质谱图分析2
有机质谱解析2
质谱，即质量的谱图。
物质的分子经物理作用或化学反应等途径形成带电粒子，某些带电粒子可进一步断裂。
如用电子轰击有机化合物（M），使其产生离子的过程如下：每一离子的质量与所带电荷的比称为质荷比(m/z ,曾用m/e表示)。
不同质荷比的离子经质量分离器一一分离后，由检测器测定每一离子的质荷比及相对强度，由此得出的谱图称为质谱。
下面为甲醇的质谱分析实例。
表1-1甲醇的质谱数据图1-5 甲醇的质谱图从质谱分析中可以得到有机化合物分子结构信息，上图中只失去一个电子的离子（m/z 32）被称为分子离子。
其质荷比与母体分子的分子量相等。
母体分子或分子离子裂解形成碎片离子，这种裂解与分子结构有密切关系。
此外，谱图中同位素离子的丰度与天然元素中同位素的丰度有相关性，由此可推测样品中某种元素的存在。
质谱分析与核磁共振波谱及红外光谱分析相结合，便可以确定有机化合物的分子结构。
质谱分析中常用术语和缩写式如下：质谱图上反应各离子的质荷比及丰度的峰被称为某离子峰。
在质谱图上可以看到各种离子及其相对强度，这些信息与分子结构有关。
本章主要介绍电子电离质谱中各种离子的形成、特点及其在质谱解析中的作用。
第一节分子离子分子离子（M+。
）是质谱图中最有价值的信息，是测定化合物分子量的依据。
用高分辨质谱可以直接测定化合物的分子式。
用低分辨质谱得到的数据，结合同位素离子、碎片离子也可以推测化合物的分子式。
一、分子离子的形成分子失去一个电子后形成分子离子。
一般来讲，从分子中失去的电子应该是分子中束缚最弱的电子，如双键或叁键的π电子、杂原子上的非键电子等，失去电子的难易顺序为：杂原子> C=C > C-C > C-H易难有机化合物在质谱中的分子离子稳定度有如下次序：芳香环 > 共轭烯 > 烯 >环状化合物 > 羰基化合物 > 醚 >酯 > 胺 > 酸 > 醇 >高度分支的烃类。
质谱谱图解析
3. 根据分子离子峰的同位素丰度，未知物含有2-3个O及5-6个C，分子 量为126的合理化学式只有三个：C5H2O4，C6H6O3，C7H10O2，由以 上判断，最有可能的化学式为C6H6O3
4. 根据C6H6O3计算环加双键值为4
至此，可排出可能的ห้องสมุดไป่ตู้构为呋喃甲酸甲酯，但无法确定是哪个异构体。 这两个异构体都能产生谱图中的重要峰
若有高分辨质谱数据，即可直接获得m/z 67，m/z 95的元素组成，使 解析大为简化
最后，还要合成这两个异构体，再根据这两个异构体的质谱图和色谱 保留时间最终确定未知物结构
两种异构体产生谱图中重要峰的途径如下：
例 12
这是一张由植物中提取的一种成分的质谱图，应用化学电离技术获得分 子量为151，由同位素丰度得到该分子元素组成为C9H13NO
7. 未知物化学式比色酮和香豆素多了一个O，即多一个羟基
8. 天然的色酮及香豆素衍生物类化合物中，取代基多位于A环：
9. 由香豆素及色酮的质谱图可看到两者都发生消除反应，失去[CO]，产生 [M-28]碎片离子，但只有色酮发生失去乙炔的消除反应，产生[M-26]碎片 离子，而香豆素不发生这种反应
10. 未知物的谱图中只有[M-28]的碎片峰（m/z 118），而没有[M-26]的 碎片峰（m/z 120），因此排除了羟基色酮的可能
1. 未知物谱图中质量数最高的峰是m/z 254（偶数），与m/z 226相差28 u，为失去合理中性物，因此认定m/z 254为分子离子峰
2. 由m/z 254离子的元素组成C15H10O4计算其环加双键值为11 3. 分子离子峰为基峰环加双键值为11可产生[M-28]+显著碎片峰，具有
质谱2-2018
10:54
6
五、离子-分子反应生成的离子
离子源局部浓度过大时，发生离子-分子碰撞， 生成一个比分子离子更大质量的离子，这个离 子称为离子-分子反应生成的离子。
在EI时，应避免这类离子的产生；而CI-MS 正是利用离子-分子反应使样品分子电离。
10:54
7
六、负离子
带负电荷的离子：通过电子捕获及形成离子对 等机理产生； 在EI时，负离子的丰度低（正离子的10－4）， 常规质谱研究正离子； 在CI-MS中，含电负性原子的化合物负离子产 率很高，具有高选择性，可以利用。
1、Cl、Br元素的识别和原子数目确定
Cl、Br是A＋2类元素，且重同位素丰度特 别大，利用分子离子区域的离子峰形判断。
以Cl为例 35Cl : 37Cl 3 : 1
分子中含一个Cl原子
CH335Cl CH337Cl
M
M+2
m/z 50
52
丰度比 3Leabharlann : 150(3) 52(1)
31
分子含二个Cl原子，如CH2Cl1Cl2
3、丰度与化合物类型匹配
分子离子的丰度主要取决于它的稳定性。 各类有机物分子离子稳定性顺序如下：
芳香族化合物、共轭烯烃、脂环化合物、硫 醚、直链烃、硫醇、酮、胺、酯、醚、羧酸、支 链烃和醇
10:54
21
一些典型化合物分子离子峰的相对强度
（M=130左右）
化合物名称 萘、喹啉
M+·相对强度 /% 100
第三章 有机质谱
Mass spectroscopy（MS）
第三节 质谱中的各种离子
•分子离子 •碎片离子 •同位素离子 •多电荷离子 •负离子 •离子－分子反应产生的离子 •亚稳离子
质谱分析2
例如：
1. α断裂（游离基中心引发的断裂） 断裂（游离基中心引发的断裂） • 在奇电子离子（OE）中，定域的自由位置（即游离 基中心）由于有强烈的电子配对倾向，它即提供了 孤电子与毗邻（α位）的原子形成新的键，导致 α-原子另一端的键断裂。这种断裂通常称为α断 裂。 • 该键断裂时，两个碎片各得一个电子，因此是均裂。 用“ ”表示，也产生一个偶电子离子和一 个自由基。 • 其通式可表达为：
6.2
质谱裂解表示法
6.2.1 分子离子的表示方法 分子离子（ 一、分子离子（Molecular ion）和分子离子峰： ）和分子离子峰： • 分子经电子轰击，失去一个价电子形成的带正电荷离子称为 分子离子或母离子，质谱中相应的峰称为分子离子峰或母离 子峰。 • 通式为：M+e → M++2e 其中：M+表示分子离子。 • 分子离子峰一般位于质荷比最高位置，它的质量数即是化合 物的相对分子质量。 二、分子离子正电荷 + • 在质谱中用“+”或“ ”表示正电荷，前者表示分子中有 ⋅ 偶数个电子（EE），后者表示有奇数个电子（OE）。 • 正电荷位置要尽可能在化学式中明确表示，这有利于判断以 后的开裂方向。
2.判断裂片离子含偶数个电子还是奇数个电子的方法 判断裂片离子含偶数个电子还是奇数个电子的方法 • 由C、H、O、N组成的离子，其中N为偶数（包括零） 个时，如果离子的质量数为偶数则必含奇数个电子； 如果离子的质量数为奇数则必含偶数个电子。 • 由C、H、O、N组成的离子，其中N为奇数个时，若 离子的质量数为偶数则必含偶数个电子，若离子的 质量数为奇数则必含奇数个电子。 • 如果知道离子的元素组成，若该离子元素组成的总 化合价为偶数时，减去一变奇数，该离子为奇电子 离子，总化合价为奇数时，减去1，变偶数，该离子 为偶电子离子。
质谱介绍及质谱图的解析（2）
质谱介绍及质谱图的解析（2）5. 傅⾥叶变换分析器在⼀定强度的磁场中，离⼦做圆周运动，离⼦运⾏轨道受共振变换电场限制。
当变换电场频率和回旋频率相同时，离⼦稳定加速，运动轨道半径越来越⼤，动能也越来越⼤。
当电场消失时，沿轨道飞⾏的离⼦在电极上产⽣交变电流。
对信号频率进⾏分析可得出离⼦质量。
将时间与相应的频率谱利⽤计算机经过傅⾥叶变换形成质谱。
其优点为分辨率很⾼，质荷⽐可以精确到千分之⼀道尔顿。
四、串联质谱及联⽤技术1. 串联质谱两个或更多的质谱连接在⼀起，称为串联质谱。
最简单的串联质谱（MS/MS）由两个质谱串联⽽成，其中第⼀个质量分析器（MS1）将离⼦预分离或加能量修饰，由第⼆级质量分析器（MS2）分析结果。
最常见的串联质谱为三级四极杆串联质谱。
第⼀级和第三级四极杆分析器分别为MS1和MS2，第⼆级四极杆分析器所起作⽤是将从MS1得到的各个峰进⾏轰击，实现母离⼦碎裂后进⼊MS2再⾏分析。
现在出现了多种质量分析器组成的串联质谱，如四极杆-飞⾏时间串联质谱（Q-TOF）和飞⾏时间－飞⾏时间（TOF-TOF）串联质谱等，⼤⼤扩展了应⽤范围。
离⼦阱和傅⾥叶变换分析器可在不同时间顺序实现时间序列多级质谱扫描功能。
MS/MS最基本的功能包括能说明MS1中的母离⼦和MS2中的⼦离⼦间的联系。
根据MS1和MS2的扫描模式，如⼦离⼦扫描、母离⼦扫描和中性碎⽚丢失扫描，可以查明不同质量数离⼦间的关系。
母离⼦的碎裂可以通过以下⽅式实现：碰撞诱导解离，表⾯诱导解离和激光诱导解离。
不⽤激发即可解离则称为亚稳态分解。
MS/MS在混合物分析中有很多优势。
在质谱与⽓相⾊谱或液相⾊谱联⽤时，即使⾊谱未能将物质完全分离，也可以进⾏鉴定。
MS/MS可从样品中选择母离⼦进⾏分析，⽽不受其他物质⼲扰。
MS/MS在药物领域有很多应⽤。
⼦离⼦扫描可获得药物主要成分，杂质和其他物质的母离⼦的定性信息，有助于未知物的鉴别，也可⽤于肽和蛋⽩质氨基酸序列的鉴别。
化学分析和质谱谱图的定量分析
化学分析和质谱谱图的定量分析
目录
质谱谱图的基本原理
化学分析方法
质谱谱图的定量分析方法
质谱谱图定量分析的误差来源及控制方法
质谱谱图定量分析的应用实例
质谱谱图的基本原理
离子源：将待测物质转化为带电粒子
质量分析器：将带电粒子按照质量分离
检测器：检测分离后的带电粒子，输出信号
加速电场：将带电粒子加速，使其获得能量
应用范围：适用于多种物质的分析，如金属离子、有机物等
优点：操作简便、准确度高、灵敏度高
原理：不同物质对光的吸收不同，通过测量物质对光的吸收程度，可以确定物质的含量
质谱谱图的定量分析方法
定义：在样品中加入已知浓度的内标物，通过比较样品和内标物的峰强进行定量分析的方法。
缺点：需要准确测定内标物的峰强和浓度，且操作复杂，需要专业人员操作。
应用范围：广泛应用于化学分析、药物分析、环境监测等领域。
优点：不受样品基质的影响，准确度高，可对多种化合物进行定量分析。
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定义：通过绘制校正曲线，将质谱谱图的信号强度与待测组分的浓度建立对应关系的方法。
原理：利用已知浓度的标准样品，在相同的实验条件下绘制校正曲线，通过比较标准样品与待测样品的信号强度，计算待测样品的浓度。
在基因组学研究中，质谱谱图定量分析可用于基因表达分析和单核苷酸多态性研究，了解基因表达与疾病的关系。
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亚稳离子峰：表示亚稳态离子的质量数
化学分析方法
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应用范围：金属元素和部分非金属元素的定量分析
质谱图结构解析 (2)
71
72
100(M )
20 30 40 50 60 70 80 90 100 m/z
O H3C H2C C
- [CH2 CH2 CH3]
m/z=57(75%)O H3C H2C C
CH2 CH2 CH3
- [H3C H2C]
O m/z=71(48%) C CH2 CH2 CH3
第二十二页，共51页
脂肪醛的M-1峰 强度与M相近,
50
C6 m/z=85
57 85
40
m/z=71
30
C5 m/z=99
20 10
C7
113 C8
C9
C10
M C12 M 15 C16
0
0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110 120 130 140 150 160 170 180 190 200 210220230
第十九页，共51页
六、卤代烷
卤代烷的分子离子峰都很弱，由同位素簇离子 的丰度特征可以判断氯和溴原子的存在及其数目。
第二十页，共51页
七、醛、酮的质谱图
分子离子峰明显。
发生麦氏重排和α 断裂。失
去较大烷基。
辛酮-2质谱图
第二十一页，共51页
43 29
O
57
H3C H2C C CH2 CH2 CH3
0
0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100110120130140150
第十五页，共51页
% OF BASE PEAK
100
45 2 -PenTanol MW88
90
80 70
H CH3(CH2)2 C CH3
第二章 有机质谱2
质谱图： ① 分子离子峰提供分子量， ② 碎片峰提供结构信息
复习质谱峰类型 分子在离子源中可产生各种电离，即同一分子可产生多种离子峰：分
子离子峰、同位素离子峰、碎片离子峰、重排离子峰、亚稳离子峰等。
设有机化合物由A，B，C和D组成，当蒸汽分子进入离子源，受到电
子轰击可能发生下列过程而形成各种类型的离子： 分子离子
2、重排（脱掉中性分子）
麦氏（Mclafferty）重排反应
具有以下结构通式的化合物，可进行γ－H重排到不饱和 基团上，并伴随发生β键断裂的麦氏重排反应：
H QZ CY
X
-e
H QZ
CY X
QH Z CY
X
Z
+ QH
C
Y
X
醛、酮、羧酸、酯都可发生麦氏重排，产生特征质谱峰。
OH R
γ
RC
α
β
OH R RC
HN(C2H5)2 73
① H
H3C
- CH2=CH2
②
H2
a
C
. N(C2H5)2
H2C
- CH3
N(C2H5)2
101
86
. ③ i - N(C2H5)2
④ i - CH2=NC2H5
+ C2H5 29
+ C2H5 29
第二章 有机质谱
➢质谱概述 ➢质谱仪及其原理 ➢有机化合物的质谱反应及机理 ➢各类化合物的质谱特征 ➢有机化合物质谱解析 ➢生物质谱技术及联用技术
R' CR Y
R + CR Y
c、含π键的化合物
R1 CH2 CH
CH2
－ e R1 CH2 CH
常见化合物质谱解析
1、m/z 29离子峰
O
O
RCH
CH
m/z 29
2、m/z 43,57,71......离子系列，随着烷基链增长，这些离子的丰度增高
Oi
R CH
R
m/z 43,57,71......
3、m/z 44离子'
H
O
R'
CH
H2C
C H
OH +
rH
R'
H
m/z 44
γH
H
O
H
H
i
H -CO
H
O
O m/z 66
CH
CH
rd
-HCO
m/z 65
芳环上只有一个酚羟基的酚
苯酚、1-萘酚和1-菲酚的质谱
邻乙基苯酚的EI质谱图
若酚羟基的邻位有取代基，而且该取代基有强的接受氢重排的能力， 则酚羟基的氢主要重排到该基团并失去一稳定的中性分子，得到的奇 电子碎片离子还可进一步失去CO。
CH3
-CH3
H H
-CH3
CH3 CH3
甲基环庚三烯离子
m/z 91
α
γH
H
α m/z 92
m/z 91
图9.14 正丁基苯的EI-质谱图
脂肪醇
1 伯醇
分子离子峰很弱，碳数大于4的伯醇已观察不到分子离子峰，只能观察到 M-H2O的峰。主要反应通道如下：
+· [M-H2O]
H
γH R CH CH2 OH
芳香醇-酚
芳环上只有一个酚羟基，一般有较强的分子离子峰M+·。两个主要碎裂产物 ：[M-CO]+·、[M-HCO]+·
质谱仪的工作原理2
质谱仪的工作原理（2）二．模型二1. 一种质谱仪基本构造示意图如图核心部分有：加速电场U 、静电分析器、磁分析器和胶片。
2. 基本原理粒子从静止开始经加速电场加速后沿中心线通过静电分析器，由P 点垂直边界进入磁分析器，最终打到胶片上的Q 点。
不计粒子的重力。
设静电分析器通道中心线的半径为R ，通道内均匀辐射电场在中心线出的电场强度大小为E ，磁分析器有范围足够大的有界匀强磁场，磁感应强度大小为B 、方向垂直纸面向外。
（1）粒子电性？解析：在偏转磁场中，由偏转方向根据左手定则判断。
若为如图所示磁场方向，粒子向左偏转，粒子应带正电。
（2）能从静电分析器中心线通过的离子速度v ？解析：根据牛顿第二定律有 R mv qE 2=，可得m qER v = ①（3）加速电场电压？解析：根据动能定理有 221mv qU =，与①联立，可得ER U 21=② 【结论】：加速电场电压大小与入射粒子电荷量和质量无关，与E 、R 匹配。
（4）粒子在磁分析器中做匀速圆周运动的半径r ？直径PQ ？解析：根据牛顿第二定律 r mv qvB 2=，与①联立，解得q mER B r 1=，q mER B r PQ 22==。
【结论】： 粒子从静止开始经上述过程落在胶片上的位置与粒子比荷m q 有关，直径PQ 越大，比荷mq 越小，但质量不一定越大。
若一群粒子落于同一点，则它们具有相同的比荷。
三．模型三一种质谱仪的示意图如图1.核心部分有：速度选择器、静电分析器、磁分析器和胶片。
2.基本原理 若速度选择器中电场强度大小为1E ，磁感应强度大小为1B 、方向垂直纸面向里，静电分析器通道中心线为41圆弧，圆弧的半径（OP ）为R ，通道内有均匀辐向分布的电场，在中心线处的电场强度大小为B 、方向垂直于纸面向外。
一带电粒子以速度v 沿直线经过速度选择器后沿中心线通过静电分析器，由P 点垂直边界进入磁分析器，最终打到胶片上的Q 点，不计粒子重力。
质谱的图谱分析ppt(共55张PPT)
b:某元素重同位素的丰度； c:同位素个数。
23
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
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
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 峰 O，2， O，2N在就2在空占空气N2气中的中占23含1％/量5。，最N高2占而且4/5也，最N稳2的定峰。高（为321）0是0％
（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)
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。
13
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
质谱的原理和图谱的分析
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
以CH4为例: CH4 + e → CH4+. + 2e CH4+. + CH4 → CH5+ + CH3+ + CH5 . + CH3. R+. + R → RH+ + (R-H) . + RH . + (R-H)+
利用低分辨质谱数据推导分子式：
同位素相对丰度计算法、查 Beynon 表法
同位素相对丰度的计算法：
■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
•使热敏感或不挥发的化合物由固相直接得到离子 •待测物质的溶液与基质的溶液混合后蒸发使分析物 与基质成为晶体或半晶体用一定波长的脉冲式激光进 行照射时基质分子能有效的吸收激光的能量使基质分 子和样品分子进入气相并得到电离
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
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
2-丁酮 气相色谱质谱
2-丁酮气相色谱质谱
2-丁酮的气相色谱质谱分析方法如下：
- 色谱柱：毛细管柱或填充柱。
- 检测器：氢火焰离子化检测器（FID）或质谱检测器（MSD）。
- 色谱条件：柱温、进样口温度、检测器温度、载气流量等参数根据实际情况进行优化。
- 质谱条件：电离方式、电离能量、扫描范围、溶剂延迟时间等参数根据实际情况进行优化。
- 样品处理：将待测样品溶解在适当的溶剂中，进行超声提取或其他前处理步骤，以确保样品完全溶解并被充分净化。
- 定性分析：根据保留时间、质谱碎片离子等信息，与标准物质的色谱图和质谱图进行比较，确定目标化合物的存在。
- 定量分析：采用内标法或外标法对目标化合物进行定量分析，以获得样品中目标化合物的准确含量。
气相色谱质谱联用技术是一种强大的分析工具，可以快速、准确地检测和定量各种有机化合物。
在实际应用中，需要根据具体情况对色谱条件和质谱条件进行优化，以获得最佳的分离效果和检测灵敏度。
如果你需要更详细的信息，建议咨询专业的色谱分析人员或查阅相关文献。
5-2质谱图及其离子峰
§5.2质谱图及其离子峰5.2.1 质谱图与质谱表质谱给出两种数据形式：质谱图，质谱表。
质谱图以质荷比（m/z）为横坐标，相对强度为纵坐标构成。
一般以原始质谱图上的最强的离子峰定为基峰，其相对强度为100%，其他离子峰则以对基峰的相对百分值表示。
也有把总离子流的强度定为100%，以次计算各离子所占的百分数来表示。
图可以直观地看到分子的整个质谱。
质谱表以表格的形式表示质谱数据。
有质荷比和相对强度两项。
表可以给出精确的数值，有助于进一步分析。
5.2.2 主要离子峰的类型解析质谱图，必须要区别各种类型的质谱峰，研究峰的形成过程、变化规律及其与分子结构的关系。
1．分子离子峰分子失去一个电子而生成的正离子称为分子离子或母离子，相应的质谱峰称为分子离子峰或母峰。
分子离子标记为M+．，是一个游离基离子，其中“+”表示有机物分子M失去一个电子而电离，“·”表示失去一个电子后剩下未配对的电子。
具有未配对电子的离子，称为奇电子离子。
这样的离子同时又是自由基，具有较高的反应活性。
具有配对电子的离子，称为偶电子离子。
它比奇电子离子稳定。
分子离子峰是除同位素峰外，质量数最大的质谱峰，位于质谱图的高质荷比端。
分子离子质量对应于中性分子的质量，因此可用其确定分子量。
几乎所有的有机化合物都可以产生可以辨认的分子离子峰，其稳定性决定于分子结构。
芳香族、共轭烯烃及环状化合物的分子离子峰强，而高分子量烃、脂肪醇、醚、胺等则分子离子峰弱。
2．准分子离子峰准分子离子是指分子获得一个质子或失去一个质子，记为[M+H]+、[M-H]+。
其相应的质谱峰称为准分子离子峰。
准分子离子不含未配对的电子，结构比较稳定，常由软电离技术产生。
3．碎片离子峰在离子源中，当提供分子电离的能量超过分子解离所需的能量时，原子之间的一些键还会进一步断裂，产生质量数较低的碎片，称为碎片离子。
碎片离子在质谱图上相应的峰称为碎片离子峰。
广义的碎片离子指分子离子碎裂而产生的一切离子，而狭义的碎片离子仅指由简单碎裂而产生的离子。
第五章：质谱法测定分子结构(二)-大分子
一个很有前途的样品制备方法是电喷雾沉积法，比起传统的干点甚或薄层法， 电喷雾法的优点在于它可以形成小而均匀的结晶体。电喷雾沉积法制得样品的点 点之间重复性好，并且信号强度较大，层式的电喷雾效果更好一些。
➢ 压片法
对于不溶的高分子样品，如聚氨酯和大的多环芳香化台物，发展了一砷新的 制样方法—压片法．即将样品和基质按一定比例混合后用球磨机研磨均匀，压成 薄片进行MALDI-TOF-MS分析。
NH2
OC2H5 NN
Cl [ N N
H
OC2H5 NN
Cl [ N N
H
OC2H5 NN
HO [ N N
H
OC2H5
HN N
N
]
n
N
Cl
OC2H5
HN N
N
]
n
N
OH
OC2H5
HN N
N ]n N
OH
3、高分子混合物分析
第五章：质谱法测定分子结构
用MALDI分析不同种类的高分子混合物的文章很少．也许是因为离 子化效率的显著不同和其他一些歧视固素。例如二两种窄分布的标准品 PS10200和和PMMA9200分别溶解在THF中，以几种体积比混合，接着以 IAA为基质加甲酸钠或以蒽三酚为基质加三氟乙酸银。在第一套实验方案 中，PS和PMMA的体积比从0:1增加到199:1，基质是IAA/Na，也就是对 PMMA是最佳条件，试验结果十分令入惊奇，甚至PMMA是以0 5％的不 纯物存在干PS中，质谱图仍然是PMMA的[M＋Na]+峰为主要峰。在第二套 实验中，PS和PMMA的体积比从1:0到1:9，基质是蒽三酚/Ag．也就是PS 的最优化条件。在所有混合物实验中，PMMA是主要离子，而PS仅以相对 干PMMA为10%的峰出现，质谱图上主要是PMMA的峰。
thermo质谱ddms2方法
thermo质谱ddms2方法
Thermo质谱DDMS2（Direct Detection Mass Spectrometry 2）方法是一种用于定量和鉴定化合物的质谱方法。
其基本原理是将待测物直接引入质谱仪，通过质谱仪中的离子源将样品分解成离子，并通过质谱仪中的质量分析器来分离和检测这些离子。
Thermo质谱DDMS2方法具有以下特点：
1. 直接检测：该方法允许样品直接进入质谱仪，无需液相或气相色谱净化和分离。
这样可以简化样品准备过程，加快分析速度。
2. 快速分析：该方法能够在短时间内进行快速的定量和鉴定，因为没有分离步骤的时间消耗。
3. 高灵敏度：由于没有分离步骤，该方法可以实现较高的灵敏度，能够检测到低浓度的化合物。
4. 定量和鉴定功能：该方法可以通过比较待测物的质谱谱图和已知标准物质的质谱谱图，进行化合物的定量和鉴定。
Thermo质谱DDMS2方法在不同领域的应用广泛，主要用于环境监测、食品安全、药物分析等领域。
质谱图出现异常情况的原因分析
质谱图出现异常情况的原因分析一.进样后不出峰1、无载气2、进样器漏或堵3、色谱柱链接处严重漏气4、火焰熄灭5、没有极化电压6、信号线断路7、汽化室或柱室温度太低8、仪器信号值偏移太大9、进样垫漏气10、喷嘴漏气11、毛细管分流太大12、热导桥流未加13、电子捕获检测器进样量过大14、电子捕获检测器脉冲电压选择不对15、色谱柱对样品严重吸附16、热导桥流太低17、毛细管接口处断裂二、峰拖尾的原因很多：1、载气流速过高2、进样量过大3、色谱柱严重流失或污染4、汽化室死体积太大5、柱温太低6、汽化室温度太低7、载气系统漏气8、放大器不佳，电容充放电不好9、进样器污染或汽化室中的玻璃内衬被进样垫堵塞三、基线不稳，噪声大1、工作站或处理机本身问题2、放大器受潮或玷污3、仪器接地不良4、色谱柱玷污或过量流失5、气体不纯6、样品过脏7、玻璃内衬过脏8、仪器在高灵敏度下工作9、氢气流量太大，极化烧坏电压环10、检测器温度太低，致使检测器集水11、空气流量大，火焰抖动12、钨丝松动，或接触不良13、喷嘴过脏14、热导放空处有样品冷凝15、电子捕获检测器污染16、电子捕获检测器温度太低四、周期毛刺或小峰1、电源干扰2、热导出口有冷凝物3、气流不畅4、程序升温时出现的鬼峰5、火焰太大，烧到极化电压环五、出现无规律的毛刺1、钨丝中有异物2、电源接触不良3、电源干扰4、柱后有细小的颗粒进入检测器5、火焰不稳，烧到极化电压环6、氢气或空气过脏六、基线不能调零1、柱严重流失或污染2、火焰太大，烧到内收集筒3、氢焰放大器坏，或信号接地不好4、热导莱钨丝断或污染5、氢焰离子头信号接地差6、色谱柱为新柱，未老化好7、色谱柱内残留高浓度样品8、检测器集水严重9、检测器或汽化室严重污染七、基线不规则漂移1、高灵敏度操作，仪器未稳定2、柱箱控温不好3、钢瓶输出压力不稳4、色谱柱严重流失或污染5、柱内存有高沸点物质6、气路中有异物7、稳压阀坏，气流波动A、基线出现正弦波考虑气压（流）波动（载气或氢气空气）。
2-戊酮的质谱
戊酮（也称为2-戊酮）的质谱是一种分析方法，用于确定化合物的分子结构和质量。
质谱仪将化合物中的分子离子分离并测量它们的质量和相对丰度。
2-戊酮的分子式为C5H10O，它的质谱图通常显示了分子离子峰（M+）以及其他碎片离子峰。
分子离子峰是由分子中的一个电子被移除而形成的，其质量等于分子的质量。
其他碎片离子峰是由于分子在质谱仪中碰撞或解离而形成的。
在2-戊酮的质谱图中，分子离子峰通常出现在质荷比（m/z）为86的位置，这是由于分子的质量为86。
其他碎片离子峰的位置和相对丰度取决于分子的结构和化学性质。
通过分析2-戊酮的质谱图，可以确定其分子结构和质量，并进一步研究其化学性质和反应机理。
质谱是一种常用的分析方法，在有机化学、药物研发、环境监测等领域具有广泛的应用。
1。
质谱分析图谱解析-图文
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
质谱图
质谱图横坐标为质合比m/e,纵坐标为离子分度离子分度影响因素：1键的相对强弱，首先从分子中最薄弱处断裂2产物离子的稳定性3原则或集团相对的空间排列（空间效应）烯烃质谱：a.M峰可以观察到，强度随分子量增大而减小。
b.M－15峰弱，因为长链烃不易失去甲基（CH3-15）c.直链烷烃有典型系列CnH2n+1+离子（29.43.57…）其中M/Z、43（+C3H7）和M/Z 57（+C4H9）峰高时很强（基准峰）芳烃质谱特征：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，配合芳香醇的M峰很强，酚的M峰往往是最强的b.含一个Cl的化合物的M+2峰：M峰≈1:3c.含一个Br的化合物的M+2峰：M峰≈1:1羧酸：a、脂肪羧酸的M峰一般可看到。
羧酸最特征的峰是m/z=60峰，由于麦克拉夫梯重拍排：（注意α---C）m/z 45峰（+CO2H）通常也很明显。
低级脂肪酸常有M-17(失去OH)、M-18(失去H2O)和M-45(失去CO2H)峰b、芳香羧酸的M峰相当强，其它明显峰是M-17、M-45峰由重排裂解产生的M-44峰也往往出现。
羧酸酯：a、直链一元羧酸酯的M峰通常可观察到，且随分子量的加大（C>6）而增强。
芳香羧酸酯的M峰较明显。
b、羧酸酯的强峰(有时为基准峰)，通常来源于下列两种类型的羰基碳上的裂解：c、由于麦克拉夫梯重排，甲酯可形成m/z = 74，乙酯可形成m/z = 88的基准峰，如:羧酸酯也可能发生双氢重排裂解，产生质子化的羧酸离子碎片峰：H2CHORCCH2HO+CHRCH2m/z 60（基峰）H2H2CHHOH3CORCH2OHH3CO+H2C CHRm/z 74R COHOH+H2CHC CH2胺的质谱与醚的有某些相似：a 、脂肪开链胺的M 峰很弱，或者消失。
脂环胺及芳胺M 峰较明显。
低级脂肪胺、芳香胺可能出现M-l 峰(失去·H)。
b 、正如醇一样，胺的最重要的峰是C α-C β裂解得到的峰。
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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
R1
R2
R4 CH CH
R3
ZH
C
HC
R1
R2
利用各类化合物的重排规律识别重排离子峰对质谱分 析有帮助。
6、准分子离子峰
准分子离子是指分子获得一个质子或失去一个质子， 记为【M+H】+ 、】【M-H】+ 。其相应的质谱峰称 为准分子离子峰。
准分子离子不含未配对的电子，结构比较稳定，常 由软电离技术产生。
同 35Cl 位 37Cl
素 79Br
峰 81Br
天然丰度
99.985 0.015 98.893 1.107 99.634 0.366 99.759 0.037 0.204 95.0 0.76 4.22 75.77 24.23 50.537 49.463
丰度比（％）
2H/ 1H 0.015 13C/12C 1.11 15N/14N 0.37 17O /16O 0.04 18O/16O 0.20
离子的类型
1. 分子离子峰（分子失去一个价电子而生成的离子称为 分子离子M+.） 作为分子离子的必要条件：
必须是谱图中最高质量的离子，必须是奇电子离子 符合氮规则 必须能够通过丢失合理的中性碎片，产生谱图中高质
量区的重要离子
分子离子峰丰度大小排列： 芳香化合物>共轭双键>脂环化合物>直链烷烃>硫醇> 酮>胺>酯>酸>分支烷烃>醇
分子电离所需的能量越低，分子离子也 越高。
2、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。
本课章节
质谱图的组成 质谱峰类型
质谱中各种离子
一、质谱图的组成
质谱图由横坐标、纵坐标和棒线组成。 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。
43
57 CH3
43
57
正癸烷 C10H22
29 15
71 85 99 113 142
m/z
5、重排离子峰
在两个或两个以上键的断裂过程中，某些原子或基团 从一个位置转移到另一个位置所生成的离子，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。
R4 CH
H
Z
CH
C
R3 CH
可以看到比分子离子峰大
1H
一个质量单位的峰；有时
2H 12C
还可以观察到M+2，M+3
13C
等。
14N
15N
16O
17O
例如：CH4 M=16 12C+1H×4=16 M
13C+1H×4=17 M+1
12C+2H+1H×3=17 M+1
13C+2H+1H×3=18 M+2
18O
32S
分子离子峰
33S 34S
7、多电荷离子
分子失去两个或两个以上电子的离子称为多电荷离 子。
由于离子带电荷多，使得质荷比下降。杂环，芳 环和高度不饱和的有机化合物在受到电子轰击时，会 失去两个电子形成两价离子M2+ ，这是这类化合物的 特征，可供结构分析时参考。
CH3
57 H3C CH2 CH2 CH2
CH2 CH3
43 H3C 29 H3C 15 CH3
CH2 CH2
CH2 CH2 CH3
CH2
CH2 CH2 CH2 CH3
CH2 CH2 CH2 CH2 CH3
碎片离子峰
CH3 < H3C CH2 < H3C CH CH3 < H3C C CH3
15
29
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。
3、同位素离子峰
一些同位素的天然丰度及丰度比
由于同位素的存在，
同位素
33S/32S 0.8 34S /32S 4.4 37Cl/35Cl 32.5 81Br/79Br 97.9
m/z
16
1 12
15
13
14 15
16
17
m/z
RA 3.1
1.0 3.9
9.2 85 100
1.1
甲烷的质谱图
M/z16的分子离子峰是由最大丰度的同位素组成的离子 （12C1H4）·+产生的； M/z17即（M+1）的同位素峰，是由分子离 子（13C1H4）·+（12C1H32H）·+共同形成。
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。
三、质谱中各种离子
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。
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。
离子流强度有两种不同的表示方法:
（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。
同位素峰的强度比与同位素的天然丰度比是相当的。
4、碎片离子峰
一般有机化合物的电离能为7－13电子伏特，质谱中常用的
电离电压为70电子伏特，使结构裂解，产生各种“碎片”离子。
15 29 43 57
71
H3C CH2 CH2 CH2 CH2 CH3
正
71 57 43 29
15
己
烷 71 H3C CH2 CH2 CH2 CH2
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*
离子在质谱仪的无场漂移区中分解而形成的峰。 母离子 在任一反应中发生分解的离子。 子离子 离子碎裂反应产生的离子。
现在一般的质谱图都以相对强度表示，并以棒图的形 式画出来
对于有机质谱最经典、使用最广泛的是电子 轰仪器设备，还是资料积 累都比较完善。至今出版的质谱标准图集基本上是 70eV的电子轰击质谱图。
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。
丁酮的质谱图
空气的质谱图
空气表示方法： (以上图为例)
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％者是基峰， N空N22气在 的中空23占％气1。中/5含，量N2最占高4/而5，且N也2最的稳峰定高。为（10302％），是OO2就2，占在