質(zhì)譜（MS）?分析原理

質(zhì)譜（MS）分析原理

質(zhì)譜分析是先將物質(zhì)離子化，按離子的質(zhì)荷比分離，然后測量各種離子譜峰的強度而實現(xiàn)分析目的的一種分析方法。

質(zhì)譜分析原理：分子在真空中被電子轟擊，形成離子，通過電磁場按不同m/e分離；

譜圖的表示方法：以棒圖形式表示離子的相對峰度隨m/e的變化；

提供的信息：分子離子及碎片離子的質(zhì)量數(shù)及其相對峰度，提供分子量，元素組成及結(jié)構(gòu)的信息，可以用于測定相對分子質(zhì)量、化合物分子式及結(jié)構(gòu)式。

質(zhì)譜樣品：適合分析相對分子質(zhì)量為50~2000μ的液體、固體有機化合物樣品，試樣應盡可能為純凈的單一組分。

以下是FT-ICR質(zhì)譜儀工作過程：

離子產(chǎn)生（質(zhì)譜動圖演示）

離子收集（質(zhì)譜動圖演示）

離子傳輸（質(zhì)譜動圖演示）

FT-ICR質(zhì)譜的分析器是一個具有均勻（超導）磁場的空腔，離子在垂直于磁場的圓形軌道上作回旋運動，回旋頻率僅與磁場強度和離子的質(zhì)荷比有關(guān)，因此可以分離不同質(zhì)荷比的離子，并得到質(zhì)荷比相關(guān)的圖譜。

離子回旋運動（質(zhì)譜動圖演示）

傅立葉變換（質(zhì)譜動圖演示）

常見有機化合物的質(zhì)譜：

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1. 飽和脂肪烴

a.直鏈烴

直鏈烴顯示弱的分子離子峰，

◆ 有m/z：M-29，29，43，57，71，…CnH2n＋1系列峰(σ—斷裂)

◆ 伴有m/z：27，41，55，69，……CnH2n-1系列較弱峰

b. 支鏈烴

◆分子離子峰豐度降低

c. 環(huán)烷烴

◆ 分子離子峰強度增加，會出現(xiàn)m/z=41，55，56，69等系列碎片離子峰。

◆ 烷基取代的環(huán)烷烴易丟失烷基，優(yōu)先失去最大基團，正電荷保留在環(huán)上。

2. 烯烴

容易發(fā)生烯丙基斷裂，

產(chǎn)生一系列27，41，55，69，…CnH2n-1峰，41常是基峰

3. 芳烴

分子離子峰強，易發(fā)生Cα-Cβ鍵的裂解，生成的芐基m/z91是基峰。正構(gòu)烷基取代鏈越長，m/z91豐度越大。

若基峰比91大14n，表明苯環(huán)α碳上另有烷基取代。

會出現(xiàn)39，51，65，77，91，105，119，…等一系列峰。

側(cè)鏈含γ-H的會產(chǎn)生重排離子峰，m/z=92

4. 醇和酚

醇的分子離子峰往往觀察不到，M-H有時可以觀察到

飽和醇羥基的Cα－Cβ鍵易發(fā)生斷裂，產(chǎn)生（31+14n）特征系列離子峰，伯醇的m/z31較強。

開鏈伯醇還可能發(fā)生麥氏重排，同時脫水和脫烯（M-18-28）。

酚的分子離子峰較強，出現(xiàn)(M-28)（-CO），(M-29)（-CHO）峰。

5. 醛、酮

直鏈醛、酮顯示有CnH2n＋1CO為通式的特征離子系列峰，如m/z 29、43、57 ……等 。

6. 羧酸

脂肪羧酸的分子離子峰很弱，m/z 60是丁酸以上α－碳原子上沒有支鏈的脂肪羧酸最特征的離子峰，由麥氏重排裂解產(chǎn)生 ；

低級脂肪酸還常有M－17（失去OH）、M－18（失去H2O）、M-45(失去CO2H)的離子峰。

7. 酯

羧酸酯進行α－裂解所產(chǎn)生（M-R）或（M-OR）的離子常成為質(zhì)譜圖中的強峰（有時為基峰）。