15章质谱法分析优秀PPT.ppt

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1、 第四章质谱法第四章质谱法（mass spectra）质谱：是把带电荷的分子或经确定方式裂解形成的碎片离子依据质荷比大小排列而成的图谱。质谱法：是依据质谱图供应的信息，进行有机化合物及无机化合物定性和定量分析、化合物的结构分析等的方法。分子量、分子式及所含结构单元、推想出分子结构。第一节质谱法的基本原理和质谱仪第一节质谱法的基本原理和质谱仪单聚焦质谱仪示意图单聚焦质谱仪示意图。e-+-+。阴极阳极狭缝容器A放大器记录仪磁体收集狭缝D电子倍增管泵样品探针E狭缝B限制器相对强度质荷比加速电位推斥电位一、质谱的基本原理一、质谱的基本原理m/z=Bm/z=B2 2r re e/2V/2V二、质谱的表示

2、方法二、质谱的表示方法二、质谱的表示方法二、质谱的表示方法0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100M+1M+2基峰基峰分子离子峰分子离子峰CH3(分子量分子量92)三、质谱仪三、质谱仪三、质谱仪三、质谱仪（一）真空系统（一）真空系统保证质谱中裂解反应发生的是单分子反应。保证质谱中裂解反应发生的是单分子反应。（二）样品导入系统（二）样品导入系统 是质谱仪的进样系统，作用是高效重复地将样品是质谱仪的进样系统，作用是高效重复地将样品引入到离子源中并且不能造成真空度的降低。引入到离子源中并且不能造成真空度的降低。间接式进样、干脆探针进样、色谱联用进样系统。间接式进样、干脆探针进

3、样、色谱联用进样系统。（三）离子源又称电离室（三）离子源又称电离室 将进样系统引入的气态样品分子转化成离子，将进样系统引入的气态样品分子转化成离子，并使其具有确定的能量后，进入质量分析器。并使其具有确定的能量后，进入质量分析器。在离子源中，样品分子离子化方法有多种：在离子源中，样品分子离子化方法有多种：1 1、电子轰击电离（、电子轰击电离（EIEI）,又称电子电离又称电子电离MMMM+F+.M+F+F+e-e-e-e-e-e-S NS NMSVacc离子排斥电极离子排斥电极磁体磁体阴极阴极电子接收电子接收离子聚焦离子聚焦M+.分子离子分子离子碎片离子及亚稳离子碎片离子及亚稳离子M M M M+

4、（高速）（高速）（高速）（高速）（低速）（低速）（低速）（低速）电子轰击电离（电子轰击电离（EIEI）的优点：）的优点：有较多的与结构亲密相关的碎片，对推想未知有较多的与结构亲密相关的碎片，对推想未知化合物结构具有重要意义。图谱重现性好、便于利化合物结构具有重要意义。图谱重现性好、便于利用数据库实现计算机检索及图谱对比。用数据库实现计算机检索及图谱对比。1 1）试样分子稳定性不高时，分子离子峰难以获）试样分子稳定性不高时，分子离子峰难以获得，丰度较低或难以测得分子离子峰。得，丰度较低或难以测得分子离子峰。电子轰击电离（电子轰击电离（EIEI）的缺点：）的缺点：2 2）不能气化的试样分子或热不稳

5、定试样，无法）不能气化的试样分子或热不稳定试样，无法获得分子离子峰。获得分子离子峰。1 1、电子轰击电离（、电子轰击电离（EIEI）,又称电子电离又称电子电离2 2、化学电离法（、化学电离法（CICI）CHCH4 4+e CH+e CH4 4.+2e.+2e CHCH4 4.+CH.+CH4 4 CH CH5 5+CH+CH3 3.CHCH5 5+M CH+M CH4 4 +MH +MH+化学电离时，试样分子的电离是经过离子化学电离时，试样分子的电离是经过离子-分分子反应而完成的。子反应而完成的。+X X-+M M-H+M M-H-+HX +HX 化学电离法，生成的最大化学电离法，生成的最大m

6、/zm/z的峰不是分子离的峰不是分子离子峰子峰,而是而是(M+H)(M+H)或或(M-H)(M-H)峰或其它峰峰或其它峰,这些峰被称为这些峰被称为准分子离子峰准分子离子峰,在计算分子量时在计算分子量时,应留意这一点应留意这一点.ArAr+(高动能高动能)+Ar()+Ar(热运动的热运动的)Ar(Ar(高动能高动能)+Ar)+Ar+(热运动的热运动的)3 3 3 3、快速原子轰法（、快速原子轰法（、快速原子轰法（、快速原子轰法（FABFABFABFAB）进入质量分析器进入质量分析器MMMMMMMH+MH+MXe探头探头=基质表面的分子基质表面的分子快原子快原子溶解于基质中的试样溶解于基质中的试样

7、不锈钢靶不锈钢靶FAB-MSFAB-MS的离子源的离子源特点特点:FAB FAB质谱不仅出强质谱不仅出强的准分子离子峰，还产的准分子离子峰，还产生大量碎片离子，这些生大量碎片离子，这些碎片离子峰碎片离子峰 对测定样品对测定样品的结构是很有用的。的结构是很有用的。（四）（四）质量分析器质量分析器、四极质量分析器、四极质量分析器、U、V 优点：结构简洁，体优点：结构简洁，体积小，重量轻，价格便宜，积小，重量轻，价格便宜，清洗便利，操作简洁。清洗便利，操作简洁。适合与气相毛细管色谱适合与气相毛细管色谱及液相色谱联机。及液相色谱联机。缺点：辨别率不够高，对较高质量的离子有质卑视缺点：辨别率不够高，对较

8、高质量的离子有质卑视效应。效应。、离子阱质量分析器、离子阱质量分析器、优点：优点：1 1、单一的离子阱、单一的离子阱可实现多级串联质谱可实现多级串联质谱（MSMS）n n。2、结构简洁，价格、结构简洁，价格低，灵敏度高。低，灵敏度高。3 3、质量范围大。、质量范围大。缺点：所得质谱与标准谱图有确定差别，这是由于在缺点：所得质谱与标准谱图有确定差别，这是由于在 离子阱中生成的离子有较长的停留时间，可能离子阱中生成的离子有较长的停留时间，可能 发生分子离子反应。发生分子离子反应。、质量范围：、质量范围：质谱仪能够进行分析的样品的相对原质谱仪能够进行分析的样品的相对原子质量或相对分子质量或最小到最大

9、的质量范围子质量或相对分子质量或最小到最大的质量范围 是接收由质量分析器分别的离子进行离子计数并转是接收由质量分析器分别的离子进行离子计数并转换成电压信号放大输出，经计算机采集和外理，得到按不换成电压信号放大输出，经计算机采集和外理，得到按不同质荷比值排列和对应离子丰度的质谱图同质荷比值排列和对应离子丰度的质谱图（六）质谱仪的主要性能指标（六）质谱仪的主要性能指标（五）离子检测器（五）离子检测器、灵敏度：、灵敏度：确定灵敏度：仪器可以检测到的最小样品量确定灵敏度：仪器可以检测到的最小样品量 相对灵敏度：相对灵敏度：仪器可以同时检测的大组分与小组分含仪器可以同时检测的大组分与小组分含量之比量之比

10、 分析灵敏度：分析灵敏度：指输入仪器的样品量与仪器产生的信号指输入仪器的样品量与仪器产生的信号强度之比强度之比、质谱仪的辨别率、质谱仪的辨别率定义为定义为:R=M/M 所谓正好被分别，国际上大多接受10%谷底的定认，即该两种离子峰间的峰谷高度如低于两峰平均高度的10%，则认为该两种离子已被分别，反之，则认为未被分别。h2 h1a h=(h1+h2)/2 100%10%ah例如：质量数为例如：质量数为100和和101两种离子，则好被分别，仪器两种离子，则好被分别，仪器 辨别率为：辨别率为：R1001100若仪器的辨别率为若仪器的辨别率为10000，则该仪器分别质量数，则该仪器分别质量数为为100

11、旁边的两种相邻离子时，有下列关系：旁边的两种相邻离子时，有下列关系：10000100MM0.01 这表示该仪器可以将质量数为这表示该仪器可以将质量数为100.00和和100.01的的两种离子分别两种离子分别、质量精确度又称质量精度：、质量精确度又称质量精度：离子质量实测值与理论值离子质量实测值与理论值M0的相对误差的相对误差 质量精度质量精度0 实测值实测值理论值员，理论值员，其测定的质量精度为其测定的质量精度为171428151618142928161214思索题：思索题：未知化合物未知化合物A的质谱图的质谱图未知化合物未知化合物B的质谱图的质谱图未知化合物未知化合物C的质谱图的质谱图其次节

12、其次节 质谱中的主要离子及其裂解类型质谱中的主要离子及其裂解类型一、质谱中的主要离子一、质谱中的主要离子（一）分子离子（一）分子离子 M M e e MM.+2e2e m/e=m/e=分子量分子量 可测的精确分子量可测的精确分子量 （二）碎片离子（二）碎片离子 M MM M.+初级碎片离子初级碎片离子 次级碎片离子次级碎片离子裂解裂解裂解裂解(三三)亚稳离子亚稳离子1、亚稳离子（、亚稳离子（m*）的产生）的产生 质谱中的离子峰都是尖锐的，但也存在小数较宽质谱中的离子峰都是尖锐的，但也存在小数较宽的峰，且强度较低，的峰，且强度较低，m/z也不是整数值这类峰称为亚也不是整数值这类峰称为亚稳离子峰。

13、稳离子峰。2、假如裂解是在进入时磁场发生，生成的碎片离子、假如裂解是在进入时磁场发生，生成的碎片离子就会在质荷比小于的地方被检出就会在质荷比小于的地方被检出1、正常的裂解是在电离室中进行的。、正常的裂解是在电离室中进行的。m1(母离子母离子)m2(碎片离子碎片离子)中性碎片中性碎片3、m1、m2和和m*之间的存在下列关系：之间的存在下列关系：m*=m22/m12、亚稳离子峰在解析质谱中的意义、亚稳离子峰在解析质谱中的意义（1）亚稳定离子在质谱图中可出现亚稳离子峰，该峰）亚稳定离子在质谱图中可出现亚稳离子峰，该峰可用来证明裂解过程。可用来证明裂解过程。（2）确定质谱中没出现的分子离子峰。）确定质

14、谱中没出现的分子离子峰。(C6H5COCH3)(C6CH5)+COCH3(C6H5CO)(C6CH5)+CO苯乙酮质谱中有苯乙酮质谱中有m/z120,m/z105,m/z77m/z56.47出现出现亚稳离子峰亚稳离子峰m/z77m/z120m/z105m/z77（二）同位素离子（二）同位素离子1 1、同位素离子及同位素离子峰、同位素离子及同位素离子峰 例如：例如：CH4 M=1612C+1H4=164=16 M13C+1H4=17 4=17 M+112C+2H+1H3=17 M+113C+2H+1H3=18 M+2同同位位素素峰峰分子离子峰分子离子峰1 1、同位素离子及同位素离子峰、同位素离子

15、及同位素离子峰1 1）C C同位素峰同位素峰M+1M+1峰常见峰常见CH3CH2Cl=(M+2)/M=1:3含有一个氯原子（含有一个氯原子（37Cl=32.5）CH3CH2Br=(M+2)/M=1:1含有一个溴原子（含有一个溴原子（81Br=98）2)34S 2)34S、37Cl37Cl、81Br81Br丰度相当大，分子离子或碎片离丰度相当大，分子离子或碎片离子子M+2M+2峰强度相当大，所以通过峰强度相当大，所以通过M M与与M+2M+2峰强度就简洁峰强度就简洁推断化合物是否含有推断化合物是否含有S S、ClCl、BrBr 含氯和溴的有机化合物一般有较强的含氯和溴的有机化合物一般有较强的M+

16、2M+2、M+4M+4、M+6M+6等离子峰。等离子峰。分分分分子离子子离子 或碎片离子或碎片离子 与同位素之间的丰度比为与同位素之间的丰度比为：(a+b)na-a-较轻元素丰度、较轻元素丰度、较轻元素丰度、较轻元素丰度、b-b-较重元素丰度、较重元素丰度、较重元素丰度、较重元素丰度、n-n-卤素原子个数卤素原子个数卤素原子个数卤素原子个数3 3）含氯和溴的化合物的同位素）含氯和溴的化合物的同位素峰强度可用二项式绽开式表示：峰强度可用二项式绽开式表示：如：如：CHCl3含有含有3个氯原子，个氯原子，35Cl丰度为丰度为75.4，37Cl丰度丰度为为24.6，二者丰度比为，二者丰度比为3：1，n

17、3。(a+ba+b)3 3=a=a3 3+3a+3a2 2b +b +3ab3ab2 2+b b3 3=3=33 3+33+332 2 1+33 1+33112 2+1+13 3=27=27+27+9+127+9+1即即即即 M:M+2:M+4:M:M+2:M+4:M+6 M+6=27:27:9:1=27:27:9:15-35 5-35 一氯甲烷质谱图一氯甲烷质谱图丰度丰度9000900080008000700070006000600050005000400040003000300020002000100010000 00 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60

18、65 70 75 80 85 90 95 1000 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 70 75 80 85 90 95 100151435375047一氯甲烷质谱图一氯甲烷质谱图5-41 5-41 氯仿的质谱图氯仿的质谱图丰度丰度9000900080008000700070006000600050005000400040003000300020002000100010000 00 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110 120 130 140 150 160 170 180 190 2000 10 20 30 40 50

19、 60 70 80 90 100 110 120 130 140 150 160 170 180 190 200118118 120120838385858787474748483535 氯仿的质谱图氯仿的质谱图(同位素离子峰的相对强度同位素离子峰的相对强度)9:6:19:6:127:27:9:127:27:9:15-26 5-26 溴分子质谱图溴分子质谱图丰度丰度9000900080008000700070006000600050005000400040003000300020002000100010000 00 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110 120

20、130 140 150 160 170 180 190 2000 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110 120 130 140 150 160 170 180 190 200160160162162158158797981817979BrBr7979Br(M)Br(M)7979BrBr8181Br(M+2)Br(M+2)8181BrBr7979Br(M+2)Br(M+2)8181BrBr8181Br(M+4)Br(M+4)M:(M+2):(M+4)=1:2:1M:(M+2):(M+4)=1:2:1二溴甲烷质谱图二溴甲烷质谱图二溴甲烷质谱图二溴甲烷质谱图5-39

21、5-39 未知化合物质谱图未知化合物质谱图丰度丰度9000900080008000700070006000600050005000400040003000300020002000100010000 00 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110 120 130 140 150 160 170 180 190 2000 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110 120 130 140 150 160 170 180 190 200172172174174176176959593937979 818114141313-Br-Br 练习题：化合

22、物的练习题：化合物的MSMS谱图如下，试确定其分子式，并谱图如下，试确定其分子式，并推想其结构，写出裂解过程，并指出已标明质荷比质谱峰推想其结构，写出裂解过程，并指出已标明质荷比质谱峰的归属。的归属。71102未知物质谱图未知物质谱图87745943m/zm/zM(102)M(102)M+1(103)M+1(103)M+2(104)M+2(104)相对丰度相对丰度1001005.645.640.530.53二、阳离子的裂解类型二、阳离子的裂解类型氮律（推断奇电子或偶电子离子）：氮律（推断奇电子或偶电子离子）：裂解方式上接受的符号和术语：电子转移的标记；裂解方式上接受的符号和术语：电子转移的标记

23、；奇电子离子；偶电子离子。奇电子离子；偶电子离子。离子电荷的表示：离子电荷的表示：有机化合物失去电子的难易程度：有机化合物失去电子的难易程度：X YX+Y（一）单纯开裂（一）单纯开裂1.1.均裂：均裂：XYX +Y XYX+Y .+.+或或 XYX +Y.+.+.+.+.仅一个化学键发生断裂称为单纯开裂。仅一个化学键发生断裂称为单纯开裂。2 2、异裂：、异裂：3 3、半异裂：、半异裂：烷烃质谱上出现烷烃质谱上出现29,43,57系列峰，且断裂易发生在被系列峰，且断裂易发生在被取代碳原子上，并以失去大基团的开裂为优势开裂。取代碳原子上，并以失去大基团的开裂为优势开裂。（二）重排开裂（二）重排开裂

24、重排开裂是两个化学键发生断裂，脱去一个中性小分子并同时发生重排的开裂。重排开裂有以下几种状况（一）麦式重排（一）麦式重排（）（）（）.重排开裂生成的子离子与母离子在带电子重排开裂生成的子离子与母离子在带电子的奇偶性和质量的奇偶性上成一样的关系的奇偶性和质量的奇偶性上成一样的关系如：如：H CH2 O O H CH2 C CH2 CH2 C CH2 CH3 H2 C CH3+.+.+CH2CH2CH2CH2.CH2H+CH2+.+.NH2COOCH2CH2NHHOCH2 H.+m/z149 m/z107 m/z86 m/z58 m/z120 m/z92HO（二）逆狄尔斯阿尔德开裂（二）逆狄尔斯阿

25、尔德开裂（RDA）具有环已烯结构的化合物能发生具有环已烯结构的化合物能发生RDA开裂，一般开裂，一般都生成一个带正电荷的共轭二烯醇游离基和一个中性都生成一个带正电荷的共轭二烯醇游离基和一个中性分子。如：分子。如：第三节第三节 质谱分析法质谱分析法一、分子式的确定一、分子式的确定（一）分子离子峰的识别（一）分子离子峰的识别1 1、分子离子峰的质量必需符合氮律。、分子离子峰的质量必需符合氮律。芳香化合物共轭链烯烯烃脂环化合物芳香化合物共轭链烯烯烃脂环化合物直链烷烃酮胺酯醚酸支链烷烃醇。直链烷烃酮胺酯醚酸支链烷烃醇。2 2、有机化合物分子离子峰的稳定性（相对强度）依次：、有机化合物分子离子峰的稳定性

26、（相对强度）依次：3 3、分子离子峰与其相邻质荷比较小的碎片、分子离子峰与其相邻质荷比较小的碎片离子的质量差应合理离子的质量差应合理4 4、分子离子峰的强弱与试验条件有关，变更试、分子离子峰的强弱与试验条件有关，变更试验条件可以增加分子离子峰强度。验条件可以增加分子离子峰强度。5 5、考虑准分子离子峰考虑准分子离子峰M+1M+1峰或峰或M-1M-1峰峰醚、脂、胺、酰胺、腈化物、氨基酸酯、胺醇等可醚、脂、胺、酰胺、腈化物、氨基酸酯、胺醇等可能有较强的能有较强的M+1M+1峰。峰。芳醛、某些醇等化合物强能有较强的芳醛、某些醇等化合物强能有较强的M-1M-1峰。峰。（二）相对分子质量的测定（二）相对

27、分子质量的测定（三）分子式的确定（三）分子式的确定1 1、由同位素离子峰确定分子式由同位素离子峰确定分子式2 2、高辨别质谱仪精确测定相对分子质量、高辨别质谱仪精确测定相对分子质量1 1 1 1、烃类、烃类、烃类、烃类裂解方式裂解方式:（1 1 1 1）烷烃）烷烃）烷烃）烷烃常见离子有常见离子有C Cn nH H+2n+12n+1,C,Cn nH H+2n-12n-1,C,Cn nH H+2n 2n 特征离子峰为特征离子峰为29,4329,43，5757，7171，85.85.R-(CH2)n-CH2CH2-R R.+R-(CH2)n-CH2CH2+CH2=CH2+R-(CH2)n-2-CH2

28、CH2+.二、有机化合物的结构鉴定二、有机化合物的结构鉴定（一）几种有机化合物的质谱（一）几种有机化合物的质谱常见离子有常见离子有C Cn nH H+2n-12n-1,C,Cn nH H+2n 2n,C,Cn nH H+2n+12n+1特征离子峰为特征离子峰为4141，5555，6969，83.83.裂解方式裂解方式:（）烯烃（）烯烃2 2）麦式重排（如有）麦式重排（如有氢存在）氢存在）逆狄尔斯阿尔德开裂）逆狄尔斯阿尔德开裂(1)(1)(1)(1)通常分子离子通常分子离子通常分子离子通常分子离子峰明显峰明显峰明显峰明显,分子量增分子量增分子量增分子量增加峰减小。加峰减小。加峰减小。加峰减小。（

29、3 3）芳烃）芳烃通常芳烃的分子离子峰很强通常芳烃的分子离子峰很强裂解方式：裂解方式：1 1、开裂（并开裂（并经经重排生成卓翁离子）重排生成卓翁离子）CH2 YY +.CH2+卓翁离子卓翁离子(m/z91)(m/z91)Y Y可以是烷基或杂原子可以是烷基或杂原子出现稳定的卓翁离子（通常是基峰）是苯环上有出现稳定的卓翁离子（通常是基峰）是苯环上有烷基取代的标记如烷基取代的标记如碳上有支链，则发生碳上有支链，则发生开裂开裂时，将优先脱去大的取代基时，将优先脱去大的取代基常见特征离子常见特征离子3939、5151、6565、7777、7878、9191、92925 5、脱去乙炔分子的开裂、脱去乙炔分

30、子的开裂由由开裂生成的卓翁离子或开裂生成的卓翁离子或开裂生成的苯离子等开裂生成的苯离子等还能接着裂能接着裂解，脱去乙炔分子：解，脱去乙炔分子：+卓翁离子卓翁离子(m/z91)CH CH +CH CH +m/z65 m/z39 CH CH +m/z77 m/z51 例：正丙苯的质谱中，各碎片离子的裂解过程如下：例：正丙苯的质谱中，各碎片离子的裂解过程如下：2 2、饱和脂肪醇、饱和脂肪醇 、一级直链醇分子离子峰随分子量增加而降低。一级直链醇分子离子峰随分子量增加而降低。、支链醇分子离子易发生支链醇分子离子易发生裂解，优先失去大基团，形裂解，优先失去大基团，形成氧鎓离子。成氧鎓离子。、醇裂解过程失去

31、中性水分子形成醇裂解过程失去中性水分子形成M-18M-18峰，往往峰，往往还伴有还伴有H H重排。重排。、醇类质谱中可以视察到醇类质谱中可以视察到M-1(比比M强强)、M-2甚至甚至M-3峰，它们是峰，它们是碎裂后进一步失去碎裂后进一步失去H2或或H的过程。的过程。5 5、环醇类可发生下裂困难开裂过程及失水裂解、环醇类可发生下裂困难开裂过程及失水裂解+.OHOH+.OHHHOH.醇类化合物主要开裂有如下几种醇类化合物主要开裂有如下几种1、开裂开裂2 2、脱水反应、脱水反应 醇的醇的开裂生成含开裂生成含OHOH的碎片离子（的碎片离子（3131，4545，5959等），对于伯醇生成较强的等），对于

32、伯醇生成较强的3131离子峰而仲醇和叔醇离子峰而仲醇和叔醇分别生成（分别生成（4545，5959，7373等）和（等）和（5959，7373，8787等）离等）离子峰。子峰。3 3、醇的、醇的C-CC-C键的简洁开裂键的简洁开裂 形成系列烷基离子（形成系列烷基离子（2929，4343，5757等）及含有等）及含有OHOH的碎片离子的碎片离子 （3131、4545、5959，7373，8787等）离子峰。等）离子峰。4 4、醇的四元环过度态重排、醇的四元环过度态重排 当当醇醇C C上有烷基取代时，上有烷基取代时，开裂生成的离子可以通开裂生成的离子可以通过四员环过渡态重排给出醇的小质量系列碎片离子

33、过四员环过渡态重排给出醇的小质量系列碎片离子醛的分子离子峰可见，芳香醛的分子离子峰较大。醛的分子离子峰可见，芳香醛的分子离子峰较大。主要裂解方式：主要裂解方式：与酮类化合物与酮类化合物有类似的裂解，其特征离子峰是通过有类似的裂解，其特征离子峰是通过开裂脱去开裂脱去H游离基后生成的（游离基后生成的（M-1）峰。）峰。开裂开裂1 1）醛类化合物）醛类化合物麦式重排（当麦式重排（当H存在存在时时）3 3、醛和酮类化合物、醛和酮类化合物2)2)酮类化合物酮类化合物 脂肪酮的分子离子峰清晰可见，环酮和芳香酮的分子离脂肪酮的分子离子峰清晰可见，环酮和芳香酮的分子离子峰较大。子峰较大。主要裂解方式：主要裂解

34、方式：1、开裂，伴随脱去开裂，伴随脱去COCRROOCRRRCO+。2、麦式重排（当麦式重排（当H存在存在时时）H CH2 O O H CH2 C CH2 CH2 C CH2 R H2 C R+.+.+m/z86 m/z583 3、困难开裂、困难开裂 环酮能发生困难开裂环酮能发生困难开裂+.+OOOO+HH4、脱、脱CO 芳香酮能脱芳香酮能脱COO。+CO4、羧酸和酯类化合物、羧酸和酯类化合物直链一元酸的分子离子峰较小，芳香酸的分子离子较大。直链一元酸的分子离子峰较小，芳香酸的分子离子较大。裂解方式裂解方式：麦式重排麦式重排：对直链一元酸（对直链一元酸（C4）来说，基峰（）来说，基峰（m/z6

35、0）即为由上述）即为由上述麦式重排开裂所得的碎片离子。麦式重排开裂所得的碎片离子。1）羧酸类化合物）羧酸类化合物脱羟基及脱羟基及CO（-COOH）CROOCRRCO+。OHCOOH CO CO CH CH +。C Cn nH H2n+12n+1-COOH-COOHC Cn nH H2n+12n+1.+COOH+COOH+C Cn nH H2n+12n+1+COOH+COOH.29,43,57,71,15+14n 29,43,57,71,15+14nC Cn nH H2n2n.+CH+CH2 2COOHCOOH+45,59,73,45+14n45,59,73,45+14n2 2）酯类化合物）酯类

36、化合物 RCORO+.R或或 C O OR a b+或或ORC O R +开裂开裂裂解方式裂解方式出现出现C Cn nH H2n+12n+1+15,29,43,57,71,15+14n15,29,43,57,71,15+14n离子峰。离子峰。出现出现C Cn nH H2n2nCOOMe 73,87,101,115,COOMe 73,87,101,115,相差相差1414个质量的离子峰。个质量的离子峰。麦式重排麦式重排R1 O+.+.+R1 OR2O HCCHR2CHR3CHR4 OCH CH CHR4CHR35 5、胺类化合物、胺类化合物 脂肪胺的分子离子峰较小，芳香脂肪胺的分子离子峰较小，芳

37、香胺的分子离子峰较大。一元胺的分胺的分子离子峰较大。一元胺的分子离子峰，其质荷比为奇数。子离子峰，其质荷比为奇数。主要裂解方式：主要裂解方式：CHRNH2R（优先失去大基团）（优先失去大基团）+。CHRNH2R+、开裂开裂生成的亚胺离子还可能接着重排开裂（生成的亚胺离子还可能接着重排开裂（或或存在时）存在时）R+.+NH3CH2CH2 CHHCH CHCHCHCHHN麦式重排麦式重排2、麦式重排、麦式重排HNHm/z30+CHNH2+CH2CH2CH2CH2CH2H+HCN2）脱）脱HCN芳胺能脱芳胺能脱HCN分子，且有较强的（分子，且有较强的（M1）峰：）峰：NH2H+H+.m/z93 m/

38、z66 m/z65.+NH+H.+m/z92 由于结构中有由于结构中有CO基和基和NR2基，图谱比较困难其基，图谱比较困难其开裂基本按羰基和胺基的开裂进行开裂基本按羰基和胺基的开裂进行 RCNR2O+.C O NR2 a+或或NR2C O R +、开裂开裂C O NR2+ba b6、酰胺类化合物、酰胺类化合物裂解方式：裂解方式：2、麦式重排、麦式重排R2 N+.+.+R2 NO HCCH2CH2CH2 OCH2 CH CH2CH2CH2R1H +。OR3NH2R3+3、开裂开裂CNR2CH2CH R1+OCNR2CH2R2CH2+R1CH C O开裂1 1、解析分子离子峰、解析分子离子峰 按推

39、断分子离子峰原则确认分子离子峰按推断分子离子峰原则确认分子离子峰 ，定出样品的，定出样品的分子量，并从分子离子峰的强度，推断化合物类型及是否含有分子量，并从分子离子峰的强度，推断化合物类型及是否含有氯、溴、硫等元素。氯、溴、硫等元素。（二）（二）质谱解析程序质谱解析程序 分子离子峰的稳定性依次：芳香化合物分子离子峰的稳定性依次：芳香化合物 共轭链共轭链烯烯 烯烃烯烃 脂环化合物脂环化合物 直链烷烃直链烷烃 酮酮 胺胺 酯酯 醚醚 酸酸 支链烷烃支链烷烃 醇醇2、依据同位素离子峰的强度，初步推想样品的分子式。、依据同位素离子峰的强度，初步推想样品的分子式。3、依据分子式，计算出样品的不饱和度。、

40、依据分子式，计算出样品的不饱和度。4、探讨质谱的概貌，推断分子性质，对化合物、探讨质谱的概貌，推断分子性质，对化合物类型进行归属。类型进行归属。5、列出部分结构单元，推出样品可能的结构、列出部分结构单元，推出样品可能的结构 依据分子离子脱去的碎片，以及一些主要的大碎片依据分子离子脱去的碎片，以及一些主要的大碎片离子，列出样品结构中可能存在的部分结构单元。离子，列出样品结构中可能存在的部分结构单元。一、一、质谱解析程序质谱解析程序 依据分子式以及可能的部分结构单元，计算出剩余依据分子式以及可能的部分结构单元，计算出剩余碎片的组成及不饱和度，推想剩余碎片的结构。碎片的组成及不饱和度，推想剩余碎片的

41、结构。按可能的方式连接所推出的结构单元以及剩余碎片，按可能的方式连接所推出的结构单元以及剩余碎片，组成可能的结构式。组成可能的结构式。6 6、依据质谱或其它信息解除不合理的结构，最终确定样品、依据质谱或其它信息解除不合理的结构，最终确定样品的结构式。的结构式。例：例：一未知物一未知物C9H10O2C9H10O2的质谱图如下，推想未知化合物的结构。的质谱图如下，推想未知化合物的结构。第四节第四节 有机化合物结构综合解析有机化合物结构综合解析（一）分子式的确定（一）分子式的确定一、解析程序一、解析程序 样品物理性质、计算不饱和度、质谱供应的样品物理性质、计算不饱和度、质谱供应的信息、紫外光谱和红外光谱供应的信息。对推想信息、紫外光谱和红外光谱供应的信息。对推想的结构进行验证。的结构进行验证。（二）结构单元和未知物的确定（二）结构单元和未知物的确定二、解析示例二、解析示例(教材上教材上)