Molekülspektroskopisches Praktikum

SS 2014

Infrarot- und UV-Spektroskopie Flammen–Atomabsorptionsspektrometrie NMR-Spektroskopie Massenspektrometrie

Hinweise zum Protokoll Jede Gruppe gibt ein gemeinsames schriftliches Protokoll zu allen 4 Stationen des Praktikums im TA, Zi. 604, bei Frau Katrin Steinke ab. Die elektronische Version (pdf-Format) senden Sie bitte an katrin.steinke@uni-leipzig.de bis 24.00 Uhr am Abgabetermin. Die gedruckte Version muss entweder am gleichen Tag bis 16.00 Uhr vorliegen oder am folgenden Werktag bis 12.00 Uhr.

Abgabetermin gruppenspezifisch, siehe Praktikumsplan http://analytik.chemie.uni-leipzig.de/lehre-teaching-ss/ Das Protokoll behandelt die Ergebnisse der 4 Stationen und geht auf die dort gestellten Fragen ein. Die Lösung der Struktur der unbekannten Verbindung wird aus Erkenntnissen aller drei molekülspektroskopischen Stationen erarbeitet. Das Protokoll für AAS wird dem Gesamtprotokoll hinzugefügt. Die Vorlage für das Deckblatt ist auf der folgenden Seite zu finden. Formatvorschriften:

- Bitte heften Sie das Protokoll so in einen A4-Hefter, dass es fortlaufend lesbar ist. (Bitte verwenden Sie keine Klarsichthüllen, die nur oben offen sind.)

- Blocksatz / 1,5-zeilig / Nutzung der Silbentrennung - Vorlage für Deckblatt komplett ausfüllen - Inhaltsverzeichnis - durchgängige Nummerierung der Abschnitte vom ersten bis zum letzten

Versuch - Beschriftung der Graphiken und Tabellen - Seitennummerierung - Quellenverzeichnis - Anlagen nummerieren und beschriften - alle Spektren und Originalmessdaten in den Anhang aufnehmen

Praktikum „Molekülspektroskopie“ SS 2014

Gruppe: …….

Versuch Praktikums-Datum

Verantwortlicher für Protokoll Matrikel-Nr.

IR / UV

NMR

MS

AAS

Infrarot-Spektroskopie 1. Vorbereitung

Voraussetzung für die Durchführung des Praktikums ist die Grundlagenkenntnis von UV/Vis - und IR-Spektroskopie sowie von den Prinzipien der angeführten Geräte und Methoden. Insbesondere wird auf die folgenden Punkte Wert gelegt: - elektromagnetische Wellen und ihre Messgrößen - Wechselwirkung elektromagnetischer Wellen mit Materie - praktikumsrelevante physikalische Modelle (z.B. harmonischer Oszillator,

starrer Rotator) - Herleitung und Besonderheiten des Lambert-Beerschen Gesetzes - Aufbau und Funktionsweise eines optischen Spektrometers (dispersive

Spektrometer und Fourier-Transform-Spektrometer mit Michelson-Interferometer)

- praktische Durchführung einer IR-Messung (Probenvorbereitung, Küvettenmaterial, Lösungsmittel, Messbedingungen)

- ATR-Messprinzip (Abgeschwächte Totalreflexion) - Auswertung von Schwingungs- und Rotationsschwingungs-Spektren Literaturempfehlung: [1] C.N. Banwell, E. M. McCash

"Molekülspektroskopie: Ein Grundkurs" R. Oldenbourg Verlag, 1999

[2] M. Hesse, H. Meier, B. Zeeh, "Spektroskopische Methoden in der Organischen Chemie", 8. überarbeitete Aufl., Thieme, Stuttgart, 2011 [3] W. Gottwald, G. Wachter "IR-Spektroskopie für Anwender" Wiley-VCH Weinheim, 1997 u.a.

Bitte bringen Sie zum Praktikum neben Schreibmaterial auch Schutzkleidung (Kittel, lange Hose, geschlossenes Schuhwerk) und Schutzbrille mit. Praktikumsort ist das Technikum/Analytikum Linnéstr. 3, Raum 606. Benutzen Sie bitte das hintere Treppenhaus am Hofeingang.

2. Aufgabenstellungen für das Praktikum 2.1. UV/Vis-Spektren der zu identifizierenden Substanz und der gemeinsamen

Substanz

Nehmen Sie von der zu identifizierenden Substanz ihrer Gruppe ein UV/Vis-Spektrum im Bereich 200 bis 700 nm auf. Stellen Sie dazu eine geeignete Verdünnung der Probe her. Als Lösungsmittel steht abs. Ethanol (in UV/Vis-reiner Qualität) bereit. Das UV/Vis-Spektrum der gemeinsamen Substanz für alle Gruppen bekommen Sie als Kopie ausgehändigt. Berechnen Sie daran für die angegebenen Wellenlängen jeweils den molaren Extinktionskoeffizienten (in der Einheit L/(mol*cm). Alle benötigen Angaben finden Sie auf dem Spektrum. Beide Spektren sind bezüglich des Gehalts an Strukturinformationen zu diskutieren.

2.2. IR-Spektren von unbekannten Substanzen

Nehmen Sie die IR-Spektren von einer unbekannten flüssigen Substanz und der zu identifizierenden Gruppensubstanz im Bereich von 400 bis 4000 cm-1 auf. Verwenden Sie die Dünnfilmtechnik (Flüssigkeitsfilm zwischen zwei KBr-Platten) für flüssige Proben. Von Feststoffen ist ein KBr-Pressling herzustellen. Das IR-Spektrum der gemeinsamen Substanz für alle Gruppen bekommen Sie als Kopie ausgehändigt. Klassifizieren Sie die Substanzen mit Hilfe von IR-Absorptionstabellen, z.B. in [2]. Diskutieren Sie die gefundenen Absorptionsbanden aller Spektren und geben Sie einen Strukturvorschlag für die unbekannte flüssige Substanz und die zu identifizierende Gruppensubstanz an.

2.3. Wirkung von Massenänderung auf die Lage von Schwingungsbanden

Untersuchen Sie den Einfluss der Masse auf die C-H-Valenzschwingung am Bei-spiel von Aceton.

• Vergleichen Sie dazu die Lagen der Schwingungsbanden der C-H- bzw. der C-D- und der C=O-Valenzschwingung von „normalem“ Aceton (Aceton-D0, CH3-CO-CH3) und Deuterium-substitutierten Aceton (Aceton-D6).

• Berechnen Sie die Verhältnisse der Wellenzahlen der C-H- und der C-D-Valenzschwingung nach dem Modell des harmonischen Oszillators (unter Annahme von gleichen Kraftkonstanten).

• Vergleichen Sie Ihr Ergebnis mit dem Verhältnis der gemessenen Wellenzahlen. Ist die Anwendung des einfachen Modells sinnvoll?

2.4. IR-Spektren von amorphen Feststoffen – ATR-Technik Messen Sie die IR-Spektren zweier Polymere. Die Proben liegen als feste Folien/Streifen vor, bei denen übliche Transmissionsmessungen nicht möglich sind. Die IR-Spektren sind mit der ATR-Technik aufzunehmen. Identifizieren Sie anhand des IR-Spektrums charakteristische Banden und nehmen Sie eine möglichst genaue Bestimmung der vorliegenden Kunststoffe vor.

2.5. Rotationsschwingungsspektren von Gasen

Es soll das Rotationsschwingungsspektrum von Kohlenmonoxid ausgewertet werden.

• Befüllen Sie eine Gasküvette mit dem Rauch einer Filterzigarette. Dazu stehen Ansatzstücken bereit, mit denen die brennende Zigarette und eine Saugvorrichtung an den Küvettenstutzen angesetzt werden können. Das Gasspektrum muss mit hoher Auflösung (1 cm-1) aufgenommen werden. Die Valenzschwingungsbande von CO ist bei 2143 cm-1 gut sichtbar.

• Bestimmen Sie am Spektrum die Rotationskonstante B.

• Berechnen Sie die Bindungslänge der CO-Bindung anhand des Modells des starren Rotators und die Kraftkonstante anhand des Modells des harmonischen Oszillators. Die Bindungslänge läßt sich aus dem Trägheitsmoment bestimmen, wenn man ein einfaches Hantelmodell annimmt. Das Trägheitsmoment I des zweiatomigen Moleküls ist dann

mit r Abstand zwischen beiden (Punkt-)Massen (d. h. die gesuchte

Bindungslänge) M reduzierte Masse

Das Trägheitsmoment I selbst kann man aus der gemessenen Rotationskonstante B ermitteln mit:

mit: h PLANCKsches Wirkungsquantum c Lichtgeschwindigkeit Hinweis: Die Rechnung wird wesentlich erleichtert, wenn man konsequent SI-Einheiten verwendet und alle Zahlen in Zehnerpotenz-Schreibweise einsetzt. Protokollieren Sie Ihren Rechenweg so, daß er nachvollziehbar ist.

2rMI ⋅=

IchB

⋅⋅=

28π

• Beurteilen Sie die Bindungsstärke von Kohlenmonoxid im Vergleich zu anderen linearen Molekülen anhand der berechneten Kraftkonstante. Im Folgenden sind beispielhaft einige Moleküle und ihre Kraftkonstanten zum Vergleich angeführt:

HCl 481 Nm-1 SO2 1.001 Nm-1 O2 1.141 Nm-1 N2 2.242 Nm-1

Bedenken Sie auch die elektronische Struktur der betrachteten Moleküle. Welche Rolle spielen induktive und mesomere Effekte?

2.6. Quantitative IR-Spektroskopie

Ein kommerzieller Farbverdünner besteht aus n-Hexan als Hauptkomponente. Als einer der Nebenkomponenten im einstelligen Vol.-%-Bereich ist auch Aceton enthalten. Bestimmen Sie den Volumenanteil einer Lösung von Aceton in n-Hexan.

• Stellen Sie dazu sieben Kalibrierlösungen mit Volumenanteilen von 1,0 – 4,0% (v/v) Aceton (in 0,5%-Schritten) in n-Hexan her, indem Sie das Aceton mit einer Bürette genau abmessen und dann in einem 10-ml-Messkolben mit n-Hexan auffüllen.

• Nehmen Sie die IR-Spektren mit Standardauflösung (4 cm-1) im Transmissions-Modus im Bereich 2000 – 1000 cm-1 auf. Das Leer-Spektrum (Background) muss gegen Luft (d.h. ganz ohne Küvette) aufgenommen werden, weil einerseits eine Aufnahme mit Lösungsmittel eine sehr starke Absorption und damit ein schwaches Signal ergibt, was Probleme bei der Quotientenbildung (I / I0) verursacht, und sich andererseits die Aufnahme einer Leerküvette wegen Interferenzbildung verbietet (die Schichtdicke ist hier in der Größenordnung der Wellenlänge des Lichtes). Damit steht allerdings für die quantitative Auswertung die benötigte I0-Intensität nicht zur Verfügung.

• Die gut erkennbaren Keton-typischen Aceton-Banden liegen bei 1719 cm-1 und 1213 cm-1, die beide einzeln auszuwerten sind. Um die Intensität I0 zu korrigieren, legt man als Grundlinie eine Gerade durch den linken und rechten Fußpunkt der jeweiligen Bande. Als Messwerte werden die Intensität I an der Spitze der Bande und die Intensität I0 am Schnittpunkt des Lots mit der Grundlinie entnommen.

• Tragen Sie für die sieben Lösungen die Extinktionen beider Banden in eine Tabelle und berechnen Sie je eine Ausgleichsgerade (lineare Regression). Aus dieser bestimmen Sie nach Messung des Farbverdünners dessen Acetongehalt. Schätzen Sie die Fehlergröße Ihrer Messung in Hinblick auf Präzision und Richtigkeit ab (Größtfehler-Rechnung) und geben Sie das Ergebnis unter Beachtung der abgeschätzten Genauigkeit an. Diskutieren Sie mögliche Ursachen des Fehlers und die Auswirkung verschiedener Fehlerquellen auf die Richtigkeit der Kalibrierung. Inwiefern lässt sich anhand der abschätzbaren Fehler eine Aussage über die Richtigkeit des Ergebnisses treffen?

Weitere relevante Moleküle sollen aus eigenständiger Literatur-recherche dem Vergleich zugeführt werden.

3. Anmerkungen zur Protokollführung

• Das Protokoll sollte durchgehend lesbar und übersichtlich formatiert sein. Alle Betrachtungen sollten möglichst in Text ausformuliert werden. Resultate müssen in einem erkennbaren Abschlußsatz zu finden sein.

• Protokolle sollten eine Rekonstruktion der Experimente durch dritte Personen ermöglichen. Prüfen Sie bitte die Erfüllung dieser Anforderung. Aufgabenstellung und Durchführung sollten in Kurzform zu Beginn des jeweiligen Teilversuchs wiedergegeben werden.

• Grundlegende theoretische Einführungen können vorausgesetzt werden. Die Einleitung sollte lediglich kurze physikalische und technische Grundlagen bereitstellen, die für Verständnis und Durchführung der jeweiligen Versuche notwendig sind

• Zu allen ausgedruckten Spektren wird eine Spektrendiskussion im Rahmen der jeweiligen Interpretierbarkeit erwartet. Spekulationen sollten ggf. durch zusätzliche Informationen gestützt werden.

• Auf eine sorgfältige Kenntlichmachung von benutzten Quellen wird Wert gelegt.

Flußdiagramm zur Polymeren-Bestimmung

Atomspektrometrie Flammen–Atomabsorptionsspektrometrie (FAAS)

Atomspektrometrische Analysenverfahren können für die qualitative und quantitative

Stoffanalyse eingesetzt werden. Es ist dabei in jedem Fall erforderlich, die Probe

(Feststoff, Lösung, Gas) durch Energiezufuhr in den Plasmazustand (hocherhitztes,

teilweise ionisiertes Gas) zu überführen. Die Probe liegt dann in Form freier Atome

(bzw. freier Ionen) vor, die selbst elektromagnetische Strahlung aussenden oder

solche des VIS- oder UV-Bereiches absorbieren können.

Tabelle 1 vermittelt einen Überblick über angewandte atomspektrometrische Analysenverfahren. Tabelle 1. Atomspektrometrische Verfahren

Proben-zustand Plasmaerzeugung Messung

(vorwiegend) Methode Hauptsächliche Anwendung

fest

Elektr. Lichtbogen Emission von Photonen

Atomemissions-spektrometrie und Atomemissions-spektrographie

Gesteinsanalyse

Elektr. Funken Elektr. Glimmentladung

Emission von Photonen

Elektrothermische OES Metallanalyse

Laserstrahl Emission von Photonen

Laser-induced breakdown spectroscopy (LIBS)

Elementzusammen-setzung an Oberfläche von Festkörpern

flüssig (Lösungen)

Induktiv gekoppeltes Plasma (ICP)

Emission von Photonen

Atomemissions- spektrometrie (OES, auch AES)

Gesamte anorganische Analytik

Flamme Absorption von Photonen

Atomabsorptions-spektrometrie (AAS)

Gesamte anorganische Analytik

Mikrowelleninduziertes Plasma (MIP)

Emission von Photonen MIP-OES Nichtmetall-analytik

Elektrothermische Atomisierung (ETA) in Graphitrohrküvetten

Absorption von Photonen ETA-AAS Spurenanalyse in

Mikroproben

Elektr. Glimmentladung im ETA-System

Emission von Photonen

FANES (Furnace atomic nonthermal excitation spectrometry)

Spurenanalyse in Mikroproben

gasförmig Vorwiegend wie die genannten Lösungstechniken

Absorption von Photonen

AAS; Hydridtechnik

Bestimmung von As, Se, Sb, Te, Bi, … Hg

1. AnforderungenandasAntestat

Theoretische Grundlagen der Atomspektrometrie

Aufbau eines Atomabsorptionsspektrometers

Vor- und Nachteile im Vergleich Flammenatomisierung versus elektrother-

mischer Arbeitsweise

Interferenzerscheinungen in der AAS und Möglichkeiten zu deren Korrektur

2. Versuchsbeschreibung:

QuantitativeAnalysedurchFlammen‐AAS

2.1 Aufgabe Mittels Flammen-AAS (Acetylen/Luft) soll die Konzentrationsbestimmung eines

Elementes in Realproben (Mineralwasser, Ca2+-Konzentration) unter Anwendung

einer externen Kalibration bzw. des Standardadditionsverfahrens erfolgen.

2.2 Geräte Atomabsorptionsspektrometer AAS vario 6 (Analytik Jena AG)

Abbildung 1. AAS-Gerät der Fa. Analytik Jena AG

2.3 Durchführung Die Bestimmung der Konzentration eines ausgewählten Elementes in dieser Lösung

soll durch Anwendung verschiedener analytischer Auswerteverfahren erfolgen.

Zunächst wird für das betreffende Element ausgehend von einer Standardlösung

(c = 1000 mg/l) eine Kalibrationskurve aufgenommen (externe Kalibration). Die

einzelnen Kalibrierlösungen werden jeweils dreimal vermessen, die Analysenlösung

fünfmal. Anhand des Extinktionswertes (Mittelwert) der Probe wird mit der

Kalibrationskurve der Elementgehalt in der Probe ermittelt. Es wird geprüft, in

welchem Konzentrationsbereich eine lineare Regression möglich ist. Diese wird zur

Bestimmung der Empfindlichkeit und des Blindwertes durchgeführt. Mit der inversen

Analysenfunktion wird das Ergebnis berechnet und anschließend die

Standardabweichung des Anlaysenergebnisses ermittelt.

Als ein weiteres Kalibrationsverfahren wird die Standard-Additions-Methode zur

Konzentrationsbestimmung herangezogen.

2.4 Auswertung/Protokoll Das Protokoll sollte übersichtlich formatiert sein (Zeilenabstand 1,5; Blocksatz; ect.)

und alle Betrachtungen sollten – unabhängig von sonstigen übersichtlichen

Darstellungsformen – in ausformuliertem Text wiederzufinden sein.

Ermittlung der Konzentration und Diskussion der Ergebnisse, die aus beiden

Kalibrierverfahren erhalten wurden, sollten durch Dritte nachvollziehbar sein.

Es ist eine ordentliche Fehlerbetrachtung durchzuführen!!!

Quellen sind kenntlich zu machen.

Einführung in die hochauflösende NMR‐Spektroskopie  

1 Übersicht  Dieser  Versuch  soll  die Grundlagen  der  Flüssig‐NMR‐Spektroskopie  sowie  die  praktischen Aspekte bei der Aufnahme von ein‐ und zweidimensionalen 1H‐ und 13C‐Spektren behandeln. Vor der Durchführung der Versuche findet ein Antestat statt, in dem folgende Schwerpunkte besprochen werden: 

◦ physikalischen  Grundlagen  der  magnetischen  Kernresonanz  (Resonanzbedingung, Zeeman‐Aufspaltung/Energie‐Niveaus,  gyromagnetisches  Verhältnis, Magnetisierungs‐Vektor‐Modell, Messprinzip, Relaxationsmechanismen) 

◦ Aufbau eines FT‐NMR‐Spektrometers und Durchführung der Messung (wichtige Bau‐teile, Locken, Shimmen) 

◦ Spektrale  Parameter  eindimensionaler  NMR‐Spektren  und  ihre  Bedeutung  (chem. Verschiebung, skalare Kopplung, Linienform) am Beispiel der 1H‐ und 13C‐NMR 

◦ Prinzip  der  zweidimensionalen  NMR‐Spektroskopie  (allgemeiner  Ablauf,  Informa‐tionsgehalt grundlegender 2D‐Spektren) 

In dieser Praktikumsanleitung werden die wichtigsten  anwendungsbezogenen  Themen er‐klärt. Informieren Sie sich im Vorfeld anhand des Vorlesungsstoffs und/oder entsprechender Literatur bitte  auch über die  theoretischen  Sachverhalte!  Sie  sollten ebenfalls  in der  Lage sein, die Fragen in dieser Vorschrift zu beantworten.  Die während  des  Versuchs  aufgenommenen  Spektren  erhalten  Sie  sowohl  in  gedruckter Form sowie digital, während Ihnen die  im Vorfeld aufgenommenen Spektren nur digital zur Verfügung gestellt werden. Die Dateien finden Sie auf dem Spektrenserver des  Instituts für Analytische  Chemie;  für  den  Download  ist  ein  FTP‐Programm  erforderlich  (Adresse  des Spektrenservers:  http://spekserv.chemie.uni‐leipzig.de,  die  Zugangsdaten  werden  Ihnen während  des  Praktikums mitgeteilt).  Die  zur  Prozessierung  und  Darstellung  der  Spektren benötigte  Software  MNOVA  kann  unter  folgendem  Link  heruntergeladen  werden: http://www.uni‐leipzig.de/~nmr/MNOVA  .  Dieses  Programm  ist  ebenfalls  an  einem  der Rechner im PC‐Pool installiert.  Literatur:   [1]   H.  Friebolin,  Ein‐  und  zweidimensionale  NMR‐Spektroskopie  ‐  Eine  Einführung;                      

5. Auflage Wiley‐VCH, Weinheim, 2013. [2]   M. Hesse, H. Meier, B. Zeeh, Spektroskopische Methoden in der organischen Chemie; 

8. Auflage,Thieme, Stuttgart, 2012. [3]   M. Findeisen, S. Berger, 50 and More Essential NMR Experiments, 1. Auflage, Wiley‐

VCH, Weinheim, 2014. 

  

2 Theoretische Grundlagen / Experimentelle Anforderungen  2.1 Der prinzipielle Aufbau eines FT‐NMR‐Spektrometers  Ein NMR‐Spektrometer ist aus den folgenden, wesentlichen Komponenten aufgebaut: 

Supraleitender Magnet  Probenkopf (beinhaltet u.a. die Sender‐ und Empfängerspulen für 1H‐ und 13C‐Kerne, temperierbar, für 5 mm Proberöhrchen) HF‐Sender mit Synthesizer (1H‐Sender 300 MHz, 13C‐Sender 75 MHz) HF‐Empfänger & Verstärker Steuer‐, Bedien‐ und Ausgabeeinheiten 

 

1. Welche Funktion haben die einzelnen Komponenten?  

 Abb. 1: Schematische Darstellung des Aufbaus eines NMR‐Spektrometers (links) und eines Flüssig‐NMR‐

Probenkopfs. 

  2.2 Probenvorbereitung/Vorbereitung des Spektrometers  

In  diesem  Praktikum  erfolgt  die  NMR‐Messung  stets  in  Lösung,  wobei  ausschließlich deuterierte Lösungsmittel verwendet werden. Zur Referenzierung der chemischen Verschie‐bung ist diesem Lösungsmittel ein interner Standard zugesetzt.  2. Welche Standards werden in der Flüssig‐NMR verwendet? 3. Bei welcher chemischen Verschiebung (in ppm) erscheint das 1H‐Signal von CHCl3, wenn bei einem  400  MHz‐Spektrometer  eine  Frequenzdifferenz  von  2908  Hz  zum  TMS  gemessen wurde?  

Das  NMR‐Röhrchen wird mit  einem  sauberen  Tuch  abgewischt  und  in  dem  sog.  Spinner platziert, wobei die korrekte Höhe mithilfe des Sample‐Racks festgelegt wird. Anschließend wird  das  NMR‐Röhrchen  im  Spinner  über  den  sog.  air‐lift  in  den  Probenkopf  des Spektrometers  überführt.  Bevor  das  gewünschte  NMR‐Experiment  durchgeführt  wird, erfolgt  das  Locken  und  Shimmen  des  Spektrometers,  um  die  zeitliche  bzw.  örtliche Homogenität des externen B0‐Feldes zu gewährleisten.  4. Erklären Sie kurz, wie Locken und Shimmen funktionieren!   2.3 Das Impuls‐NMR‐Experiment/Aufnahme der Spektren  

Beim  Impuls‐Verfahren werden  alle magnetischen Momente  einer  Kernsorte  durch  einen Hochfrequenzimpuls  (HF‐Puls)  gleichzeitig  angeregt. Die Pulslänge  liegt  im Bereich  von ei‐nigen Mikrosekunden. Die Frequenz  ist durch die unveränderliche Magnetfeldstärke Bo des statischen Magnetfelds und durch das gyromagnetische Verhältnis γ der zu untersuchenden Kernsorte  bestimmt.  Der  HF‐Puls  bewirkt  eine  Auslenkung  des  makroskopischen Magnetisierungsvektors M0 in die xy‐Ebene um einen bestimmten Winkel α. Der Pulswinkel (Flip‐Winkel) α  ist dabei der Pulsdauer  (p1) proportional. Der Flip‐Winkel  ist zusätzlich von der Feldstärke des Magnetfelds des Pulses (B1) sowie dem gyromagnetischen Verhältnis (γ) der Kernsorte abhängig. Die Pulswinkel 90° sowie 180° sind für viele Impulsexperimente von besonderer Bedeutung.  Nach Abschalten des  Impulses kehrt das Spinsystem wieder  in den Gleichgewichtszustand zurück.  Dieser  Vorgang  heißt  Relaxation.  Während  des  Relaxationsvorgangs  wird  in  der Empfängerspule,  welche  sich  in  der  x,y‐Ebene  befindet,  die  Abnahme  der Quermagnetisierung  My  in  Abhängigkeit  von  der  Acquisitionszeit  (aq)  gemessen.  Dieses Signal  wird  als  freier  Induktionsabfall  (free  induction  decay,  FID)  bezeichnet.  Durch  die Fourier‐Transformation wird das  Interferogramm  (d.h. der  FID) aus der Zeitdomäne  in die Frequenzdomäne umgerechnet.  

 Abb. 2: Schematische Darstellung des Impuls‐NMR‐Experiments. 

 Tab. 1: Wichtige Acquisitionsparameter. 

Parameter Bedeutungpulprog  Pulsprogrammtd  Anzahl der aufgenommenen Datenpunkted1 [s]  Prescan‐Delayns  Anzahl der Scansp1 [µs]  Pulsdauer des Pulses im 1. Kanal (F1)pldb1 [dB] Leistung des HF‐Pulses im 1. Kanalo1p [ppm]rg 

Transmitter Offset („Mitte“ des Spektrums)Receiver Gain (Verstärkung des FIDs im Empfänger) 

sw [ppm]  Spektrale Breite Zur  Durchführung  eines  NMR‐Experiments  müssen  die  jeweiligen  Messparameter (Acquisitionsparameter) festgelegt werden, um die gewünschten Ergebnisse zu erzielen. Die wichtigsten Acquisitionsparameter sind in Tab. 1 zusammengefasst.  5. Wie hängt das Signal‐zu‐Rausch‐Verhältnis S/N von der Anzahl der Scans ab? 6. Wie viele Signale erwarten Sie  für das 1H‐NMR‐Spektrum von Pyridin? Warum sieht man keine 13C‐13C‐Kopplung im 13C‐Spektrum der Verbindung? 7.  Welche  Informationen  können  aus  den  Experimenten  APT,  DEPT  sowie  dem  1H‐gekoppelten 13C‐NMR‐Spektrum entnommen werden?   2.4 Relaxation  Durch den HF‐Anregungspuls wird das  thermische Gleichgewicht des  Spinsystems  gestört, was eine Änderung der Besetzungsverhältnisse der Kernspin‐Niveaus sowie die Ausbildung der Quermagnetisierung  zur  Folge  hat. Nach  der  Beendigung  dieser  Störung  relaxiert  das Spinsystem wieder  in den Gleichgewichtszustand, wobei zwei Relaxationsmechanismen un‐terschieden  werden.  Die  longitudinale  Relaxation  (Spin‐Gitter‐Relaxation)  beschreibt  die Rückkehr zur Gleichgewichtsmagnetisierung M0 und wird anhand der T1‐Relaxationszeit cha‐rakterisiert. Die transversale Relaxation (Spin‐Spin‐Relaxation) beschreibt das Auffächern der Spins in der xy‐Ebene und ist durch die Relaxationszeit T2 angegeben. Die Spin‐Gitter‐Relaxa‐tionszeit  richtet  neben  Temperatur  und  Solventsumgebung  vor  allem  nach Molekülgröße und  Bindungssituation  und  liegt  bei  Protonen  im  üblicherweise  im  Bereich  von wenigen Sekunden, während sie bei 13C‐Kernen Werte zwischen einigen Sekunden bis hin zu über 100 Sekunden annehmen kann.   8. Welche Experimente werden zur Bestimmung von T1 bzw. T2 genutzt? 9. Welche Größenbeziehung besteht zwischen der Dauer von T1 und T2 und warum?  

 2.5 Zweidimensionale NMR‐Spektroskopie  Zur  Aufklärung  unbekannter  Strukturen  komplexer  organischer  Moleküle  reichen  die herkömmlichen,  eindimensionalen  1H‐und  13C‐Spektren  häufig  nicht  aus,  sodass  die Anwendung zweidimensionaler Techniken erforderlich ist. Jedes zweidimensionale NMR‐Spektrum beinhaltet eine direkte (meist horizontale Achse, F2) und  eine  indirekte  Dimension  (vertikale  Achse,  F1). Während  sich  die  direkte  Dimension analog  zu  den  eindimensionalen  Experimenten  aus  der  Aufnahme  des  FIDs während  der Acquisitionszeit  (t2)  ergibt,  muss  für  die  Erzeugung  der  indirekten  Dimension  ein Zeitabschnitt  in der gewählten Pulsfolge  (Evolutionszeit, t1)  inkrementiert werden (Abb. 3). Dazu  werden  viele  1D  Spektren  mit  systematisch  veränderter  t1‐Zeit  aufgenommen. Anschließend  erfolgt  eine  zweidimensionale  Fourier‐Transformation  der  so  erhaltenen Spektrenmatrix  nach  den  Acquisitions‐  und  der  Evolutionszeit  (Abb. 4),  welche  das zweidimensionale Frequenzspektrum liefert, die dritte Dimension ist die Signalintensität.  

 Abb. 3: Schematischer Ablauf eines 2D‐NMR‐Experiments am Beispiel des COSY‐Experiments. 

 

 Abb. 4: Schematische Darstellung der zweidimensionalen Fourier‐Transformation. 

 Die  in  den  gebräuchlichen  zweidimensionalen  Spektren  abgebildeten  Zusammenhänge basieren  auf  skalaren oder  räumlichen Wechselwirkungen  zwischen benachbarten Kernen einer oder verschiedener Kernsorten (z.B. 1H/1H bzw. 1H/13C). In der nachfolgenden Tabelle sind die wichtigsten zweidimensionalen NMR‐Experimente zusammengefasst. 

        

FT (t2) FT (t1)

F2 F2F1

t1

t2

t1

 Tab. 2: Übersicht über die wichtigsten 2D‐Spektren 

2D‐Experiment InformationsgehaltCOSY  skalare Kopplung zwischen benachbarten 1H‐Kernen NOESY  Wechselwirkung  von  1H‐Kernen  über  den  Raum  (KEINE 

skalare Kopplung!) HSQC od. HMQC  Wechselwirkung von 13C mit dem direkt an dieses C‐Atom 

gebundenen 1H‐Kernen (1JCH) HMBC  Wechselwirkung  von  13C  mit  1H‐Kernen  über  2,3  oder 

mehr Bindungen (2JCH und 3JCH)  10. Was ist der „organische Spektrensatz“ und was bedeuten die Abkürzungen der entsprechenden Pulssequenzen? Welche Signale werden zur Auswertung der zweidimensionalen Spektren benutzt?    3 Versuchsdurchführung   Nach dem Antestat erfolgt zunächst eine Einweisung in die Handhabung des Spektrometers und die Betriebssoftware Topspin®. Anschließend werden Sie selbständig die Pulsdauer des 90°‐1H‐Pulses bestimmen und eine T1‐Relaxationszeitmessung für zwei Protonensignale des Zimtsäure‐n‐Propylesters  (Abb. 5) durchführen. Die dazu  verwendeten Pulssequenzen und Messparameter  werden  Ihnen  bei  der  Durchführung  mitgeteilt.  Abschließend  sollen  sie jeweils  das  1H‐Spektrum  von  dieser  Verbindung  sowie  von  Ihrer  unbekannten  Substanz aufnehmen.  Die  restlichen  Spektren  des  organischen  Spektrensatzes  bekommen  Sie  für  beide  Verbin‐dungen bereits gemessen als Dateien zur Verfügung gestellt. Danach  erfolgt  eine  Einweisung  in  die  Prozessierung  der  aufgenommenen  ein‐  und  zwei‐dimensionalen Spektren mittels Topspin®. Die Prozessierung der FID‐Dateien sollen Sie  für das  Protokoll  zu Hause mithilfe  der  Software MNOVA  selbständig  durchführen  (Hinweise zum Download der Spektren und Installation der Software siehe Abschnitt 1).  

 

Abb. 5: Struktur von Zimtsäure‐n‐propylester. 

  

Zur Bestimmung der Pulsdauer wird bei gegebener Leistung (pl1) die Dauer des Pulses (p1) systematisch  variiert,  sodass man  einen  sinusartigen  Verlauf  der  Signalintensitäten  erhält (Abb. 6). Aus dieser Darstellung wird die Dauer des 360°‐Pulses anhand des  zweiten Null‐durchgangs der Sinuskurve bestimmt. Um den 90°‐Puls zu erhalten, muss die so bestimmte Pulsdauer durch vier dividiert werden.  

 Abb. 6: Sinusartiger Verlauf der Signalintensitäten bei der Bestimmung der Pulsdauer. 

Die  Bestimmung  der  T1‐Relaxationszeit  erfolgt  mit  dem  Inversion‐Recovery‐Experiment, dessen allgemeine Pulsfolge in Abb. 7 dargestellt ist.  

 Abb. 7: Pulsfolge des Inversion‐Recovery‐Experiments zur Bestimmung der T1‐Zeit. 

Die  Gleichgewichts‐Magnetisierung M0 wird  durch  den  180°‐Puls  zunächst  in  –z‐Richtung ausgelenkt. Während der variablen Delay‐Zeit τ relaxiert diese z‐Magnetisierung mit der Ge‐schwindigkeitskonstante k = T1‐1, wobei die nach Ende dieser Zeit noch vorhandene z‐Mag‐netisierung Mz durch den 90°‐Puls auf die y‐Achse gedreht wird und  somit ein messbares Signal ergibt. Die Intensität des Signals ändert sich dabei mit τ in charakteristischer Weise. In Abhängigkeit  der  Delay‐Zeit  ergibt  sich  ein  exponentieller  Anstieg  der  Signalintensitäten, welcher mit der folgenden Gleichung beschrieben wird:  

  ⎟⎟⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛−=

τ−

1210zT

eMM                  (1) 

 Aus  den  bei  verschiedenen  τ‐Werten  bestimmten  Signalintensitäten  bzw.  Integralen  kann die  gesuchte Relaxationszeit mithilfe  des  T1/T2‐Relaxationsmoduls  der  Software  Topspin® nach Gleichung (1) ermittelt werden.  

p1 in µs

4 Hinweise zur Anfertigung des Protokolls  4. 1 Aufbau des Protokolls  Das Protokoll soll wie folgt aufgebaut sein: 1 Einleitung:   schriftliche Beantwortung der Fragen 1‐10 aus dieser Versuchsvorschrift 2 Pulsdauerbestimmung und T1‐Messung:  

kurze Angabe der vermessenen Proben und verwendeten  Lösungsmittel mit dem  Pulsprogramm  und  den  Acquisitionsparametern  des  durchgeführten NMR‐Experiments(in tabellarischer Form möglich)  Auswertung und Interpretation der Messdaten 

3. Auswertung der Spektren von Zimtsäure‐n‐propylester: Hinweise siehe 4.2 4. Auswertung der Spektren Ihrer unbekannten Substanz:   Hinweise zur Angabe der Signale siehe 4.2 

Beschreiben Sie zusätzlich kurz, wie Sie zur Lösung der Struktur gekommen sind. Sind die aus den NMR‐Spektren enthaltenen Informationen ausreichend? Wie müssen die anderen Methoden des Praktikums hier mit einbezogen werden? 

 4. 2 Hinweise zur Spektreninterpretation  Jedes Spektrum sollte vollständig interpretiert werden, d.h. alle relevanten Informationen im Spektrum (chemische Verschiebung, Signalintensität, Multiplizität, Kopplungskonstante, Zu‐ordnung) müssen aufgelistet werden. Die korrekte Auswertung  für 1D  1H‐ bzw.  13‐C‐Spekt‐rum soll so erfolgen: 

 1H‐NMR (CDCl3, int. TMS, 300 MHz): δ= 2.95, (s, 3H, N‐CH3); 3.47 (dd, 2H, 

3JHH = 7.6 Hz, 2JHH = 8.7 Hz, CH2‐NH); 3.94 (dd, 2H, 3JHH = 7.6 Hz, 

2JHH = 8.7 Hz, CH2‐NH); 5.48 (dd, 1H, 3JHH  = 8.1 Hz, Ph‐CH); 7.40, (m, 5H, Ph). 

 Bei  der  Angabe  der  C‐  und  H‐Atome  ist  eine  entsprechende  Nummerierung  bzw. Kennzeichnung  der  Atome  in  der  Zielstruktur möglich  (z.B.  HA,  CA  oder  C1,  H1).  Für  2D‐Spektren ist die Verwendung von Tabellen denkbar.  

Organische Massenspektrometrie (MS)   1 Ziel des Praktikums  (1) Kennenlernen eines Massenspektrometers, eines Sektorfeldgerätes mit Elektronenstoß‐

Ionisation (EI) (2) Aufnahme von EI‐ Massenspektren unter Anleitung  (4) Übungen zur EI‐ Spektreninterpretation.   

Das  Praktikum  wird  unter  Zuhilfenahme  Ihrer  Vorlesungsmitschriften  und  der  unten angegebenen Literatur selbstständig vorbereitet.  In einem Antestat wird Ihr Wissen zu folgenden Sachverhalten geprüft: 

• Grundlagen der Massenspektrometrie, Aufbau eines Massenspektrometers • Aussehen eines Massenspektrums, Begriffe • häufig verwendete Ionisationsarten und Analysatoren • Ausführlich: Electron Impact Ionisation, Aufbau der Quelle • Sektorfeld, Sekundärelektronenvervielfacher • Spektreninterpretation: Isotopie und akkurate Masse • Entstehende Spezies, Regeln der Fragmentierung 

 

Dabei dienen die gestellten Aufgaben als Orientierung. Die Lösungen der im Skript gestellten Übungsaufgaben sind gleichzeitig Bestandteil des Protokolls.    2 Einleitung  Das  Grundprinzip  der  EI‐  Technik  ist  der  Beschuss  der  im  Hochvakuum  (10‐5‐10‐7  mbar) isolierten,  gasförmigen Moleküle mit  Elektronen  hoher  kinetischer  Energie  (meist  70  eV). Dabei wird aus dem Molekül ein Elektron herausgeschlagen und das Molekülion M∙+. erzeugt, ein Radikalkation (open‐shell ion, odd‐electron ion).  

EI  ist eine „harte“  (energiereiche)  Ionisationsmethode. Zur Erzeugung von Radikalkationen aus organischen Molekülen reichen prinzipiell Energien von 8‐14 eV. Der Energieüberschuss führt deshalb bereits in der Ionenquelle zur Fragmentierung der Radikalkationen:  

M+. → A+ + B.       Fragmentierung in Ion (closed‐shell) und Radikal M+. → A. + B+ M+.

 → C+. + D; A+ → F+ + G   Neutralverlust (open‐shell ion)  

Radikalische  Spaltungen  treten  nur  aus  Radikalkationen  auf  (open‐shell‐Ionen),  daraus entstandene  Kationen  (closed‐shell‐Ionen,  odd‐electron)  fragmentieren  unter Neutralabspaltung  (even‐electron  rule),  so dass  auch  Folgefragmentierungen möglich  sind. Neutralabspaltungen treten auch direkt aus dem Molekülradikalkation auf.   3 Grundlagen der Spektreninterpretation  3.1 Isotopie der Elemente Informieren Sie sich über Einteilung der Elemente nach Häufigkeit und Isotopenabstand.  

Informationen aus den Isotopenpeaks Die Häufigkeit der Moleküle mit einem Molekulargewicht über dem Molekulargewicht des monoisotopischen Moleküls  hängt  von  der  Anzahl  der  vorhandenen  Atome  und  von  der relativen  Häufigkeit  der  Isotope  in  den  beteiligten  Elementen  ab.  (Orientierungsfrage: welche Häufigkeit tragen 6 C‐Atome auf der M+1 Stelle bei?) Daher  kann  man  aus  der  Häufigkeitsverteilung  der  Isotope  mit  entsprechenden Massenabstand  (M+1, M+2;...) auf Art und Anzahl der  im Molekül vorhandenen Elemente schließen.   Tabelle 1: Isotopenverteilung in der MS wichtiger Elemente, bezogen auf das häufigste Isotop. 

Element  M    M+1    M+2     Masse  %  Masse % Masse %H  1  100  2  0.015 ‐ ‐C  12  100  13  1.1 ‐ ‐N  14  100  15  0.37 ‐ ‐O  16  100  17  0.04 18 0.21F  19  100  ‐  ‐ ‐ ‐Si  28  100  29  5.1 30 3.4S  32  100  33  0.8 34 4.5Cl  35  100  ‐  ‐ 37 32.0Br  79  100  ‐  ‐ 81 98I  127  100  ‐  ‐ ‐ ‐ 

Berechnung der Isotopenverteilung Die Isotopenverteilung kann nach einem vereinfachten Ausdruck berechnet werden: (a + b)n  

a   ist die relative Häufigkeit des leichten Isotops b   ist die relative Häufigkeit des schweren Isotops n   ist die Anzahl der Atome des betrachteten Elements im Molekül  

Die Verteilung ergibt sich dabei aus den Summanden. Bei Si und S können Überlagerungen mit dem 13C‐ oder anderen Mustern leicht zum Verwischen führen.  

Aufgabe 1:  Berechnen Sie mit Hilfe der Gleichung (a + b)n das Isotopenmuster von Cl4.  

3.2 Fragmentierungsreaktionen Ein Massenspektrum  ist das Ergebnis einer Reihe von Zerfallsreaktionen eines  Ions.  In der nachfolgenden  Aufgabe  werden  wichtige  Fragmentierungs‐  und  Umlagerungsreaktionen genannt, die nach der Elektronenstoß‐  Ionisation auftreten. Bitte erläutern Sie diese  in 1‐2 Sätzen und anhand des angegebenen Substanzbeispiels.  

Aufgabe 2:  Versuchen  Sie  die  unten  aufgeführten  Fragmentierungsreaktionen  für  die  in  Klammern angegebenen  Verbindungen  nachzuvollziehen  und  geben  Sie  möglichst  alle  mesomeren Grenzstrukturen der entstehenden Produkte an (stabilstes Produkt): Radikal induzierte Spaltungen 

- (Alkyl‐) �−Spaltung (1‐methylethyl‐Cyclohexan) - α‐Spaltung aktivierter Bindungen: 

Heteroatom (Cyclohexylethylketon) 

Allylspaltung (4‐Methyl‐2‐hepten) Benzylspaltung (2‐Benzyl‐propan) 

- McLafferty‐Umlagerung, McL (Pentansäuremethylester) - Retro‐Diels‐Alder‐Reaktion, RDA (2,2,2‐Bicycloocten‐2) 

Ladungsinduzierte Spaltungen - Induktive Spaltung (1‐Chlorhexan) - Eliminierung, H‐Umlagerung (6‐Hydroxy‐2‐hexanon) - Onium‐Reaktion (Butyldiethylamin) - Neutralverlust, keine H‐Umlagerung (2,5‐Cyclohexadien‐1,4‐dion) 

 Aufgabe 3:  Welche  Fragmentierungen  sind  für  dieses Molekül möglich?  Bitte  geben  Sie  ausführliche Reaktionsgleichungen an und benennen die entsprechende Fragmentierung.   

OHO

O

Cl

   

3.3 Herangehensweise an die Spektreninterpretation Im  Nachfolgenden  wird  die  allgemeine  Herangehensweise  bei  der  Interpretation  eines Massenspektrums skizziert. Bei der Spektreninterpretation wird bereits vorhandenes Wissen über den Analyten immer mit einbezogen.  

1. Charakterisieren Sie den Molekülionenpeak. Welche Heteroatome vermuten Sie bzw. können Sie ausschließen (Isotopenmuster!)? 

2. Erstellen Sie einen oder mehrere Strukturvorschläge durch Interpretation großer und charakteristischer Schlüsselbruchstücke bzw. Massendifferenzen, besonders  für den Basispeak.  Fertigen  Sie Modellfragmentierungen  von  den  Strukturvorschlägen  an, vergleichen Sie mit dem Spektrum, und achten Sie besonders auf „fehlende“ Ionen. 

 

Regeln für die EI‐ Spektreninterpretation  

Regel 1: Zwischen Molekülion und Fragmentionen müssen als Folge der Fragmentierung des Molekülions chemisch sinnvolle Massendifferenzen bestehen. 

 

Regel 2: Einmal gebildete closed‐shell‐ Ionen A+ oder B+ gehen keine erneute Radikalspaltung mehr ein, sondern zeigen nur noch Neutralabspaltungen. (even electron rule) 

 

Regel 3: Bei konkurrierenden Homolysen bestimmt meist die Produktstabilität den bevor‐zugten Reaktionsweg. 

 

Regel 4: Enthält ein Molekül 1, 3, 5, ... Stickstoffatome, ist seine Molmasse nicht geradzahlig. Enthält  ein Molekül  0,  2,  4,...  Stickstoffatome,  ist  seine Molmasse  geradzahlig (Stickstoffregel). 

 

Regel  5: Homolysen  (Radikalabspaltungen)  führen  zur  Bildung  von  Primärfragmenten mit nicht geradzahliger Massendifferenz zum Ausgangsion. Verluste  intakter Moleküle (Umlagerungen, Neutralabspaltungen) führen zu geradzahligen Massendifferenzen zum Molekülion. Zusammen mit einer ungeradzahligen Anzahl Stickstoffatome  im 

Molekül  kann  eine  Umkehrung  dieser  Regel  eintreten  (durch  H2NR.  bzw.  NH3‐ Verluste). 

 

Regel 6: Man berechnet Doppelbindungs‐ und Ringäquivalente,  sobald man die  Summen‐formel einer Verbindung zu kennen glaubt. Diskrepanzen deuten auf Fehler  in der Summenformel oder auf Elemente mit anderer Oxidationsstufe als angenommen. Die  Berechnung  der  Doppelbindungsäquivalente  erfolgt  für  eine  Substanz  der allgemeinen Summenformel CmHnOqNrHals mit Hilfe der folgenden Formel: 

 

    F = (2m + 2 − (n − r + s)) /2    Beispiel C13H20O: (26 +2 ‐20)/2 = 4  

Regel 7: Eine korrekte Zuordnung charakteristischer Ionen  im Spektrum  ist zur Absicherung des Strukturvorschlags und der Summenformel unerlässlich. 

 

Aufgabe 4 und 5:  Es sind relative Intensitäten aus dem Peaklisting zweier EI‐Massenspektren gezeigt. Welches Molekül  könnte  sich  hinter  dem  Spektrum  verbergen?  Erklären  und  zeigen  Sie  das Zustandekommen  der  charakteristischen  Fragmente  (mind.  2  davon  anhand  einer  Abb., Tabelle reicht nicht)!  

m/z  rel. Int. [%]    m/z  rel. Int. [%] 51  12    73 10052  0.5    74 8.477  45.3    75 3.478  2.7    131 2479  0.2    132 3.77112  100    133 1.63113  6.9    146 11.4114  33    147 1.92      148 0.78

  

4 Versuchsbeschreibung  Zunächst wird in einem Antestat (50 % der Praktikumsnote) Ihr Wissen über die Grundlagen der  Massenspektrometrie  überprüft.  Die  im  Skript  gestellten  Aufgaben  sollten  zur Vorbereitung des Antestats gelöst werden. Sie sind Bestandteil des Protokolls und können bei Problemen im Anschluss an das Antestat besprochen werden. Im  zweiten  Teil  werden  EI‐Massenspektren  einer  bekannten  sowie  einer  unbekannten Verbindung  an  einem  Sektorfeldgerät  mit  EI‐Ionisation  (MAT  8230)  unter  Anleitung aufgenommen.  Notieren  Sie  sich  alle  relevanten  experimentellen  Parameter  für  Ihre Dokumentation.   

Experimenteller Teil Probenvorbereitung Probe in den Probentiegel einfüllen und den Tiegel auf den Schubstangenkopf aufstecken.  

Vorbereitung der Messung: - Anschalten der Schubstangenkühlung, Ablesen der Ionenquellentemperatur - Anwählen  der  Ionisierungstechnik,  Anschalten  der  Kathode,  Emission  auf  0,5 mA 

einstellen - Hochspannung und SEV anschalten - Öffnen der Software zur Datenaufnahme und –auswertung (MASPECII) 

- Vorbereitung  der  Datenaufnahme  ‐  Erstellen  eines  Mess‐Files  (Eintragen  aller relevanten  Parameter):  Methode:  Low‐resolution  Magnet  Scan,  Centroid  (d.h. Strichspektren),  Auflösung:  1000,  Scanrate:  5  sec/decade  für  EI‐ Schubstangenbetrieb,  Massebereich  (Hochspannung)  2100  amu  (3  kV),  Interscan delay: 1 sec für EI‐Schubstangenbetrieb 

- File: Description: für Ihre Kommentare - Destination File: File‐ Namen vergeben, unter dem Ihre Messung abgespeichert wird - Scan: geeigneten Massenbereich eintragen - Cal: geeigneten Kalibrierfile unterlegen (wird Ihnen mitgeteilt) 

 

Durchführung der Messung: - „Start Acquisition“ - Ansetzen der Schubstange - Öffnen des Vorvakuumventils, Evakuieren der Schleuse - Schließen des VV‐ Ventils, Öffnen des Hochvakuumventils - Einführen der Schubstange - Beobachtung  der  Peakintensitäten  ‐  gegebenenfalls  manuelles  Heizen  der 

Schubstange unter Kontrolle der Signalintensitäten (zwischen 1 und 10 V) - Herausziehen der Schubstange, Schließen des HV‐Ventils - „Stop“ und „Close Acquisition“ - Entfernen der Schubstange, Entfernung des Probentiegels 

 Hinweise zur Anfertigung des Versuchsprotokolls Erstellen Sie bitte in jeder Gruppe ein Protokoll über den durchgeführten Versuch. Beginnen Sie mit einer kurzen Darstellung der Aufgabe, keine theoretische Einleitung. Achten Sie auf eine  systematische  und  übersichtliche  Formatierung  (Inhaltsverzeichnis,  Legenden, Überschriftenhierarchie).  

- Lösen Sie schriftlich die im Skript gestellten und im Antestat besprochenen Aufgaben. - Interpretieren  Sie  ausführlich  die  Spektren,  die  von  der  bekannten  Verbindung 

aufgenommen wurden  (Sie  erhalten  von  jedem  erzeugten  Spektrum  einen  Ausdruck). Orientieren  Sie  sich  an  Punkt  3.3.  „Herangehensweise  an  die  Spektreninterpretation“. Ordnen  Sie  prägnante  Fragmentionen  anhand  von  Zerfallsgleichungen  entsprechenden Strukturen zu. Für das Zeichnen chemischer Strukturen können Sie z.B. die  im Netz  frei herunterladbaren  Programme  Accelrys  Draw,  Marvin  Sketch,  ACD/ChemSketch,  oder BKChem benutzen. 

- Diskutieren  Sie  ebenso  ausführlich  die Massenspektren  Ihrer  Verbindung.  Nutzen  Sie dazu den Strukturvorschlag, den Sie sich aus allen Analysen abgeleitet haben. Waren die mit  der  Massenspektrometrie  erhaltenen  Informationen  zur  Strukturaufklärung ausreichend oder benötigten Sie weitere Methoden, und wenn ja, welche?