12.
Сильверстейн Р., Басслер Г., Моррил Т.
Спектроскопическая
идентификация органических соединений. М.: Мир, 1977, 590 с.
13.
Казицына Л.А., Куплетская Н.Б.
Применение УФ-, ИК-, ЯМР-
и масс-спектроскопии в органической химии. М.: Изд. МГУ,
1979, 236 с.
14.
Гордон А., Форд Р.
Спутник химика. М.: Мир, 1976, 541 с.
15.
Salmanov Ş.M.
Spektral analiz. Bakı: Maarif, 1987, 198 s.
111
Çapa imzalanmışdır: 30.09.2009.
Kağız formatı 60x84 1/16. Sifariş №91
Həcmi 6,5 ç.v. Sayı 350.
«Bakı Universiteti» nəşriyyatı, Bakı ş.,
AZ 1148, Z.Xəlilov küçəsi, 23.
112
ABEL MƏMMƏDƏLİ oğlu MƏHƏRRƏMOV,
ŞAHİN SABİR oğlu NƏSİBOV,
MİRZƏ ƏLƏKBƏR oğlu ALLAHVERDİYEV
ÜZVİ KİMYADA FİZİKİ
TƏDQİQAT ÜSULLARI
Ali məktəblər üçün dərs vəsaiti
Dostları ilə paylaş: |