质谱法的概念及质谱图.pptxVIP

本章共包括以下内容：第一节：概述第二节：基本原理第三节：质谱仪简介第四节：质谱中常见的离子的类型第五节：分子式的确定第六节：离子碎裂机理第七节： 各类有机物的质谱分析第八节： 质谱的解析和分子结构的推测第一节 概 述 主要内容1、质谱法的概念及质谱图2、质谱法的发展 3、质谱分析的特点 质谱(Mass Spectrum) 法是分离和记录离子化的原子或分子的方法。按其研究对象可分为同位素质谱、无机质谱和有机质谱三个主要分支，本课程仅介绍有机质谱。质谱法是有机化合物结构分析的最重要方法之一，它能准确地测定有机物的分子量，提供分子式和其它结构信息；其灵敏度远高于其它结构分析法，如 IR、1HNMR等。第一节： 概 述1、质谱法概念及质谱图 有机化合物在高真空中受热汽化，受到50—100ev(电子伏特)的电子轰击后，失去一个电子而形成的离子，称为分子离子．在电子轰击下可进一步裂解为碎片离子．这些离子在电场和磁场的综合作用下，按照质量大小（实际是质荷比m/z）依次排列成谱，被记录下来称为质谱（Mass Spectrometry）。可以看出在原理上质谱与波谱（包括红外、紫外、核磁共振）不同。它是一种质量谱，但在仪器中用到聚焦和色散。所以归到了波谱学中，是一种离子光谱学。（1）质谱法提供的信息的表示形式：质谱图或质谱表格。1）质谱图：横坐标为离子的质荷比，纵坐标为离子的相对强度（或称为相对丰度），即以谱图中强度最大的离子为100％来计算其它离子的百分强度（也有用总离子强度为100％来计算各离子百分强度）这种质谱图叫做“棒图”，图中的离子信号叫做“峰”，相对强度为100％的峰称为“基峰”。2）质谱表格形式离子质荷比（m/z)相对强度（%)153.2264.6291003030396440783）有时为了简化，在文献中用特征离子峰或8个最强峰表示化合物的质谱信息。2、 质谱法的发展 1898年是由W.Wein发现带正电荷的离子束在电磁场中发生偏转(质谱原理)。 1918年由捷丹普斯特（J.Dempster）和1919佛、胡、阿斯顿（F.W.Aston）制造了最初的质谱是在用于测量某些同位素的相对丰度和原子质量。这种质谱成为无机质谱。 1940年质谱仪才用于气体分析和化学元素的稳定同位素的测定。1950年后，Beynon和W.Mclafferty清楚得指出了官能团对分子化学键的断裂有引导作用，才利用质谱测定有机化合物的分子结构。并成为了有机化合物结构研究的强有力的手段（这种质谱称为有机质谱）。 近年来质谱仪发展很快。例如：基质辅助激光解析飞行时间质谱、电喷雾电离质谱和傅里叶变换回旋共振质谱以及多级串联质谱和联用质谱（红外-质谱，质谱-质谱）；特别是电子计算机的程序控制和电子计算机用于质谱的解析中，使的质谱的应用范围不断扩大。目前，质谱分析已成为有机化学、药物学、生物化学、石油化学、无机化学、食品、环境污染研究等领域中的重要分析技术之一。 3、质谱分析具有以下特点：（1）分析范围广：对气体、液体、固体样品都能进行分析。（2）可以测定微小的质量和质量差。可以精确测量样品的分子量。（可以精确到小数的后四位），推测样品的分子式、结构式。（3）分析速度快，灵敏高，样品用量少。几分钟内可分析一个样品，样品 用量约1 mg左右，极限用量只需几个微克就够了。（4）样品无法回收。 （5） 在应用质谱法解析有机化合物分子结构时，应结合紫外、红外和核磁共振谱及化学反应的结果进行综合判断，才能得出正确结论。第二节 基本原理主要内容：1、样品的电离 2、离子的分离 第二节 基本原理 质谱分析的基本原理很简单，有机化合物在真空（10-5---10-6mmHg）中受热气化后，通过一个细孔（称为漏孔）进入电离室，使样品电离、破碎后，按质核比大小分别检测各种离子。 质谱法的关键是样品的电离和按质荷比分离。1、样品的电离 有许多方法使分子离子化，最常用的是电子轰击法（Electron Impact, EI）。即利用一定能量的电子（将极细的钨丝或者铼丝加热至2000℃左右,使发射出一定数量的电子流），与气相中的样品分子相互作用（“轰击”）使分子失去一个价电子，电离成分子离子，当分子离子具有剩余的能量大于某些化学键的键能时，分子离子发生碎裂生成碎片离子。例如： 注意：（1）离子的碎裂不仅仅限于一根化学键的简单断裂，有时可能会发生离子中原子连接次序的变化，即在断键的同时还有新化学键的生成，这种现象称为重排，新生成的碎片离子叫重排离子。（2）EI电离法是电子与气态样品分子相互作用的，如果被测样品是液态或固态，则首先要气化，然后再与轰击电子作用，发生电离和进一步碎裂，所以它不能用于难气化和热不稳定的化合物的分析。EI电离法的特点： 方