质谱分析原理.ppt

一 质谱分析原理二 仪器与结构三 联用仪器 第九章质谱法 第一节基本原理与质谱仪 进样系统 离子源 质量分析器 检测器 1 气体扩散2 直接进样3 气相色谱 1 电子轰击2 化学电离3 场致电离4 激光 1 单聚焦2 双聚焦3 飞行时间4 四极杆 质谱仪需要在高真空下工作 离子源 10 3 10 5Pa 质量分析器 10 6Pa 1 大量氧会烧坏离子源的灯丝 2 用作加速离子的几千伏高压会引起放电 3 引起额外的离子 分子反应 改变裂解模型 谱图复杂化 一 质谱分析原理 电离室原理与结构 仪器原理图 原理与结构 在磁场存在下 带电离子按曲线轨迹飞行 离心力 向心力 m 2 R H0eV曲率半径 R m eH0质谱方程式 m e H02R2 2V离子在磁场中的轨道半径R取决于 m e H0 V改变加速电压V 可以使不同m e的离子进入检测器 质谱分辨率 M M 分辨率与选定分子质量有关 加速后离子的动能 1 2 m 2 eV 2V m e 1 2 质量分析器原理 四极杆质量分离器 二 仪器与结构 仪器内部结构 三 联用仪器 联用仪器 THEGC MSPROCESS 一 分子离子峰二 同位素离子峰三 碎片离子峰 第二节离子峰的主要类型 一 分子离子峰 分子电离一个电子形成的离子所产生的峰 分子离子的质量与化合物的分子量相等 有机化合物分子离子峰的稳定性顺序 芳香化合物 共轭链烯 烯烃 脂环化合物 直链烷烃 酮 胺 酯 醚 酸 支链烷烃 醇 分子离子峰的特点 一般质谱图上质荷比最大的峰为分子离子峰 有例外 形成分子离子需要的能量最低 一般约 电子伏特 质谱图上质荷比最大的峰一定为分子离子峰吗 如何确定分子离子峰 律 由 组成的有机化合物 一定是偶数 由 组成的有机化合物 奇数 奇数 由 组成的有机化合物 偶数 偶数 分子离子峰与相邻峰的质量差必须合理 二 同位素离子峰 M 1峰 由于同位素的存在 可以看到比分子离子峰大一个质量单位的峰 有时还可以观察到M 2 M 3 三 碎片离子峰 一般有机化合物的电离能为7 13电子伏特 质谱中常用的电离电压为70电子伏特 使结构裂解 产生各种 碎片 离子 正己烷 碎片离子峰 正癸烷 一 有机分子的裂解二 断裂三 断裂四 重排断裂 第三节有机分子裂解类型 当有机化合物蒸气分子进入离子源受到电子轰击时 按下列方式形成各种类型离子 分子碎片 ABCD e ABCD 2e 分子离子 BCD A B A CD AB A B ABCD D C AB CD C D 碎片离子 一 有机分子裂解 二 断裂 正己烷 三 断裂 断裂 CH3 CH2 9CH2NH2 M 157 断裂 丢失最大烃基的可能性最大丢失最大烃基原则 麦氏重排 Mclaffertyrearrangement 麦氏重排条件 含有C O C N C S及碳碳双键与双键相连的链上有 碳 并在 碳有H原子 氢 六圆环过度 H 转移到杂原子上 同时 键发生断裂 生成一个中性分子和一个自由基阳离子 四 重排断裂 分子碎片重排后再次裂解 一 饱合烃的质谱图二 芳烃的质谱图三 醇和酚的质谱图四 醚的质谱图五 醛 酮的质谱图六 其他化合物的质谱图 第四节质谱图与结构解析 1 直链烷烃 一 饱合烃的质谱图 正癸烷 分子离子 C1 100 C10 6 C16 小 C45 0 有m z 29 43 57 71 CnH2n 1系列峰 断裂 有m z 27 41 55 69 CnH2n 1系列峰C2H5 m z 29 C2H3 m z 27 H2有m z 28 42 56 70 CnH2n系列峰 四圆环重排 2 支链烷烃 3 环烷烃 二 芳烃的质谱图 三 醇和酚的质谱图 四 醚的质谱图 五 醛 酮的质谱图 六