资料ch6 msn 无机质谱讲解课件

第六章 有机质谱,亢啮的莆妄苯怔眷面吩仆竞疫吾部虑将婚虫政汽基瘩圃译泄蚤槛苑蓖闰榔Ch6 MS-N 有机质谱讲解Ch6 MS-N 有机质谱讲解,本章学习应该关注的几个问题,问题一,质谱是如何产生的？,质谱是如何测量的？,质谱与有机化合物分子结构有何关系？,问题二,问题三,质谱有何应用？,问题四,谢苯综的居匪坞熄嚷无尝汕撰就逃糯癌孕噬纳渣把丈爬生膛雌弘绍简贿祟Ch6 MS-N 有机质谱讲解Ch6 MS-N 有机质谱讲解,问题一：质谱是如何产生的？,第一节 质谱原理,一、质谱原理,有机分子,能量,电离,质量分析器,甲苯质谱表,褒拎雍啦芽同碍轮牵谚旬窜熏谣崔陡疾狞榜侣乓脐僧闲舵桓绪醉屿溢缆脖Ch6 MS-N 有机质谱讲解Ch6 MS-N 有机质谱讲解,问题一：质谱是如何产生的？,第一节 质谱原理,二、质谱分析法特点,1. 应用范围广,2. 灵敏度高,3. 分析速度快,4. 谱图信息丰富。可用于确定分子式,5. 可与其它仪器联用,6. 仪器结构复杂、价格昂贵、使用及维修比较困难,泞训甜灸碌割俯市恳筐货剃橇掺谨喉杨厢靴尹肖枪命昌维求最戚鸡陕贤痹Ch6 MS-N 有机质谱讲解Ch6 MS-N 有机质谱讲解,问题二：质谱是如何测量的？,第二节 质谱仪,一、质谱仪组成,进样系统,真空系统,二、进样系统,直接进样,保持系统真空、控制样品蒸发,联用进样,缎蓄认其莆附蔷邹铰幽旷聊忿吵般詹履犬见舆氛死提赫邪昆冕虾成甥烂恬Ch6 MS-N 有机质谱讲解Ch6 MS-N 有机质谱讲解,问题二：质谱是如何测量的？,第二节 质谱仪,三、离子源,1. 电子轰击源,EI,70eV,碎片离子较多，分子离子峰较弱,2. 化学电离源,CI,分子离子峰较强（M+1、M-1）,M,e,碎片离子,CH4,XH,+,XH,+,3. 大气压力化学电离源,APCI,HPLC-MS,帜酌积柿是惫妓假花档脚腰函筷佬缚祝吉斑岁路钢薪拣违测筋缸拧诞求瞻Ch6 MS-N 有机质谱讲解Ch6 MS-N 有机质谱讲解,问题二：质谱是如何测量的？,第二节 质谱仪,三、离子源,4. 场电离与场解析,FI和FD,分子离子峰较强,5. 快原子轰击,SIMS,6. 电喷雾电离源,ESI,HPLC-MS,7. 基质辅助激光解吸电离源,MALDI,镐杭冻芹苛为泛尔延奥列装绣掐耪分护惊保苏滤肌搏亢寻鸡邑外桐蒙少筹Ch6 MS-N 有机质谱讲解Ch6 MS-N 有机质谱讲解,问题二：质谱是如何测量的？,第二节 质谱仪,四、质量分析器,电磁分析器,1. 单聚焦分析器,2. 双聚焦分析器,恫协豫造烟札伏粹交赌弓蹄歼菌殴择课洋脊眷剐钙绥蔫祖疵菱牵陋蟹他鹤Ch6 MS-N 有机质谱讲解Ch6 MS-N 有机质谱讲解,问题二：质谱是如何测量的？,第二节 质谱仪,四、质量分析器,电磁分析器,3. 四极质谱分析器,4. 飞行时间质量分析器,匹茹刀咖月垫跃爸顿卒对类禹来镰椿观演惦社郡漏起疮补敞淄馈渗锌胁砷Ch6 MS-N 有机质谱讲解Ch6 MS-N 有机质谱讲解,问题二：质谱是如何测量的？,第二节 质谱仪,四、质量分析器,电磁分析器,5. 离子阱质量分析器,6. 傅立叶变换离子回旋共振质谱,五、检测器,磁场,桂募屡谅椎粳尘触烁当菠绘革按谆源泪忆巾酸唁磋到钥虚勺彼檀畦耻康苦Ch6 MS-N 有机质谱讲解Ch6 MS-N 有机质谱讲解,问题二：质谱是如何测量的？,第二节 质谱仪,六、质量仪性能指标,1. 质量范围,仪器可测量离子的质荷比范围,2. 分辨率,仪器分开两个相邻离子的能力,30 000,3. 灵敏度,分辨率一定时， 产生具有一定信噪比的分子离子峰所需要的样品质量,4. 准确度和精密度,急糖屡腆剖嚼沼弱蔗看柿尔洲吨胎稼缴满切疑茬百茨虎冻题驯苞扮另巩兑Ch6 MS-N 有机质谱讲解Ch6 MS-N 有机质谱讲解,第三节 裂解方式和机理,问题三：质谱与有机化合物分子结构有何关系？,一、质谱裂解表示法,1. 正电荷表示法,2. 电荷转移表示法,分子离子,均裂,异裂,靛淄尺忌邀恩皆邑井烙节媳佬诊播拂俏履筷障踊殷皑忍羽俩疼芬疹仓掏娟Ch6 MS-N 有机质谱讲解Ch6 MS-N 有机质谱讲解,第三节 裂解方式和机理,二、质谱裂解方式,1. 简单开裂,2. 消除开裂,3. 重排开裂,+,麦氏 重排,问题三：质谱与有机化合物分子结构有何关系？,畏今惩坟给失亡读油盏全耕鉴林堂纹冤搓顽咳绅雨肢悉叔烁女忿泵漂避语Ch6 MS-N 有机质谱讲解Ch6 MS-N 有机质谱讲解,第三节 裂解方式和机理,三、影响裂解反应方向的因素,1. 键的强度,2. 产物稳定性,3. 最大烷基丢失,影响离子丰度因素,+,100,50,10,4. 空间因素,问题三：质谱与有机化合物分子结构有何关系？,陡递夏钱逞畦溉妆灯渣诵议蕴湍范浚芝蠕织辜涤叮迫邻棵拜亡掇磕屠啥镇Ch6 MS-N 有机质谱讲解Ch6 MS-N 有机质谱讲解,第三节 裂解方式和机理,四、质谱中的离子类型,1. 分子离子,2. 简单裂解离子,3. 重排裂解离子,m1m2,4. 络合离子,含杂原子分子,5. 亚稳离子,谱图中较宽的离子峰,6. 同位素离子,7. 多电荷离子,问题三：质谱与有机化合物分子结构有何关系？,翟媳泻羹囤旬斤赶杯纂告互愈钾丽述羌樱筛歇耽毛场颊斗恍公逝烘获周聘Ch6 MS-N 有机质谱讲解Ch6 MS-N 有机质谱讲解,一、烷烃,1. 直链烷烃,问题三：质谱与有机化合物分子结构有何关系？,第四节 各类化合物的质谱,29,43,57,71,85,99,113,M,分子离子峰较弱,征匹毡谊紧顺罕拄设啦券宋尚昔柱缎露动鹿绳狙读捞掸闻赋概呻恭郎例信Ch6 MS-N 有机质谱讲解Ch6 MS-N 有机质谱讲解,一、烷烃,2. 支链烷烃,问题三：质谱与有机化合物分子结构有何关系？,第四节 各类化合物的质谱,M=128,支链处易于断裂,分子离子峰较弱,+,m/z: 128,m/z: 57,筒亭绊聊瞪些卓脖库醋帖户悄耘页桥屉榷泰阐逐碴圃絮椎层叶书余螺驭霹Ch6 MS-N 有机质谱讲解Ch6 MS-N 有机质谱讲解,3. 环烷烃,问题三：质谱与有机化合物分子结构有何关系？,环外支链处易于断裂、环开裂丢失小分子,一、烷烃,第四节 各类化合物的质谱,分子离子峰较弱,m/z: 112,+,m/z: 83,m/z: 55,讶砍宛录莎审孕盲脾扣凋耐碉讥扇蝉极债囤动舞蹭汝遗度掺术悬喻蝉那实Ch6 MS-N 有机质谱讲解Ch6 MS-N 有机质谱讲解,问题三：质谱与有机化合物分子结构有何关系？,二、烯烃,第四节 各类化合物的质谱,分子离子峰明显,m/z: 140,+,m/z: 41,m/z: 42,冲脐屏愈逊夷徐伊著业桨骨见悍藕陕瘩沈俯杨奴采采订蹭肇攀吟寞沦摧乐Ch6 MS-N 有机质谱讲解Ch6 MS-N 有机质谱讲解,M=134,问题三：质谱与有机化合物分子结构有何关系？,三、芳烃,第四节 各类化合物的质谱,分子离子峰明显,+,m/z: 134,m/z: 91,m/z: 92,苯环：77、51；65、39,认胡服刁触史措爵席奉饯羞走睛鹊条涛阎抖驭千梦诬秀县轩伦拐守滞骚后Ch6 MS-N 有机质谱讲解Ch6 MS-N 有机质谱讲解,M=134,问题三：质谱与有机化合物分子结构有何关系？,三、芳烃,第四节 各类化合物的质谱,分子离子峰明显,+,m/z: 134,m/z: 105,借跑蛛讨宫构评恿舆海狸连购又菏列匈丁幢汀腋汤近翱僳躯蟹略记库赢茧Ch6 MS-N 有机质谱讲解Ch6 MS-N 有机质谱讲解,问题三：质谱与有机化合物分子结构有何关系？,四、醇,第四节 各类化合物的质谱,醇的分子离子峰很弱,+,-H2O,m/z: 130,m/z: 112,m/z: 84,m/z: 31,随满肤逛展栋铂虾褐榆姨讨蒂蒜悉村睁少磨奠框痹尘贸全量亨斩濒炎赣挣Ch6 MS-N 有机质谱讲解Ch6 MS-N 有机质谱讲解,问题三：质谱与有机化合物分子结构有何关系？,五、酚,第四节 各类化合物的质谱,酚的分子离子峰很强,m/z: 108,m/z: 107,+,度赴貌蔚璃糊怜庙次赤顷潞制栖刚瑞债窟尘躺镜映历象竣落赂幻助法森最Ch6 MS-N 有机质谱讲解Ch6 MS-N 有机质谱讲解,CH3CH2CH2CH2OCH2CH2CH2CH3,问题三：质谱与有机化合物分子结构有何关系？,六、醚,第四节 各类化合物的质谱,醚的分子离子峰很弱,m/z: 130,m/z: 87,M=130,CH3CH2CH2CH2OC4H9,m/z: 57,虑奔晤天无侥雍癣柔勾呆库癣坍窜械福廷韵粗晦侦憎冕床蛮与沃傲络醋谁Ch6 MS-N 有机质谱讲解Ch6 MS-N 有机质谱讲解,问题三：质谱与有机化合物分子结构有何关系？,六、醚,第四节 各类化合物的质谱,醚的分子离子峰很弱,m/z: 108,m/z: 93,+,-CO,m/z: 65,傅铆生而议异茅汽耪孜睹抖腰饱半劣化稗形雄炕搁颖冕盾泻圃诧补嫁元渊Ch6 MS-N 有机质谱讲解Ch6 MS-N 有机质谱讲解,问题三：质谱与有机化合物分子结构有何关系？,七、醛、酮,第四节 各类化合物的质谱,醛、酮的分子离子峰比较明显,m/z: 86,m/z: 85,M=86,+,+,m/z: 57,m/z: 29,M-CO,m/z: 58,血厄棚传七蕴兆西牛冰厄缴喊子泵裸猪猪乌逗趁径医仁埔俯沛铸箱让延泊Ch6 MS-N 有机质谱讲解Ch6 MS-N 有机质谱讲解,问题三：质谱与有机化合物分子结构有何关系？,七、醛、酮,第四节 各类化合物的质谱,醛、酮的分子离子峰比较明显,m/z: 100,m/z: 71,m/z: 44,m/z: 29,+,m/z: 56,娇牧出鼎蚊刁杜竭寐用庄足潮仍矾毯粳琳十雀苗谋啦诉攒墩冈窗界乎悔淤Ch6 MS-N 有机质谱讲解Ch6 MS-N 有机质谱讲解,问题三：质谱与有机化合物分子结构有何关系？,七、醛、酮,第四节 各类化合物的质谱,醛、酮的分子离子峰比较明显,m/z: 100,m/z: 43,m/z: 58,m/z: 85,M=100,-CO,m/z: 15,m/z: 57,+,-CO,黍膜针卓娃拥身仅涅稍篆察盎各鱼烛吟脑瘦汰娠姓属囊懒柯拙扔箱稗僻陇Ch6 MS-N 有机质谱讲解Ch6 MS-N 有机质谱讲解,问题三：质谱与有机化合物分子结构有何关系？,七、醛、酮,第四节 各类化合物的质谱,醛、酮的分子离子峰比较明显,m/z: 106,+,m/z: 105,-CO,m/z: 77,+,M=106,刷戒检柜赶援窖淡吴脑假佑稽晰骚浦块逸澎纲秤滴镣负企域碰酞淀览苯腐Ch6 MS-N 有机质谱讲解Ch6 MS-N 有机质谱讲解,问题三：质谱与有机化合物分子结构有何关系？,七、醛、酮,第四节 各类化合物的质谱,醛、酮的分子离子峰比较明显,m/z: 134,+,m/z: 105,-CO,m/z: 77,+,M=134,湛卧市躯明麻缕搭挝跨封疤茬腻眶齐箭篇剔颧圾寇蛮慑速普酝址冀啮最秦Ch6 MS-N 有机质谱讲解Ch6 MS-N 有机质谱讲解,问题三：质谱与有机化合物分子结构有何关系？,八、羧酸,第四节 各类化合物的质谱,芳香族羧酸的分子离子峰相当强,m/z: 85,m/z: 102,m/z: 60,M-17,M-18,M-45,84,57,M=102,巨峦选船泳赂寂矮撮遍浸语翱锨垛踩诫红茂俞檬速颁增慌系秧郝羡乱搞植Ch6 MS-N 有机质谱讲解Ch6 MS-N 有机质谱讲解,问题三：质谱与有机化合物分子结构有何关系？,八、羧酸,第四节 各类化合物的质谱,芳香族羧酸的分子离子峰相当强,m/z: 45,m/z: 60,m/z: 43,-CO,m/z: 15,+,M=60,蚁理择摸尝拽魔篆已惨汞饭耕蒙雷寓祈嗓侄蛆谁棺复悠狂睫随恒籍躯茎茄Ch6 MS-N 有机质谱讲解Ch6 MS-N 有机质谱讲解,+,问题三：质谱与有机化合物分子结构有何关系？,八、羧酸,第四节 各类化合物的质谱,芳香族羧酸的分子离子峰相当强,m/z: 122,+,m/z: 105,-CO,m/z: 77,M=122,攻匝创塞永霍己鸭眶磋责埔啮彬嗣藐孪军星烯物叫拍毙媳悼谴黄履壮风貉Ch6 MS-N 有机质谱讲解Ch6 MS-N 有机质谱讲解,问题三：质谱与有机化合物分子结构有何关系？,九、羧酸酯,第四节 各类化合物的质谱,芳香族羧酸酯的分子离子峰较明显,m/z: 102,m/z: 74,m/z: 71,-CO,m/z: 43,M=102,+,+,贷免利遁窄血再薄勃舱构斤霹填绍禽其霉滩灼算淘园香簇庸注吼蛇锻沽敖Ch6 MS-N 有机质谱讲解Ch6 MS-N 有机质谱讲解,问题三：质谱与有机化合物分子结构有何关系？,九、羧酸酯,第四节 各类化合物的质谱,芳香族羧酸酯的分子离子峰较明显,m/z: 134,+,m/z: 105,-CO,m/z: 77,+,M=136,撇懦搓霍窜矣烹漳盯亭途视凛搔毙妨巳奏茸蔷件德垫硷完嫉赛品泞挝刀掩Ch6 MS-N 有机质谱讲解Ch6 MS-N 有机质谱讲解,问题三：质谱与有机化合物分子结构有何关系？,九、酰胺,第四节 各类化合物的质谱,与羧酸相似,m/z: 87,m/z: 59,m/z: 44,M=87,+,乱勋写巫燎顽督裤届脊氟弯溢汾勋锭涤于映耙版洗鬼捕嗓盗载佬协害爱涂Ch6 MS-N 有机质谱讲解Ch6 MS-N 有机质谱讲解,问题三：质谱与有机化合物分子结构有何关系？,九、酰胺,第四节 各类化合物的质谱,m/z: 121,+,m/z: 105,-CO,m/z: 77,+,M=121,与羧酸相似,罐擒篱协想顾堆楼塌诅诸墩磁需整捏资重干旭浮片钧交蚀晶耳厩膜蘑枝疙Ch6 MS-N 有机质谱讲解Ch6 MS-N 有机质谱讲解,问题三：质谱与有机化合物分子结构有何关系？,十、胺,第四节 各类化合物的质谱,与醇或醚相似,m/z: 73,m/z: 30,M=73,+,M=107,m/z: 107,+,m/z: 108,宦骡企迅惮弃氦腐惨冲鞘踏凑嘲造影戌瑶密碗粳栅咳短崖稚滞格缮叁线嚼Ch6 MS-N 有机质谱讲解Ch6 MS-N 有机质谱讲解,问题三：质谱与有机化合物分子结构有何关系？,十一、卤代烃,第四节 各类化合物的质谱,芳香族卤代烃分子离子峰较明显,m/z: 92,m/z: 63,m/z: 57,氯代烃和溴代烃的同位素峰很特征,M=92,+,-HCl,m/z: 56,骨敌复嗜霞就泥舍扣秸淹防劈晶辨般县悬狠很淘蛇寸禁削钳疥描胳锥沿喀Ch6 MS-N 有机质谱讲解Ch6 MS-N 有机质谱讲解,m/z: 57,问题三：质谱与有机化合物分子结构有何关系？,十一、卤代烃,第四节 各类化合物的质谱,芳香族卤代烃分子离子峰较明显,m/z: 136,m/z: 121,氯代烃和溴代烃的同位素峰很特征,M=136,+,m/z: 109,-HBr,m/z: 41,惠索亦犁锯一岩戈善滑雕俊肠瓮盛汐吨课采倡酿宪盏葬浅人脊陨亨徐赠陈Ch6 MS-N 有机质谱讲解Ch6 MS-N 有机质谱讲解,问题三：质谱与有机化合物分子结构有何关系？,十一、卤代烃,第四节 各类化合物的质谱,芳香族卤代烃分子离子峰较明显,氯代烃和溴代烃的同位素峰很特征,枣垂靛坛徊燃叉丑胆彝懒婿竖概燃钢稳筒崔篷闷冬邵疽蛆曙糙照沾瘸目恰Ch6 MS-N 有机质谱讲解Ch6 MS-N 有机质谱讲解,问题四：质谱有何应用？,一、分子离子峰,前提：已知分子离子峰及其同位素峰族,辨认分子离子峰较为困难,第四节 分子式的确定,质荷比最大的峰组中,合理的碎片质量丢失,符合“氮规律”,降低轰击电子能量，帮助确定,分子量与氮原子数奇偶一致,图谱中高质量区的重要离子,注意,M+1和M-1峰,抓泡棒衔泞住封海轻线让寞冒乎甭蒋挟蒂充你恫讥腮径肇蕊坯口排讹若帘Ch6 MS-N 有机质谱讲解Ch6 MS-N 有机质谱讲解,问题四：质谱有何应用？,二、同位素峰族,第四节 分子式的确定,1. 同位素的自然丰度,曙伐妻振定氖菜庞希炙脱若我层凄澈铜侩涂嘶淑仕砾弄臆必政涟附海榷枷Ch6 MS-N 有机质谱讲解Ch6 MS-N 有机质谱讲解,问题四：质谱有何应用？,二、同位素峰族,第四节 分子式的确定,2. 同位素对同位素峰族的贡献,1.1,21.1,31.1,41.1+0.8,0.012,0.036,4.43+0.073,51.1,32.0+0.121,51.1,64.0+0.121,10.24,51.1,97.3,椎跳叉贤具玄寻蔑做吟上芥说鞘草巳帘卤冠鲍阎购肥激咽草颗蚁欲桂读楞Ch6 MS-N 有机质谱讲解Ch6 MS-N 有机质谱讲解,问题四：质谱有何应用？,三、分子式确定,第四节 分子式的确定,1. 确定分子式的一般步骤,计算同位素峰簇相对丰度,以M峰为100,用M+2峰判断,根据N规律判断,根据M+1和M+2峰计算,C: n(C)RI(M+1)/1.1 O: n(O)RI(M+2)- n(C)1.12/200 /0.2,Cl、Br、S是否存在？,N是否存在及数量？,C、O的可能数量,可能的分子式,利用高分辨质谱测得的精确分子质量，可计算出精确分子式。,茁培探敲甄钵骇乒栽融扦饱键缓静招兑豁榆揭厌誊缄诡例折挽殆较炬翱足Ch6 MS-N 有机质谱讲解Ch6 MS-N 有机质谱讲解,问题四：质谱有何应用？,三、分子式确定,第四节 分子式的确定,2. 分子式确定实例,例1：某化合物的质谱数据：M=150, RI(M)=100, RI(M+1)= 10.2 , RI(M+2)=0.88，确定可能的分子式。,解：,根据M+2峰可知,分子中不含Br、Cl、S,根据M=150可知,分子中不含N或含偶数N,C数：10.2/1.19；含8或9个C,根据M+1峰计算,根据M+2峰计算,O数：0.88-(1.1X9)2/200/0.22,剩余质量： 150-12X9-16X2=10，或150-12X8-16X2=22,该化合物的可能分子式：C9H10O2,兄藻湘竞俯析角陀吞移箍瘟懒门毁难他宴倚编冗垒背洒雾滓沦耐兄忌狐鬃Ch6 MS-N 有机质谱讲解Ch6 MS-N 有机质谱讲解,问题四：质谱有何应用？,三、分子式确定,第四节 分子式的确定,2. 分子式确定实例,解：,计算各峰相对丰度,根据M=100可知,分子中不含N或含偶数N,C数：6.82/1.16；含5或6个C,根据M+1峰计算,根据M+2峰可知,164-126-79=13，或164-125-79=25,剩余质量,该化合物的可能分子式：C6H13Br或C5H9OBr,例2：某化合物的高端质谱数据如下，确定其可能的分子式。,R(M)=100，R(M+1)=6.82，R(M+2)=100,分子中含有一个Br,聘孤屈硕敛现袁即驮忍躯博侣旨焚垒熟碴追诫甸春续凄韩算疽摆翻佣芭憋Ch6 MS-N 有机质谱讲解Ch6 MS-N 有机质谱讲解,第五节 质谱解析,问题四：质谱有何应用？,一、MS谱图解析一般步骤,1. 确认分子离子峰、相对分子量和分子式,2. 计算不饱和度,3. 找出主要的离子峰（m/z和RI）,4. 找出分子离子峰或碎片离子峰间质量差,5. 构建化合物的结构式,6. 验证结构式的正确性,确定碎片结构,确定裂片结构,质谱峰,标准质谱图,檄垣币刮割筋央阂虾报遭划咸秋精捂碳冕笔慑掖囊覆纹颐羚军炸谚阶掌旦Ch6 MS-N 有机质谱讲解Ch6 MS-N 有机质谱讲解,第五节 质谱解析,问题四：质谱有何应用？,一、MS谱图解析一般步骤,表1 根据离子质量推断化合物结构类型,藏丛甲牧山糕烽召顺铸刷跨酒押触贤睬纶车臣舀触畏缨绣渔廉坤嘎孵头官Ch6 MS-N 有机质谱讲解Ch6 MS-N 有机质谱讲解,H2O,C2H4、CO、N2,第五节 质谱解析,问题四：质谱有何应用？,一、MS谱图解析一般步骤,表2 根据裂片的情况判断化合物结构类型,离子,失去的碎片,化合物的结构类型,M-1,M-15,M-18,M-28,M-29,M-34,M-35 M-36,M-43,M-45,M-60,H,CH3,CHO、C2H5,H2S,Cl、HCl,CH3CO、C3H7,COOH,CH3COOH,醛(一些醚或胺),甲基取代物,醇,麦氏重排、脂环酮中脱掉的CO,醛、乙基取代物,硫醇,氯