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1、第五章第五章 质质 谱谱 理学院理学院 高旭高旭昇昇2008.5我吓了一跳,蝎子是多么丑恶和恐怖的东西,为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢?但是我也感到愉快,证实我的猜测没有错:表里边有一个活的生物我吓了一跳,蝎子是多么丑恶和恐怖的东西,为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢?但是我也感到愉快,证实我的猜测没有错:表里边有一个活的生物分子离子分子离子碎片离子碎片离子 带正电荷的离子在电场和磁场作用下按照带正电荷的离子在电场和磁场作用下按照质质荷比荷比的大小分开,排列成谱,将它们记录下来,的大小分开,排列成谱,将它们记录下来,即得即得质谱质谱。 我吓了一跳,蝎子是多么丑恶和恐怖的东西,为什么把它
2、放在这样一个美丽的世界里呢?但是我也感到愉快,证实我的猜测没有错:表里边有一个活的生物我吓了一跳,蝎子是多么丑恶和恐怖的东西,为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢?但是我也感到愉快,证实我的猜测没有错:表里边有一个活的生物我吓了一跳,蝎子是多么丑恶和恐怖的东西,为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢?但是我也感到愉快,证实我的猜测没有错:表里边有一个活的生物 物质分子在质谱仪器的物质分子在质谱仪器的离子源离子源中首先形成中首先形成离子,含有各种不同质量的离子束经过离子,含有各种不同质量的离子束经过质量分质量分析器析器(包括电场和磁场,其作用类似于光谱仪(包括电场和磁场,其作用类似于光谱仪中的棱镜
3、)后,即中的棱镜)后,即按质荷比(按质荷比(m/e)值的大小顺)值的大小顺序分离开来序分离开来,用照相方式或电学方式记录下来,用照相方式或电学方式记录下来,即得到即得到按质量大小顺序排列按质量大小顺序排列的的质谱图质谱图。 我吓了一跳,蝎子是多么丑恶和恐怖的东西,为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢?但是我也感到愉快,证实我的猜测没有错:表里边有一个活的生物质谱分析具有以下一些特点:质谱分析具有以下一些特点: (1)可对气体、液体、固体等进行分析,分析范)可对气体、液体、固体等进行分析,分析范围广。围广。(2)可以测定微小的质量和质量差。可以精确测)可以测定微小的质量和质量差。可以精确测定样品
4、的分子量,推测样品的分子式、结构式。定样品的分子量,推测样品的分子式、结构式。(3)分析速度快,灵敏度高,样品用量少。)分析速度快,灵敏度高,样品用量少。我吓了一跳,蝎子是多么丑恶和恐怖的东西,为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢?但是我也感到愉快,证实我的猜测没有错:表里边有一个活的生物第一节第一节 基本原理基本原理 我吓了一跳,蝎子是多么丑恶和恐怖的东西,为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢?但是我也感到愉快,证实我的猜测没有错:表里边有一个活的生物磁场质谱仪的基本方程磁场质谱仪的基本方程 不同质荷比的离子通过磁场后会彼此分开。不同质荷比的离子通过磁场后会彼此分开。 我吓了一跳,蝎子是多么
5、丑恶和恐怖的东西,为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢?但是我也感到愉快,证实我的猜测没有错:表里边有一个活的生物绝大部分质谱都用条图表示绝大部分质谱都用条图表示 纵坐标表示离子相对强度(又称相对丰度)纵坐标表示离子相对强度(又称相对丰度)横坐标为质荷比值横坐标为质荷比值用一条直线代表一个峰。用一条直线代表一个峰。 我吓了一跳,蝎子是多么丑恶和恐怖的东西,为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢?但是我也感到愉快,证实我的猜测没有错:表里边有一个活的生物我吓了一跳,蝎子是多么丑恶和恐怖的东西,为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢?但是我也感到愉快,证实我的猜测没有错:表里边有一个活的生物第二节第二
6、节 质谱计质谱计 质谱计由质谱计由真空系统、进样系统、离子化室、真空系统、进样系统、离子化室、质量分离器和检测记录系统质量分离器和检测记录系统等五部分组成。等五部分组成。 我吓了一跳,蝎子是多么丑恶和恐怖的东西,为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢?但是我也感到愉快,证实我的猜测没有错:表里边有一个活的生物我吓了一跳,蝎子是多么丑恶和恐怖的东西,为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢?但是我也感到愉快,证实我的猜测没有错:表里边有一个活的生物进样系统进样系统 加热进样法加热进样法 直接进样法直接进样法我吓了一跳,蝎子是多么丑恶和恐怖的东西,为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢?但是我也感到愉快,
7、证实我的猜测没有错:表里边有一个活的生物离子源离子源1电子轰击离子源电子轰击离子源(electron impact ionization,简写,简写EI) 2化学电离源化学电离源(chemical ionization简写简写CI) 3场离子源场离子源(field ionization,简写,简写FI) 4场解吸源场解吸源(field Desorption,缩写,缩写FD) 我吓了一跳,蝎子是多么丑恶和恐怖的东西,为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢?但是我也感到愉快,证实我的猜测没有错:表里边有一个活的生物我吓了一跳,蝎子是多么丑恶和恐怖的东西,为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢?但是我也
8、感到愉快,证实我的猜测没有错:表里边有一个活的生物我吓了一跳,蝎子是多么丑恶和恐怖的东西,为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢?但是我也感到愉快,证实我的猜测没有错:表里边有一个活的生物质量分析器质量分析器 质量分析器的作用是质量分析器的作用是将离子源中形成的离将离子源中形成的离子按质荷比子按质荷比m/e值的大小不同分开值的大小不同分开。 静态分析器静态分析器 动态分析器动态分析器离子检测器离子检测器 真空系统真空系统 我吓了一跳,蝎子是多么丑恶和恐怖的东西,为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢?但是我也感到愉快,证实我的猜测没有错:表里边有一个活的生物分子离子峰分子离子峰同位素离子峰同位素离
9、子峰碎片离子峰碎片离子峰亚稳定离子峰亚稳定离子峰多电荷离子峰多电荷离子峰负离子峰负离子峰离子和分子相互作用所生成的离子峰离子和分子相互作用所生成的离子峰第三节第三节 质谱中的离子类型质谱中的离子类型 我吓了一跳,蝎子是多么丑恶和恐怖的东西,为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢?但是我也感到愉快,证实我的猜测没有错:表里边有一个活的生物一、分子离子一、分子离子 分子受电子流轰击,失去一个价电子后所分子受电子流轰击,失去一个价电子后所生成的离子叫生成的离子叫分子离子分子离子(又叫母离子又叫母离子) 分子离子峰主要用于分子量的测定分子离子峰主要用于分子量的测定我吓了一跳,蝎子是多么丑恶和恐怖的东西,
10、为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢?但是我也感到愉快,证实我的猜测没有错:表里边有一个活的生物 n电子电子 电子电子 电子电子 失去一个失去一个 电子形成的分子离子:电子形成的分子离子: 失去一个失去一个n电子形成的分子离子:电子形成的分子离子:失去一个失去一个 电子形成的分子离子:电子形成的分子离子:+ +RCRORCRO -e+ + -e -eRCHHCRHHRCHHCRHH+.我吓了一跳,蝎子是多么丑恶和恐怖的东西,为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢?但是我也感到愉快,证实我的猜测没有错:表里边有一个活的生物我吓了一跳,蝎子是多么丑恶和恐怖的东西,为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢
11、?但是我也感到愉快,证实我的猜测没有错:表里边有一个活的生物判断分子离子峰强度的方法判断分子离子峰强度的方法 1从化合物的结构来判断分子离子峰的强度从化合物的结构来判断分子离子峰的强度:(1)具有离域)具有离域电子系统的化合物,其分子离电子系统的化合物,其分子离子峰强度就大。子峰强度就大。(2)环状化合物的分子离子强度亦是大的。)环状化合物的分子离子强度亦是大的。 (3)当化合物具有某种能使碎片稳定的结构因)当化合物具有某种能使碎片稳定的结构因素时,其分子离子峰强度就弱。素时,其分子离子峰强度就弱。 我吓了一跳,蝎子是多么丑恶和恐怖的东西,为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢?但是我也感到愉快
12、,证实我的猜测没有错:表里边有一个活的生物2利用经验规律:利用经验规律: (1)借助于借助于“氮规律氮规律”(2)应有合理的碎片应有合理的碎片 (3)采用断裂模式采用断裂模式(4)注意注意M1峰和峰和M1峰峰。3改变实验条件检验分子离子峰。改变实验条件检验分子离子峰。我吓了一跳,蝎子是多么丑恶和恐怖的东西,为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢?但是我也感到愉快,证实我的猜测没有错:表里边有一个活的生物二、同位素离子二、同位素离子 MM1M2我吓了一跳,蝎子是多么丑恶和恐怖的东西,为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢?但是我也感到愉快,证实我的猜测没有错:表里边有一个活的生物(1)对重同位素丰度
13、低,但在分子中含有数)对重同位素丰度低,但在分子中含有数目多的元素,如目多的元素,如C、H、N和和O等,按以下两式等,按以下两式计算:计算: 我吓了一跳,蝎子是多么丑恶和恐怖的东西,为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢?但是我也感到愉快,证实我的猜测没有错:表里边有一个活的生物(2)对重同位素丰度高的元素如)对重同位素丰度高的元素如S、Si、C1和和Br等同位素峰强度比,可利用(等同位素峰强度比,可利用(ab)n二项展二项展开式表示。开式表示。a表示轻同位素丰度;表示轻同位素丰度;b表示重同位表示重同位素丰度,素丰度,n表示分子中重同位素丰度高的元素数表示分子中重同位素丰度高的元素数目。目。
14、我吓了一跳,蝎子是多么丑恶和恐怖的东西,为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢?但是我也感到愉快,证实我的猜测没有错:表里边有一个活的生物例例 某化合物的红外光谱说明它含有羰基。它某化合物的红外光谱说明它含有羰基。它的质谱中的质谱中M、M1和和M2峰的强度比如下:峰的强度比如下: 试求其分子式。试求其分子式。 我吓了一跳,蝎子是多么丑恶和恐怖的东西,为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢?但是我也感到愉快,证实我的猜测没有错:表里边有一个活的生物我吓了一跳,蝎子是多么丑恶和恐怖的东西,为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢?但是我也感到愉快,证实我的猜测没有错:表里边有一个活的生物原因原因:由于初级
15、离子从电离区到分析器发生缓慢:由于初级离子从电离区到分析器发生缓慢分解的结果,与离子的平均寿命有关。分解的结果,与离子的平均寿命有关。三、亚稳定离子三、亚稳定离子 我吓了一跳,蝎子是多么丑恶和恐怖的东西,为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢?但是我也感到愉快,证实我的猜测没有错:表里边有一个活的生物例如:例如: 我吓了一跳,蝎子是多么丑恶和恐怖的东西,为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢?但是我也感到愉快,证实我的猜测没有错:表里边有一个活的生物四、离子和分子相互作用产生的离子四、离子和分子相互作用产生的离子 分子离子从中性分子取得一个原子或基团,分子离子从中性分子取得一个原子或基团,生成一个
16、较重的离子生成一个较重的离子: 我吓了一跳,蝎子是多么丑恶和恐怖的东西,为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢?但是我也感到愉快,证实我的猜测没有错:表里边有一个活的生物五、多电荷离子五、多电荷离子 m/2e或或m/3e 多电荷离子。多电荷离子。 具有具有电子系统的芳香化合物、杂环或高度电子系统的芳香化合物、杂环或高度共轭不饱和化合物共轭不饱和化合物六、负离子六、负离子 我吓了一跳,蝎子是多么丑恶和恐怖的东西,为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢?但是我也感到愉快,证实我的猜测没有错:表里边有一个活的生物七、碎片离子七、碎片离子 我吓了一跳,蝎子是多么丑恶和恐怖的东西,为什么把它放在这样一个美丽
17、的世界里呢?但是我也感到愉快,证实我的猜测没有错:表里边有一个活的生物一、共价键的三种裂解方式一、共价键的三种裂解方式 均裂均裂:键上的两个电子均裂后,每个碎片上键上的两个电子均裂后,每个碎片上各占有一个电子。用各占有一个电子。用 表示一个电子的转移。表示一个电子的转移。 第四节第四节 裂裂 解解 异裂异裂:键上的两个电子异裂后,两个电子停留键上的两个电子异裂后,两个电子停留在一个碎片上。用在一个碎片上。用 表示两个电子的转移。表示两个电子的转移。 半异裂半异裂:己电离的:己电离的键的开裂。键的开裂。 我吓了一跳,蝎子是多么丑恶和恐怖的东西,为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢?但是我也感到愉
18、快,证实我的猜测没有错:表里边有一个活的生物二、影响离子断裂的因素二、影响离子断裂的因素 1化学键的相对强度化学键的相对强度 我吓了一跳,蝎子是多么丑恶和恐怖的东西,为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢?但是我也感到愉快,证实我的猜测没有错:表里边有一个活的生物我吓了一跳,蝎子是多么丑恶和恐怖的东西,为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢?但是我也感到愉快,证实我的猜测没有错:表里边有一个活的生物我吓了一跳,蝎子是多么丑恶和恐怖的东西,为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢?但是我也感到愉快,证实我的猜测没有错:表里边有一个活的生物2开裂碎片的稳定性开裂碎片的稳定性 (1)有分支的正碳离子是比较稳
19、定的,故断裂)有分支的正碳离子是比较稳定的,故断裂往往发生在往往发生在取代基最多的碳原子上取代基最多的碳原子上。 稳定性次序:稳定性次序:叔正碳离子仲正碳离子叔正碳离子仲正碳离子伯正碳离于伯正碳离于我吓了一跳,蝎子是多么丑恶和恐怖的东西,为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢?但是我也感到愉快,证实我的猜测没有错:表里边有一个活的生物(2)碳原子)碳原子在相邻有在相邻有电子系统电子系统的情况下,也的情况下,也易产生相对稳定的正离子。易产生相对稳定的正离子。例如烷基苯极易发生例如烷基苯极易发生(CC)开裂开裂 我吓了一跳,蝎子是多么丑恶和恐怖的东西,为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢?但是我也感
20、到愉快,证实我的猜测没有错:表里边有一个活的生物 由于该离子正电荷能被苯环的由于该离子正电荷能被苯环的电子所分散,电子所分散,因而形成稳定的卓翁离子,该离子在图中的丰因而形成稳定的卓翁离子,该离子在图中的丰度很大,常常是基峰或强峰。度很大,常常是基峰或强峰。 我吓了一跳,蝎子是多么丑恶和恐怖的东西,为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢?但是我也感到愉快,证实我的猜测没有错:表里边有一个活的生物(3)碳原子在邻近有杂原子的情况下,易产)碳原子在邻近有杂原子的情况下,易产生相对稳定的正离子。生相对稳定的正离子。 氮上的未共享电子对能使碳上的正电荷相对氮上的未共享电子对能使碳上的正电荷相对地稳定地稳
21、定(由于邻近电子参与由于邻近电子参与),即该体系具有共振,即该体系具有共振效应:效应: 杂原子有使正电荷稳定的能力杂原子有使正电荷稳定的能力NSOX 我吓了一跳,蝎子是多么丑恶和恐怖的东西,为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢?但是我也感到愉快,证实我的猜测没有错:表里边有一个活的生物3位阻因素位阻因素 在复杂的分子中,各种官能团的相互作用在复杂的分子中,各种官能团的相互作用能给出复杂的开裂反应,这些反应涉及一个以能给出复杂的开裂反应,这些反应涉及一个以上的键开裂,称为上的键开裂,称为多中心开裂多中心开裂。 当分子发生多中心开裂时,原子间的当分子发生多中心开裂时,原子间的相对相对位置位置对开裂
22、过程十分重要。对开裂过程十分重要。我吓了一跳,蝎子是多么丑恶和恐怖的东西,为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢?但是我也感到愉快,证实我的猜测没有错:表里边有一个活的生物 在这二个消除基团在这二个消除基团(H、X)间,碳原子的个间,碳原子的个数数n值,对于不同的消去基团值,对于不同的消去基团x有不同的最适当有不同的最适当数值,换言之,数值,换言之,X与与H间必须有适当的空间关系间必须有适当的空间关系。 我吓了一跳,蝎子是多么丑恶和恐怖的东西,为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢?但是我也感到愉快,证实我的猜测没有错:表里边有一个活的生物三、正离子的开裂类型三、正离子的开裂类型 1单纯开裂单纯开
23、裂 仅一个键发生开裂,最常见的是带奇数电子仅一个键发生开裂,最常见的是带奇数电子的离子发生键的均裂。的离子发生键的均裂。 开裂过程中失去一个自由基,自身变成一个开裂过程中失去一个自由基,自身变成一个带偶数电子的正离子。带偶数电子的正离子。我吓了一跳,蝎子是多么丑恶和恐怖的东西,为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢?但是我也感到愉快,证实我的猜测没有错:表里边有一个活的生物 氮规律氮规律:含奇数氮的正离子,具有奇数电:含奇数氮的正离子,具有奇数电子时具有奇数质量,具有偶数电子时具有偶数子时具有奇数质量,具有偶数电子时具有偶数质量。质量。根据碎片离子与母离子的质量的奇偶数相反,根据碎片离子与母离子
24、的质量的奇偶数相反,能推测所发生的开裂是简单开裂。能推测所发生的开裂是简单开裂。 我吓了一跳,蝎子是多么丑恶和恐怖的东西,为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢?但是我也感到愉快,证实我的猜测没有错:表里边有一个活的生物2重排重排 重排时有二个键发生断裂,通常母离子脱重排时有二个键发生断裂,通常母离子脱去一个中性分子,同时发生原子间的重排。去一个中性分子,同时发生原子间的重排。 由于脱去中性分子是失去偶数电子,故含由于脱去中性分子是失去偶数电子,故含奇数电子的离子奇数电子的离子(即游离基正离子即游离基正离子)经重排后产生经重排后产生的离子一定含有奇数电子,故质量数亦为偶数。的离子一定含有奇数电子
25、,故质量数亦为偶数。 我吓了一跳,蝎子是多么丑恶和恐怖的东西,为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢?但是我也感到愉快,证实我的猜测没有错:表里边有一个活的生物(1)麦氏重排)麦氏重排 位置有能迁移的位置有能迁移的H,它通过六元环状迁移,它通过六元环状迁移,转移到电离的双键碳或杂原子上,同时烯丙键转移到电离的双键碳或杂原子上,同时烯丙键开裂生成中性小分子。开裂生成中性小分子。我吓了一跳,蝎子是多么丑恶和恐怖的东西,为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢?但是我也感到愉快,证实我的猜测没有错:表里边有一个活的生物 麦氏重排的规律性很强,故对解析质谱麦氏重排的规律性很强,故对解析质谱时很有意义。时很有
26、意义。 在酮、醛、链烯、酰胺、酯、腈、芳香族在酮、醛、链烯、酰胺、酯、腈、芳香族化合钩、亚硫酸酯的质谱上都可以找到由这化合钩、亚硫酸酯的质谱上都可以找到由这种重排产生的离子峰。种重排产生的离子峰。我吓了一跳,蝎子是多么丑恶和恐怖的东西,为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢?但是我也感到愉快,证实我的猜测没有错:表里边有一个活的生物 由单纯开裂或重排开裂所产生的碎片离子,由单纯开裂或重排开裂所产生的碎片离子,如果仍具有麦氏重排的条件,则可进一步发生如果仍具有麦氏重排的条件,则可进一步发生麦氏重排,称之为麦氏重排,称之为连续重排连续重排。我吓了一跳,蝎子是多么丑恶和恐怖的东西,为什么把它放在这样一
27、个美丽的世界里呢?但是我也感到愉快,证实我的猜测没有错:表里边有一个活的生物(2)逆狄阿斯)逆狄阿斯阿德耳重排阿德耳重排 可看成是以双键为起点的重排,通常生成带可看成是以双键为起点的重排,通常生成带正电荷的共轭二烯碎片和中性烯类碎片。正电荷的共轭二烯碎片和中性烯类碎片。我吓了一跳,蝎子是多么丑恶和恐怖的东西,为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢?但是我也感到愉快,证实我的猜测没有错:表里边有一个活的生物 但有时烯类碎片也能够带正电荷,这主要但有时烯类碎片也能够带正电荷,这主要受结构因素影响,取决于开裂过渡状态所形成受结构因素影响,取决于开裂过渡状态所形成的正离子的稳定性,过渡状态的正离子越稳定
28、,的正离子的稳定性,过渡状态的正离子越稳定,则按这种过渡状态开裂而产生的离子强度就越则按这种过渡状态开裂而产生的离子强度就越大。大。 我吓了一跳,蝎子是多么丑恶和恐怖的东西,为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢?但是我也感到愉快,证实我的猜测没有错:表里边有一个活的生物正离子的稳定性的大小,可按下列次序排列:正离子的稳定性的大小,可按下列次序排列: 我吓了一跳,蝎子是多么丑恶和恐怖的东西,为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢?但是我也感到愉快,证实我的猜测没有错:表里边有一个活的生物(3)碎片离子的重排)碎片离子的重排 a. 在伯、仲、叔碳原于上有在伯、仲、叔碳原于上有OH、SH、NH2时,时
29、,发生发生开裂产生的碎片离子如能形成四元环迁开裂产生的碎片离子如能形成四元环迁移状态,就会发生下面重排:移状态,就会发生下面重排: 我吓了一跳,蝎子是多么丑恶和恐怖的东西,为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢?但是我也感到愉快,证实我的猜测没有错:表里边有一个活的生物b. 由醚、硫醚、仲胺和叔胺的单纯开裂产生的由醚、硫醚、仲胺和叔胺的单纯开裂产生的翁离子,如果含有乙基以上的烷基,会进一步翁离子,如果含有乙基以上的烷基,会进一步重排而脱离链烯:重排而脱离链烯: 我吓了一跳,蝎子是多么丑恶和恐怖的东西,为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢?但是我也感到愉快,证实我的猜测没有错:表里边有一个活的生物
30、(4)消除)消除 a. 醇类脱水醇类脱水 用重氢标记法证明,脂肪醇中相邻原子团之用重氢标记法证明,脂肪醇中相邻原子团之间不发生消除反应,而在间不发生消除反应,而在1,3或或1,4位之间发生,位之间发生,形成形成5元或元或6元环过渡态,伴随元环过渡态,伴随CH断裂,消除断裂,消除中性分子中性分子H2O: 我吓了一跳,蝎子是多么丑恶和恐怖的东西,为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢?但是我也感到愉快,证实我的猜测没有错:表里边有一个活的生物 b. 消除氯化氢或溴化氢:消除氯化氢或溴化氢: 我吓了一跳,蝎子是多么丑恶和恐怖的东西,为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢?但是我也感到愉快,证实我的猜测没
31、有错:表里边有一个活的生物 c. 邻位效应:邻位取代的芳香系统,能使氢原邻位效应:邻位取代的芳香系统,能使氢原子迁移到被消除的原子或基团上,形成中性分子迁移到被消除的原子或基团上,形成中性分子。子。 我吓了一跳,蝎子是多么丑恶和恐怖的东西,为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢?但是我也感到愉快,证实我的猜测没有错:表里边有一个活的生物第五节第五节 各类有机化合物的质谱各类有机化合物的质谱 一、烃类一、烃类 1直链烷烃直链烷烃 分子离子峰丰度随分子量增加而下降。分子离子峰丰度随分子量增加而下降。 有两种断裂同系物在质谱中占优势,其相应有两种断裂同系物在质谱中占优势,其相应的实验式为的实验式为Cn
32、H2n+1+与与CnH2n1+。通常奇数质。通常奇数质量的离子的丰度较偶数质量的离子的丰度为大。量的离子的丰度较偶数质量的离子的丰度为大。 含含8个以上碳的化合物出现相似的图谱,故要个以上碳的化合物出现相似的图谱,故要根据分子离子峰来鉴定。根据分子离子峰来鉴定。 我吓了一跳,蝎子是多么丑恶和恐怖的东西,为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢?但是我也感到愉快,证实我的猜测没有错:表里边有一个活的生物2支链烷烃支链烷烃 分子离子峰更弱,而且强度逐渐下降的分子离子峰更弱,而且强度逐渐下降的平滑曲线由于优先断裂在支链处而变形。平滑曲线由于优先断裂在支链处而变形。 我吓了一跳,蝎子是多么丑恶和恐怖的东西
33、,为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢?但是我也感到愉快,证实我的猜测没有错:表里边有一个活的生物3环烷烃环烷烃 分子离子峰很强,趋向于失去侧链。分子离子峰很强,趋向于失去侧链。 我吓了一跳,蝎子是多么丑恶和恐怖的东西,为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢?但是我也感到愉快,证实我的猜测没有错:表里边有一个活的生物2烯烃烯烃 (1)双键容易发生)双键容易发生开裂开裂(烯丙键断裂烯丙键断裂) (2)有)有H存在,能发生麦氏重排。存在,能发生麦氏重排。 我吓了一跳,蝎子是多么丑恶和恐怖的东西,为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢?但是我也感到愉快,证实我的猜测没有错:表里边有一个活的生物(3)环烯
34、能发生逆狄阿斯)环烯能发生逆狄阿斯阿德耳重排:阿德耳重排: 我吓了一跳,蝎子是多么丑恶和恐怖的东西,为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢?但是我也感到愉快,证实我的猜测没有错:表里边有一个活的生物3芳烃芳烃 分子中的苯环能使分子离子峰稳定存在,故分子中的苯环能使分子离子峰稳定存在,故通常芳烃的分子离子峰很大,甚至通常芳烃的分子离子峰很大,甚至M+1与与M+2的的同位素峰也能精确测定。同位素峰也能精确测定。 (1)容易发生)容易发生键,经重排成卓翁离子:键,经重排成卓翁离子: 我吓了一跳,蝎子是多么丑恶和恐怖的东西,为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢?但是我也感到愉快,证实我的猜测没有错:表里
35、边有一个活的生物(2)当存在)当存在H时,可发生麦氏重排,得到时,可发生麦氏重排,得到m/e 92的重排峰。的重排峰。 我吓了一跳,蝎子是多么丑恶和恐怖的东西,为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢?但是我也感到愉快,证实我的猜测没有错:表里边有一个活的生物(3)由于)由于断裂和氢的重排,单烷基苯的特断裂和氢的重排,单烷基苯的特征离子出现在征离子出现在m/e77(C6H5+)和和78(C6H6+)。 我吓了一跳,蝎子是多么丑恶和恐怖的东西,为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢?但是我也感到愉快,证实我的猜测没有错:表里边有一个活的生物(4)邻位二取代苯,具有邻位效应的开裂:)邻位二取代苯,具有邻
36、位效应的开裂: (5)稠环芳烃是极稳定的,很少发生断裂过)稠环芳烃是极稳定的,很少发生断裂过程,常常不出现碎片。程,常常不出现碎片。 我吓了一跳,蝎子是多么丑恶和恐怖的东西,为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢?但是我也感到愉快,证实我的猜测没有错:表里边有一个活的生物二、醇类和醚类化台物二、醇类和醚类化台物 1醇类醇类 伯醇与仲醇的分子离子峰很小,叔醇的分伯醇与仲醇的分子离子峰很小,叔醇的分子离子峰则测不出来。子离子峰则测不出来。 我吓了一跳,蝎子是多么丑恶和恐怖的东西,为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢?但是我也感到愉快,证实我的猜测没有错:表里边有一个活的生物(1)脱水)脱水(热脱水及
37、电子轰击后脱水热脱水及电子轰击后脱水) 我吓了一跳,蝎子是多么丑恶和恐怖的东西,为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢?但是我也感到愉快,证实我的猜测没有错:表里边有一个活的生物(2)开裂形成羊翁离子开裂形成羊翁离子 (3)4碳以上的醇可脱水、脱烯碳以上的醇可脱水、脱烯 我吓了一跳,蝎子是多么丑恶和恐怖的东西,为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢?但是我也感到愉快,证实我的猜测没有错:表里边有一个活的生物2酚类酚类 显著的分子离子峰显著的分子离子峰(通常是基峰通常是基峰),易失,易失CO。 我吓了一跳,蝎子是多么丑恶和恐怖的东西,为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢?但是我也感到愉快,证实我的猜
38、测没有错:表里边有一个活的生物3醚类醚类 (1)开裂:开裂: 分子离子峰较小。分子离子峰较小。 我吓了一跳,蝎子是多么丑恶和恐怖的东西,为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢?但是我也感到愉快,证实我的猜测没有错:表里边有一个活的生物(2)开裂:电荷留在烷基碎片上:开裂:电荷留在烷基碎片上: (3)缩醛是醚的特殊类型,其质谱特征是分子)缩醛是醚的特殊类型,其质谱特征是分子离子峰极弱,离子峰极弱,MR与与MOR峰都很明显,峰都很明显,MH很弱。很弱。 我吓了一跳,蝎子是多么丑恶和恐怖的东西,为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢?但是我也感到愉快,证实我的猜测没有错:表里边有一个活的生物(4)环醚可
39、脱去中性分子:)环醚可脱去中性分子: (5)芳醚:分子离子峰明显,在以苯环为主的)芳醚:分子离子峰明显,在以苯环为主的位上断裂。位上断裂。 我吓了一跳,蝎子是多么丑恶和恐怖的东西,为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢?但是我也感到愉快,证实我的猜测没有错:表里边有一个活的生物三、酮类和醛类化合物三、酮类和醛类化合物 1酮类酮类 (1)脂肪酮;其分子离子峰还是清楚的。通)脂肪酮;其分子离子峰还是清楚的。通常发生的是常发生的是裂解。裂解。 我吓了一跳,蝎子是多么丑恶和恐怖的东西,为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢?但是我也感到愉快,证实我的猜测没有错:表里边有一个活的生物(2)当有)当有H时,能
40、发生麦氏重排:时,能发生麦氏重排: (3)环酮的分子离子峰是显著的,能发生复杂)环酮的分子离子峰是显著的,能发生复杂开裂:开裂: 我吓了一跳,蝎子是多么丑恶和恐怖的东西,为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢?但是我也感到愉快,证实我的猜测没有错:表里边有一个活的生物(4)芳酮常易脱去)芳酮常易脱去CO: 我吓了一跳,蝎子是多么丑恶和恐怖的东西,为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢?但是我也感到愉快,证实我的猜测没有错:表里边有一个活的生物2醛类醛类 (1)脂肪醛:)脂肪醛: (2)有)有H时也能发生麦氏重排:时也能发生麦氏重排: 我吓了一跳,蝎子是多么丑恶和恐怖的东西,为什么把它放在这样一个美
41、丽的世界里呢?但是我也感到愉快,证实我的猜测没有错:表里边有一个活的生物(3)芳醛:有大的分子离子峰。)芳醛:有大的分子离子峰。 我吓了一跳,蝎子是多么丑恶和恐怖的东西,为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢?但是我也感到愉快,证实我的猜测没有错:表里边有一个活的生物四、酸类化合物及其衍生物四、酸类化合物及其衍生物 1直链一无羧酸的分子离子峰较弱,但一般可直链一无羧酸的分子离子峰较弱,但一般可以识别。以识别。 (1)有)有H时可发生麦氏重排:时可发生麦氏重排: (2) 我吓了一跳,蝎子是多么丑恶和恐怖的东西,为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢?但是我也感到愉快,证实我的猜测没有错:表里边有一个
42、活的生物(3)芳酸:分子离子峰是大的。)芳酸:分子离子峰是大的。 我吓了一跳,蝎子是多么丑恶和恐怖的东西,为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢?但是我也感到愉快,证实我的猜测没有错:表里边有一个活的生物当邻位有带氢的基团时,可看到当邻位有带氢的基团时,可看到MH2O峰。峰。 我吓了一跳,蝎子是多么丑恶和恐怖的东西,为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢?但是我也感到愉快,证实我的猜测没有错:表里边有一个活的生物 2酯类酯类 (1)主要是)主要是裂解,可得四种形式的碎片离子裂解,可得四种形式的碎片离子我吓了一跳,蝎子是多么丑恶和恐怖的东西,为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢?但是我也感到愉快,证
43、实我的猜测没有错:表里边有一个活的生物(2)当)当R超过超过3个碳原子时,还有麦氏重排:个碳原子时,还有麦氏重排: (3)乙酯以上的酯和碳酸酯常能发生双重重排)乙酯以上的酯和碳酸酯常能发生双重重排 我吓了一跳,蝎子是多么丑恶和恐怖的东西,为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢?但是我也感到愉快,证实我的猜测没有错:表里边有一个活的生物五、胺类及酰胺类化合物五、胺类及酰胺类化合物 1胺类化合物胺类化合物 (1)脂肪胺:分子离子峰很弱。主要是)脂肪胺:分子离子峰很弱。主要是开裂,开裂,形成亚胺正离子,可继续开裂。形成亚胺正离子,可继续开裂。 我吓了一跳,蝎子是多么丑恶和恐怖的东西,为什么把它放在这样
44、一个美丽的世界里呢?但是我也感到愉快,证实我的猜测没有错:表里边有一个活的生物(2)芳胺:分子离子峰很强。)芳胺:分子离子峰很强。 我吓了一跳,蝎子是多么丑恶和恐怖的东西,为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢?但是我也感到愉快,证实我的猜测没有错:表里边有一个活的生物3酰胺类化合物酰胺类化合物 (1)脂肪族伯酰胺中,分子离子峰通常可辨别,)脂肪族伯酰胺中,分子离子峰通常可辨别,最主要的是最主要的是键断裂。键断裂。 我吓了一跳,蝎子是多么丑恶和恐怖的东西,为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢?但是我也感到愉快,证实我的猜测没有错:表里边有一个活的生物当当R的碳原子数大于的碳原子数大于3时,可发生
45、麦氏重排。时,可发生麦氏重排。 (2)芳香酰胺主要有三个强峰出现。)芳香酰胺主要有三个强峰出现。 我吓了一跳,蝎子是多么丑恶和恐怖的东西,为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢?但是我也感到愉快,证实我的猜测没有错:表里边有一个活的生物六、硝基化合物六、硝基化合物 1.脂肪族一元硝基化合物的分子离子峰,很弱或脂肪族一元硝基化合物的分子离子峰,很弱或不出现。不出现。 我吓了一跳,蝎子是多么丑恶和恐怖的东西,为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢?但是我也感到愉快,证实我的猜测没有错:表里边有一个活的生物2芳香硝基化合物:强的分子离子峰。芳香硝基化合物:强的分子离子峰。 我吓了一跳,蝎子是多么丑恶和恐怖的东西,为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢?但是我也感到愉快,证实我的猜测没有错:表里边有一个活的生物七、卤化物七、卤化物 Cl37、Br82同位素对同位素对M+2的贡献使含的贡献使含Cl或或Br的离子很易辨认,故氯和溴有特征的分子离的离子很易辨认,故氯和溴有特征的分子离子簇,以子簇,以开裂为主,正电荷一般保留在烷开裂为主,正电荷一般保留在烷基上。基上。 我吓了一跳,蝎子是多么丑恶和恐怖的东西,为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢?但是我也感到愉快,证实我的猜测没有错:表里边有一个活的生物卤代烷分子还存在消除一分卤化氢的反应。卤代烷分子还存在消除一分卤化氢的反应。
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