2022年质谱练习题 .pdf

例 1：未知物1 的质谱图。解：从图谱上看，该化合物的裂解碎片极少，说明应为具有高度稳定性结构的化合物，不易进一步被裂解。例 2、未知物2 的质谱图。解：该化合物为具有两个稳定结构单元的化合物，分子离子峰具有较为稳定的结构，易失去一个苯基形成m/z105 的高度稳定的碎片。 分子离子与m/z105碎片离子之间由较弱的键连接。例 3、未知物3 的质谱图。解：该化合物的质谱峰很孤单，同位素峰丰度非常小，低质量端的峰没有伴随峰。示该化合物含有单同位素元素，分子中的氢很少。例 4：未知物 4 的质谱图。解：髙质量端的质谱峰很弱，低质量端的质谱峰多而强。示为脂肪族化合物。例 5、某化合物的化学式是C8H16O ，其质谱数据如下表，试确定其结构式43 57 58 71 85 86 128 精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 1 页，共 8 页相对丰度 /% 100 80 57 77 63 25 23 解： 不饱和度 1+8+-16/2 1，即有一个双键或一个饱和环； 不存在烯烃特有的m/z41 及 41+14n 系列峰烯丙基的 断裂所得，因此双键可能为羰基所提供，而且没有m/z29HCO的醛特征峰，所以可能是一个酮； 根据碎片离子表，m/z 为 43、 57、71、85 的系列是 CnH2n+1及 CnH2n+1CO 离子，分别是C3H7+、 CH3CO+， C4H9+、C2H5CO+，C5H11+、C3H7CO+及 C6H13+、C4H9CO+离子； 化学式中N原子数为0偶数，所以m/z 为偶数者为奇电子离子，即m/z86和 58 的离子一定是重排或消去反应所得，且消去反应不可能，所以是发生麦氏重排，羰基的 位置上有H，而且有两个-H。m/z86 来源于 M-42C3H6、丙稀，说明m/z86 的离子是分子离子重排丧失丙稀所得; m/z58 的重排离子是m/z86 的离子经麦氏重排丧失质量为26的中性碎片 C2H4、乙烯所产生，从以上信息及分析，可推断该化合物可能为：由碎片裂解的一般规律加以证实：例 6、某化合物由C、H、O三种元素组成，其质谱图如以下图，测得强度比M ：M+1 ：M+2 100 ：8.9 ：0.79 试确定其结构式。精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 2 页，共 8 页解： 化合物的分子量M 136，根据 M 、 M+1 、M+2强度比值，可以看出该化合物不含S、Cl、Br 原子，从 M+1/M的强度比估计该化合物大约含有8 个碳原子。查Beynon 表，根据氮规则确定该化合物最可能的化学式为C8H8O2； 计算不饱和度，1+8+-8/2 5，图谱中m/z77、51 以及 39 的离子峰，说明化合物中有单取代苯环。苯环的不饱和度为4，还剩余一个不饱和度，考虑到分子中有两个原原子，其剩余的不饱和度很可能是构成C=O基；m/z105 峰应由 m/z136 的分子离子丧失或产生； m/z 77峰为苯基碎片离子峰， 由 m/z105 脱 CO或 C2H4所得。 由于图谱中没有m/z91 的峰，所以 m/z105的碎片离子不可能烷基苯侧链断裂形成的，该峰只能是苯甲酰基离子。综上所述，该化合物的可能结构为：或。用 IR 光谱很容易确定为哪一种结构。例 7、某化合物的化学式为C5H12S，其质谱如以下图，试确定其结构式。化合物 C5H12S的质谱图。解：计算不饱和度，1+5+-12/2 0，为饱和化合物；图中有m/z70、42 的离子峰，根据氮规则，这两峰应为奇电子离子峰，是通过重排或消去反应形成。分子离子峰为m/z104，丧失 34 质量单位后生成碎片离子m/z70，丧失的碎片应为H2S中性分子，说明化合物是硫醇；m/z 42 是分子离子丧失34+28后产生的离子，即丧失了中性碎片H2S+C2H4，其裂解过程可能是下述二种结构通过六元环的过渡。精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 3 页，共 8 页m/z47 是一元硫醇发生 断裂产生的离子CH2=H m/z61 是 CH2 CH2SH离子，说明有结构为R CH2CH2SH 存在；m/z29 是 C2H5+离子，说明化合物是直链结构，m/z 55 、 41、27 离子系列是烷基键的碎片离子。综上解释，该化合物最可能结构式为： CH3 CH23CH2SH0 。例 8：一个羰基化合物，经验式为C6H12O，其质谱见以下图，判断该化合物是何物。解：图中 m/z100 的峰可能为分子离子峰，那么它的分子量则为100。m/z85 的峰是分子离子脱掉质量数为15 的碎片所得，应为脱去一个甲基。m/z 43 的碎片等于M-57 ，是分子去掉C4H9的碎片。m/z 57 的碎片是C4H9或者是 M- Me-CO 。根据酮的裂分规律可初步判断它为甲基丁基酮，裂分方式为：以上结构中C4H9可以是伯、仲、叔丁基，质谱图中的m/z 72 峰，应该是分子离子经麦氏重排脱去乙烯分子后生成的碎片离子。只有仲丁基经麦氏重排后才能得到m/z72 的碎片， 如为正丁基通过麦氏重排得不到m/z 72 的碎片。因此该化合物为3-甲基 -2-戊酮。精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 4 页，共 8 页习题1、简述单聚焦质谱的工作原理。2、质谱仪由哪几部分组成？各部分的作用是什么？划出质谱仪的方框示意图3、在质谱仪中当收集离子的狭缝位置和加速电压V固定时，假设逐渐增大磁场强度H，对具4、在质谱分析中，较常遇到的离子断裂方式有哪几种？5、认别质谱图中的分子离子峰应注意哪些问题？如何提高分子离子峰的强度？6、有不同质荷比的正离子，其通过狭缝的顺序如何确定？7、在质谱仪中假设将下述的离子别离开，其具有的分辨率是多少？1 C12H10O+ 和 C12H11N+ 2CH2CO+ 和 C3H7+ 8、9、解释以下术语：均裂、异裂、半异裂、分子离子峰、同位素离子峰、亚稳离子峰、麦氏重排、消除反应、奇电子离子、偶电子离子、氮律。10、试确定具有下述分子式的化合物，其形成的离子具有偶数电子，还是奇数电子？1C3H82CH3CO 3C6H5COOC2H54 C6H5NO211、 有一化合物其分子离子的m/z 分别为 120，其碎片离子的m/z为 105，问其亚稳离子的m/z 是多少？12、某有机化合物M=140 其质谱图中有m/z 分别为 83 和 57 的离子峰，试问下述哪种结构式与上述质谱数据相符合。13 解释以下化合物质谱中某些主要离子的可能断裂途径：丁酸甲酯质谱中的m/z43、59、71、74；乙基苯质谱中的m/z91、92；庚酮 -4 质谱中的m/z43、71、86；三乙胺质谱中的m/z30、58、86。精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 5 页，共 8 页14、某一未知物的质谱图如下图，m/z 为 93，95 的谱线强度接近，m/z 为 79，81 峰也类似，而 m/z 为 49，51 的峰强度之比为31。试推测器结构。15、某一液体的化学式为C5H12O，bp 138 ，质谱数据如下图，试推测其结构。16、某化合物C4H8O的质谱图如下，试推断其结构，并写出主要碎片离子的断裂过程。17、某化合物为C8H8O的质谱图如下，试推断其结构，并写出主要碎片离子的断裂过程精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 6 页，共 8 页18、某一液体化合物C4H8O2，b.p 163oC，质谱数据如以下图所示，试推断其结构19、某一液体化合物C5H12O，b.p 138 ，质谱数据如以下图所示，试推断其结构20、化合物A含 C 47.0%，含 H 2.5%，固体 m.p 83；化合物B含 C49.1% ，含 H 4.1%，液体 b.p 181 ，其质谱数据分别如以下图(a) 、 (b) 所示，试推断它们的结构。精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 7 页，共 8 页精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 8 页，共 8 页