[化学]第8章 有机化合物的波谱知识.ppt

* * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * 上海交通大学化学化工学院 根据不同的m/z(质荷比)，在电场和磁场作用下进行分离。 并在质谱仪中被记录反映下来，可以测得相对分子质量。弹片中带正电荷的碎片，也可在电场磁场作用下按质荷比分离，记录根据其质量、强度、种类以及化合物断裂的规律——判断分子结构。 质谱可以告诉我们：相对分子质量和元素组成式的信息；结构单元及其连接顺序。 质谱法的灵敏度远远超于其他方法（IR、UV），样品量为10-18mol时，可用质谱法确定肽的序列，甚至探讨蛋白质分子的折叠和非共价键作用。 上海交通大学化学化工学院 2、质谱仪： 所得信号的强弱与离子的数量有关，反映离子的相对丰度。 上海交通大学化学化工学院 其中，丰度最大的离子为100%（基峰，basic peak，简写为B） 3、质谱的表示方法： 上海交通大学化学化工学院 4、质谱峰的种类： （1）分子离子峰：（M或M+）——推测相对分子质量 一般分子离子峰应为m/z最高的离子。 但是也有例外： a. 当化合物中含有高相对分子质量的杂质时。 b. 化合物高温时热解。 c. 分子离子由于结构的关系，分裂成碎片。 d. 高熔点难挥发的化合物。 这时，可采用快原子轰击法(或化学电离、场致电离等)，使分子电离。 上海交通大学化学化工学院 （2）同位素峰：M+1，M+2峰。 上海交通大学化学化工学院 上海交通大学化学化工学院 二甲苯产生主要离子峰的裂解过程可推测如下： 上海交通大学化学化工学院 （3）碎片峰： 上海交通大学化学化工学院 4. MS在有机化学中的应用： （1）测相对分子质量——辨认分子离子峰 一般分子离子峰应该是质荷比最高的离子。 但是①当化合物中含有高相对分子质量的杂质时；②化合物高温是热解；③分子离子由于结构的关系分裂成碎片时可能有例外。 一般环状化合物的[M]强，而非环状化合物的分子离子峰很弱，甚至不存在。 通常决定质谱内质荷比最高值是不是分子离子可采用： 上海交通大学化学化工学院 a)氮规律：（Nitrogen Rule） 只含C、H、O、N的化合物，N原子数是偶数，相对分子质量为偶数。只含C、H、O、N的化合物，原子数是奇数，相对分子质量是奇数。N 所以当m/z的最高值为奇数，而 的相对强度推断分子式中有偶数氮院子，则该峰不是分子离子 峰。 b）观察m/z的最高值与邻近粒子的质量相差 因为分子离子分裂时，产生质量比它小5-13的碎片是不可能的 所以当m/z的最高值与邻近粒子的质量相差5-13时，该m/z 必定不是分子离子。 上海交通大学化学化工学院 c) 从常用的70eV改为15eV，使分子离子不裂分，相对强度增加。 d）采用高分辨仪器确定分子式 C11H20O2 相对分子质量184 准确 184.1468 C11H24N2 相对分子质量184 准确 184.1944 (2) 由碎片的组成推断出分子结构 上海交通大学化学化工学院 (88) 上海交通大学化学化工学院 （3）由同位素确定相对分子质量和分子式 以甲烷为例: 在100个甲烷分子中有1.11个分子为13C，4×0.016个分子为2H，所以其 上海交通大学化学化工学院 上海交通大学化学化工学院 对于化合物Cw Hx Ny Oz 粗略估计一个化合物含C的最高数 上海交通大学化学化工学院 例如： 质谱数据如右图所示 上海交通大学化学化工学院 1. 2. 根据 碳原子数=4.5/1.1=4 3.由于 = 0.2% ,说明不含S，Cl，Br。 4. 由于相对分子质量为72，式C4N2不成立（相对分子质量为76），所以 分子内不含氮原子，假设不含氧，则H=72-（4*12）=24， 显然不合逻辑。所以分子中应含有C，H，O H=72-（4*12）-16 = 8 分子式为：C4H8O 为偶数，按照氮规律分子中应有偶数个N原子，包括零。 上海交通大学化学化工学院 我们可以应用分子离子的同位素族的相对含量求化合物的分子式。 此项工作J.H Begnon和A.E Willams在1963年出版的“Mass and Abundance Table for