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解谱方面的常识和技巧
一、基本方法
谱图解释的一般方法 :
一张化合物的质谱图包含有很多的信息,根据使用者的要求,可以用来确定分子量、验证某种结构、确认某元素的存在,也可以用来对完全未知的化合物进行结构鉴定。对于不同的情况解释方法和侧重点不同。
质谱图一般的解释步骤如下:
由质谱的高质量端确定分子离子峰,求出分子量,初步判断化合物类型及是否含有 Cl 、
Br 、S 等元素。
根据分子离子峰的高分辨数据,给出化合物的组成式。
由组成式计算化合物的不饱和度,即确定化合物中环和双键的数目 ,计算不饱和度有助于判断化合物的结构。
?(4) 研究高质量端离子峰。质谱高质量端离子峰是由分子离子失去碎片形成的。从分子离子失去的碎片,可以确定化合物中含有哪些取代基。常见的离子失去碎片的情况有:
M-15(CH3) M-16(O , NH2) M-17(OH , NH3)
M-18(H2O) M-19(F) M-26(C2H2) M-27(HCN , C2H3 ) M-28(CO , C2H4) M-29(CHO , C2H5) M-30(NO) M-31(CH2OH , OCH3 M-32(S , CH3OH)
M-35(Cl) M-42(CH2CO , CH2N2)
M-43(CH3CO , C3H7) M-44(CO2 , CS2)
M-45(OC2H5 , COOH) M-46(NO2 , C2H5OH)
M-79(Br)
M-127(I)
(5) 研究低质量端离子峰,
寻找不同化合物断裂后生成的特征离子和特征离子系列。
例如,
正构烷烃的特征离子系列为
m/z15 、29、43、57、71 等,烷基苯的特征离子系列为
m/z91 、
77、 65、39 等。根据特征离子系列可以推测化合物类型。
通过上述各方面的研究,提出化合物的结构单元。再根据化合物的分子量、分子式、样品来源、物理化学性质等,提出一种或几种最可能的结构。必要时,可根据红外和核磁数据得出最后结果。
验证所得结果。验证的方法有:将所得结构式按质谱断裂规律分解,看所得离子和所给未知物谱图是否一致;查该化合物的标准质谱图,看是否与未知谱图相同;寻找标样,做标样的质谱图,与未知物谱图比较等各种方法。
研究低质量端离子峰,寻找不同化合物断裂后生成的特征离子和特征离子系列。例如,
正构烷烃的特征离子系列为 m/z15 、29、43、57、71 等,烷基苯的特征离子系列为 m/z91 、77、 65、39 等。根据特征离子系列可以推测化合物类型。
通过上述各方面的研究,提出化合物的结构单元。再根据化合物的分子量、分子式、样
品来源、物理化学性质等,提出一种或几种最可能的结构。必要时,可根据红外和核磁数据得出最后结果。
验证所得结果。验证的方法有:将所得结构式按质谱断裂规律分解,看所得离子和所给未知物谱图是否一致;查该化合物的标准质谱图,看是否与未知谱图相同;寻找标样,做标样的质谱图,与未知物谱图比较等各种方法。
(一)应用质谱技术能获得的结构信息
1 . 分子离子及其元素组成。 可用电子电离, 化学电离或其他软电离技术获得分子量信息; 用高分辨质谱技术或通过同位素丰度可计算分子离子的元素组成,从而得到未知化学式
2 . 碎片离子的元素组成,这些信息有助于排出未知物的可能化学结构
3 . 根据分子离子的元素组成可计算 “环加双键值 ”。它可提供分子骨架信息
4 . 特征离子。可提供化合物类型信息
5 . 离子系列。可提供官能团信息
6 . 失去中性碎片。可提供官能团信息
7 . 谱图中离子的 m/z 及丰度也包含结构信息
8 . 对于不存在于谱图库的未知物,使用谱图库的检索往往也能够取得有用的结构信息
质谱技术还能提供离子之间的亲缘关系,分子中的官能团, 与化学衍生结合得到的特殊结构信息等其他信息
(二)推测分子结构
?在接收分析样品的时候,要充分了解样品来源。是天然产物的,要了解提取方法;是合成样品的,要了解合成方法.还要了解其他谱图的信息
?根据化学式,列出全部可能的结构,再根据离子裂解规律预测可能产生的碎片离子和大致丰度,并对照排除不合理结构
?最后合成这些最为可能的侯选化合物,并将其谱图与未知物谱图进行对比,才能最终确定未知物的结构
?对较大未知物分子,应综合质谱等所取得的信息,列出可能结构,再根据裂解规律筛选, 最后用合成化合物的方法确定
有机化合物的质谱图千变万化, 有些化合物仅仅是取代基的位置不同, 其质谱图几有很大的差异, 因此, 解析未知物质谱图很难有统一的格式, 要灵活运用可能取得的结构信息 和知识
例二: 例 1:
?最高峰A峰 m/z 126(偶数),与碎片峰 m/z 95(奇数)相差31 u,是失去合理中性物,
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