1 (1125754), страница 13
Текст из файла (страница 13)
Г)ринципнальиая схема масс-спектрометра приведена на рис. 2-26. гллвх в 76 обраавч †» Рвс. 2.26. Схема устройства масс-свектроиетра. т — и«тоииии неентроион; 2 — теиорнтельние ииьеьини (отриинтнтьниа готенаиилн а иегнит; у — олень;  — ноллеитоо инно». Положительные ионы, образующиеся прп бомбардировке электронами, разгоняются отрицательно заряженными ускоряющими пластииамн, и поток их, изгибаясь, попадает в канал анализатора, где онн рассортнровываются анализирующим магнитом в зависимости от отношения их массы к заряду (и!с).
При хорошем разрешении через щель проходят и попадают на коллектор только ноны одной массы, даже в тех случаях„когда массы лежат з диапазоне от нескольких сотен до тысяч. Заселенность каждого из диапазонов масс может быть определена при построении графика зависимости скорости поступления ионов в коллектор ионов от величины магнитного поля анализирующего магнита. Масс. спектры метнлэтилкетона, пропионового альдегида и ацетона приведены на рис, 2-27. Каждый пнк отвечает одному из типов фрагментации молекулы при электронном ударе с образованием таких ионов, как СН~, СН,СН7, СНнСОВ и т.
д. Характер расщепления является, разумеется, функцией энергии бомбардирующих электронов и может служить в качестве необычайно характерного иотпечатка пальцев» данной молекулы. Например, ацетон и пропиоповый альдегид изомерны друг другу, и тем не менее характер фрагментации в ннх резко различен. Интенсивный пик, соответствующий наибольшей из возможных для данной молекулы масс, в особенности важен; в отсутствие каких-либо реакций комбинирования фрагментов этот пик соответствует родоначальиой молекуле за вы- ГЛАВА з четам одного электрона; определение массы такого пика может служить очень точным методом измерения молекулярных масс.
В последние годы достигнуты значительные успехи в установлении корреляций относительных количеств образующихся фрагментов различных масс со структурой молекул. Так, информация о структуре молекул, подобных никотину (равд. 1-6В), может быть получена путем измерения масс фрагментов, образующихся в нанболынем количестве; образование таких фрагментов соответствует расщеплению молекулы по наиболее слабым связям, Такой тип использования масс-спектрометрии будет рассмотрен в гл. 30.
Упражнение 2-1б. Покажвге, какимабразом, основываясь на сяектре, приведенном на рнс. 2-27, можно определить молекулярные массы ацетона, матнлзтнлкетона н нропньаовогь альдегнда. Выскажнта ваше мнение о возможном прон«хожденья интенсивных янков с массой 57 в спектрах металзтнлкатона н прояноноаого альдагяда. Обьясненна должно соответствовать тьму факту, что зтотпнк практически отсутствует в ацетьне, но в то же ярема в спектре ацетойа обнаруживается интенсивный ннк с массой 43, Упражнение 2-17.
Объясните, какам образом масс-спектроматр, способный аналнзврааать ноны, аглнчаюьцяася па значенням т/е на 1: 50 000, может быть использован для ответа на нопрос, каким акаяатся нон с массой 29-С Нгв нлн ь СНО(6. Библиография Приведенные ниже кннгк очень полезны для справок как по основам методов, так н по прантачасхому нспольааванню спектроскопии в сага«««есной химии. Злект ранная спеюпраскапия Галлая А., Шлырл Е., Электронные спектры поглощения органических молекул, ИЛ, М., 1957. Инфракрасная спектраскапия А!ада«!«Ь! 7(„(п(гагеб 6рес(го«сору — Рвецса1, Но1беп-оау, 5ап Ргапенса, ! 962.
Вешали Л., Инфракрасные спеягры сложных молекул, ИЛ, М., 1963, Рйлелге! О. С., «1цйагеб Вре«1хоьсоруе а СЬиныуьТоо!»,1.СЬав. Ебпс„37, 651 (1960). Ядерный магнитный резонанс Раб«рагс Дж., Ядерный магнятный раьонанс. Применение в органической химии, ИЛ, М., !96!. 1аейтиа Е, М., Аррцса(1ьнь о1 !«цс(еаг Маапейс Каюпапса Брас!го«сору 1п Огяап(с СЬев!ь1«у, Регяашоп, (.опбьп, 1959.
)гсвг«!з 1. !1,, «Нцс!еаг Мзапейс нем»пансе Врасмоьсору», 1. СЬев. Ебцс., 37, 581 (1961). Рабертсдж., Введение в анализ спектров ЯМР высокого разрешения (спнн-спина. воа взаимодействие), ИЛ, М., !963. Магия 1, С., «1«А!к 8рас1гоьссру аь ап Апа171ыа( Тоо1 ш Снаашс СЬев)ь!гу», 3. СЬав, Ебцс., 38, 286 (1961). Масс-сне ктраметрил В«еыалл К., Мазь Враг(гоше(гу. О«кап(с СЬеш(са1 Арр!!санопз, Мсога'л-Н!П, Неж Уогц„1962. Е!ге! Е. Е., Ргаззег Т. 1., )еы«пл О.
Вг., «ТЬе Оье о! Мазь 5рес(гспм1гу в Огйап(с Апа!уь(ь», Ю. СЬав. Ебцс., 34, 72 (1957). АЛКАНЫ Хотя эта глава касается химии талька аднсга класса соединений — наааценных углеводородов, или алканав, здесь излива!аглая гпакже некоторые основные пршщипы, которые гиирака будут ис. пользоваться в последующих главах. Изучение этих принципов связывают на традиции больше с физической, чем с органической химиеи. Они включены в настаягцую главу, так как дают гора«ну!а основу для понилшния ключевых во!!рогов, касающихся практического исгюльзавания реакций: настолько ли сдвинуто данное равновесие в ппарану образующихся нрадуюпав, чтобы ега можно была использовать на практике; можно ли найти условия, в которых скорость реакции приобретает практическую значимасгпь; Как можно падавшпь нежелательные реакции. В первую очередь будет рассмотрена номенклатура алканав.
Она особенна важна потому, чта очень многие органические соединения представляюйг собой продукты замен(ения алканав и обычна пал иаюгпся схаднььи образсьн. Затем излагаются физические свойства алканав, причем особое внимание уделено закономерному изменению в свойствах па мере увеличения длины цепи угзерадных атаман. )Три обсуждении химических реакций алканав наибольшее внимание обращено на горение и зал!ли(ение при действии клара.
Зти реакции служит иллюстрациями тоеа, как ложна предсказать и использовать изменения энергии, в частнасгпи гзгт' — тепло!ну, выделенную или паглаи!гнную -реакционной сиапезгай, которую часта очень легко оценить па таблицам энергий связей. Лраблелгы, связанные с предсказанием скоростей' реакции, об. уждаются на примгре реакции хлорирования метана, Зтат пример хотя и слажен, на хорош тем, гта мажет быть разбит на нескаль- ллклны гланд а Ал~анм (С„Н, ) Число !! Число !' тгте о атомов Напвваие Число :томов Гглерода Число маомсров Нааввиве 3-1, Номенклатура 81етан Этан Пронин Бутан Пентан Гекеан 7 8 0 10 20 Гептил Океан Нонан Леиаг1 Зягг план Трнаиогпан 0 !8 зз 75 Збб 310 4,1! 10» СН вЂ” СНс — СНв-СНп — СН певтав илв м.пептаи на простых ападий, Уалановлснные ари алло,н тлринл(илы применяются далее и случаям образования смесей планеров лри реакциях замещения, л4стоды синглсга алланов будут рассмитриватося в лсслсдууощих гласах.
Соединения, состоящие из двух элементов — углерода и водорода — носят название углеводородов. Существует несколько типов такого рода соединений в зависимости ат тога, как соединены между собой атомы углерода. Углеводороды с открытой цепью, или ациклическпе углеводороды, которые ие содержат двойных и тройных связей, носят название алкаиов (насыщенных, или парафииовых, углеводородов) и имеютобщую формулу С„Н»„,. Простейшим соединением ряда алканав является метан СН,. Другие типы углеводородов — зто алкены„алкины, цнклоалканы, циклаалкеиы и арены; все зти типы соединений будут рассматриваться в последующих главах.
Настоящая глава посвящена главным образом алканам. Прежде чем начать рассмотрение химин органических соединений, необходима выяснить вопросы палленклатуры. Отсутствие удобных систематических и общепринятых правил номенклатуры привело бы к огромным затрудненияль Наиболее законченная серия правил, используемых в настоящее время, была выработана на ряде международных конференций и носит название правил Международного союза чистой и прикладной химин (йравила ШРАС). К сожалению, на практике никто точна не следует этим правилам, поэтому необходимо хорошо знать и другие системы наилгепонаиий. Они обычна бывают простыми и удобными примепнтечьпа к несложным соединениям, но становятся громоздкими и неоднозначными в случае более сложных структур.
В настоящей главе, рассматривается ио. мепклатура алканов, а в последу1ащих главах — номенклатура ненасыщенных углеводородов с открытой цепью (алкенов и алкинов), циклаалканав, ароматических и полициклических углеводородов. А тканы могут быть с енеразветзлениымн углераднъпнн целями», если каждый из углеродных атомов цепи связан ие более чем с двумя атомами углерода, или с,лразветвлениыми углерадными цепями», если один или большее число углеродных атомов связаны более чем с двумя другими атомами углерода. СНа СН Сна 1 ! СН,-СН,-СН,-СН,-СН,-СН, СН,-С-С-СН, СНа-С-СН,-СН„ углерод с мерааветвлеииоа пелгпо ! ! Н Н Сна углеводорода с равввтвлсиимми' Чепачн Первые четыре представителя ряда углеводородов с неразветвленной цепью имеют несистематические названия '1 СН СНе СНа СН вЂ” СНв СНе СН» СН СН СН» метан атал пропав Ереси Последующпе члены ряда, начиная с пентана, именуются по определенной системе: названия состоят из приставки, указывающей число углеродных атомов (лент-, геке-, гепт- н т.
д.), и окончания -ан, указывающего, что соединение относится к классу парафиновых углеводородов. В табл. 3-1 приведены примеры соединений этого ряда. Зги названия могут относиться как к разветвленным, Тпглепча й-! т11к и к неразветвленным углеводородам, н для того чтобы указать на неразветвленность цепй„обычна добавляется приставка н.(нормальный). Однако, как правило, в отсутствие специальной приставки углеводород рассматривается как анормальный» (неразветвлен1гмй).
Возможность существования углеводородов с разветвленной ш пью, изомерных иормальныи углеводородам, впервые возникает и случае бутана (л=4). Общее чйсло теоретически возможных пзолн раз для алканов с лом! — !О, 20, 30 приведено в табл. 3-1; как л| >жно видеть, это число очень быстро возрастает с увеличением л. 11 1946 г. было сообщено а синтезе всех 75 возможных парафннавых )ч лсвадародав с л от ! да 9 включительно.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
