有機質譜課件.ppt

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1、1、質譜中離子的主要類型2、有機化合物質譜碎裂規(guī)律3、質譜解析分子結構的方法4、理解質譜的基本原理第三章有機質譜【基本要求】1、熟悉質譜中離子的主要類型2、掌握有機化合物質譜碎裂規(guī)律3、掌握運用質譜解析分子結構的方法【重點難點】一、定義：3.1質譜（MS)的基本知識使待測的樣品分子氣化，用具有一定能量的電子束（或具有一定能量的快速原子）轟擊氣態(tài)分子，使氣態(tài)分子失去一個電子而成為帶正電的分子離子。分子離子還可能斷裂成各種碎片離子，所有的正離子在電場和磁場的綜合作用下按質荷比（m/z）大小依次排列而得到譜圖。質譜的優(yōu)點:1、靈

2、敏度特別高。進樣量非常少，通常只用幾微克（μg)，甚至更少的樣品(10-10g），便可給出一張滿意的質譜圖。檢出極限可達（10-14g)。2、質譜是唯一可以給出分子量,確定分子式的方法。分子式的確定對化合物的結構鑒定至關重要。3、適用范圍廣（氣體、液體、固體）。二、離子化的方法1.電子轟擊（ElectronImpactIonization，EI）2.化學電離（ChemicalIonization,CI）3.場致離（FieldIonization，F(xiàn)I）和場解吸（FieldDesorption,FD）4.快原子轟擊（Fast

3、AtomBombardment，F(xiàn)AB）5.電噴霧電離（ElectrosprayIonization,ESI）6.基質輔助激光解吸電離（Matrix-AssistedLaserDesorption-Ionization,MALDI）三、基本原理質譜儀示意圖離子生成后，在質譜儀中被電場加速。加速后其動能和位能相等,即：其中m:離子質量；v:離子速度；z:離子電荷；V:加速電壓(1)當被加速的離子進入磁分析器時，磁場再對離子進行作用，讓每一個離子按一定的彎曲軌道繼續(xù)前進。其行進軌道的曲率半徑決定于各離子的質量和所帶電荷的比值m

4、/z。此時由離子動能產生的離心力(mv2/R)與由磁場產生的向心力(Hzv)相等：其中：R為曲率半徑H為磁場強度。由此式得：(2)代入(1)式得：這就是質譜的基本方程。丁酮的質譜圖四、質譜圖的組成質譜圖由橫坐標、縱坐標和棒線組成。橫坐標標明離子質荷(離子質量與所帶電荷數(shù)）比（m/z或m/e）的數(shù)值，縱坐標:離子流的相對強度標明各峰的相對強度RI（或相對豐度RA），棒線代表質荷比的離子。圖譜中最強的一個峰稱為基峰，將它的相對強度定為100。m為原子核質子和中子數(shù)目之和，z或e為離子所帶正電荷或所失的電子數(shù)，通常為1。CO、N

5、2、C2H4的精確質量依次為：27.9949、28.0062、28.0313五、質譜術語基峰：質譜圖中離子強度最大的峰，規(guī)定其相對強度（RI）或相對豐度（RA）為100。精確質量：低分辨質譜中離子的質量為整數(shù)，高分辨質譜給出分子離子或碎片離子的精確質量，其有效數(shù)字視質譜計的分辨率而定基于精確原子量。部分元素的天然同位素的精確質量和豐度見P20表2.1六、質譜中的各種離子1.分子離子(molecularion)分子被電子束轟擊失去一個電子形成的帶正電荷的離子稱為分子離子。分子離子用M+?表示。z=1的分子離子的m/z為該分子

6、的分子量。分子離子峰的應用：分子離子峰的質荷比就是化合物的相對分子質量，所以，用質譜法可測分子量。2.同位素離子含有同位素的離子稱為同位素離子。在質譜圖上，與同位素離子相對應的峰稱為同位素離子峰。分子離子是一個游離基離子。是質譜中所有離子的起源，在質譜圖上，與分子離子相對應的峰為分子離子峰。3.碎片離子分子離子在電離室中進一步發(fā)生鍵斷裂生成的離子稱為碎片離子。經重排裂解反應產生的離子稱為重排離子。其結構并非原來分子的結構單元。重排反應中鍵的斷裂和生成同時發(fā)生。4.重排離子5.母離子與子離子任何一離子（分子離子或碎片離子）進

7、一步裂解產生了質核比較小的離子，前者稱為母離子（或前體離子），后者稱為子離子。分子離子是母離子的一個特例。6.奇電子離子與偶電子離子具有未配對電子的離子為奇電子離子。記為：M+.A+.…；這樣的離子同時也是自由基，具有較高的反應活性。無未配對電子的離子為偶電子離子。如：D+，C+…,分子離子為奇電子離子。質譜解析中，奇電子離子很重要。7.多電荷離子失掉兩個以上電子的離子是多電荷離子。正常電離條件下有機化合物只生成單電荷或雙電荷離子。雙電荷離子存在于穩(wěn)定的結構中，在質譜圖中，雙電荷離子出現(xiàn)在單電荷離子的1/2質量處。亞穩(wěn)離子

8、（m*）：從離子源出口到檢測器之間產生的離子。9.準分子離子（QM)采用CI電離法，得到比分子量多或少1質量單位的離子稱為準分子離子，如：(M+H)+、(M+H)+不含未配對電子，結構上比較穩(wěn)定。3.2分子離子與分子式一、分子離子峰的識別1.在質譜圖中，分子離子峰應該是最高質荷比的離子峰（同位素離子及準