《质谱原理及应用》PPT课件

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1、质谱MassSpectroscopyMainPoints质谱简介质谱的表示方法质谱的基本原理质谱的分析与应用质谱简介分子受到裂解后，形成带正电荷的离子，这些离子按照其质量m和电荷z的比值m/z（质荷比）大小依次排列成谱被记录下来，成为质谱（MS）。红外光谱（拉曼光谱）：原子（基团）紫外光谱：外层电子（共轭结构）核磁共振谱：原子核（分子骨架）质谱：离子（碎片信息）质谱的特点应用领域广：质谱仪种类：同位素、无机、有机样品：无机物、有机化合物、高分子材料（裂解）（气体、液体和固体）应用：化合物结构分析、测定原子量与相对分子量、同位素分析、定性

2、和定量化学分析、生产过程监测、环境监测、生理监测与临床研究、原子与分子过程研究、表面与固体研究、热力学和反应动力学研究、空间探测与研究等。灵敏度高：微克级样品有机质谱仪绝对灵敏度为50pg（pg为10-12g）无机质谱仪绝对灵敏度为10-14g分析速度快,可多组分同时检测仪器结构复杂，价格昂贵质谱仪质谱仪的结构进样系统离子源质量分析器检测器和记录器GC—MS（气相色谱—质谱联用仪）GasChromatograph—MassSpectrometerLC—MS（液相色谱—质谱联用仪）LiquidChromatograph—MassSpect

3、rometerAbscissa:m/e(masschargeratio)横坐标：质荷比Y—coordinate:ion—currentintensity纵坐标：离子流强度Absoluteintensity（各种离子流强度的百分数之和为100%）Relativeintensity（最强峰为100%）质谱表示方法质谱的基本原理质谱裂解表示法正电荷表示法电荷转移表示法共价键断裂方式：均裂、异裂、半异裂裂解方式和机理1、α（自由基）与σ（阳离子自由基）碎裂2、i碎裂（正电荷）3、γH重排（游离基）4、γd过程实例质谱中的离子分子离子最大峰分子离

4、子和碎片离子之间的质量差氮规则：在分子中只含C,H,O,S,X元素时，相对分子质量Mr为偶数；若分子中除上述元素外还含有N，则含奇数个N时相对分子质量Mr为奇数，含偶数个N时相对分子质量Mr为偶数。m/e:质荷比当分子中含有偶数个氮原子或不含氮原子时，分子量应为偶数；当分子中含有奇数个氮原子时，分子量应为奇数。[氮规则]试判断下列化合物的分子离子峰的质荷比是偶数还是奇数？同位素离子含有同位素的离子称同位素离子。同位素离子峰一般出现在相应分子离子峰或碎片离子峰的右侧附近，m/e用M+1，M+2等表示。碎片离子亚稳离子多电荷离子质谱的分析和

5、应用各类化合物的质谱烷烃特征：a、直链烷烃的M常可观察到，其强度随相对分子质量增大而减小；b、M-15峰最弱，长链烃不易失去甲基；c、直链烷烃有典型的CnH+2n+1离子，其中m/z43(+C3H7)和m/z57(+C4H9)总是很强（基准峰，很稳定）；枝链烃往往在分枝处裂解形成的峰强度较大（仲或叔正离子），且优先失去最大烷基使得CnH+2n+1和CnH+2n离子明显增加；d、环烷烃的M峰一般较强；环开裂时一般失去含两个碳的碎片，出现m/z28(C2H4)+.，m/z29(C2H5)+和M-28、M-29的峰。烯烃特征：a、烯烃易失去一

6、个π电子，其分子离子峰明显，强度随相对分子质量增大而减弱；b、烯烃质谱中最强峰（基准峰）是双键β位置Cα-Cβ键断裂产生的峰，带有双键的碎片带正电荷；c、烯烃往往发生McLafferty重排裂解，产生CnH2n离子;d、环己烯类发生逆向狄尔斯阿尔德裂解；e、无法确定烯烃分子中双键的位置。芳烃特征：a、分子离子峰明显，M+1和M+2可精确量出，便于计算分子式；b、带烃基侧键的芳烃常发生苄基型裂解，产生Tropyliumionm/z=91(往往是基准峰）；若基准峰的m/z比91大n×14，则表明苯环α-碳上另有甲基取代；c、带有正丙基或丙基

7、以上侧键的芳烃（含γ-H)经McLafferty重排产生C7H8+.离子（m/z=92)；d、侧键α裂解发生机会很小，但仍有可能。羟基化合物醇的特征：a、分子离子峰很微弱或者消失，但易发生离子反应，生成络合离子M+H，这对判定相对分子质量有利；b、所有伯醇（甲醇除外）及高相对分子质量仲醇和叔醇易脱水形成M-18峰（应和M峰区分开）；c、开链伯醇当含碳数大于4时，可同时发生脱水和脱烯，产生M-46的峰；d、羟基的Cα-Cβ键容易断裂，形成极强的m/z31峰，m/z45峰，m/z59峰，用于醇类的鉴定；e、在醇的质谱中往往可观察到m/z19

8、（H3O+)的强峰（无重要意义）；f、丙烯醇型不饱和醇的质谱有M-1强峰，这是由于发生形成共轭离子的裂解；g、环己醇类的裂解将包括氢原子转移，较复杂。酚和芳香醇的特征：a、和其他芳香化合物一样，酚和芳香醇的