Molekülfragmenten

Molekülfragmenten zijn kleinere delen van een molecuul die ontstaan wanneer het molecuul breekt in chemische bindingen. Fragmentatie speelt een centrale rol in de chemie en in analytische technieken, waar het vaak wordt gebruikt om structuur en samenstelling te achterhalen. Fragmenten kunnen ontstaan door thermische, fotochemische of reactieve processen, maar ook tijdens afbraakreacties in een oplossing of in de gasfase.

In massa‑analyse wordt fragmentatie vaak doelbewust opgewekt om structurele informatie te verkrijgen. Een molecuul wordt geïoniseerd en de resulterende ionen kunnen verder breken in fragment-ionen. De resulterende m/z‑signaturen vormen een fragmentatiepatroon dat kan worden geïnterpreteerd om substructuren van het oorspronkelijke molecuul te identificeren. In tandem massaspectrometrie (MS/MS) wordt fragmentatie vaak in twee stappen uitgevoerd: eerst het molecuulion selecteren en vervolgens dit ion laten fragmenteren, zodat de fragmentatiepatronen gedetailleerder worden geanalyseerd.

Veelvoorkomende fragmentatieroutes zijn onder meer alfa‑splitsing, waarbij een binding nabij de reagente groep breekt, en de McLafferty‑reorganisatie, vooral bij carbonylverbindingen, waarbij een hydride of radicalen worden overgedragen. Andere voorbeelden zijn retro‑Diels–Alder‑fragmentatie en forskellige cleavings in koolstofketens of ringstructuren. Fragmentatiepatronen hangen af van de structuur van het molecuul en de gebruikte energietoevoer.

Toepassingen van molecuulfragmenten omvatten structureel onderzoek (organische verbindingen, metabolieten, peptiden), identificatie in bibliotheken en kwalitatieve en kwantitatieve analyse in chemie, biochemie en materiaalkunde. De interpretatie van fragmenten vereist vaak vergelijkingen met referentie‑fragmentaties en geschikte analysemethoden.