质谱的图谱分析
(完整版)质谱分析图谱解析
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※ 计算机处理
3.3 有机质谱中的反应及其机理
M+ e
50-70 eV
+. M
+
2e
-. M
+
小于1%
+.
A +. + 中性分子或碎片
M
B + + R
A +.
B+
M+·→ A+·, B+, C +·, D+ ……
y = 154 32 12×8=26 不合理 设w=1 则 y = 154 321612×8=10
分子式为C8H10OS
查Beynon表法
C H N O m/z M+1 M+2 理论计算值,会出现不符合N律和不符合DBE的一般规律。
高分辨质谱法
精确质量,与分辨率有关 ※ 试误法
精确质量的尾数=0.007825y+0.003074z-0.005085w
DBE: Double Bond Equivalents UN: Unsaturated Number
计算式为:
=C+1-H/2
C—C原子数
H—H原子数
i) 分子中含有卤素原子(X)时,它的作用等价于氢原子;
ii) 二价原子数目不直接进入计算式;
iii) 化合物中若含有一个三价N原子,它相应的化合物比链状烷烃多3个H.
H2C OC2H5
例:① 烯:
R HH
C
CH2
H2C C
C R'
H2
② 酯:
质谱谱图解读
![质谱谱图解读](https://img.taocdn.com/s3/m/89bfb3d250e79b89680203d8ce2f0066f4336445.png)
质谱谱图解读
质谱谱图是质谱分析中必不可少的一部分,它通过对物质分子的质子化产生的离子进行质谱分析,从而得到物质的分子结构和组成。
在质谱谱图中,离子的相对丰度与离子质量的比例关系展现出来,通过对质谱谱图的解读,可以了解物质的分子结构、分子量、碎片结构等信息。
质谱谱图的解读有许多方面,下面将从质谱峰的特征、分子裂解规律、碎片离子的推导等角度进行详细说明。
1. 质谱谱图中的质谱峰特征
在质谱谱图中,每个质谱峰代表了不同的离子,其位置代表了离子的质量,峰的高度代表了离子的相对丰度。
通过分析质谱峰的位置和高度,可以初步判断物质的分子量和分子结构。
质谱峰通常会有裂解峰和基本峰两种形式,裂解峰是由于分子在电离过程中发生碎裂产生的,而基本峰则是未经碎裂的离子。
2. 分子裂解规律
在质谱分析中,分子通常会发生一系列的碎裂反应,产生不同质量的离子,这些离子会分别出现在质谱谱图中。
分子的裂解规律受到化学键的稳定性和裂解路径的影响,通常情况下,键的强度越大,裂解能量越高,其裂解产物的质谱谱峰越强。
3. 碎片离子的推导
在质谱图中,常见的碎片离子包括基本离子、碳正离子和碳负离子等,这些离子的质谱谱峰位置和强度都有一定的规律性。
通过推导和比对这些碎片离子,可以得到有关物质的分子结构信息,为后续的分析提供重要参考。
通过对质谱谱图的解读,我们可以更加准确地了解物质的分子结构和特性,为化学分析和鉴定提供重要帮助。
希望上述内容对您有所帮助,如有任何疑问,请随时与我们联系。
感谢阅读。
质谱谱图解析
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小结
1.M+峰较强的分子结构:芳烃、苯酚、芳基烷基醇、芳 基烷基醚、醛、酮、芳杂环、芳香一元羧酸及其酯、 芳香胺天脂环胺、芳香族胺、芳族硝基物脂肪族硫醚 等。
2.M+峰较弱的分子结构:脂肪族卤化物、酰胺、脂肪胺、 羧酸、酯、醚、伯、肿醇、烯、直链烷烃等。
3.不易观察到M+峰的分子结构:脂肪族硝基物、腈类、 不饱和脂肪醚、叔醇、支链烷烃等。
八、酰胺类化合物
1)分子离子峰较强。 2) α 裂解; γ-氢重排
九、 氨基酸与氨基酸酯
小结:
羰基化合物中 各类化合物的 麦氏重排峰
醛、酮:58+14 n 酯: 74+14 n 酸: 60+14 n 酰胺: 59+14 n
十、双取代芳环的邻位效应
芳环的邻位取代基间容易形成六元环过渡态,发生氢 的重排裂解,该效应称为邻位效应(ortho effect), 通式:
5914质谱图中低荷质比区出现mz314559等含氧碎片峰高质荷比区出现m3峰可能为醇类化合物的m15及m18可能为甲基仲醇不排除m15丢失的可能性这可由mz3145峰的相对强度来判断
有机波谱分析
2.4 各类有机化合物的质谱
一、碳氢化合物的质谱图 1. 直链烷烃
饱和烃类:对直链烷烃分子离子,先通 过半异裂失去一个烷基游离基,形成正 离子,后连续失去28个质量单位。 (CH2=CH2)
卓翁离子可进一步裂解生成环戊二烯(m/z = 65)及 环丙烯离子(m/z = 29)。
2.麦氏重排.(如有—H存在)—具有氢的烷基取代
苯,能发生麦氏重排裂解,产生m/z 92(C7H8+·)的 重排离子(奇电子离子峰),进一步裂解,产生m/z 78
图谱分析_质谱MS
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结构与EI同,离子化室充反应气体(甲烷、异丁烷、氨
等),电子首先将CH4离解,通过离子-分子反应来完 成电离。其电离过程如下:
CH4 + e
CH4+ + 2e ( CH3 + , …)
CH4+ + CH4
CH5+ + CH3
CH3+ + CH4
C2H5 + + H2
生成的气体离子再与样品分子M反应:
例如:葡萄糖变成三甲基硅醚的衍生物
HO HO
CH2OH O OH
Me3SiCl
CH2OSiMe3
OH
O
OSiMe3
ห้องสมุดไป่ตู้
Me3SiO
Me3SiO
OSiMe3
(1) 电子电离源(electron ionization EI)
动画
图4-6电子电离源原理图
(2)化学电离源(chemical ionization CI)
4.2.2 有机质谱中的各种离子
1)分子离子(molecular ion)
样品分子失去一个电子而电离所产生的离子,记为 M 。
2)准分子离子(quasi-molecular ion) 准分子离子常由软电离产生,一般为 M+H +、M-H +。 3)碎片离子(fragment ion) 泛指由分子离子破裂而产生的一切离子。狭义的碎片离子
4、荷电离子被加速电压加速,产生一定的速度v, 与质量、电荷及加速电压有关:
zV 1 mv2
(1)
2
5、加速离子进入一个强度为H的磁场,发生偏 转,半径为:
r mv
(2)
zH
质谱的原理和图谱的分析
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◎分子中含2 Br,
(a+b)2, M : M+2 : M+4≈1 : 2 :1
◎分子中含1Cl 和1Br
4:1
(a1+b1) (a2+b2),
M : M+2 : M+4≈3 :
(3a+b)(a+b)=3实a用2文+档4ab+b2
查Beynon表 法
C H N O m/z M+1 M+2
理论计算值,会出现不符合N律和不符合UN的一般规律。
(3) 场致离(FI)和场解吸 ( FD )
场致离(field ionization, FI) •气态样品分子在在强电场(107-108V/cm)的作用下 发生电离。 •要求样品分子处于气态, 灵敏度不高, 应用逐渐减少.
场解吸 (field desorption, FD ) • 样品不需汽化, 将样品吸附在作为场离子发射体的金 属丝上, 送入离子源, 然后通以微弱电流, 使样品分子从 发射体上解吸下来, 并扩散至高场强的场发射区, 进行离 子化.
实用文档
■ 含重同位素(如 Cl, Br)的样品
35Cl : 37Cl = 100 : 32.5 ≈3 : 1; 79Br : 81Br = 100 : 98≈1 :
◎分子中含1 Cl, ◎分子中含2 Cl, ◎分子中含1 Br,
(a+b)1, M : M+2≈3 : 1 (a+b)2, M : M+2 : M+4≈9 : 6 :1 (a+b)1, M : M+2≈1 : 1
实用文档
(5)电喷雾电离(ESI) 样品溶液在电场的作用下形成带高度电荷的雾状小 液滴,在向质量分析器移动的过程中,液滴因溶剂 不断挥发而缩小,导致表面电荷密度不断增大,当 电荷之间的排斥力足以克服液滴的表面张力时,液 滴发生裂分,如此反复进行,最后得到带单电荷或 多电荷的离子。
质谱的原理和图谱的分析
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脉冲式激光
MALDI适用于生物大 分子,如肽类,核酸类化合 物。可得到分子离子峰,无 明显碎片峰。此电离方式特 别适合于飞行时间质谱计。
5、质谱图的组成
质谱图由横坐标、纵坐标和棒线组成。
横坐标标明离子质荷比(m/z)的数值,纵坐标标明各峰 的相对强度,棒线代表质荷比的离子。图谱中最强的一 个峰称为基峰,将它的强度定为100。
例:化合物的质谱图如下,推导其分子式
164:166=1:1, 164-85 = 79 (Br),
164: 166≈1 : 1, 分子中含有1Br, 不含氮或含偶数氮
m/z: 85 (49) , 86 (3.2), 87 (0.11)
◎分子中含2 Br, (a+b)2, M : M+2 : M+4≈1 : 2 :1
◎分子中含1Cl 和1Br
(a1+b1) (a2+b2), M : M+2 : M+4≈3 : 4 : 1
(3a+b)(a+b)=3a2+4ab+b2
查Beynon表法
C H N O m/z M+1 M+2 理论计算值,会出现不符合N律和不符合UN的一般规律。
(5)电喷雾电离(ESI) 样品溶液在电场的作用下形成带高度电荷的雾状小 液滴,在向质量分析器移动的过程中,液滴因溶剂 不断挥发而缩小,导致表面电荷密度不断增大,当 电荷之间的排斥力足以克服液滴的表面张力时,液 滴发生裂分,如此反复进行,最后得到带单电荷或 多电荷的离子。
(6)基质辅助激光解析电离(MALDI)
(3)碎片离子 分子离子在电离室中进一步发生键断裂生成的离子。
(4)重排离子 经重排裂解产生的离子称为重排离子。 其结构并非原来分子的结构单元。
质谱谱图解读
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质谱谱图解读质谱谱图是质谱仪测量过程中的一个结果,它可以提供目标化合物的质量及其相对丰度,帮助分析师根据特定的质谱特征来确定化合物的结构和组成。
在本文中,我们将深入探讨质谱谱图的解读方法,以帮助读者更好地理解和应用这一重要的分析工具。
1. 质谱图的基本构成质谱谱图由两个主要的轴组成:质量轴和信号强度轴。
质谱仪通过离子化处理将样品中的化合物转化为带电离子,然后按照质量-电荷比(m/z)对离子进行分离和检测。
质谱图上的峰表示不同质荷比的离子相对丰度,而峰的位置则对应着化合物的质量。
2. 质谱峰的解析质谱图中的每个峰都代表着一个特定的离子,其相对强度可以用于确定化合物的相对丰度。
对于单个峰的解析,我们需要考虑以下几个方面:2.1 基峰(Base Peak):基峰是质谱图中信号最强的峰,其相对强度被标为100%。
其他峰的相对强度是以基峰为参照来测量和表示的。
2.2 分子离峰(Molecular Ion Peak):分子离峰是由分子化合物的整个分子离子(M)形成的,其质量等于化合物的分子量。
这个峰通常是质谱图中质量最高的峰,可以用来确定化合物的分子式。
2.3 碎裂峰(Fragmentation Peak):碎裂峰是由分子离峰经过一系列的分裂反应生成的。
这些峰的存在可以提供关于化合物的结构信息,帮助确定分子中的官能团以及它们的相对位置。
3. 质谱峰的解释解读质谱谱图可以通过以下几个步骤进行:3.1 确定基峰和分子离峰:首先,找到质谱图中的基峰和分子离峰。
基峰的相对强度为100%,分子离峰的质量对应着化合物的分子量。
3.2 观察碎裂峰:仔细观察质谱图中的碎裂峰,并比较其质量和相对强度。
通过分析碎裂峰的出现模式和质量差异,可以推断化合物中的官能团和原子组成。
3.3 结合其他谱图:质谱谱图常常与其他谱图(如红外光谱、紫外光谱等)一起使用,来进一步解读化合物的结构和性质。
4. 实例分析为了更好地理解和应用质谱谱图解读的方法,我们以某药物分析为例进行实例分析。
图谱分析_质谱MS
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CH4 + MH2+ C2H6 + M+
图4-9 肌红蛋白电喷雾质谱图
(1)单聚焦分析器(single focusing mass analyzer)
图4-11 单聚焦质量分析器
结构: 扇形磁场 (可以是 180o、 90o、60of Flight Analyzer)
例如GC-MS: m/z 1-1000所需时间<1s
(3)分辨率R(resolution):分离相邻质谱峰的 能力
若近似等强度的质量分别为M1及M2的两个相邻峰正好分开,则质谱 仪的分辨率定义为:
R=
M M
;
式中 M =
M1+M2 ; 2M = M2 -M1
例如:CO+ 27.9949
N2+ 28.0061
断裂的大致顺序:N S、O、、R Cl Br I
除少数特殊情况(如化学电离、碰撞活化等)之外, 有机质谱的主要反映为单分子反应。
5. 初级碎裂与次级碎裂
分子被电离的同时,具有过剩的能量,分子离子会 自行碎裂,这就是初级碎裂。碎裂可粗分为简单断 裂和重排。由简单断裂和重排产生的离子(统称为 广义的碎片离子)可进一步碎裂(再次断裂、重 排),这就是次级碎裂。
m H 2r2
(3)
z 2V
当r为仪器设置不变时,改变加速电压或磁场强度,
则不同m/z的离子依次通过狭缝到达检测器,形成
质量谱,简称质谱。
4.2.2 有机质谱中的各种离子
1)分子离子(molecular ion) 样品分子失去一个电子而电离所产生的离子,记为 。
M
2)准分子离子(quasi-molecular ion) 准分子离子常由软电离产生,一般为 M+H +、M-H
质谱的原理和图谱的分析
![质谱的原理和图谱的分析](https://img.taocdn.com/s3/m/75cb5cd97c1cfad6195fa756.png)
若某一元素有两种同位素,在某化合物中含有 m 个 该元素的原子,则分子离子同位素峰簇的各峰的相对 丰度可用二项式 (a+b)m 展开式的系数推算
若化合物含有 i 种元素,它们都有非单一的同位素 组成,总的同位素峰簇各峰间的强度可用下式表示:
(a1+b1)m1 (a2+b2)m2 … (ai+bi)mi
m/z 154 155 156 157 RI 100 9.8 5.1 0.5
m/z 154 155 156 157 RI 100 9.8 5.1 0.5 RI(M+2) / RI(M) ×100 = (1.1x)2 / 200 + 0.2w +4.4S 5.1/100×100=4.4S S=1(含1个硫) RI(M+1) / RI(M) ×100 = 1.1x + 0.37z+ 0.8S C数目=(9.80.8)/1.18 H数目=15432128=26 不合理 分子式为C8H10OS
(3) 场致离(FI)和场解吸 ( FD )
场致离(field ionization, FI) •气态样品分子在在强电场(107-108V/cm)的作用下发 生电离。 •要求样品分子处于气态, 灵敏度不高, 应用逐渐减少.
场解吸 (field desorption, FD ) • 样品不需汽化, 将样品吸附在作为场离子发射体的金 属丝上, 送入离子源, 然后通以微弱电流, 使样品分子 从发射体上解吸下来, 并扩散至高场强的场发射区, 进 行离子化.
(3)碎片离子 分子离子在电离室中进一步发生键断裂生成的离子。
(4)重排离子 经重排裂解产生的离子称为重排离子。 其结构并非原来分子的结构单元。
(5)母离子与子离子 任何一个离子(分子离子或碎片离子)进一步裂解生 成质荷比较小的离子。 前者称为母离子,后者称为子离子。
质谱定性分析及图谱解析
![质谱定性分析及图谱解析](https://img.taocdn.com/s3/m/256a9bbcbb0d4a7302768e9951e79b8968026880.png)
实验步骤与操作
1. 样品准备
选择合适的溶剂将待测样品溶解,并调整至适当的浓度 。
2. 质谱仪调试
打开质谱仪,调整仪器参数,如离子源电压、质量分析 器参数等,以确保仪器处于最佳工作状态。
3. 样品进样
将准备好的样品通过进样系统注入到离子源中。
4. 质谱图获取
启动数据采集系统,记录质谱图。根据需要,可以选择 不同的扫描范围和扫描速度。
峰检测与识别
利用算法对预处理后的数据进行峰检测,识别出质谱图中 的各个峰,并记录其质荷比(m/z)和强度信息。
峰对齐与校正
对多个样本的质谱数据进行峰对齐操作,确保相同物质在 不同样本中的峰能够对应起来。同时,进行峰校正,消除 由于仪器误差等因素引起的峰偏移。
峰匹配与注释
将检测到的峰与已知的化合物数据库进行匹配,对峰进行 注释,明确各个峰所代表的化合物。
重金属污染物检测
通过质谱技术可以准确地检测环境中的重金属污染 物,如铅、汞、镉等,为环境治理提供依据。
大气颗粒物分析
质谱技术可用于分析大气颗粒物的化学组成 和来源,为大气污染防控提供科学支持。
食品安全检测中的应用
农药残留检测
质谱技术可用于检测食品中的农药残留,保障食品的 安全性和消费者的健康。
食品添加剂检测
质谱定性分析及图谱解析
汇报人:文小库
2024-01-20
CONTENTS
• 质谱技术概述 • 质谱定性分析方法 • 图谱解析方法 • 质谱定性分析实验设计 • 质谱定性分析数据处理与结果
展示 • 质谱定性分析应用实例
01
质谱技术概述
质谱技术原理
离子化过程
将待测样品转化为气态离 子,常见的方法有电子轰
质谱的原理和图谱的分析
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脉冲式激光
MALDI适用于生物大 分子,如肽类,核酸类化合 物。可得到分子离子峰,无 明显碎片峰。此电离方式特 别适合于飞行时间质谱计。
5、质谱图的组成
质谱图由横坐标、纵坐标和棒线组成。
横坐标标明离子质荷比(m/z)的数值,纵坐标标明各峰 的相对强度,棒线代表质荷比的离子。图谱中最强的一 个峰称为基峰,将它的强度定为100。
(2)分子离子峰的相对强度(RI)
• 芳环(包括芳杂环)> 脂环化合物 >硫醚、硫酮 > 共轭烯 分子离子峰比较明显。
• 直链醛、酮、酸、酯、酰胺、卤化物等通常显示 分子离子峰。
• 脂肪族醇、胺、亚硝酸酯、硝酸酯、硝基化合物 、 腈类及多支链化合物容易裂解,分子离子峰通常 很弱或不出现。
(3)分子式的推导 低分辨质谱数据(同位素相对丰度) 高分辨质谱数据(分子量的尾数)
离子动能产生的离心力(mv2/R)与由磁场产生的向心力 (Hzv)相等:
mv2 Hzv R
v RHz m
R: 曲率半径 H: 磁场强度
1 mv2 zV 2
m / z H 2R2 质谱的基本方程 2V
4、离子化的方法 (1)电子轰击(electron impact, EI) • 轰击电压 50-70eV • 有机分子的电离电位一般为7-15eV
m/z 154 155 156 157 RI 100 9.8 5.1 0.5
m/z 154 155 156 157 RI 100 9.8 5.1 0.5 RI(M+2) / RI(M) ×100 = (1.1x)2 / 200 + 0.2w +4.4S 5.1/100×100=4.4S S=1(含1个硫) RI(M+1) / RI(M) ×100 = 1.1x + 0.37z+ 0.8S C数目=(9.80.8)/1.18 H数目=15432128=26 不合理 分子式为C8H10OS
质谱分析图谱解析_图文
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m/z 43 (CH3)2CH+, 57 (CH3)3C+ 基峰或强峰
碎裂符合偶电子规律
n-十六烷的质谱图如下
烷烃-支链烷烃
M+·弱或不见。 M-15 (·CH3), 带侧链CH3 M-R (·R) 优先失去大基团,此处 碎片离子峰的 RI 大。
※ 查表法 Beynon and Lederbey 制作了高分辨质谱法数据表, 可查出对应于某精确质量的分子式。
※ 计算机处理
3.3 有机质谱中的反应及其机理
M+ e
50-70 eV
+. M
+
2e
-. M
+
小于1%
+.
A +. + 中性分子或碎片
M
B + + R
A +.
B+
M+·→ A+·, B+, C +·, D+ ……
1-十二烯的质谱图如下:
环烯: RDA反应
芳烃
烷基苯M+·强或中等强度。 β-键的断裂,产生m/z 91的基峰或强峰; γ-H的重排,产生m/z 92的奇电子离子峰, 进一步裂解,产生m/z 77,65,51,39的峰或 者m/z 78, 66,52,40的峰。
例如,正己基苯的MS如下:
醇、酚、醚
质谱分析图谱解析_图文.ppt
3.1 确定分子量与分子式
质谱中分子离子峰的识别及分子式的确定是至关重要的
3.1.1 分子离子峰的识别
■ 假定分子离子峰:
高质荷比区,RI 较大的峰(注意:同位素峰)
质谱的原理和图谱的分析
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(2) 化学电离(chemical ionization, CI)
高能电子束与小分子反应气(如甲烷、丙烷等)作 用,使其电离生成初级离子,初级离子再与样品分 子反应得到准分子离子。
例:化合物的质谱图如下,推导其分子式
164:166=1:1, 164-85 = 79 (Br),
164: 166≈1 : 1, 分子中含有1Br, 不含氮或含偶数氮
m/z: 85 (49) , 86 (3.2), 87 (0.11)
3、基本原理
质谱仪示意图 离子在质谱仪中被电场加速。加速后其动能和位能相等, 即:
1 mv2 zV 2
m: 离子质量;v: 离子速度;z: 离子电荷;V: 加速电压
被加速的离子进入磁分析器时,磁场再对离子进行作 用,让每一个离子按一定的弯曲轨道继续前进。
其行进轨道的曲率半径决定于各离子的质量和所带电 荷的比值m/z。
静电分析器加在磁分析器之前。加速后的离子在静
电分析器中, 受到外斥内吸的电场力(zE)的作用, 迫使
离子作弧形运动。
zE mv 2
R
结合 1 mv2 zV, 导出 2
R 2V E
静电分析器只允许具有特定能量的离子通过,达到
能量聚焦,提高仪器分辨率。
V:加速电压. E: 电位差.v: 速度. m: 质量.
丁 酮 的 质 谱 图
6、质谱术语
基峰:
• 离子强度最大的峰,规定其相对强度(RI)或相对丰 度(RA)为100。
精确质量:
• 精确质量的计算基于天然丰度最大的同位素的精确原
质谱分析图谱解析-图文
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Cl2: (a + b) n = (3 +1) 2 =9: 6: 1
Br2: (c + d) m =(1 + 1) 2 =1: 2: 1
(9 6 1) ×1= 9 6 1
( 9 6 1) ×2= 18 12 2
( 9 6 1) ×1 =
96 1
—————————————
如何识别质谱图中的的OE+·?
不含氮的化合物, m/z 为偶数的离子是奇电子离子 在质谱图中, 奇电子离子并不多见, 但重要.
烃类化合物的裂解规律:
烃类化合物的裂解优先生成稳定的正碳离子
CH3(CH2)nCH3
m/z 43或57 是基峰
C6H5CH2(CH2)n CH3 m/z 91是基峰
含杂原子化合物的裂解(羰基化合物除外):
1-十二烯的质谱图如下:
环烯: RDA反应
芳烃
烷基苯M+·强或中等强度。 β-键的断裂,产生m/z 91的基峰或强峰; γ-H的重排,产生m/z 92的奇电子离子峰, 进一步裂解,产生m/z 77,65,51,39的峰或 者m/z 78, 66,52,40的峰。
例如,正己基苯的MS如下:
醇、酚、醚
H2 H2+ H. .CH3 O. or NH2
OH. H2O HF
= 4~14, 21~24, 37~38……通常认为是不合理丢失
■ 判断其是否符合氮律
不含N或含偶数N的有机分子, 其分子离子峰的m/z
(即分子量)为偶数。含奇数N的有机分子, 其分子离
子峰的m/z (即分子量)为奇数。
◎ 使用CI电离时,可能出现 M+H, MH, M+C2H5, M+C3H5… ◎ 使用FAB时,可出现 M+H, MH, M+Na, M+K… ◎ 较高分子量的化合物,可能同时生成 M+H, M+2H, M+3H等
(完整版)质谱分析图谱解析全
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■ 含硫的样品 32S : 33S : 34S = 100 : 0.8 :4.4
RI(M+1) / RI(M) ×100 = 1.1x + 0.37z+ 0.8S RI(M+2) / RI(M) ×100 = (1.1x)2 / 200 + 0.2w +4.4S
■ 含Si的化合物 28 Si : 29Si : 30Si = 100 : 5.1 : 3.4
9 24 22 8 1
即 M: (M+2): (M+4): (M+6): (M+8)=9: 24: 22: 8: 1
如果两个离子分别含有1个溴和3个氯,虽然(M+2)峰的相对强 度差不多,但是(M+4)峰却有差别。在考虑(M+2)峰的相对强 度时,还必须考虑(M+1)峰对它的贡献。
DBE(或UN)的计算
同位素峰簇及其相对丰度
■ 对于C, H, N, O组成的化合物, 其通式:CxHyNzOw RI(M+1) / RI(M) ×100 = 1.1x + 0.37z ( 2H 0.016, 17O 0.04忽略 ) RI(M+2) / RI(M) ×100 = (1.1x)2 / 200 + 0.2w
设x = 5, w=1,
则 y =9, 可能的分子式 C5H9OBr, Ω =1 也合理
由碎片离子 可判断其为
C6H13Br
例 设 m/z 154为分子离子峰, 154-139=15, 合理 m/z 154 155 156 157 RI 100 9.8 5.1 0.5
分子中含有1个s x = (9.80.8)/1.18
例:化合物中含有2个氯和2个溴原子
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a:某元素轻同位素的丰度;
b:某元素重同位素的丰度;
c:同位素个数。
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例:某化合物质谱分子离子区域的离子质荷比和 强度如下:
m/z
132(M+·) 133 134
相对强度 100
9.9 0.7
试推导分子式
解:因[M+2]:[M+]为0.7:100,所以分子中不含 Cl、Br、S、Si等A+2类元素。C原子数的最大值 =[M+1]/[M]÷1.1%=9.9/100÷1.1%=9
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质谱的解析是一种非常困难的事情。自从有 了计算机联机检索之后,特别是数据库越来 越大的今天,尽管靠人工解释EI质谱已经越 来越少,但是,通过对化合物分子断裂规律 的了解,作为计算机检索结果的检验和补充 手段,质谱图的人工解释还有它的作用,特 别是未知化合物质谱的解释。另外,在MSMS分析中,对于离子谱的解释,目前还没 有现成的数据库,主要靠人工解释。因此, 学习一些质谱解析方面的知识,在目前仍然 是有必要的。
0.80
34
4.4
37
32.5
81
98
元素类型
A A+1 A+1 A+2
A A+2
A A+2 A+2 A+2
A
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同位素离子的丰度是与组成该离子的元素种类及原子数目 有关的。所以可通过测定同位素离子峰与分子离子峰的相 对强度来推算分子离子的元素组成。
分子中含有溴元素时:
一个溴原子 Pm:Pm+2
我们通常所说的纯物质仅指“化学纯”,不考虑 其组成元素的同位素,假如考虑同位素,则“化 学纯”的物质变成了“混合物”。由于质谱测定 质荷比大小,因此能够区分各种同位素组成的离 子。
在质谱中我们规定以元素最大丰度的同位素质量 计算分子离子和碎片离子的质荷比。其他同位素 组成的离子称为同位素离子。
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分子离子的丰度主要取决于其稳定性和分子电离 所需的能量。因此分子离子的强弱提供了分子结 构的信息。
一般情况下,分子的稳定性与分子离子的稳定性 有平行关系,分子离子的稳定性通常随不饱和度 和环的数目的增加而增大。
杂原子外层未成键电子被电离的容易程度,按周 期表纵列自上而下,横行自右而左的方向增大。
m/z 14 (4.0) 16 (0.8) 20 (0.8)
m/z 28 (100) 29 (0.76) 32 (23)
m/z 33 (0.02) 34 (0.99) 40 (2.0) 44 (0.10)
括弧中的数字即峰的相对强度,表示100%者是 基 是 10O峰0%2,,,N在O2在空2就空气占气中N中占2的含1/25量3,%最N。高2占而4且/5也,最N2稳的定峰。高(为32)
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7. 高分辨质谱测定离子的精密质量 任何一种元素的同位素原子量并不正好等于整数。在计算
原子量时人为规定12C的质量为12.00000000, 其余同位素 原子量是与12C相比较的相对原子量。例如1H的原子量为 1.00782506,14N为14.00307407,16O为15.99491475。 因而不同同位素原子组合可能有相同的整数质量,而小数 点之后的尾数不同。 例:N2、CO、C2H4 分子量28 三种物质的精确分子量:N2=28.0061
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子M)*离离子子的间表有观下质列量关数系值: 与m1(母离子)和m2(子离
M*=m22/m1 满足上式证明m2离子是直接由m1离子产生的。 由于M*的测量精度较差,所以在实际的亚稳离子 的测量中,往往是设计一些方法直接由母离子找 子离子,或由子离子找母离子来确定离子间的亲 缘关系。
质量分析离子动能谱(MIKES):反置(VBE)双聚 焦系统第二无场所加速电压V和磁场B固定不变,仅扫 描静电场电压,由母找子
质谱高质量端离子峰是由分子离子失去碎片形成的。从分 子离子失去的碎片,可以确定化合物中含有哪些取代基
M-1 -H 醛类(一些醚类和胺类)
M-15 -CH3 甲基取代
M-18 -H2O 醇类
M-28 -C2H4, CO, (从酯环酮脱下)
N2
失C2H4(McLafferty重排),失CO
M-29 -CHO, -C2H5 醛类、乙基取代物 M-34 -H2S 硫醇
M-1峰: 醛 氮规则:只有C, H, O,组成的化合物,其
分子离子峰质量数为偶数。C, H, O, N 组 成的,N为奇数,则分子离子峰质量数为 奇数。N为偶数,则分子离子峰质量数为 偶数。
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例:试判别三张质谱图中质荷比最大的离子是否为 分子离子,已知三个化合物均不含氮原子。
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2.离子特征丢失与化合物的类型
若分子中含C9,则其余元素的原子量总和为13212×9=24。由N、O、H原子量推导出可能的分子 式1. C9H24 2.C9H10N 3. C9H8O
1.不符合价键理论2.不符合氮规则3.合理的分子式
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6. 计算化合物的不饱和度 (r+dB)---环加双 键数 不饱和度表示有机化合物的不饱和程度, 计算不饱和度有助于判断化合物的结构。 r+dB= (2x+2-y+z )/2 x= C ,Si , y= H ,F, Cl, Br, I , z= N, P
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关于离子的电荷位置,一般认为有下列几 种情况:如果分子中含有杂原子,则分子易 失去杂原子的未成键电子而带电荷,电荷 位置可表示在杂原子上,如CH3CH2O+H。 如果分子中没有杂原子而有双键,则双键 电子较易失去,则正电荷位于双键的一个 碳原子上。如果分子中既没有杂原子又没 有双键,其正电荷位置一般在分支碳原子 上。如果电荷位置不确定,或不需要确定 电荷的位置,可在分子式的右上角标: "┒+",例如CH3COOC2H5┒+。
离子质量
元素组成
结构类型
29
CHO
醛
30
CH2NH2
43
CH3CO, C3H7
29,43,57,71 等 C2H5, C3H7 等
39,50,51,52,65,77 芳香族裂解产物
伯胺
CH3CO, 丙基取代物 正烷烃 结构中含有芳环
60
CH3COOH 羧酸,乙酸酯,甲酯
91
C6H6CH2
苄基
105
C6H5CO
(1)绝对强度 是将所有离子峰的离子流强度相加作
为总离子流,用各离子峰的离子强度除以 总离子流,得出各离子流占总离子流的百 分数
(2)相对强度 以质谱峰中最强峰作为100%,称为基
峰(该离子的丰度最大、最稳定),然后 用各种峰的离子流强度除以基峰的离子流 强度,所得的百分数就是相对强度。
4
表示方法: (以上图为例)
7
质谱常用术语
分子离子 被电离了的分子。 “+”表示分子离子带一个电子 电量的正电荷, “.” 表示它有一个不成对电子。
碎片离子 由分子离子在离子源中碎裂生成的。 奇电子离子 外层有未成对电子的离子。 偶电子离子 外层电子全部成对的离子。 同位素峰 元素组成中含有一个非最高天然丰
度的同位素。 亚稳峰 m*
谱图中有较多的碎片离子,能提供丰富的结构信息。 灵敏度高,能检测纳克级样品。 重复性好。相对于其他电离技术,EI的重复性最好。
EI法的缺点:
70eV的轰击电子能量较高,使某些化合物的分子离子检测 不到,造成分子量测定的困难。
EI法要求样品先气化然后才能电离,受热易分解,或者是 不能气化的物质都不适宜用电子轰击法电离。
概述:
质谱法是有机化合物结构分析的最重要的 方法之一。它能准确地测定有机物的分子量, 提供分子式和其他结构信息。它的测定灵敏 度远高于其他结构分析方法,如红外、核磁 等。
学习有机质谱的目的就是学会利用质谱谱 图所提供的信息进行有机化合物的结构鉴定, 包括元素组成和一级结构的推导。
1Hale Waihona Puke 空空气气的的质质谱谱图图苯甲酰基
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4.亚稳离子峰(m*) 在离子源中形成,并在到达检测器时还没有发生
进一步碎裂的离子就是稳定离子。如果某个离子 在离子源中就已经发生碎裂,那么它就是不稳定 离子。 第三种情况,即某个离子在从离子源到检测器的 运动中发生了碎裂,这种离子称亚稳离子。亚稳 离子的平均寿命为5x10-6s,介于稳定离子和不稳定 离子之间。 亚稳离子是研究质谱碎裂机理的重要手段,它能 指示发生碎裂的离子(母离子)与产物离子(子 离子)之间的关联。亚稳离子必须用特殊的实验 技术才能检测。 亚稳离子峰的质量数通常不是整数,其峰形不是 一个尖峰,而是一个跨几个质量数的宽峰。
1:1
二个溴原子 Pm: Pm+2:Pm+4 1:2:1
分子中含有氯元素时:
一个氯原子 Pm:Pm+2
3:1
二个氯原子 Pm:Pm+2
3:2
分子中含有硫元素时:
一个硫原子 Pm:Pm+2
100:4.4
二个硫原子 Pm:Pm+2
100:8.8
对含多个氯、溴原子的化合物,其质谱分子离子区域间隔 两个质量数的质谱峰丰度比可以用二项式 ( a+b)n的展开 来计算。
2
横坐标表示 m/z,由于分子离子或碎片离 子在大多数情况下只带一个正电荷,所以 通常称m/z为质量数,对于低分辨率的仪 器,离子的质荷比在数值上就等于它的质 量数。
纵坐标表示离子强度,在质谱中可以 看到几个高低不同的峰,纵坐标峰高 代表了各种不同质荷比的离子丰度-离 子流强度。
3
离子流强度有两种不同的表示方法:
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分子电离所需的能量越低,分子离子也越 高。
n-C4H9OH n-C4H9SH n- C4H9NH CH3-CH3 CH2=CH2 苯