Interpretation von Massenspektren

Zur Interpretation von Massenspektren wird man neben der automatischen Spektrensuche immer auch einen Blick auf das jeweilige Spektrum werfen. Für eine erste Interpretation wird man folgende Vorgangsweise wählen:

1. Allgemeine Übersicht zur Spektrenform

Die Form des Spektrums gibt Auskunft über die Stabilität des Moleküls. Stabile Moleküle weisen wenige kleine Peaks bei niedrigen Massen (< 70 Da) auf, und nur wenige, dafür aber große Peaks bei hohen Massen. Für stabile Moleküle ist das Molekülion immer zu sehen. Andererseits weisen Molküle, die leicht fragmentieren eine typische Form auf, bei der die höchsten Peaks im Bereich unter 70 Da auftreten.

2. Molekülion identifizieren

Kennt man das Molekulargewicht der Substanz, sollte es nicht schwer sein, das Molekülion zu finden. Allerdings gibt es Substanzen die keine oder nur sehr kleine Molekülionen erzeugen (wie z.B. Alkohole). Falls das Molekülion nicht identifiziert werden kann, hilft entweder die Aufnahme des EI-Spektrums bei reduzierter Elektronenenergie oder der Einsatz chemischer Ionisierung weiter.

Ist das Molekülion bekannt, so sollte man folgende Überprüfungen durchführen:

• Gibt es Peaks unterhalb des Molekülions im Abstand kleiner als 14? Falls es sich bei der Substanz um eine Reinsubstanz handelt dürfen keine Peaks zwischen M-1 und M-13 auftreten (ausgenommen Isotopenpeaks). Ist das doch der Fall, so ist die Probe entweder verunreinigt oder das vermeintliche Molekülion ist doch nicht das Molekülion.
• Versuchen Sie auch das Molekülion über metastabile Ionen abzusichern.
• Ist die Masse des Molekülions gerade oder ungerade? Eine Substanz mit einer geraden Zahl von N-Atomen muss eine geradzahlige Masse des Molekülions aufweisen.

3. Allgemeine Hintergrundionen

Peaks bei 18 (Wasser), 28 (O₂), 32 (N₂), 40 (Ar) und 44 (CO₂ ) sind praktisch immer vorhanden, zusätzlich können Peaks von Lösungsmitteln, von Weichmachern, oder GC-Septen verusacht werden.

4. Augenfällige Isotopenmuster

Chlor- und Brom-Verbindungen, aber auch viele metallorganische Verbindungen weisen ein ausgeprägtes Isotopenmuster auf, das Rückschlüsse auf die Struktur der Substanz zulässt.

5. Versuchen Sie anhand der ¹³C-Satelliten die Zahl der C-Atome im Molekülion abzuschätzen

¹³C kommt mit 1.1 % in der Natur vor. Es lässt sich leicht zeigen, dass man die Zahl der C-Atome aus den ¹³C-Satelliten abschätzen kann. Dazu berechnet man das Verhältnis der Intensitäten des ¹³C-Satelliten zur Intensität des zugehörigen ¹²C-Peaks und dividiert dieses Verhältnis durch 0.01.