有机质谱中离子的类型课件.ppt

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1、有机质谱中离子的主要类型有：分子离子，准分子离子，碎片离子，亚稳定离子，同位素离子，重排离子和多电荷离子。每种离子的质谱峰在质谱解析中各有用途。1.分子离子定义:化合物分子经电子轰击失去一个电子形成的正电离子成为分子离子或母离子。M+eM+.+2e相应的质谱峰称为分子离子峰或者母蜂。分子离子的质荷比（m/z）值就是它的相对分子质量。分子离子峰有下列特点：（1）分子离子是带单电荷的自由基离子，这种带有未成对电子的离子称为奇电子离子。（2）分子离子峰出现在质谱图中的质量最高端，存在同位素峰或不出现分子离子峰时例外

2、。（3）能够通过合理丢失中性分子或碎片离子得到高质量区的重要离子。举例（4）分子离子的质量数符合氮规律。只含ＣＨＯ的化合物，分子离子峰的质量数为偶数含有ＣＨＯＮ的化合物，含奇数个Ｎ，质量数为奇数含偶数个Ｎ，质量数为偶数常见碎片离子分子离子峰的强度和化合物的结构有关。结构稳定的化合物，分子离子峰强；结构稳定性差的化合物，分子离子峰弱。分子离子峰强弱的大致顺序是：芳香族化合物＞共轭烯烃＞环指化合物＞直链烷烃＞硫醇＞酮＞醛＞胺＞酯＞醚＞羧酸＞多分支烃类＞醇分子离子的质量就是化合物的相对分子质量，分子离子的强度（相对丰度

3、）与化合物的类型相关，因此分子离子峰的识别在化合物质谱的解析中具有特殊的地位。２．准分子离子定义：准分子离子是指与分子存在简单关系的离子，通过它可以确定化合物的相对分子质量。例如（Ｍ＋Ｈ)+或者（Ｍ－Ｈ)+（Ｍ＋Ｎａ)+（Ｍ＋Ｋ)+（Ｍ＋Ｘ)+３．碎片离子定义：碎片离子是由于离子源的能量过高，是分子离子化学键断裂产生的质量数较低的碎片。相应的质谱峰称为碎片离子峰，位于分子离子峰的左侧。分子的碎裂过程与其结构密切相关，利用碎片离子有助于推断分子结构。４．亚稳定离子定义：离子离开离子源到达离子收集器之前，在飞行途中可

4、能还会发生进一步裂解或动能降低的情况，这种低质量或低能量的离子称为亚稳离子。亚稳离子峰出现在正常离子峰的左边，峰形宽且强度弱，通常ｍ／ｚ为非整数。亚稳定离子主要研究裂解机理。５．同位素离子定义：组成化合物的一些重要元素如C、H、O、N等都具有同位素。元素的重同位素通常比轻同位素重1、2个原子质量单位，因此，在分子离子峰右边1~2个原子单位处，常出现含重同位素的分子离子峰，称为同位素离子峰，用M+1、M+2等表示。同位素离子峰有机化合物一般由C、H、O、N、S、Cl及Br等元素组成，它的同位素丰度比如下表所示：表中

5、丰度%是以丰度最大的轻质同位素为100%计算而得。同位素离子峰的强度比与同位素的自然丰度比是强比是相当的，通过M，M+1，M+2的峰强度比值，可以容易的判断化合物中是否含有这些元素和元素的数目。例如：12C和13C，两者自然丰度只比为100：1.11，如果由12C组成的化合物相对分子质量为M，那么由13C组成的同一化合物的相对分子质量为M+1，同一个化合物生成的分子离子就会有质量为M和M+1的两种离子。如果化合物含有一个C则(M+1)+离子峰的强度为M+离子峰强度的1.11%；如果含有两个C强度比为2.22%，以

6、此类推可以估计出C的个数。氯元素有两中同位素35Cl和37Cl，自然丰度之比为100:32.50，或近似为3:1。分子中含有一个Cl，若35Cl为M，则37Cl为M+2，离子强度之比近似为3:1。如果分子中有两个Cl，其组成方式为35Cl35Cl，35Cl37Cl，37Cl37Cl，分子离子的相对质量分别为M，M+2，M+4。上述含2个氯为例，n=2，a=3，b=1(a+b)2=a2+2ab+b2=9+6+1离子峰强度之比为9:6:1如果知道了同位素元素的个数，可以推测同位素离子强度之比，同理，知道了各同位素离子

7、强度之比，可以估计出元素的个数。同位素峰强比可用二项式(a+b)n求出，a为轻同位素的丰度，b为重同位素的丰度比，n为同位素的个数。６．重排离子定义：分子离子裂解为碎片离子时，有些碎片离子不是简单的化学键断裂产生的，而是发生分子内原子或基团的重拍，这种特殊的碎片离子称为重排离子。质谱图上相应的峰为重排离子峰。转移的基团常常是氢原子重排的类型很多，其中最常见的一种是麦氏重排。这种重排形式可以归纳如下：麦式重排条件：当分子中含有C=X（X为O，N，S，C）基团，与该基团相连的链上有3个以上的碳原子，而且γ-C上要有H

8、。离子分裂时γ-H向缺失电子的X原子转移，同时β键断裂。可以发生这类重排的化合物有:酮、醛、酸、醋和其它含羰基的化合物，含P=O，＞S=O的化合物以及烯烃类和苯类化合物等。发生这类重排所需的结构特征是分子中有一个双键以及在位置上有氢原子。（举例脂肪酸甲酯）Thankyou