Fred McLafferty – massaspektrometrian pioneeri ja McLafferty-reaktio
Fred Warren McLafferty on yhdysvaltalainen kemisti, joka tunnetaan massaspektrometriasta. Hänet tunnetaan parhaiten McLaffertyn uudelleenjärjestelyreaktiosta, joka havaittiin massaspektrometrisesti. Roland Gohlken kanssa hän oli uranuurtaja kaasukromatografia-massaspektrometriatekniikassa. Hänen työtään on myös yhdistetty elektronikaappaukseen ja muihin kaasufaasin ionien fragmentointimenetelmiin, joilla selvennetään ionien hajoamismekanismeja analyysissa.
McLafferty-reaktio – lyhyt kuvaus
McLaffertyn uudelleenjärjestelyreaktio on massaspektrometriassa yleisesti esiintyvä fragmentoitumisreaktio, joka liittyy erityisesti orgaanisiin yhdisteisiin, joissa on hiiliyliryhmä, kuten keto- ja aldehydiryhmät, esterit ja amidasidokset. Reaktio edellyttää yleensä γ-vetymolekyyliä (kolmantena hiilenä hiiliyliryhmästä laskettuna) ja etenee seuraavasti:
- γ-vety siirtyy hiiliyliryhmän happiatomille (tai sen kationimuodolle) kuusijäsenisen siirtymätilan kautta,
- seurauksena tapahtuu β-hajoaminen, jolloin muodostuu varautunut fragmentti (usein resonoiva ioni tai radikaali-kationi) ja neutraali molekyyli, tyypillisesti alkeeni tai enoli,
- reaktio näkyy massaspektrissä tyypillisenä fragmenttipeakina, jonka massa kertoo alkuperäisen rakenteen tietyn osan menetyksestä.
Tämä mekanismi on käytännöllinen työkalu rakenteenmäärityksessä: McLafferty-reaktion tunnistaminen spektrissä auttaa paikantamaan hiiliyliryhmän sijainnin ja havaitsemaan funktionaalisia ryhmiä.
Gaasukromatografia–massaspektrometria (GC–MS)
Yhteistyö Roland Gohlken kanssa oli keskeinen GC–MS:n kehityksessä. GC–MS yhdistää kaasukromatografian näytteiden erottelumahdollisuuden ja massaspektrometrian kyvyn tunnistaa ja karakterisoida erotteita. McLaffertyn ja muiden varhaisten pioneereiden panos auttoi tekemään GC–MS:stä vakiintyneen ja luotettavan menetelmän ympäristöanalyysiin, lääketieteelliseen kemiaan, forensisiin sovelluksiin ja teollisuuteen.
Vaikutus ja merkitys
McLaffertyn työ on vaikuttanut voimakkaasti massaspektrometriaan sekä perusperiaatteiden ymmärtämiseen että käytännön analyysimenetelmien kehitykseen. McLafferty-reaktio on yhä olennainen käsite, jonka avulla kemistit ja massaspetrimetria-asiantuntijat tulkitsevat fragmentaatiokuvioita ja määrittelevät yhdisteiden rakennetta. Hänen työtään GC–MS:n parissa kehittyivät menetelmiksi, jotka ovat nykyisin arkipäivää monilla tieteenaloilla.
