搜索

质谱图的作用是什么?

发布网友 发布时间:2024-04-03 06:49

我来回答

1个回答

热心网友 时间:2024-04-15 20:33

看不懂质谱图?,我们怎么看质谱图?

质谱图的解释

在质谱图中,每个质谱峰表示一种质荷比 m/z 的离子,质谱峰的强度表示该种离子峰的多少。

横坐标表示 m/z (实际上就是磁场强度),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 m/z 为质量数;纵坐标表示离子强度,在质谱中可以看到几个高低不用的峰,其高度代表了不同质荷比离子丰度/离子流强度。

质谱中离子的主要类型

当气体或蒸汽分子(原子)进入离子源(例如电子袭击离子源)时,受到电子轰击而形成各种类型的离子。

以A、B、C、D四种原子组成的有机化合物分子为例,它离子源中发生下列过程得到如下:

分子离子

ABCD+ eˉ——ABCD++2eˉ

此反应形成的离子ABCD+即为分子离子。

碎片离子

ABCD+——BCD+A+

CD+AB+——B+A+  或 A+B+

AB+CD+——D+C+ 或 C+D+

重排离子

ABCD+——ADBC+——BC+AD+ 或 AD+BC+

同位素离子、亚稳离子

质谱峰

分子离子峰

分子电离一个电子形成的离子(ABCD+)所产生的峰,因为多数分子易于失去一个电子而带一个正电荷,所以分子离子的质荷比就是他的相对分子质量。

同位素离子峰

分子离子峰并不是质荷比最大的峰,在它右边常常还有M+1和M+2等小峰,这些峰是由于许多元素具有同位素的缘故,例如氢有1H、2H等。

由于各种元素的同位素在自然界中的丰度是一定的,因此同位素与分子离子峰的比值是一个常数。

碎片离子峰

产生分子离子只需要十几电子伏特的能量,而电子轰击源的能量更高,因而产生分子离子外,还能使化学键断裂,形成带正、负电荷和中性的碎片。

碎片离子的形成和化学键的断裂与分子结构有关,利用碎片峰可协助阐明分子的结构。

相对分子质量的测定

从分子离子峰可以准确地测定该物质的相对分子质量,其中最关键的是分子离子峰的判断,因为在质谱中最高质荷比的离子峰不一定是分子离子峰,由于同位素的原因,可能会出现M+1 或 M+2峰;若分子离子不稳定,有时甚至不出现分子离子峰。

如何判断质谱中的分子离子峰

1.分子离子稳定性的一般规律

(1) 碳链越长,分子离子峰强越弱

(2) 存在支链有利于分子离子峰的裂解,且峰很弱

(3)饱和醇类、胺类化合物的分子离子峰很弱

(4)环状分子一般有较强的分子离子峰

2.氮规则

不含氮或含偶数氮的有机物的相对分子量为偶数,含奇数氮的有机物相对分子量为基数。不符合此规则即不为分子离子峰。

3.与邻近峰质量差的合理性

分子离子峰能合理的丢失碎片,与其相邻质荷比较小的碎片关系合理。常见碎片如下图所示:

有些化合物没有分子离子峰

4.M±1峰

某些化合物(如醚、脂、胺、酰胺等)形成的分子离子不稳定,分子离子峰很小,甚至不出现。

但M±1峰却相当大。M+1峰是由于某些化合物的分子离子和中性分子在电离室内碰撞捕获一个H,这类化合物常常是醚、脂、胺、酰胺、氰化物、氨基酸等;出现M-1峰较典型的化合物为醛类、醇类或含氮化合物

5.降低电子流电压

碎片离子峰强度下降,离子峰的相对强度会增加。

分子式的确定

各元素具一定的同位素天然丰度,不同的分子式,M+1/M 和M+2/M的百分比都不同,并可以借此确定分子式。

结构的确定

各种化合物在一定能量的离子源中是按照一定的规律进行裂解而形成各种碎片离子的,所以根据裂解后形成的各种离子峰就可以鉴定物质的组成和结构。

解析未知样的质谱图

解析分子离子区

(1)标出各峰的质荷比数,尤其注意高质荷比区的峰。

(2)识别分子离子峰。首先在高质荷比区假定分子离子峰,判断该假定分子离子峰与相邻碎片离子峰关系是否合理,然后判断其是否符合氮律。若二者均相符,可认为是分子离子峰。

(3)分析同位素峰簇的相对强度比及峰与峰间的Dm值,判断化合物是否含有CI、Br、S、Si等元素及F、P、I等无同位素的元素。

(4)推导分子式,计算不饱和度。由高分辨质谱仪测得的精确分子量或由同位素峰簇的相对强度计算分子式。若二者均难以实现时,则由分子离子峰丢失的碎片及主要碎片离子推导,或与其它方法配合。

(5)由分子离子峰的相对强度了解分子结构的信息。分子离子峰的相对强度由分子的结构所决定,结构稳定性大,相对强度就大。对于分子量约200的化合物,若分子离子峰为基峰或强蜂,谱图中碎片离子较少、表明该化合物是高稳定性分子,可能为芳烃或稠环化合物。

例如:萘分子离子峰m/z 128为基峰,蒽醌分子离子峰m/z 208也是基峰。分子离子峰弱或不出现,化合物可能为多支链烃类、醇类、酸类等。

解析碎片离子

(1)由特征离子峰及丢失的中性碎片了解可能的结构信息。

若质谱图中出现系列CnH2n+1峰,则化合物可能含长链烷基。若出现或部分出现m/z 77,66,65,51,40,39等弱的碎片离子蜂,表明化合物含有苯基。若m/z 91或105为基峰或强峰,表明化合物含有苄基或苯甲酰基。若质谱图中基峰或强峰出现在质荷比的中部,而其它碎片离子峰少,则化合物可能由两部分结构较稳定,其间由容易断裂的弱键相连。

(2)综合分析以上得到的全部信息,结合分子式及不饱和度,提出化合物的可能结构。

(3)分析所推导的可能结构的裂解机理,看其是否与质谱图相符,确定其结构,并进一步解释质谱,或与标准谱图比较,或与其它谱(1H NMR、13C NMR、IR)配合,确证结构。

end

文章部分参考于《油品化学分析》《仪器帮》

声明:本网页内容为用户发布,旨在传播知识,不代表本网认同其观点,若有侵权等问题请及时与本网联系,我们将在第一时间删除处理。
E-MAIL:11247931@qq.com
Top