《质谱图结构解析》PPT课件.ppt

第四章质谱分析 一 饱合烃alkanes二 芳烃的aromatichydrocarbons三 醇和酚alcoholsandphenols四 醚ethers五 醛 酮aldehydesandketones六 质谱解析AnalysisofMS 第四节质谱图与结构解析 电子轰击质谱 EIMS massspectrometry MS massspectrographandstructuredetermination 1 直链烷烃 一 饱和烃的质谱图alkanes 正癸烷 分子离子 C1 100 C10 6 C16 小 C45 0 有m z 15 29 43 57 71 CnH2n 1奇数系列峰 断裂 m z 43 C3H7 57 C4H9 最强 基峰有m z 27 41 55 69 CnH2n 1系列峰C2H5 m z 29 C2H3 m z 27 H2 2 支链烷烃 丢失最大烃基原则 3 环烷烃 二 烯烃 烯烃易失去一个 电子 分子离子峰比烷烃的强 基峰 CH2 CHCH2 m z 41 烯丙断裂 己烯 1 系列41 14n n 0 1 2 峰 41 14n n 0 1 2 较强的系列峰 烯烃 烯烃质谱中的基峰往往是双键 位置C C键断裂 丙烯基裂解 产生的碎片离子 出现41 55 69 83等CnH2n 1 裂解过程中还会发生双键位移 麦氏重排 产生CnH2n离子 烯烃 m z825428 三 醚的质谱图 1 脂肪醚的分子离子峰弱 2 发生i裂解 形成m z43 3 裂解形成烷氧基碎片m z73等碎片离子 正丙醚质谱图 醚的质谱图 四 醇的质谱图 1 醇类分子离子峰很弱 2 易发生 断裂 生成极强的特征碎片 如 31 伯醇 45 仲醇 59 叔醇 3 醇的分子离子峰脱水形成M 18的峰 1 己醇质谱图 断裂 丢失最大烃基的可能性最大丢失最大烃基原则 醇的质谱图 五 胺 1 脂肪胺类分子离子峰弱 2 含奇数氮的胺其分子离子峰质量数为奇数 N 乙基正戊胺质谱图 3 胺类断裂规律与醇类相似 易发生i 断裂 六 卤代烷 卤代烷的分子离子峰都很弱 由同位素簇离子的丰度特征可以判断氯和溴原子的存在及其数目 七 醛 酮的质谱图 分子离子峰明显 发生麦氏重排和 断裂 失去较大烷基 辛酮 2质谱图 脂肪醛的M 1峰强度与M相近 长链脂肪醛易失去醛基形成 M 29 峰 H C O m z29 往往很强 八 羧酸化合物 脂肪酸和酯的分子离子峰较明显 主要有 裂解 特征峰由麦氏重排断裂产生 癸酸质谱图 九 酯化合物 十 芳烃的质谱图 有明显的分子离子峰 苯生成77 51峰 含烷基取代的易发生断裂 产生卓鎓离子基峰m z91 烷基发生断裂 产生卓鎓离子基峰m z91 进一步失去乙炔分子形成环戊烯离子C5H5 m z65 和环丙烯离子C3H3 m z39 甲苯的质谱图 带有正丙基或丙基以上的烷基侧链的芳烃 含 经麦氏重排产生C7H8 离子 m z92 芳烃的质谱图aromatichydrocarbons 质谱图解析练习 例1 某化合物C14H10O2 红外光谱数据1700cm 1有强吸收峰 试确定其结构式 解析 1 m z 210 分子离子峰 2 不饱和度为10 3 质谱图上出现苯环的系列峰m z51 77 说明有苯环存在 4 m z105 m z77的断裂过程 5 m z105 正好是分子离子峰质量的一半 故该化合物具有对称结构 例2 某化合物C8H8O2的质谱图如图所示 红外光谱数据3450cm 1 1705cm 1有强吸收 试确定其结构式 谱图解析 1 该化合物分子量为136 不饱和度为5 含羰基 CO 2 m z77 m z51 可推断化合物含有苯环 3 m z77离子是m z105离子失去28的中性碎片产生的 且图中无m z91峰 所以m z105峰对应的是 Ar CO 而不是 Ar CH2CH2 4 剩余部分质量为31 对应结构 CH2OH或CH3O 5 该化合物的是羟基苯乙酮 结构为Ar CO CH2OH EI谱图解析小结 1 相对分子质量的确定判断分子离子峰的方法 判断原则 2 分子式确定同位素峰 贝农 Beynon 表 3 分子结构的确定分子离子峰 碎片离子峰 特征离子 特征离子系列 验证 谱图联合解析 一 某可能含有C H N及O的未知化合物 试由质谱 红外 核磁谱图确定该化合物的结构 分子式M 1M 2C5H14N26 930 17C6H2N27 280 23C6H14O6 750 39C7H2O7 640 45C8H68 740 34 质谱图M 102 从Beynon表查得M 102的化合物M 1和M 2与分子离子峰M的相对强度如下 联合解析步骤 1 根据Beynon表数据 其中最接近质谱数据的为C7H2O 此外C6H2N2和C6H14O也比较接近 从谱可以看出 该未知化合物不含苯环 故不可能是C7H2O和C6H2N2 分子式只可能是C6H14O 计算不饱和度 U 0 联合解析步骤 2 从红外数据可得到如下信息 谱图上没有出现 OH的特征吸收 但分子中含有一个氧 故该化合物为醚的可能性较大 在1130 1110cm 1之间有一个带有裂分的吸收带 可以认为是C O C的伸缩振动吸收 联合解析步骤 3 从1H NMR可得到如下信息 联合解析步骤 4 根据上述分析该未知化合的结构式为 按照这个结构式 未知物的质谱中的主要碎片离子可以得到满意的解释 谱图联合解析 二 联合解析步骤 1 先由质谱图确定分子式题中质谱提供的数据M 2 44不是以100 计 因此需要将相对丰度换算为以M100 的值 由 M 2 M 0 82知 它不含Cl Br和S 根据 氮律 并查Beynon表 因相对分子质量为116 则可排除4个含奇数氮的分子式 根据 氮律 并查Beynon表 因相对分子质量为116 则可排除4个含奇数氮的分子式 根据 M 1 M和 M 2 M值 只有C5H8O3的实验值与Beynon表中的值接近 因此 该未知化合物的化学式为C5H8O3 计算不饱和度U 2 联合解析步骤 2 从红外数据可得到如下信息 在1700cm 1附近有中等宽度 强的吸收带 羰基 在3100 3400cm 1有宽的 OH吸收带 在925cm 1附近有 OH吸收带 说明为羧基 联合解析步骤 3 从1H NMR可得到如下信息 联合解析步骤 4 根据上述分析该未知化合的结构式为 按照这个结构式 未知物的质谱中的主要碎片离子可以得到满意的解释 谱图联合解析 三 化合物C7H12O3 联合解析步骤 1 从红外数据可得到如下信息 U 2在1740cm 1酯羰基 1720cm 1 酮羰基在1385 1370cm 1有 C CH3 2 结构单元在1300cm 1 1100cm 1有吸收带 有 C O C 存在 联合解析步骤 2 从核磁数据可得到如下信息 三种质子 无裂分 6 3 3 2 09 OC CH3 3 71 O CH3 1 30 C CH3 2 联合解析步骤 3 从质谱数据可得到如下信息 M 144 m z 15 有独立甲基 m z 43 CH3 C O 144 113 31 含 OCH3 m z 71重排离子 102 OCH3 m z 87重排离子 102 CH3 内容选择 第一节基本原理与质谱仪b