《质谱仪(质谱法)实例分析与应用》由会员分享，可在线阅读，更多相关《质谱仪(质谱法)实例分析与应用（16页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、 质谱法实例分析与应用 组员 陈梦露范萍文秋香杨雨佳 质谱仪原理介绍 第一台质谱仪 1912年早期应用 原子质量 同位素相对丰度等 40年代 高分辨率质谱仪出现 有机化合物结构分析 60年代末 色谱 质谱联用仪出现 有机混合物分离分析 促进天然有机化合物结构分析的发展 分子质量精确测定与化合物结构分析的重要工具 进样系统 离子源 质量分析器 检测器 将欲分析样品电离 得到带有样品信息的离子 将离子按质荷比分开 将相同的M Z离子聚焦在一起 组成质谱 2 仪器与设备 样品进入电离室 经高能电子束轰击后电离形成分子离子或碎片离子 带正电的离子受高压电场加速后进入质量分析器 在磁场的作用下发生偏转
2、不同的加速电压和不同磁场条件下 分离不同m e的离子 经检测器检测记录不同信号 便得到图谱 色谱仪 实现混合物的组分分离 质谱仪 各组分分子量 分子式及结构的确定 色 质谱联用 色谱仪包括 气相 液相 固相 色谱仪 质谱仪的应用 近年来质谱技术发展很快 随着质谱技术的发展 质谱技术的应用领域也越来越广 由于质谱分析具有灵敏度高 样品用量少 分析速度快 分离和鉴定同时进行等优点 因此 质谱技术广泛的应用于化学 化工 环境 能源 医药 运动医学 刑侦科学 生命科学 材料科学等各个领域 质谱中的离子有分子离子 同位素离子 碎片离子等 综合分析可获得化合物分子量 化学结构 裂解规律等信息 与色谱仪及计
3、算机联用 既可定性分离也可定量分析 金属和非金属固体样品高纯分析 可检测出亿分之一的杂质 电子电离源 ElectronIonizationEI 样品分子被打掉一个电子形成分子离子 分子离子进一步发生化学键断裂形成碎片离子 分子离子发生结构重排形成重排离子 通过分子离子反应生成加合离子 在电子轰击下 样品分子可能有四种不同途径形成离子 电离得到的离子种类 分子离子 在电子轰击下 有机物分子失去一个电子所形成的离子叫分子离子 为自由基离子 M e M 2e一般规律是 化合物分子稳定性差 键长 分子离子峰弱 有些酸醇及支键烃的分子离子峰较弱甚至不出现 相反 芳香化合物往往都有较强的分子离子峰 分子离
4、子峰强弱的大致顺序是 芳环 共轭烯 烯 酮 不分支烃 醚 酯 胺 酸 醇 高分支烃 电离后得到的离子种类 碎片离子 碎片离子是分子离子碎裂产生的 碎片离子还可以进一步碎裂形成更小的离子 碎片离子形成的机理有下面几种情况 1 游离基引发的断裂 断裂 2 正电荷引发的断裂 诱导断裂或i断裂 3 断裂4 环烯的断裂 逆狄尔斯 阿德尔反 电离后得到的离子种类 同位素离子 同位素离子的强度之比 可以用二项式展开式各项之比来表示 a b n a 某元素轻同位素的丰度 b 某元素重同位素的丰度 n 同位素个数 例如 某化合物分子中含有两个氯 其分子离子的三种同位素离子强度之比 由上式计算得 a b n 3
5、1 2 9 6 1即三种同位素离子强度之比为9 6 1 这样 如果知道了同位素的元素个数 可以推测各同位素离子强度之比 同样 如果知道了各同位素离子强度之比 可以估计出元素的个数 电离后的得到的离子种类 重排离子 对于含有如羰基这样的不饱和官能团的化合物 氢是通过六员环过渡态转移的 凡是具有 的氢的醛 酮 酯 酸及烷基苯 长链烯等 都可以发生麦氏重排 可以有电子和自由基引起重排 质谱分析的一般规则 质谱解析的一般步骤 核对获得的谱图扣除本底等因素引起的失真 假设一个分子结构 与已知参考谱图对照 或取类似的化合物 并作出它的质谱进行对比 假设和排列可能的结构归属 尽可能判断出分子离子 综合样品其
6、他知识 给出明确的指导方向 质谱分析的应用实例 由元素分析测得某化合物的组成式为C8H8O2 其质谱图如图9 19 确定化合物结构式 1 该化合物的分子量M 1362 该化合物的不饱和度为5 由于不饱和度为5 而且质谱中存在m z77 51等峰 可以推断该化合物中含有苯环 3 高质量端质谱峰m z105是m z136失去质量为31的碎片 CH2OH或 OCH3 产生的 m z77 苯基 是m z105失去质量为28的碎片 CO或 C2H4 产生的 因为质谱中没有m z91离子 所以m z105对应的是136失去CO 而不136失去C2H4 分析过程 4 可能的结构 图9 20是某未知物质谱图 试确定其结构 分析过程 1 质谱图可以确定该化合物的分子量M 154 M z156是m z154的同位素峰 2 由m z154和m z156之比约为3 1 可以推测化合物中含有一个Cl原子 3 m z154失去15个质量单位 CH3 得m z139离子 m z139失去28个质量单位 CO C2H4 得m z111离子 m z77 m z76 m z51是苯环的特征离子 m z43可能是 C3H7或 COCH3生成的离子 4 可能含有的官能团 谢谢
